相对蠕滑速率与特征地震复发间隔的估计_以小江断裂带为例

相对蠕滑速率与特征地震复发间隔的估计_以小江断裂带为例 相对蠕滑速率与特征地震复发间隔的估计 3 ———以小江断裂带为例 沈军汪一鹏 宋方敏 ( ) 中国地震局地质研究所 , 北京 100029 李莹甄 ( ) 新疆维吾尔自治区地震局 , 乌鲁木齐 830011 摘 要将特征地震之间的次级地震产生的位移看作相对蠕滑速率 , 推导了相对蠕滑速率的估算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 , 进 而分析了次级地震对特征地震复发间隔的影响 , 从而可以更好地与古地震资料对比以得到可靠的特征地震重复 间隔。 主题词 : 特征地震 地震复发间隔 小江断裂 蠕滑 1 引言 () Schwartz 和 Coppersmith 1984曾将古地震与近代地震资料综合 ,作出震级2频度关系图 ,其中中小地震活动 服从于指数分布的古登堡2李克特的震级2频度关系 ,即遵循 b 值模型 ,但较大地震的实际发生频度明显偏离 中小地震资料拟合的震级2频度关系曲线 。在 b 值模型的“最大截距震级”与实际最大震级之间 ,出现一个频 度不足或无地震的“空挡”。因此他们提出了特征地震的概念 , 但是实际上特征地震模型往往较高地估计了 () 特征地震的相对频率 , 并忽略了次级地震 Wu et al . ,1995。 将小江断裂带历史地震 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 和现代地震记录结合 , 所作出的震级2频度图 , 与 Schwartz 和 Coppersmith () () 1984的结果类似 图 1。 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 明小江断裂带也是以特征型地震活动为主 ,但是中强地震的频率较高 ,即在 7 / ?至 8 级强烈的特征地震之间存在较多的 6,7 级次级强震和 5,6 级的中强地震 。 () Wallace 等 1984认为特征地震之间的次级地震是可以忽略不计的 , 因总的蠕滑速率最多只占总滑动速 率的 10 % 。但是由 Wallace 公式计算的平均复发间隔比小江断裂带的古地震平均复发间隔小得多 ,而且小江 ( 断裂带小量级位移值之间的增量大于一次特征地震的平均位移 ,也大于一次特征地震的最大位移 沈军等 , ) 1997, 说明在特征地震之间存在不可忽视的次级地震 。因此本文提出相对蠕滑概念 ,即沿断裂或断裂段两次 特征地震之间所有次级强震 、中小地震和微小破裂所产生的位移 。 2 相对蠕滑速率计算公式 完整断裂段的一个特征地震轮回的总位移应当包括该段发生的不同震级地震的所有位移之和 ,即 ? LD = NLDDiii ?()1 i = 1 其中 , N为第 i 级别地震的数目 , N为能够使全段破裂的特征地震的次数 ,这里为 1 , N是次一级地震的数i 1 2 目 , L为第 i 级别地震的破裂长度 , DD是第 i 级别地震的平均位移 , i 越大 ,所代表的震级越小 ,令 i i ()M-2 M= 1 i - 1 i D ( )和地震破裂相似性 = CScholz , 1982 1 L 得M = 2lg D + C 2 其中 C= - lg C+ C- 5 2 1 0 DDi - 1 ()M= 2lgDD- 2 DD=2lg 则M-3 i i - 1 i i - 1 级李克2频DD i DDi - 10. 5 即()4 = 10 DD i DDLi - 1 i - 1D ()=5 又由关系式 = C 得 L DDL i i DDL i - 1 i - 1 () ()6 = 10 结合关系 4有DD L i i 由 Gutenberg 公式 lg N = - bM + a 得 进而得递推公( ) lg N- lg N= b M- M= b i i - 1 i - 1 i 图 1 小江断裂带历史地震和现代式 因为 N= 1 ,1 b地震综合震级2频度关系 ()N= 10 N7 i i - 1所以 Fig. 1 The comprehensive relationship between the () i - 1b ( ) N= 10 8 i magnitude and frequency of historic and present ??( ) ( ) ( )i - 1b i - 1i - 1 () 这样公式 1变为 LD = ?10 DDL= DDL?10ii 1 1 earthquakes in the Xiaojiang fault zone . i = 1 i = 1 DDL 1 1() 9 LD = 当 b < 1 时上式收敛为b - 11 - 10 b - 1 当 L= L 时 ,即特征地震使整个段全部破裂 ,有 )()( DD= D 1 - 10 10 1 1 又 D = v ×t ,对 D作出贡献的滑动速率是总速率中扣除为各次级地震贡献的滑动速率 ,对特征地震而言 ,该 1 速率相当于粘滑速率 ,而在 Wallace 公式 DD ()11 R = v v -c () 11式中的蠕滑速率 v实际是两次特征地震之间被所有次级地震消耗的滑动速率和无震蠕滑速率 ,如果将 c 无震蠕滑视为仪器接收不到的小破裂 ,则 Wallace 公式中的蠕滑速率就是次级地震消耗的滑动速率 ,因此对于 特征地震而言的粘滑速率 v和蠕滑速率 v变为 : s c b - 1 b - 1 )(v= v 1 - 10 v= v ×10 s c v为产生特征地震的滑动速率 ; v为不产生特征地震的滑动速率 。 s c DD ()R = b < 1 这样 Wallace 公式变为12 b - 1 )(v 1 - 10 即 Wallace 公式中的蠕滑速率与次级地震的频率有关 ,可以通过历史中强地震和现代中小地震频率推算出来 。 () 理论上 ,当 b = 0 ,次级地震的发生率与特征地震相同时 ,即 Schwartz 和 Coppersmith 1984的特征地震 b 值曲线 () 的近水平的虚线段 , v= 10 % v ,与 R E Wallace 1984所认为的发生 8 级地震的断层蠕滑量只占总滑动量的 c 10 %以内一致 ,这属比较理想的估计 ;当 b ??这种极端情况时 ,有 v= 0 ,这与实际情况虽有差别 ,但是确实 c 在发生强震的断裂段中小地震的比例很小 ;当 b = 1 时 , v= v ,断裂无法积累能量发生特征型大地震 ,这属于 c Schwartz 和 Coppersmith 的震级2频度曲线的中 、小地震段 ,相当于断裂处于破裂不久的蠕滑阶段 ,或者空间范围 非常大的区域内的 b 值 。 在一个完整的特征地震轮回内 , b 值是随着震级范围和断裂滑动的阶段而发生变化 ,即 b 是时间和震级 ( ) b M , t- 1 的函数 ,因此 v= v ×10 。 c 3 特征地震平均复发周期及其与古地震资料的对比 1500,1994 年小江断裂带 5. 0 级以上历史地震和现代地震的综合 b 值为 0. 45 ,计算得到 v= 0. 28 v ,1970 c ,1994 年仪器记录的 2. 0 级以上地震的 b 值为 0. 88 ,但历史记录和仪器记录的 2. 0 级以上地震的综合 b 值为 0. 7 ,计算得到 v= 0. 5 v 。在对特征地震平均复发周期计算中分别采用 Wallace 所估计的 10 %蠕滑 ,中强以上 c () 地震的 28 %相对蠕滑 ,和 2. 0 级以上地震的 50 %蠕滑计算 ,然后获得一个平均值 表 1。即由滑动速率 、平均 位移 、地震震级和与次级地震有关的相对蠕滑速率共同确定的平均复发间隔 R 和 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 s 。 表 1 小江断裂带各段特征地震复发间隔 Table 1 The recurrence intervals of characteristic earthquakes in each segment of the Xiaojiang fault zone 断裂段西支断裂南段东支断裂南段东支断裂中段东支断裂北段 - 17 6 9 9 滑动速率/ mm?a 极震区同震位移/ m 8 6 2 . 5 6 震 级 7 /? 7 /? 8 7 b = 7 2 000 1 333 2 000 555 粘滑50 %Wallace 公式计算 28 %粘滑 b = 0. 45 1 389 925 1 587 385 复发间隔 R/ a10 %粘滑 b = 0 1 270 1 111 309 740 ?126 416 1 619 ?366 ?455 999 ?303 1 500 理论计算的复发间隔平均值 R′/ a 和标准差 S′/ a 1 999 ?328 约 3 750 1 895 ?678 古地震复发间隔的平均值 R″/ a 和标准差 S″/ a 1 809 ?439 2 650 ?1591 1 447 ?822 综合平均得到的平均复发间隔 R/ a 和 S / a 由各断裂段古地震资料可以得到若干期特征地震的复发间隔 ,将它们平均得到由古地震和历史地震资 Δ料确定的平均复发间隔 R″和R″。东川地震破裂段的特征地震重复间隔除 1733 年东川地震之外还有 4 期古 (( ) ( ) ( ) ( ) 地震事件 ,分别距今 2 082 ?85a , 2 870 ?386a , 5 248 ?152a , 7 200 ?155a , 平均间隔为距今 1 895 ? ) () () ( 678a 。西支断裂嵩明地区历史地震和全新世晚期古地震距今时间为 164a 1833 年地震, 1 947 ?135a , 4 () ) 162 ?105a ,平均间隔为距今 1 999 ?328a 。东支断裂南段宜良地区的历史地震和全新世古地震距今时间分 ) (别为497a 1500 年地震、4 000a前后 、8 000a 前后 ,平均复发间隔约为距今 3 750a 。 可以将古地震和历史地震数据得到的复发间隔 R″与由滑动速率 、平均位移 、震级和次级地震频率所确定 的平均复发间隔综合平均得到一个综合平均复发间隔 。 将计算的小江断裂带各段的特征地震复发间隔列于表 1 。 由于古地震资料的完整程度不同 , 西支断裂带中南段和东支断裂北段古地震资料比较全面 , 可以看出 当 b 值为 0. 7 时 ,其理论计算结果与古地震资料比较接近 ,相当于 50 %的相对粘滑 ,说明次级地震的频率比 () () Schwartz 和 Coppersmith 1984及 Wallace 1984估计的要高 。 4 结论 当一条断裂带或断裂段内地震破裂相似性原则基本成立 ,且历史地震 、古地震和仪器地震记录比较长 、震 级比较全且特征地震之间存在次级地震 ,可以通过次级地震的震级2频度关系确定它们对特征地震周期的影 响 ,从而得到可靠的平均复发间隔 。 ()1997 年 12 月收稿 ,1998 年 7 月改回 参 考 文 献 ( ) 邓起东 ,于贵华 ,叶文华. 1992 . 地震地表参数与震级关系的研究. 见 :国家地震局地质研究所编. 活动断裂研究 2. 北京 : 地震出版社. 247,264 . 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REL ATIVE CREEP RATE AND C HARACTERISTIC EARTHQUA KE RECURRENCE INTERVAL2EXAMPL E FROM THE XIAOJ IANG FAUL T ZO NE IN Y UNNAN , C HINA Shen J un Wang Yipeng Song Fangmin ( )Institute of Geology , China Seismological B ureau Beijing 100029 Li Yingzhen ( )Seismological B ureau of Xinjiang Uygur Autonomous Region , Urumqy 830011 Abstract The displacement of all earthquakes with all ranges of magnitude except to the characteristic earthquakes was termed as “relative creep”in this paper. Affection of the relative creep to the recurrence interval of the characteristic earthquakes is analysed. A function is deduced to calculate the relative creep rate . More reliable estimations of seismic interval can be made by comparing the calculated results with the paleoearthquake data . Key words : Characteristic earthqua ke , Seismic recurrence interval , Xiaojiang fa ult ,Creep