GRL & JGR: Solid Earth:川滇地区主要断裂震间闭锁及强震潜能

以全球卫星导航系统(GNSS)和雷达干涉测量(InSAR)为代表的空间对地观测技术极大的丰富了地壳形变观测的数据源,高时空分辨率的数据被广泛用于监测毫米级地壳形变,并以此约束-反演断层在深部的应力积累与释放过程。作为衡量断层形变的关键参数之一,断层闭锁系数代表了断裂在震间的耦合程度,从运动学维度刻画了弹性应变积累的空间范围(即孕震凹凸体),因此被广泛用于推测未来强震可能的位置和震级大小,其与地震破裂区域在空间上的对应关系也已在数次中-大地震中得以验证。

对于强震频发的川滇地区(图1),系统厘定活动块体边界断裂带的闭锁凹凸体分布,能够为区域强震危险性分析提供坚实基础,推动中国地震科学试验场深入建设。

实验室地壳形变研究室的李彦川副研究员、单新建研究员及团队成员收集了川滇地区高密度GNSS数据,通过构建精细的块体运动学模型,系统的厘定了青藏高原南缘即川滇地区20条主干断裂的震间闭锁状态(图2)。研究结果揭示出:(1)川滇地区20条主干块体边界断裂有27个强闭锁段落(凹凸体),其横向延伸~36-330 km;(2)鲜水河断裂八美-康定段主要处于弱闭锁的蠕滑状态,该断裂段的蠕滑表现为随时间变化的瞬态特征(见Li et al., 2021, JGR);(3)定量比较鲜水河断裂在过去300年间地震矩的积累与释放,认为该断裂表现为“超地震周期-Super cycle”的强震活动行为(见Li et al., 2021, JGR);(4)以断裂闭锁为基础,定量计算川滇地区20条主干断裂上27个凹凸体的地震矩亏损,结果表明这些凹凸体具备发生Mw 6.4–7.7的强震潜能,其中安宁河、大凉山和红河断裂具有Mw > 7.5强震危险性(图3)。上述结果系统的厘定了整个川滇地区主干断裂的闭锁凹凸体分布,并将作为中国地震科学试验场的公共模型产品,为试验场的深化建设及地震监测预报提供科技支撑。

研究成果发表于国际地球物理著名期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth和Geophysical Research Letters上。

Li, Y., Nocquet, J. M., Shan, X., & Jian, H. (2021). Heterogeneous Interseismic Coupling Along the Xianshuihe‐Xiaojiang Fault System, Eastern Tibet. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 126(11), e2020JB021187.

Li, Y., Shan, X., Gao, Z., & Huang, X. (2023). Interseismic coupling, asperity distribution, and earthquake potential on major faults in southeastern Tibet. Geophysical Research Letters, 50(8), e2022GL101209.

上述研究得到国家重点研发计划(2021FYC3000605、2019YFC1509205)和国家自然科学基金项目(42104007、U2139202、41631073)的联合资助。



图1 青藏高原东南缘构造背景图

蓝色圆和红色震源机制表示1327年以来发生于该区的强震(M ≥ 6.5)





图2 青藏高原东南缘断裂滑动速率与震间闭锁分布

(a)和(b)图分别表示断裂的走滑和逆冲速率,(c)图表示块体边界断裂的震间闭锁状态


 


图3 基于断层闭锁状态的川滇地区强震潜能