祁連山中東段地區(qū)中小地震震源機制和區(qū)域應(yīng)力場-論文.pdf

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1、地震地磁觀測與研究第35卷第3／4期SEISM0L0GICALANDGE0MAGNETICVo1．35NO．3／42014年8月0BSERVAT10NANDRESEARCHAug．2014doi：10．3969／J．issn．1003—3246．2014．03／04．001祁連山中東段地區(qū)中小地震震源機制和區(qū)域應(yīng)力場榮代潞(中國甘肅730000中國地震局蘭州地震研究所)摘要利用哥倫比亞大學(xué)GCMT目錄給出的祁連山中東段地區(qū)中強地震震源機制資料，研究較大區(qū)域(34?！?1。N，100。一1O6。E)的應(yīng)力場；利用該地區(qū)布設(shè)的中法微震數(shù)字監(jiān)測臺網(wǎng)多年監(jiān)測資料和甘肅數(shù)字監(jiān)測臺網(wǎng)資料，使用P波和

2、s波初動及振幅比聯(lián)合反演方法，反演中小地震震源機制解和發(fā)震應(yīng)力場。結(jié)果表明，地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力大致為北東4O。一45。水平向壓應(yīng)力；景泰地區(qū)主壓應(yīng)力方向約北東45。，絕大多數(shù)地震為走滑型。天祝一古浪地區(qū)有相當部分的逆斷層地震分布，主壓應(yīng)力方向約6o。，P軸仰角在1O。左右優(yōu)勢分布，大致為水平應(yīng)力場。這與大區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場和斷層實際分布基本一致。關(guān)鍵詞祁連山中東段地區(qū)；震源機制；區(qū)域應(yīng)力場；聯(lián)合反演方法；P波和s波初動和振幅比0引言構(gòu)造地震是由于地球內(nèi)部的巖體受到構(gòu)造應(yīng)力作用，導(dǎo)致巖體突然斷裂或已經(jīng)存在的斷層突然錯動的結(jié)果。研究斷層附近的應(yīng)力場有助于了解地震發(fā)生的物理過程。地震的震源機制解是認識地

3、震發(fā)震斷層及破裂特征的主要手段，從震源機制解推斷的震源應(yīng)力場攜帶區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場及構(gòu)造運動信息，因此震源機制解為構(gòu)造應(yīng)力場的研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?？梢杂迷S多地震的P軸方向作統(tǒng)計平均的方法獲得該地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力方向。在雙力偶點源模式的震源機制解中，P軸、B軸、T軸一直被用來作為推斷地下應(yīng)力場狀況的主要依據(jù)之一(許忠淮等，1983；李瑞莎等，2008；張紅艷等，2009；武敏捷等，2011)。祁連山中東段地區(qū)位于青藏塊體東北緣，曾發(fā)生多次大震和特大地震，地震活動性和區(qū)域應(yīng)力場變化一直受到關(guān)注。本文首先利用哥倫比亞大學(xué)GCMT目錄給出的震源機制資料求解該地區(qū)較大范圍的應(yīng)力場，然后利用該區(qū)域建設(shè)的中法國

4、際合作臺網(wǎng)近2O年記錄的大量數(shù)字記錄資料，加上周圍甘肅區(qū)域數(shù)字地震臺的記錄，用P波和s波的初動和振幅比求解震源機制解的方法，分析研究祁連山中東段地區(qū)中小地震的震源機制解，由此推斷該地區(qū)區(qū)域應(yīng)力場，初步分析其空間變化特征，為此地區(qū)的斷層構(gòu)造活動研究和地震預(yù)測提供參考。1大區(qū)域中強地震震源機制和應(yīng)力場祁連山中東段受青藏塊體長期北東向推擠作用，該區(qū)新構(gòu)造活動強烈，以水平擠壓為主、垂直升降與之相伴生，形成山地隆起、盆地坳陷的繼承性運動總趨勢，運動總體呈擠壓一作者簡介：榮代潞(1945一)，男，研究員，1967年蘭州大學(xué)物理系畢業(yè)，1982年在蘭州地震研究所獲理學(xué)碩士學(xué)位從事地球物理和地震學(xué)研究基

5、金項目：國家自然科學(xué)基金項目(40874029)及中國地震局老專家科研基金(201329)資助本文收到日期：2013-12一i02地震地磁觀測與研究逆沖一走滑特征(虢順民等，2000)。中強地震的發(fā)生與本地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)。單個地震的震源機制反映震源釋放的應(yīng)力場，具有一定的隨機性，但受到大區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的控制。如果一個區(qū)域發(fā)生多次地震，這些地震應(yīng)力場的優(yōu)勢方向則可以認為與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場基本一致。特別是中等強度以上的地震更能反映區(qū)域應(yīng)力場特征。為了了解祁連山中東段地區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力場特征，選擇哥倫比亞大學(xué)全球矩心矩張量解目錄(GlobalCMT，http：／／www．globalcmt

6、．org／)給出的該地區(qū)(34。～41。N，1OO。～106。E)1962年以來發(fā)生的中強地震的震源機制，結(jié)果見表1。表1祁連山中東段地區(qū)1962年以來發(fā)生的中強地震的震源機制(GlobalCMT)Table1Thesourcemechanismsofthemoderate-strongearthquakesinthemiddle-eastsegmentofQilianMountainoccurredfrom1962(GlobalCMT)由表1可見，GCMT目錄給出斷層兩個截面的走向、傾角和滑動角。表1中P軸、T軸和B軸的走向和仰角由萬永革等(2000)的方法計算。圖1是這些地震和斷層面

7、解的空間分布，圖2給出祁連山中東段地區(qū)P軸玫瑰分布圖和仰角分布直方圖。由圖2可見，祁連山中東段地區(qū)強震的P軸分布優(yōu)勢方向為40。一45。，仰角分布優(yōu)勢方向為15。左右，即該地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力大致為NE40。一45。的水平向壓應(yīng)力。此結(jié)果與徐輝等(2007)、張輝等(2010)利用多個震源機制解得到的此地區(qū)應(yīng)力場方向一致。2中小地震震源機制研究2．1方法概述由P波初動求取地震的震源機制解是地震學(xué)常用方法，但該方法要求所計算的地震被很多臺站記