王衛東鄭 怡卞 龍長安大學地質工程與測繪學院,西安 710054陜西省地震局,西安 7100068中國科學院地質與地球物理研究所,北京 100029
陜西南部地區中強地震的震源機制和應力場特征
王衛東1)鄭 怡2)卞 龍3)
1)長安大學地質工程與測繪學院,西安 710054
2)陜西省地震局,西安 7100068
3)中國科學院地質與地球物理研究所,北京 100029
陜西南部地區在構造上屬秦巴斷塊隆起,系由東西走向的緊密褶皺和壓性斷裂組成的強烈擠壓帶,地質構造極為復雜,為我國東西和南北巨型構造的交匯地帶,是連接青藏塊體和華北、華南地塊的過渡區,也是多構造應力場的調整區,歷史上曾發生過多次中強地震。地震震源機制可以用來研究構造帶的應力分布狀況,特別是研究地殼深部構造形變特征,對研究地球內部動力學過程,區域地殼穩定性分析和地震災害預測預防等至關重要。近年來,陜西南部地區發生了8次4級以上地震(最大震級5.9級),研究采用P波初動結合P、SH波振幅比的方法求取了這些地震的震源機制解,進而分析了陜西南部地區的構造應力場特征。
利用陜西數字地震臺網的數字波形資料,首先判讀P波初動方向,扣除儀器響應后,進行坐標旋轉,量取P波和SH波振幅,最后利用Snoke等人提出的P波和SH波的初動方向和振幅比聯合計算地震震源機制解的方法,反演得到了2003—2010年發生在陜西南部地區(32.5°N~34°N ,105.6°E~110.5°E)8次4級以上中強地震的震源機制。
研究結果顯示,在研究時段內,陜西南部地區8次中強地震的震源機制為傾滑兼走滑性質,滑動角(rake)優勢方向為340°~360°,可見其錯動方式以逆沖為主,走滑為輔;主壓應力P軸優勢方向為近EW水平方向,主張應力T軸優勢方向有兩個,分別為近NS向和NW向,主張應力T軸傾角優勢方向為近垂直向。上述特征明顯與華北地區的應力場主壓應力P軸為NE向,主張應力T軸為NW向,主壓應力軸和主張應力軸均接近水平向作用的特征有較大的區別,也與得到的陜西關中地區中強地震(2008年涇陽5.2級,2009年高陵4.2級)的震源機制解主壓應力P軸為NE向,主張應力T軸為NW~NWW向不同,而與劉平江等(2007)對川滇地塊的有限元模擬和崔效鋒等(1999,2006)通過滑動方向擬合和原地應力測量結果得到的川西北次級地塊主張應力沿近南北水平方向,主壓應力沿近東西方向的研究結果比較一致。究其原因,可能在于陜西南部地區與川西北次級地塊處于同一構造應力單元,均受到青藏高原擠出作用的影響,其動力來源可能源自于印度板塊的向北推移及阿薩姆楔的擠入,擠出運動可能是在下部物質拖動下進行的,這種推擠作用在其東北部邊界受到的阻擋作用,可能在很大程度上決定了該地區的運動和應力場圖像,而其東北部邊界,則應該是秦巴斷塊隆起;陜西南部地區,特別是陜南西部的寧強地區,其地震活動與龍門山活動斷裂帶的活動相關,其附近的斷裂帶可能是龍門山斷裂帶的延伸或龍門山斷裂帶的次級斷裂。