2016年M6.2呼圖壁地震發(fā)震構造及其對天山構造帶隆升的啟示:來自中近場鉆孔應變觀測的證據(jù)
發(fā)布時間：2021-11-10 02:33
天山山脈在新生代經歷了強烈的構造隆升和地殼縮短作用,其周緣發(fā)生的地震活動是了解這一構造模式的窗口.對2016年呼圖壁地震的發(fā)震構造有兩種解讀:向南傾斜的低角度逆斷層和向北傾斜的高角度逆斷層.中近場四臺鉆孔應變儀記錄到了本次地震的同震響應,本文采用均質模型對IGP-CEA和USGS震源機制解進行模擬,結果顯示發(fā)震斷層為向北陡傾的反沖斷層,15個原始方位和8個N-S、E-W方位觀測值全部與預測值一致.對比天山北緣常見的低角度逆沖斷層,反沖斷層對構造隆升的貢獻更有效,以斷層傾角70°和19°計算,二者對隆升和縮短貢獻比例分別為2.89:1和1:2.76.這一結果表明天山構造帶內部的反沖構造同樣具有單獨發(fā)震的可能性,它們對天山現(xiàn)今的隆升高度同樣起著不可忽視的作用.
【文章來源】：地球物理學報. 2020,63(04)北大核心EISCICSCD
【文章頁數(shù)】：17 頁
【部分圖文】：
呼圖壁地震余震空間展布，左邊來源于中國地震局地球物理研究所，右邊來源于Lu等（2017).(a,b）為余震的平面投影；（c,d）為余震在IGP-CEA震源機制解輔助節(jié)面的垂面投影；（e,f）為余震在其主節(jié)面的垂面投影，具體震源參數(shù)參考表1
如圖7所示，應變對數(shù)值大體上隨震中距呈線性遞減，擬合方程為log10(Y)=-0.021 X-6.57，斜率和截距95%置信區(qū)間分別為-0.029～-0.012和-7.27～-5.87，衡量擬合優(yōu)度的可決系數(shù)R-square等于0.65．這一趨勢符合理想狀態(tài)下彈性應變的分布規(guī)律，在理想彈性體中，斷層位錯導致的庫倫應變與震中距R3呈負相關（Manga and Wang,2015）．在非對數(shù)坐標系下對測量值進行冪函數(shù)擬合，得到最優(yōu)解為R-2.34，指數(shù)95%置信區(qū)間為-11.47～6.79，跨度比較大，但最優(yōu)解的可決系數(shù)高達0.59，說明這一數(shù)值的統(tǒng)計學意義是可信的，應變觀測值隨震中距呈冪函數(shù)衰減，并且與理論狀態(tài)下的衰減關系具有一定的可比性．4 討論
為了更直觀地體現(xiàn)理論應變與實際觀測值之間的關系，圖9和圖10分別展示了IGP-CEA和USGS震源參數(shù)在0.1km深度N-S和E-W方向理論應變場，相同方向的測量值則通過公式（1）和四分量的實際方位角計算得出（表6）．四組節(jié)面在近地表形成的應變與實際觀測值同樣十分接近，特別是E-W分量，四組預測值與觀測值應變性質全部一致．主要差別在于對石場和榆樹溝N-S分量的解讀：IGP-CEA輔助節(jié)面預測石場和榆樹溝N-S分量張應變增強，與觀測到的壓應變增強完全相反；USGS主、輔助節(jié)面對石場N-S方向的計算值與觀測值符號相反；而IGP-CEA主節(jié)面所有預測值與觀測值全部一致．由于僅有四個臺站記錄到了本次地震的庫倫應變響應，其分布密度無法支持更精細的對比分析，然而綜合考慮構造背景、南北和東西向應變分量以及原始四分量的分析結果，基本上可以排除IGP-CEA輔助節(jié)面49°/27°/50°，相對于USGS主、輔助節(jié)面而言，該節(jié)面與觀測值不匹配的頻率更高；此外，從余震分布的角度考慮，低角度逆沖斷層最可能為該節(jié)面，在排除它之后，最合理的斷層面為向北傾斜的高角度逆沖斷層．故此，我們認為本次地震的發(fā)震斷層面是一條向北傾斜的高角度逆斷層，斷層面參數(shù)更接近IGP-CEA震源機制解主節(jié)面（273°/70°/108°）．
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Source models for the 2016 Mw6.0 Hutubi earthquake, Xinjiang,China: A possible reverse event[J]. Gang Liu,Xuejun Qiao,Wei Xiong,Yu Zhou,Zhaosheng Nie,Chuanjia Xia. Geodesy and Geodynamics. 2017(05)
[2]西天山巨型金銅鉛鋅成礦帶構造成礦演化和找礦方向[J]. 薛春紀,趙曉波,莫宣學,陳毓川,董連慧,顧雪祥,張招崇,Bakhtiar NURTAEV,Nikolay PAK,李志丹,王新利,張國震,亞夏爾亞力坤,馮博,俎波,劉家瑛. 地質學報. 2014(12)
[3]對當前四分量鉆孔應變觀測的審視——以應變不變量為標尺[J]. 劉序儼,王紫燕,方宏芳,黃聲明,王林. 地球物理學報. 2014(10)
[4]天山南北麓中-新生界碎屑鋯石U-Pb年代學記錄、物源體系分析與陸內盆山演化[J]. 李忠,彭守濤. 巖石學報. 2013(03)
[5]星星峽石英閃長質片麻巖的鋯石年代學:對天山造山帶構造演化及基底歸屬的意義[J]. 賀振宇,張澤明,宗克清,王偉,于飛. 巖石學報. 2012(06)
[6]RZB型鉆孔應變儀在青藏高原東緣地應力監(jiān)測中的應用[J]. 李濤,陳群策,歐陽祖熙,寧杰遠,陳征,吳立恒. 北京大學學報(自然科學版). 2011(04)
[7]Palaeozoic tectonic evolution of the Tianshan belt,NW China[J]. Jacques CHARVET,Sébastien LAURENT-CHARVET,Michel FAURE,Dominique CLUZEL,Koen De JONG. Science China（Earth Sciences）. 2011(02)
[8]Abnormal Phenomena Recorded by Several Earthquake Precursor Observation Instruments Before the Ms 8.0 Wenchuan,Sichuan Earthquake[J]. OUYANG Zuxi~*,ZHANG Hongxun,FU Zizhong,GOU Bo and JIANG Wali~* Institute of Crustal Dynamics,China Earthquake Administration,Beijing 100085,China. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2009(04)
[9]四分量鉆孔應變觀測的實地相對標定[J]. 邱澤華,石耀霖,歐陽祖熙. 大地測量與地球動力學. 2005(01)
[10]中國西部鉆孔應變儀臺網工作回顧與前瞻[J]. 歐陽祖熙,張宗潤,舒桂林. 巖石力學與工程學報. 2004(23)
本文編號：3486396
【文章來源】：地球物理學報. 2020,63(04)北大核心EISCICSCD
【文章頁數(shù)】：17 頁
【部分圖文】：
呼圖壁地震余震空間展布，左邊來源于中國地震局地球物理研究所，右邊來源于Lu等（2017).(a,b）為余震的平面投影；（c,d）為余震在IGP-CEA震源機制解輔助節(jié)面的垂面投影；（e,f）為余震在其主節(jié)面的垂面投影，具體震源參數(shù)參考表1
如圖7所示，應變對數(shù)值大體上隨震中距呈線性遞減，擬合方程為log10(Y)=-0.021 X-6.57，斜率和截距95%置信區(qū)間分別為-0.029～-0.012和-7.27～-5.87，衡量擬合優(yōu)度的可決系數(shù)R-square等于0.65．這一趨勢符合理想狀態(tài)下彈性應變的分布規(guī)律，在理想彈性體中，斷層位錯導致的庫倫應變與震中距R3呈負相關（Manga and Wang,2015）．在非對數(shù)坐標系下對測量值進行冪函數(shù)擬合，得到最優(yōu)解為R-2.34，指數(shù)95%置信區(qū)間為-11.47～6.79，跨度比較大，但最優(yōu)解的可決系數(shù)高達0.59，說明這一數(shù)值的統(tǒng)計學意義是可信的，應變觀測值隨震中距呈冪函數(shù)衰減，并且與理論狀態(tài)下的衰減關系具有一定的可比性．4 討論
為了更直觀地體現(xiàn)理論應變與實際觀測值之間的關系，圖9和圖10分別展示了IGP-CEA和USGS震源參數(shù)在0.1km深度N-S和E-W方向理論應變場，相同方向的測量值則通過公式（1）和四分量的實際方位角計算得出（表6）．四組節(jié)面在近地表形成的應變與實際觀測值同樣十分接近，特別是E-W分量，四組預測值與觀測值應變性質全部一致．主要差別在于對石場和榆樹溝N-S分量的解讀：IGP-CEA輔助節(jié)面預測石場和榆樹溝N-S分量張應變增強，與觀測到的壓應變增強完全相反；USGS主、輔助節(jié)面對石場N-S方向的計算值與觀測值符號相反；而IGP-CEA主節(jié)面所有預測值與觀測值全部一致．由于僅有四個臺站記錄到了本次地震的庫倫應變響應，其分布密度無法支持更精細的對比分析，然而綜合考慮構造背景、南北和東西向應變分量以及原始四分量的分析結果，基本上可以排除IGP-CEA輔助節(jié)面49°/27°/50°，相對于USGS主、輔助節(jié)面而言，該節(jié)面與觀測值不匹配的頻率更高；此外，從余震分布的角度考慮，低角度逆沖斷層最可能為該節(jié)面，在排除它之后，最合理的斷層面為向北傾斜的高角度逆沖斷層．故此，我們認為本次地震的發(fā)震斷層面是一條向北傾斜的高角度逆斷層，斷層面參數(shù)更接近IGP-CEA震源機制解主節(jié)面（273°/70°/108°）．
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Source models for the 2016 Mw6.0 Hutubi earthquake, Xinjiang,China: A possible reverse event[J]. Gang Liu,Xuejun Qiao,Wei Xiong,Yu Zhou,Zhaosheng Nie,Chuanjia Xia. Geodesy and Geodynamics. 2017(05)
[2]西天山巨型金銅鉛鋅成礦帶構造成礦演化和找礦方向[J]. 薛春紀,趙曉波,莫宣學,陳毓川,董連慧,顧雪祥,張招崇,Bakhtiar NURTAEV,Nikolay PAK,李志丹,王新利,張國震,亞夏爾亞力坤,馮博,俎波,劉家瑛. 地質學報. 2014(12)
[3]對當前四分量鉆孔應變觀測的審視——以應變不變量為標尺[J]. 劉序儼,王紫燕,方宏芳,黃聲明,王林. 地球物理學報. 2014(10)
[4]天山南北麓中-新生界碎屑鋯石U-Pb年代學記錄、物源體系分析與陸內盆山演化[J]. 李忠,彭守濤. 巖石學報. 2013(03)
[5]星星峽石英閃長質片麻巖的鋯石年代學:對天山造山帶構造演化及基底歸屬的意義[J]. 賀振宇,張澤明,宗克清,王偉,于飛. 巖石學報. 2012(06)
[6]RZB型鉆孔應變儀在青藏高原東緣地應力監(jiān)測中的應用[J]. 李濤,陳群策,歐陽祖熙,寧杰遠,陳征,吳立恒. 北京大學學報(自然科學版). 2011(04)
[7]Palaeozoic tectonic evolution of the Tianshan belt,NW China[J]. Jacques CHARVET,Sébastien LAURENT-CHARVET,Michel FAURE,Dominique CLUZEL,Koen De JONG. Science China（Earth Sciences）. 2011(02)
[8]Abnormal Phenomena Recorded by Several Earthquake Precursor Observation Instruments Before the Ms 8.0 Wenchuan,Sichuan Earthquake[J]. OUYANG Zuxi~*,ZHANG Hongxun,FU Zizhong,GOU Bo and JIANG Wali~* Institute of Crustal Dynamics,China Earthquake Administration,Beijing 100085,China. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2009(04)
[9]四分量鉆孔應變觀測的實地相對標定[J]. 邱澤華,石耀霖,歐陽祖熙. 大地測量與地球動力學. 2005(01)
[10]中國西部鉆孔應變儀臺網工作回顧與前瞻[J]. 歐陽祖熙,張宗潤,舒桂林. 巖石力學與工程學報. 2004(23)
本文編號：3486396
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