断层闭锁区的形变过程模拟
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- 论文作者：田雯 ; 郑勇 ; 刁法启
- 年：2016
- 作者机构：中国科学院测量与地球物理研究所;
- 论文关键词：GPS速度场 ; 位错理论 ; 断层闭锁 ; 安宁河断裂 ; 则木河断裂 ; 鲜水河断裂 ; 断层滑动速率 ; 速度剖面(CRUST 1.0)
- 会议召开时间：2016-10-15
- 会议录名称：2016中国地球科学联合学术年会论文集（二十二）——专题45：川滇国家地震监测预报实验场
- 语种：中文
- 分类号：P315.2
- 学会代码：ZGDW
- 会议名称：2016中国地球科学联合学术年会
- 会议地点：中国北京
- 主办单位：中国地球物理学会、中国地震学会、全国岩石学与地球动力学研讨会组委会、中国地质学会构造地质学与地球动力学专业委员会、中国地质学会区域地质与成矿专业委员会
- 学会名称：中国地球物理学会
- 页数：2
- 文件大小：1119k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
断层的震间形变和闭锁状态是确定断层地震活动性,定量评估地震危险性的关键性依据。近些年来,随着连续GPS观测资料的不断深入,为认识断层的闭锁、同震、震间及震后形变机理提供了直接的观测资料。通过震后地壳形变观测,基于位错理论,可以反演出断层闭锁模型的相关参数。本文收集了研究区内GPS台站的分布情况,以及前人在此区域利用不同期次GPS观测数据获得的速度场。然后选取了研究区资料比较完整,且处理的方法成熟、结果相对可靠的CMONOC-I和CMONOC-II的1998~2013年速度场资料。在此基础上,我们选取了三个跨断层速度场资料较丰富的垂直于主要研究断层的速度剖面,分别为安宁河剖面、则木河剖面和鲜水河南段剖面。每个剖面内的速度场首先被转换为相对于主要研究断层的相对速度场,然后分别投影到平行于断层和垂直于断层的方向,得到相对速度剖面。此外,为了进一步确定断层形变状态的可靠性,我们还采用截止至2015年的最新CMONOC-I和CMONOC-II速度场数据用同样的方法获得相对速度剖面,将每个断层对应的两个剖面进行了对比。由1998~2013年速度场资料得到的相对速度剖面远场拟合结果得出安宁河断裂,则木河断裂及鲜水河断裂南段均为左旋走滑断层,滑动速率分别为8.9±0.9mm/yr,7.3±0.9mm/yr mm/yr和11.2±0.8mm/yr。相比之下,在垂直断层方向上,三者均显示出较小的形变特征,其中安宁河断裂显示出2.3±0.9mm/yr的收缩速率,而则木河断裂和鲜水河断裂南段则各表现出2.4±0.9mm/yr和2.3±0.8mm/yr的拉张速率。在拟合安宁河断裂的断层滑动速率时,我们还计算出大凉山断裂的左滑速率为5.1±0.8 mm/yr,并伴有2.9±0.8 mm/yr的收缩速率。这些结果与前人用地质,大地测量的结果基本吻合,且具有更高的精度。根据位错理论,利用断层滑动速率反演得到安宁河断裂的最优闭锁深度为3 km,则木河断裂的最优闭锁深度为27 km,鲜水河断裂南段的最优闭锁深度为10 km。在此基础上,我们采用Wang et al.(2006)提供的计算地壳形变的PSGRN/PSCMP软件和CRUST 1.0地壳模型,基于分层介质模型的弹性位错理论,通过多次正演试验,进一步反演得到安宁河断裂的倾向为SE,倾角为82°,则木河断裂的倾向为NE,倾角为63°,鲜水河断裂南段的倾向为NE,倾角为51°。采用最新速度场资料获得的断层滑动速率发现:大凉山断裂左旋走滑速率为4.4±0.4 mm/yr,垂直断层走向有3.6±0.4mm/yr的收缩速率;安宁河断裂左旋滑动速率约为6.4±0.3mm/yr,垂直断层走向有4.7±0.4mm/yr的收缩速率;则木河断裂左旋滑动速率约为8.7±0.5mm/yr,垂直断层走向有3.4±0.5mm/yr的拉张速率。鲜水河断裂南侧左旋滑动速率约为6.8±0.4mm/yr,垂直断层走向有5.1±0.4mm/yr的拉张速率。得到各断层闭锁模型分别为:安宁河断裂在10 km的闭锁深度下产状为N66~70°W;则木河断裂在16 km的闭锁深度下产状为N64°E;鲜水河断裂南段在8 km的闭锁深度下产状为N82°E。由两组数据得到的结果我们认为:大凉山断裂和安宁河断裂的左旋速率均减慢,而收缩速率都有加快趋势,同时安宁河断裂的闭锁深度增加,倾向由SE转变为NW;则木河断裂的左滑速率加快,拉张速率减小,闭锁深度减小,产状保持NE倾向基本不变;鲜水河断裂南段的左滑速率明显降低,拉张速率明显增大,闭锁深度减小,倾向不变,倾角增大。可见,鲜水河-小江断裂带各段断层均存在不同程度的运动。由于目前的研究还比较初步,且资料的分布密度不均匀,因此,获取的断层闭锁状态主要是基于2D的分层弹性模型进行分析,其结果的可靠性和分辨率存在一定的不足,本人将在下一步的研究中,深入分析不同区域的GPS形变场分布,并在观测相对薄弱的区域,引入In SAR的观测资料,最大可能的获取断层两侧分布较好的地表形变场,再结合地震学、地质学以及大地测量学获取的三维断层分布状态,反演不同区域的断层闭锁状态,结合小震分布状态,判断地震空区和障碍体分布,进而定量评估鲜水河-小江断裂带的地震危险性。
引文
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