玉树地震序列重新定位及其地震构造研究

书书书 第 !" 卷 第 # 期 $%!$ 年 & 月 地学前缘!中国地质大学!北京"#北京大学" '()*+,-./0-/1)20*./)3 ! 4+.0(50.6/)3.* 7 289/23-./0-/3 ! :/. ; .0 < "# =/>.0 < 50.6/)3.* 7 " ?2@A!"B2A# CD@ 7 $%!$ +** E !"" FFFA/()*+3-./0-/8)20*./)3A0/*A-0 ! 地学前缘# $%!$ # !" $ # % 收稿日期! $%!% %" !G #修回日期! $%!! !! %& 基金项目!国家自然科学基金项目! #%H$!!G%II% $ #%"&#%I& "#中国地震局玉树地震科学考察项目 作者简介!朱艾斓! !"GG %"$女$博士$主要从事小震重新定位&地震活动性与活动构造关系研究' 'JK(.@ ( (@L+D ! !GMA-2K 玉树地震序列重新定位及其地震构造研究 朱艾斓!! ! 徐锡伟$! ! 于贵华$! ! 张晓清M! ! 陈桂华$! ! 任 ! 烨! !A 上海市地震局$上海 $%%%G$ $A 中国地震局 地质研究所$北京 !%%%$" MA 青海省地震局$青海 西宁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摘 ! 要!对玉树地震序列自 $%!% 年 # 月 !! 日至 " 月 !I 日由台网记录到的 !HM$ 个地震采用双差地震定位法 进行重新定位#获得了 !G&% 个地震重新定位的震源参数&重新定位后的震源深度主要分布在 !I>K 以内& 重新定位后的 5 3 &A! 级主震发生在无地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 破裂段#余震活动向两侧破裂扩展&余震沿地表破裂带基本呈线 性分布#剖面上显示为近垂直的结构面#在北西端无地表破裂出露处#出现近垂直于断裂方向较宽的北东向地 震密集带&震源机制解显示的主压应力方向斜交地表破裂带#地表破裂与震源破裂都表现为纯左旋走滑的错 动性质#而在北西端主压应力方向偏转为近垂直于断裂带的方向#此处较宽的北东向地震密集带可能由近东 西与南北两个方向的共轭破裂所组成&余震的后期活动与发展并不局限于主震形成的破裂带内#更多的受局 部应力调整被触发而产生新的破裂& 关键词!玉树地震序列'重新定位'地震构造'双差地震定位法'震源破裂 中图分类号! =M!IA$ ! 文献标志码! O ! 文章编号! !%%I $M$! $ $%!$ % %# %%%H %& 朱艾斓$徐锡伟$于贵华$等)地学前缘 ! '()*+,-./0-/1)20*./)3 " $%!$ # !" ! # " !! " !!!! +** E !"" FFFA/()*+3-./0-/8)20*./)3A0/*A-0 ! 地学前缘# $%!$ # !" $ # % 图 ! ! 重新定位玉树地震序列台站分布 1. < A! ! ,/.3K.-3*(*.203D3/U82))/@2-(*.0 < *+/QD3+D/()*+ R D(>/3/ R D/0-/ $%!% 年 # 月 !# 日青海玉树 5 3 &A! 级地震发 生在青藏高原内部的甘孜%玉树断裂带上'该断裂 带与鲜水河断裂带左阶斜列$共同构成巴颜喀喇块 体的南边界!图 ! "'甘孜%玉树断裂带是一条晚第 四纪强烈活动断裂带$长约 I%%>K $分段性活动明 显$野外地质地貌调查获得的晚第四纪以来的平均 滑动速率在地震发生的段落约为 &AMKK ) ( * ! + $或 整条断裂的平均滑动速率! !$Z$ " KK ) ( * $ +或! !#Z M " KK ) ( * M + $ 9=, 反演得到的该断裂的滑动速率为 ! G[GZ![I " KK ) ( * # + ' 地震发生后由中国地震局组织的前期地表破裂 调查发现地震沿断裂造成了呈左阶斜列&断续分布 长约 I!>K 的地表破裂$左旋错动$最大水平位移 达 !AHK * I + '后续进一步的野外工作发现玉树地震 地表破裂带长约 GI>K $分为结隆次级地表破裂带 和结古次级地表破裂带两个相对独立的段落$两段 左行左阶斜列$两个次级破裂段间为一长约 !&>K 无地表破裂段$其中$结隆次级地表破裂带长约 !I>K $最大同震左旋走滑位移 %AGGK $平均左旋位 移 %A$HK #结古次级地表破裂带长约 M!>K $最大同 震左旋走滑位移 $A#K $平均左旋位移 !AMK * G + '由 矩张量解反演的破裂面走向 !!"\ $倾角 HM\ $滑动角 为 ]$\ $为纯左旋走滑性质*&+'地震破裂过程反演 结果显示(地震破裂由初始破裂点单侧向南东方向 破裂$最大滑动量和滑动速率分别为 $A!K 和 !A!K ) 3 * H + ' 玉树地震发生后$青海省地震局与四川省地震 局分别在震区布设了 & 个和 ! 个宽频带流动地震台 用于余震观测$自 # 月 !G 日起正式开始记录$我们 整理了由青海省地震台网与中国地震台网中心提供 的自 # 月 !! 日至 " 月 !I 日发生的地震观测报告记 录$采用双差法对其进行重新定位$结合地表破裂特 征等探讨玉树地震的地震构造' ! ! 地震序列重新定位 重新定位的地震资料来自青海省地震局台网 !% !!! !! 朱艾斓$徐锡伟$于贵华$等)地学前缘 ! '()*+,-./0-/1)20*./)3 " $%!$ # !" ! # " +** E !"" FFFA/()*+3-./0-/8)20*./)3A0/*A-0 ! 地学前缘# $%!$ # !" $ # % 中心与中国地震台网中心提供的地震观测报告数 据'由于主震前有前震发生$我们取地震序列的 时间自 # 月 !! 日至 " 月 !I 日'玉树地震发生时 在地震区只有玉树台一个近台$其他固定台站的 震中距都在 !%%>K 以上$因此在 # 月 !G 日流动 台网记录前$多数前震和余震只有玉树台的单台 记录$台网没有给出定位'我们采用双差地震定 位法*"+对有 G 个以上震相记录的地震进行重新定 位$经筛选&配对后共选取出 !HM$ 个地震$共用到 !" 个台站的记录$其中 !! 个为固定台站$ H 个流 动台!图 ! "'参考王有学等*!%+的地学断面给出的 地壳速度结构模型进行重新定位$重新定位后得 到 !G&% 个地震的参数!图 $ "$定位均方根残差从 定位前的 !A!3 降到 %AM"3 $水平向平均 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 差为 !A#>K $垂直向 $A%>K '重新定位后震源深度主要 分布在 !I>K 内!图 M "' $ ! 玉树地震序列特征 玉树地震序列为典型的前震 J 主震 J 余震型'据 青海省地震局台网中心观测报告$玉树 5 3 &A! 级主 震前自 # 月 !! 日起共记录到 !# 次小震!图 # "'由 于区域台网比较稀疏$只有距主震震中约 #%>K 的 玉树台处于地震区内$因此多数地震为玉树台单台 图 $ ! 重新定位玉树地震序列震中分布" $%!%J%#J!! # %"J!I $ 1. < A$ ! W( E 6./F28*+/)/@2-(*/UQD3+D/()*+ R D(>/3/ R D/0-/82)K!!O E ).@*2!I,/ E */KV/) ! $%!% 震源机制解来自于哈佛的矩张量解$地震位置采用重新定位结果'红色箭头表示主压应力方向' O & : 为图 M 震源剖面起止点' 图 M ! 沿断裂方向震源深度分布 1. < AM ! W( E 3+2F.0 < *+/)/@2-(*/U+ 7E 2-/0*)(@U/ E *+3(@20 < *+/3*).>/28*+/9(0L. QD3+D8(D@* 朱艾斓$徐锡伟$于贵华$等)地学前缘 ! '()*+,-./0-/1)20*./)3 " $%!$ # !" ! # " !! !! !!! +** E !"" FFFA/()*+3-./0-/8)20*./)3A0/*A-0 ! 地学前缘# $%!$ # !" $ # % 图 # ! 玉树地震序列前震 5C% 图 1. < A# ! W( E 28*+/K( < 0.*DU/ *.K/82)*+/ 82)/3+2->328*+/QD3+D3/ R D/0-/ 记录$台网没有给出定位$ 3J E 时间为 #A% " #AH3 $说 明地震分布比较集中' # 月 !! 日记录到一次 5 ^ 为 !A$ 级地震$ !M 日记录到 ! 次 5 ^ !AI 级地震$最大 的前震为主震前两小时发生的一次 5 3 #A& 级地震$ 此后小震活动趋于频繁$这些地震震中相距较近$属 于典型带有前兆性质的前震*!!+' # 月 !! 日与 !M 日 的两次地震是否为其前震仍需进一步的探讨' 图 I( ! 玉树地震序列累积地震数随时间的变化 1. < AI( ! ?().(*.2028*+/-DKD@(*.6/0DKV/)28*+//()*+ R D(>/3 F.*+*.K/28*+/QD3+D3/ R D/0-/ 玉树地震最大的余震发生在主震后不到 $+ $ 为 5 3 GAM 级$位于主震的北西侧'图 I( 是台网记 录玉树地震序列累积地震数随时间的变化$图 IV 是 震级随时间的变化$由两个图上都可看出$余震活动 有两个阶段的急剧增加$一个是主震刚刚发生后$另 一个发生在 I 月 $H 日后$其中$ I 月 $" 日在北西 端发生了一次 5 3 IA" 级地震$为第二大余震'将 I 月 $" 日前后的地震分开所作的震中分布!图 G( $ 图 IV ! 玉树地震序列震级随时间的变化 1. < AIV ! ?().(*.2028*+/K( < 0.*DU/F.*+*.K/28*+/ QD3+D/()*+ R D(>/3/ R D/0-/ V "$可见余震自 I 月 $" 日起主要发生在地震带的 北西端$也就是说北西端的余震带主要是后期发 展起来的' M ! 余震分布揭示的地震构造 玉树 5 3 &A! 级地震产生的地表破裂带由 $ 条 主破裂左行左阶斜列组成$总长约 GI>K $两条破 裂之间为一长 !&>K 的无地表破裂段*G+'重新定 位后的主震发生在无地表破裂段$余震震源区长 达 !M%>K $余震分布显示出震源破裂自初始破裂 点向两侧的扩展!图 $ "'这与震源破裂过程反演 出的自地震初始破裂点向南东方向作单侧破裂的 结果*H+并不一致'两者出现不一致的原因可能是 震源破裂过程反演的是同震破裂$而余震分布反 应的是震源破裂后期扩展受局部应力场调整所影 响的结果' 由图 $ 可见$自主震向南东&北西两侧余震基本 呈线性沿无地表破裂段&结古次级地表破裂段与结 隆次级地表破裂段分布$表现出与地表破裂一致的 分段活动性$剖面上显示出地震断层为近于垂直的 面!图 &( "'而在其北西端无地表破裂带出露的加 宗囊以西$余震集中形成一近北东向垂直于断裂且 分布较宽的地震密集带$无论是沿断裂还是垂直断 裂所作的剖面都显示为较宽的面!图 &V "' 在余震带的中部$主震与 5 3 #A& 级前震及两次 强余震震源机制解比较接近$其主压应力轴与主破 裂带斜交$都有一个与地表破裂一致的节面$呈左旋 错动性质$表现出与地表破裂一致的滑动性质'在 北西端$ I 次 5 3 #AI 级以上强余震的震源机制解也 !$ !!! !! 朱艾斓$徐锡伟$于贵华$等)地学前缘 ! '()*+,-./0-/1)20*./)3 " $%!$ # !" ! # " +** E !"" FFFA/()*+3-./0-/8)20*./)3A0/*A-0 ! 地学前缘# $%!$ # !" $ # % 图 G( ! 玉树地震序列 # 月 !! 日# I 月 $H 日震中分布图"主震为重新定位后的位置$ !据青海地震台网记录地震目录" 1. < AG( ! W( E 6./F28*+/-(*(@2 < @2-(*.20328*+/(8*/)3+2->328*+/QD3+D3/ R D/0-/8)2K!!O E ).@*2 $HW( 7 $ $%!% ! 20@ 7 *+/K(.03+2->+/)/D3/U*+/)/@2-(*.20)/3D@* " 图 GV ! 玉树地震序列 I 月 $" 日# " 月 !I 日震中分布图 !据青海地震台网记录地震目录" 1. < AGV ! W( E 6./F28*+/-(*(@2 < @2-(*.20328*+/(8*/)3+2->328*+/QD3+D3/ R D/0-/8)2K$"W( 7 *2!I,/ E */KV/) $ $%!% 都相类似$最大主压应力轴近乎垂直于断裂带的方 向$也就是说$主压应力方向与主震的发震断裂并不 一致$由斜切地震破裂带偏转到北西端的近垂直于 断裂带'在这种应力的作用下$有可能产生近东西 与南北向的两组共轭破裂$其中$近东西向的破裂面 为左旋走滑的错动性质'该地震带可能处于玉树段 与当江段之间的挤压阶区$与主震的破裂机制发生 了改变'从地震分布上没有显示出明显的两个条 带$可能的原因是$即使进行了重新定位$但定位精 度仍然达不到将两个方向的破裂分开$以至于显示 朱艾斓$徐锡伟$于贵华$等)地学前缘 ! '()*+,-./0-/1)20*./)3 " $%!$ # !" ! # " !! !M !!! +** E !"" FFFA/()*+3-./0-/8)20*./)3A0/*A-0 ! 地学前缘# $%!$ # !" $ # % 图 &( ! 穿过主震附近无地表破裂段的震源剖面 1. < A&( ! X+/-)2333/-*.20(@6./F28*+/)/@2-(*/U/()*+ R D(>/328 *+/3/ < K/0*F+/)/*+/K(.03+2->@2-(*/UF.*+2D*3D)8(-/)D E *D)/ 图 &V ! 余震条带北西端震源剖面图 1. < A&V ! X+/-)2333/-*.20(@6./F28*+/)/@2-(*/U/()*+ R D(>/3(* *+/02)*+F/3*/)0/0U28*+/3/.3K.-V/@* ! ! "垂直断裂所作的震源剖面#! $ "沿断裂所作的震源剖面' 为一个较宽的地震带!图 $ "' 震源破裂反演结果显示$该次地震由两次子破 裂事件组成$两次子事件分别对应于震中与玉树城 区附近*H+$第二次子事件的破裂在玉树城区西北附 近贯穿至地表$这是玉树城区遭受严重破坏的主要 原因'而大量的余震却更突出地发生在无地表破裂 的北西端$远离两次子破裂事件的位置$以 ,OS 影 像获取的地震形变场在此处同样没有观测到明显的 变形*!$+$说明余震的后期活动与发展并不局限于主 震形成的破裂带内$更多地受局部应力的变化与调 整$并被触发形成新的破裂' # ! 结论与讨论 重新定位后的玉树 5 3 &A! 级主震发生在结古 次级地表破裂带与结隆次级破裂带之间的无地表破 裂段$向两侧余震基本沿地表破裂带或断裂呈线性 分布$剖面上呈近垂直的结构面$说明发生玉树地震 的甘孜%玉树断裂玉树段为一条近于直立的左旋走 滑断层'由余震分布揭示的震源破裂为双侧扩展$ 与震源破裂过程反演出的南东向单侧破裂扩展的结 果并不一致'重新定位后的余震震源深度主要分布 在 !I>K 以内'据震源机制解分析$在地震带的南 东段$主压应力方向与断裂方向斜交$玉树断裂与震 源破裂都表现为左旋走滑的性质$余震分布与地表 破裂表现出较为密切的关系' 玉树地震序列在空间上形成的破裂是随时间而 扩展的' I 月 $" 日起随着一次 5 3 IA" 级强余震的 发生$除沿北西向发震断裂仍有余震发生外$在其北 西端形成了一条走向北东长 M% 余 >K 的余震密集 带$该带内 I 个 5 3 #AI 级以上地震的震源机制解结 果显示出主压应力方向发生了明显的改变$形成的 破裂机制与主震明显不同$在地表没有形成明显的 破裂与变形$表明余震的后期活动与发展并不局限 于主震形成的破裂带内$更多的受局部应力调整被 触发并形成了新的破裂'推测北西端的这一地震密 集带可能与玉树段左旋走滑及与当江段左行阶区局 部挤压作用有关$可能由两个方向的共轭破裂所组 成$而目前的重新定位结果仍达不到将其分开的精 度' 该地震的震源破裂有几个问题仍需进一步讨 论$一是主震发生的段落为何无地表破裂#二是在北 西向断裂的北西端出现的较宽的地震密集带是否由 !# !!! !! 朱艾斓$徐锡伟$于贵华$等)地学前缘 ! '()*+,-./0-/1)20*./)3 " $%!$ # !" ! # " +** E !"" FFFA/()*+3-./0-/8)20*./)3A0/*A-0 ! 地学前缘# $%!$ # !" $ # % 一组共轭破裂所组成$以及主压应力方向发生偏转 的原因#三是余震活动反映出的双侧破裂扩展与震 源破裂过程反演结果不一致' 本研究使用了青海省地震局与中国地震台网中心提供 的观测报告数据%邓起东院士对本文的构造解释与成文中 给予了详细指导!匿名审稿人提出了宝贵的修改意见和建 议!在此表示诚挚的谢意% 参考文献 * ! + ! 周荣军$马声浩$蔡长星 A 甘孜%玉树断裂的晚第四纪活动 特征* C + A 中国地震$ !""G $ !$ ( $I%J$G%A * $ + ! 徐锡伟$闻学泽$郑荣章$等 A 川滇地区活动块体最新构造 变动样式及其动力来源* C + A 中国科学( _ 辑$ $%%M $ MM !增 刊"( !I!J!G$A * M + ! 闻学泽$徐锡伟$郑荣章$等 A 甘孜%玉树断裂的平均滑动 速率与近代大地震破裂* C + A 中国科学( _ 辑$ $%%M $ MM !增 刊"( !""J$%HA * # + ! T(0 < Q(0L+(2 $ T(0 < W.0 $ ,+/0N+/0 < )(0 < $ /*(@AY0*/)J 3/.3K.-U/82)K(*.208./@U28*+/9(0L.JQD3+D8(D@*V/82)/*+/ $%!%5 T G["QD3+D/()*+ R D(>/ * C + AX/-*202 E + 7 3.-3 $ $%!$ $ +** E ()) U` AU2.A2) < ) !%A!%!G ) ; A*/-*2A$%!$A%MA%$GA * I + ! 陈立春$王虎$冉勇康$等 A 青海省玉树 5 3 &A! 级地震地表 破裂与历史大地震* C + A 科学通报$ $%!% $ II ! !M "( !$%%J !$%IA * G + ! 孙鑫?$徐锡伟$陈立春 A$%!% 年玉树地震地表破裂带典型 破裂样式及其构造意义* C + A 地球物理学报$ $%!$ $ II ! ! 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