本文關(guān)鍵詞：長江三峽庫區(qū)巴東Ms5.1級地震成因機制研究

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【摘要】：2013年12月16日13時,三峽庫區(qū)巴東縣東北部發(fā)生Ms 5.1級地震,為有儀器記錄以來,三峽地區(qū)發(fā)生的震級最大的地震之一。本文從震源機制解,構(gòu)造應(yīng)力場,衛(wèi)星重力異常特征,地殼速度結(jié)構(gòu),地表活動斷層調(diào)查和三峽水庫對該地震的影響等多方面系統(tǒng)研究了三峽地區(qū)的地殼活動性,在此基礎(chǔ)上綜合探討此次巴東Ms5.1級地震的成因機制。本文搜集了研究區(qū)內(nèi)已公開發(fā)表的150個震源機制解,利用基于最小阻尼二乘法的軟件SATSI (Spatial And Temporal Stress Inversion)反演研究區(qū)內(nèi)巴東庫區(qū)、三峽大壩及黃陵背斜地區(qū)的現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場。結(jié)果顯示巴東地區(qū)的現(xiàn)今最大主壓應(yīng)力(σ1)方向大致呈S-N向至NE向。以長江為界,其南部地區(qū)σ1呈近S-N向,較為水平；長江以北地區(qū)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镹E向,應(yīng)力場細節(jié)特征表明,黃陵背斜地區(qū)的σ1軸走向近E-W,且傾伏角較大,中部近垂直,而在西部邊緣傾伏角減小較為水平,表明黃陵背斜現(xiàn)今遭受垂向壓力作用,推測其下部存在物質(zhì)上涌,導(dǎo)致黃陵背斜繼續(xù)上隆。本次巴東地震震源機制顯示的NW向最大主壓應(yīng)力推測來自黃陵背斜上隆在震中地區(qū)產(chǎn)生的E-W向擠壓應(yīng)力和NE向背景應(yīng)力場的疊加。深部構(gòu)造方面,本文利用ICGRM (International Centre for Global Earth Models)提供的EIGEN-6C2模型研究了巴東地區(qū)8-638階衛(wèi)星重力異常,結(jié)果表明該地區(qū)場源深度為10公里的地殼為局部重力低異常,反映了該處物質(zhì)密度較周圍偏低,形成低密度層。同時,研究了該地區(qū)速度結(jié)構(gòu)剖面,結(jié)果表明巴東地區(qū)地殼5-9公里及10-15公里深處存在上下兩個低速層,上部低速層與水庫滲水有關(guān),下部低速層與地幔熱流體的上涌有關(guān)。低密度層和低速層的確定為韌性流變層的存在提供了證據(jù)。該地區(qū)的以上構(gòu)造特征表明,巴東Ms5.1地震的發(fā)生,與深部構(gòu)造存在密切聯(lián)系。震源機制解表明高橋斷裂是此次巴東Ms5.1級地震的發(fā)震斷裂,其運動性質(zhì)為右旋走滑兼具逆沖分量,最大主壓應(yīng)力軸呈NW向,與野外調(diào)查的斷層特征相符。根據(jù)上述應(yīng)力場分布特征并結(jié)合深部構(gòu)造環(huán)境,推測該主壓應(yīng)力是黃陵背斜上隆在其西部邊緣產(chǎn)生的E-W向最大主壓應(yīng)力疊加NE向的背景應(yīng)力場產(chǎn)生的。同時根據(jù)gCAP反演得到的震源機制解中包括非構(gòu)造成因的成分,結(jié)合庫區(qū)巖性及斷裂特征,推測巴東Ms5.1級地震也與三峽水庫蓄水有關(guān)。庫水下滲降低了上地殼上部斷層活動的閾值,引起斷層不穩(wěn)定,且2013年11月11日的175米試驗性蓄水使庫區(qū)巖石載荷增加,超過已經(jīng)弱化的斷層強度,對巴東Ms5.1級地震起到觸發(fā)作用。通過以上研究認為,巴東Ms5.1級地震是受深部構(gòu)造環(huán)境和淺部構(gòu)造應(yīng)力場控制的構(gòu)造地震,同時由于三峽水庫蓄水產(chǎn)生的庫水下滲及庫水載荷增加,一方面降低了斷層強度,另一方面也改變了斷層的受力狀態(tài),共同促使已處于臨界應(yīng)力狀態(tài)的斷層突然活動,觸發(fā)了巴東Ms5.1級地震。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P315.1

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本文編號：1146470