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  地震地磁观测与研究  2023, Vol. 44 Issue (S1): 21-23  DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2023.S1.006
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引用本文  

关兆萱, 万永革. 青海玛多地震震源区应力空间变化[J]. 地震地磁观测与研究, 2023, 44(S1): 21-23. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2023.S1.006.
GUAN Zhaoxuan, WAN Yongge. Stress field variation in the Madoi earthquake source region[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2023, 44(S1): 21-23. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2023.S1.006.

基金项目

国家自然科学基金(项目编号:42174074,41674055)

通讯作者

万永革(1967—),男,博士,研究员,主要从事震源机制和地壳应力场的研究工作。E-mail:wanyg217217@vip.sina.com

作者简介

关兆萱(2001—),男,硕士研究生,主要从事构造应力场方面的研究。E-mail:15568778655@163.com
青海玛多地震震源区应力空间变化
关兆萱 1)   万永革 1),2)     
1) 中国三河 065201 防灾科技学院;
2) 中国三河 065201 河北省地震动力学重点实验室
关键词玛多地震    震源机制解    非均匀应力场    构造应力场    
Stress field variation in the Madoi earthquake source region
GUAN Zhaoxuan 1)   WAN Yongge 1),2)     
1) Institute of Disaster Prevention, Sanhe 065201, China;
2) Hebei Key Laboratory of Earthquake Dynamics, Sanhe 065201, China
Key words: Madoi earthquake    focal mechanism solution    non-uniform stress field    tectonic stress field    
1 研究背景

2021年5月22日02时04分青海省果洛藏族自治州玛多县发生MS 7.4地震,震中位于(98.34°E,34.59°N),震源深度17 km。震后发生多次余震,属于典型的主震—余震型地震。该地震序列并不是沿着平直断层发生的,东南段出现了沿走向的东向偏转,这种转向处的应力场相对于破裂断层的应力场有哪些改变,破裂性质是否发生变化,这是该区域地震动力学应该考虑的重要问题。本研究根据该地震序列的震源机制求解该地区的非均匀应力场,并给出动力学解释。

2 资料和方法

搜集前人提供的玛多地震序列震源区的150条震源机制数据,采用万永革(2019)提出的同一地震多个震源机制中心解确定算法进而得到震源机制中心解。然后按照沿断层自东南向西北的原则将玛多震源区震源机制解事件位置进行排列,接着由东南至西北为事件分区,由此可以获得断层区不同区域的应力状态。之后采用滑动窗口法对震源机制进行分区,沿断层走向将研究区域事件分成8组,每个窗口含有30—31个震源机制,前移一个窗口更新13个震源机制解数据。最后采用网格搜索法求解每个区域的地壳应力场。

3 研究结果

反演结果展示在图 1中,沿破裂区走向观察,破裂区的(a)区域,R = 0.9主要以挤压应力为主,中间轴与张应力轴表现为拉张作用,以至于中间轴与张应力轴不易区分开来;破裂区的(b)区域R值减少为0.7,相比较与(a)区域中间轴与张应力轴逐渐区分开来,此时张轴的倾伏角也突然增大,向垂直向偏转;破裂区(c)区域R值突然减小为0.3,主要以拉张应力为主,中间轴与张应力轴表现为压缩作用,且张轴倾伏角继续增大,表现为近乎垂直向;破裂区(d)区域R值为0.6,该区域的张应力轴与中间应力轴又变得不能区分开来,且张轴倾伏角急剧减小,数值和(a)区域相近;破裂区(e)区域R值为0.4,主要以拉张应力为主,张轴倾伏角轻微增加;破裂区(f)区域R值为0.5,表现为拉张应力和挤压应力平衡的状态,中间轴和两轴可以很好的区分开来,且张轴倾伏角轻微增加;破裂区(g)区域R值为0.7,中间轴和张应力轴表现为拉张作用,且变得不易区分开来,张轴倾伏角也与(f)区域相近;破裂区(h)区域R值为0.1,中间轴与压应力轴表现为压缩作用,两轴不易区分开来,且张轴倾伏角降低许多。这些分区的应力场结果大部分与整体的应力场结果相差较小,是整体应力场的范围内进行的较小的扰动,表明了整体应力场和分区非均匀应力场的一致性。

图 1 应力场分区反演结果 (图中海滩球为震源机制数据,带有颜色的卦限为压缩区(红色为逆断型,蓝色为正断型,黑色为走滑型,黄色为逆走滑型,青色为正走滑型),红线为后文讨论的速度剖面图测线位置,方框为划分区域:橙色框表示(a)区域,洋红色框表示(b)区域,绿色框表示(c)区域,蓝色框表示(d)区域,黄色框表示(e)区域,红色框表示(f)区域,黑色框表示(g)区域,青色框表示(h)区域。大图下侧给出各区的应力反演结果,应力场反演结果及数据拟合情况的下半球施密特投影图,图中蓝色大箭头表示主张力轴的水平最佳方向,红色大箭头表示为主压力轴的水平最优方向;蓝色小箭头表示为“可能断层面”的观测滑动方向,红色小箭头表示为“可能断层面”的理论滑动方向;绿色断层面表示置信水平为90%的应力场最大剪应力界面,黄色箭头表示该节面的最佳滑动方向;黑色弧线表示为“可能断层面”的施密特投影) Fig.1 Results of stress field inversion in different sub-areas

将分区反演的非均匀应力场总结为:破裂区的应力场的拉张轴均呈现不同程度的张轴倾伏角,区域(a)(b)(d)(e)(f)(g)(h)的应力场反演结果分别表现为带有逆冲分量的走滑型,而区域(c)的应力场反演结果表现为逆断型,这与整体应力场所表现的类型不符,而(c)区域正位于地震序列走向东向偏转的位置。

4 结束语

地震序列东南段走向偏转处(c)区域的张应力轴近乎垂直,其他部分的应力场的张应力轴也均呈现不同程度的张轴倾伏角,表现为兼有逆冲分量的走滑型。破裂区(c)的应力场结果与整体应力场具有较大区别且对地震序列走向产生了较大影响(图 2),由此推测该区域的明显应力场变化可能是由于青藏高原在印度板块的北向推挤下,巴颜喀拉块体内部昆仑山口—江错断裂破裂区物质向NW向移动时,受到了东侧相对高速体的阻挡,使得断层东侧局部受到了挤压变形而产生逆冲型应力场。

图 2 震源区泊松比剖面(据张海江提供) Fig.2 Poisson ratio profile in study region (According to Zhang Haijiang)

区域(a)和区域(d)的地震序列走向分布相较于其他区域逆时针旋转了大约30°。断层东西两侧的泊松比差异明显,东侧的泊松比明显高于西侧,因此东部物质相对西部而言的抗形变能力更差,更容易发生形变,在东侧受到挤压产生逆冲应力类型后,由于东侧的泊松比更高,更易发生形变,所以地震继续向东侧破裂,且破裂强度更大,以至于向东延伸横穿玛多—甘德断裂,具有“裁弯取直”的特点,受到局部应力调整由此产生的新的震源破裂机制,新的震源破裂机制应力场表现为兼逆冲分量的走滑型。

文中图件采用GMT6软件和MATLAB软件绘制而成,中国科学技术大学张海江研究小组为本研究提供地球岩石圈速度结构模型电子文件,特此感谢!
参考文献
万永革. 同一地震多个震源机制中心解的确定[J]. 地球物理学报, 2019, 62(12): 4 718-4 728.
王未来, 房立华, 吴建平, 等. 2021年青海玛多MS 7.4地震序列精定位研究[J]. 中国科学: 地球科学, 2021, 51(7): 1 193-1 202.
张建勇, 王新, 陈凌, 等. 基于余震重定位和震源机制解研究青海玛多MS 7.4地震序列的发震构造和断裂形态[J]. 地球物理学报, 2022, 65(2): 552-562.