蘆山地震斷層的滑動分布與汶川地震斷層的關系
發(fā)布時間：2021-10-26 18:13
本文利用2013年蘆山MS7.0級地震同震GPS數(shù)據(jù)反演了蘆山斷層幾何與斷層滑動分布,結果表明:蘆山地震發(fā)震斷層具有南陡北緩、上陡下緩的特征,低傾角的區(qū)域位于發(fā)震斷層北段且靠近映秀斷層的一側;滑動分布模型的最大滑動量為0.82m,其深度為13.67km與小震發(fā)生集中平均深度12.5km接近.我們選取1998—2014年龍門山斷裂帶區(qū)域地殼形變觀測數(shù)據(jù),擬合獲得了龍門山斷裂帶走向方向上的速度分量,發(fā)現(xiàn)在汶川MS8.0地震與蘆山MS7.0地震之間寬度約30km破裂空區(qū),龍門山斷裂帶西南段與東北段的形變分量以破裂空區(qū)為界方向相反.斷裂帶東北段（汶川地震主要發(fā)震斷層）的形變分量方向與斷層右旋走滑運動方向一致,而在斷裂帶西南段（蘆山地震發(fā)震斷層）的形變分量方向與斷層左旋走滑運動方向一致.蘆山地震走滑方向與汶川地震走滑方向相反是因為該斷裂帶構造運動在特有幾何構造下受青藏高原東南向擠壓,遇龍門山中段巖石圈楔狀構造的阻擋,在汶川MS8.0地震與蘆山MS7.0地震間的地震空區(qū),形成了構造運動向其...
【文章來源】：地球物理學報. 2020,63(01)北大核心EISCICSCD
【文章頁數(shù)】：13 頁
【部分圖文】：
研究區(qū)域
為了得到更為精細的斷層運動信息，我們將2.1節(jié)中的曲面結果作為斷層的幾何結構，借助Okada(1985）矩形位錯模型構建格林函數(shù)G，從而反演斷層破裂滑動分布．為了方便計算，在圖2基礎上將子斷層片近似為矩形，設定子斷層片走向208°，其他斷層幾何參數(shù)按照近似為矩形的法則計算給出．在斷層幾何參數(shù)確定的情況下，忽略公式（1）中Roughness部分，地表形變量與滑動量成正比．通常情況下，內陸地震不存在位錯模型的張裂分量，因此在本文斷層破裂滑動分布反演時，只考慮走滑和傾滑分量，并且將最外圍子斷層片的走滑和傾滑設置為0．反演的最優(yōu)斷層滑動模型應該同時滿足Misfit和Roughness達到最小，若Misfit過大，則觀測數(shù)據(jù)的擬合程度低，無法反映實際的地表形變．若Roughness過大，則破裂滑動分布的連續(xù)程度低，與自然界能量衰減現(xiàn)象不符．為了反演792個子斷層片的滑動分量，本文使用由斯坦福大學Michael C.Grant博士和Stephen P.Boyd教授編寫基于matlab的凸優(yōu)化軟件（CVX）作為優(yōu)化算法（http：∥cvxr.com/cvx/）．設置式（1）中s取值范圍為0～2m,W為單位權陣I，β為0.1，最終獲得反演結果如圖3所示．
斷層破裂滑動分布圖3表明蘆山地震破裂只存在一個破裂峰值區(qū)，將破裂走滑滑動分布圖與傾滑滑動分布圖比較，兩圖破裂形態(tài)十分相似這說明了蘆山地震是逆沖為主的地震，圖3a、圖3b、圖3c破裂峰值區(qū)均在地下13km左右，這與Long等（2015）利用三種方法重定位小震主要集中在地表下6～19km的結果一致，該深度上地震活躍、斷層滑動量大，同時也對地表形變影響較大．而圖3b走滑量為什么也會在地下13km處出現(xiàn)峰值？這與地震發(fā)生機制有關，在主滑脫面的帶動下的上盤次級滑脫面可能發(fā)生走滑型地震（羅艷等，2015）．圖3b與圖3a、圖3c的破裂形態(tài)有較大的差別，主要的破裂峰值區(qū)呈現(xiàn)出斜放的橢圓形，上陡下緩和南陡北緩的斷層幾何結構驗證了斜放的橢圓形；次要的峰值區(qū)出現(xiàn)在斷層南端靠近地表處，正好能夠解釋斷層上盤南端會出現(xiàn)與斷層走向近似平行的大形變．本文反演得到的破裂滑動參數(shù)與Jiang等（2014）和譚凱等（2015）、許才軍等（2017）的結果相比基本一致，最大滑動量均在地表下13km附近，最大滑動量為0.82m比Jiang和許才軍的結果略大，地震矩和震級量級與前人研究相同．為了驗證反演的斷層破裂滑動分布的正確性，通過反演得到的破裂滑動分布模型計算了觀測點地表形變（見圖4）．在圖4中藍色箭頭為GPS觀測值，紅色箭頭為模型計算值．圖4表明破裂滑動分布模型計算值在蘆山地震的近場GPS位移有較好的擬合，并且在斷層的上盤的LS05點正演值與觀測值幾乎一致．LS05點方向近似平行斷層走向，LS10點雖然超出斷層投影范圍，但是方向與斷層走向垂直，形變量也明顯小于LS05，從側面說明蘆山地震逆沖為主兼少量左旋走滑．逆沖為主保證了在斷層的遠場觀測點仍然具有逆沖特征．接近斷層南端地表的左旋走滑分量改變LS05、LS06、SCTQ等點的形變方向．
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于庫侖應力改變和地震活動性研究巴顏喀拉塊體周緣強震序列的觸發(fā)關系及其構造意義[J]. 賈科,周仕勇. 地震學報. 2018(03)
[2]2013年Ms 7.0級中國蘆山地震斷層曲面模型的構建及其滑動分布的大地測量反演[J]. 許才軍,周力璇,尹智. 武漢大學學報(信息科學版). 2017(11)
[3]青藏高原東緣巖石圈物性結構特征及深部構造涵義[J]. 李軍,王緒本,李大虎,秦慶炎,張剛,周軍,李亞星,劉宇. 地球物理學報. 2017 (06)
[4]近場位移數(shù)據(jù)約束的2013年蘆山地震破裂模型及其構造意義[J]. 譚凱,王琪,丁開華,李恒,鄒蓉,聶兆生,王迪晉,楊少敏,喬學軍. 地球物理學報. 2015(09)
[5]Focal mechanisms of the Lushan earthquake sequence and spatial variation of the stress field[J]. LUO Yan,ZHAO Li,ZENG XiangFang,GAO Yuan. Science China（Earth Sciences）. 2015(07)
[6]蘆山地震序列震源機制及其構造應力場空間變化[J]. 羅艷,趙里,曾祥方,高原. 中國科學:地球科學. 2015(04)
[7]Significant isostatic imbalance near the seismic gap between the M8.0 Wenchuan and M7.0 Lushan earthquakes[J]. Guangyu Fu,Guoqing Zhang. Chinese Science Bulletin. 2014(34)
[8]綜合地球物理資料揭示青藏高原東緣龍日壩斷裂帶構造屬性和大地構造意義[J]. 郭曉玉,高銳,G.Randy Keller,沙愛軍,徐嘯,王海燕,李文輝. 地球物理學進展. 2014(05)
[9]扇形邊界條件下的龍門山殼幔電性結構特征[J]. 王緒本,羅威,張剛,蔡學林,覃慶炎,羅皓中. 地球物理學報. 2013(08)
[10]從汶川地震到蘆山地震[J]. 陳運泰,楊智嫻,張勇,劉超. 中國科學:地球科學. 2013(06)
本文編號：3459971
【文章來源】：地球物理學報. 2020,63(01)北大核心EISCICSCD
【文章頁數(shù)】：13 頁
【部分圖文】：
研究區(qū)域
為了得到更為精細的斷層運動信息，我們將2.1節(jié)中的曲面結果作為斷層的幾何結構，借助Okada(1985）矩形位錯模型構建格林函數(shù)G，從而反演斷層破裂滑動分布．為了方便計算，在圖2基礎上將子斷層片近似為矩形，設定子斷層片走向208°，其他斷層幾何參數(shù)按照近似為矩形的法則計算給出．在斷層幾何參數(shù)確定的情況下，忽略公式（1）中Roughness部分，地表形變量與滑動量成正比．通常情況下，內陸地震不存在位錯模型的張裂分量，因此在本文斷層破裂滑動分布反演時，只考慮走滑和傾滑分量，并且將最外圍子斷層片的走滑和傾滑設置為0．反演的最優(yōu)斷層滑動模型應該同時滿足Misfit和Roughness達到最小，若Misfit過大，則觀測數(shù)據(jù)的擬合程度低，無法反映實際的地表形變．若Roughness過大，則破裂滑動分布的連續(xù)程度低，與自然界能量衰減現(xiàn)象不符．為了反演792個子斷層片的滑動分量，本文使用由斯坦福大學Michael C.Grant博士和Stephen P.Boyd教授編寫基于matlab的凸優(yōu)化軟件（CVX）作為優(yōu)化算法（http：∥cvxr.com/cvx/）．設置式（1）中s取值范圍為0～2m,W為單位權陣I，β為0.1，最終獲得反演結果如圖3所示．
斷層破裂滑動分布圖3表明蘆山地震破裂只存在一個破裂峰值區(qū)，將破裂走滑滑動分布圖與傾滑滑動分布圖比較，兩圖破裂形態(tài)十分相似這說明了蘆山地震是逆沖為主的地震，圖3a、圖3b、圖3c破裂峰值區(qū)均在地下13km左右，這與Long等（2015）利用三種方法重定位小震主要集中在地表下6～19km的結果一致，該深度上地震活躍、斷層滑動量大，同時也對地表形變影響較大．而圖3b走滑量為什么也會在地下13km處出現(xiàn)峰值？這與地震發(fā)生機制有關，在主滑脫面的帶動下的上盤次級滑脫面可能發(fā)生走滑型地震（羅艷等，2015）．圖3b與圖3a、圖3c的破裂形態(tài)有較大的差別，主要的破裂峰值區(qū)呈現(xiàn)出斜放的橢圓形，上陡下緩和南陡北緩的斷層幾何結構驗證了斜放的橢圓形；次要的峰值區(qū)出現(xiàn)在斷層南端靠近地表處，正好能夠解釋斷層上盤南端會出現(xiàn)與斷層走向近似平行的大形變．本文反演得到的破裂滑動參數(shù)與Jiang等（2014）和譚凱等（2015）、許才軍等（2017）的結果相比基本一致，最大滑動量均在地表下13km附近，最大滑動量為0.82m比Jiang和許才軍的結果略大，地震矩和震級量級與前人研究相同．為了驗證反演的斷層破裂滑動分布的正確性，通過反演得到的破裂滑動分布模型計算了觀測點地表形變（見圖4）．在圖4中藍色箭頭為GPS觀測值，紅色箭頭為模型計算值．圖4表明破裂滑動分布模型計算值在蘆山地震的近場GPS位移有較好的擬合，并且在斷層的上盤的LS05點正演值與觀測值幾乎一致．LS05點方向近似平行斷層走向，LS10點雖然超出斷層投影范圍，但是方向與斷層走向垂直，形變量也明顯小于LS05，從側面說明蘆山地震逆沖為主兼少量左旋走滑．逆沖為主保證了在斷層的遠場觀測點仍然具有逆沖特征．接近斷層南端地表的左旋走滑分量改變LS05、LS06、SCTQ等點的形變方向．
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于庫侖應力改變和地震活動性研究巴顏喀拉塊體周緣強震序列的觸發(fā)關系及其構造意義[J]. 賈科,周仕勇. 地震學報. 2018(03)
[2]2013年Ms 7.0級中國蘆山地震斷層曲面模型的構建及其滑動分布的大地測量反演[J]. 許才軍,周力璇,尹智. 武漢大學學報(信息科學版). 2017(11)
[3]青藏高原東緣巖石圈物性結構特征及深部構造涵義[J]. 李軍,王緒本,李大虎,秦慶炎,張剛,周軍,李亞星,劉宇. 地球物理學報. 2017 (06)
[4]近場位移數(shù)據(jù)約束的2013年蘆山地震破裂模型及其構造意義[J]. 譚凱,王琪,丁開華,李恒,鄒蓉,聶兆生,王迪晉,楊少敏,喬學軍. 地球物理學報. 2015(09)
[5]Focal mechanisms of the Lushan earthquake sequence and spatial variation of the stress field[J]. LUO Yan,ZHAO Li,ZENG XiangFang,GAO Yuan. Science China（Earth Sciences）. 2015(07)
[6]蘆山地震序列震源機制及其構造應力場空間變化[J]. 羅艷,趙里,曾祥方,高原. 中國科學:地球科學. 2015(04)
[7]Significant isostatic imbalance near the seismic gap between the M8.0 Wenchuan and M7.0 Lushan earthquakes[J]. Guangyu Fu,Guoqing Zhang. Chinese Science Bulletin. 2014(34)
[8]綜合地球物理資料揭示青藏高原東緣龍日壩斷裂帶構造屬性和大地構造意義[J]. 郭曉玉,高銳,G.Randy Keller,沙愛軍,徐嘯,王海燕,李文輝. 地球物理學進展. 2014(05)
[9]扇形邊界條件下的龍門山殼幔電性結構特征[J]. 王緒本,羅威,張剛,蔡學林,覃慶炎,羅皓中. 地球物理學報. 2013(08)
[10]從汶川地震到蘆山地震[J]. 陳運泰,楊智嫻,張勇,劉超. 中國科學:地球科學. 2013(06)
本文編號：3459971
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/diqiudizhi/3459971.html
