中國科學院廣州地球化學研究所地球內部結構及動力學學科組特任研究員鄧陽凡與美國喬治亞理工學院教授彭志剛、天津大學教授劉靜合作,在海原斷裂帶的蠕滑區域發現重複地震。相關研究7月18日發表於《地球物理學研究:固態地球》。
海原斷裂帶是青藏高原東北緣一條重要的活動斷裂,其主要表現為左旋走滑特徵。沿著海原斷裂帶發生了幾次大的地震,包括1920年海原8級地震、1927年古浪8級地震、1990年景泰6.2級地震、2016年門源6.4級地震。大地測量學發現在海原斷裂帶老虎山段存在淺層蠕滑現象,但是蠕滑的驅動機制和深度,以及與地震的關係尚不清楚。
研究人員利用2009~2018年青藏高原東北緣發生的兩萬多次小地震事件波形,通過互相關理論獲得了海原斷裂帶及其周緣的重複地震分布。研究表明,如果選擇互相關係數CC≥0.90,他們發現了9.7%的地震為重複地震,選擇CC≥0.92則有4.6%的地震為重複地震,選擇CC≥0.95則有0.6%的地震為重複地震。
在海原斷裂帶老虎山段,研究人員採用各種不同互相關係數,都能檢測到重複地震的出現,而且重複地震主要發生於大地測地學所觀測到的蠕滑區域的最大值附近。重定位的重複地震普遍深於4km,與淺部蠕滑相對應,推斷這些重複地震位於淺層蠕滑區和深層閉鎖區之間的過渡帶,且重複地震能夠被淺層蠕滑所驅動。
該研究還發現在古浪地震餘震區有不少重複地震。該區至今仍有較強的地震活動性,因此也被稱為「古浪地震窗」,推測可能與該地區地震波速度較低,巖石強度較弱有關。該區位於1927年古浪地震震後的長期弛愈區域。重定位後的地震主要落在兩條南北向的條帶上,表明可能存在兩條隱伏的斷層。
鄧陽凡表示,對比全球其他板內大震的餘震持續時間,該研究推測海原斷裂帶附近的重複地震有可能與1920年海原地震和1927年古浪地震的震後長期弛愈過程有關。未來在該區域會開展更多的地球物理精細結構反演和地表斷層觀測等相關研究,進一步了解重複地震,斷層蠕滑,和大地震周期的關係。
值得一提的是,該研究還發現該地區也有大量的與採礦爆破有關的重複事件,它們具有與自然地震不同的波形,並且發震時間,發震震級,地表地形都有明顯特徵。
相關論文信息:https://doi.org/10.1029/2020JB019583
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