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Tectonophysics: 四川长宁地区上地壳各向异性时空变化特征

发布时间:2022-06-20

四川盆地是一个构造稳定的块体,但近年来地震活动性明显增强。2014年以来,在川南长宁工业开采区发生多次MS 4.5级以上地震,给当地的生命和财产带来了极大破坏,引发全社会的广泛关注聚焦。目前关于该区地震活动是否与工业开采活动有关仍存在争议。开展地壳各向异性及其时空变化特征研究,刻画研究区的地壳应力场特征及地震前、后地壳应力状态,为理解研究区中强地震的形成机理提供重要约束。

本文收集了中国地震局地球物理研究所川南科考项目在长宁地区16个流动地震台站、四川区域数字地震台网1个固定地震台站于20161月到20212月期间记录到的近震波形数据。采用MFAST方法进行了剪切波分裂分析,得到了该区近震剪切波分裂参数。由于本文综合使用了流动台站、固定台站历时5年的地震记录,本文结果更清晰的揭示了长宁地区上地壳各向异性的横向变化特征。

研究结果显示,不同台站的快波偏振方向变化很大,似乎反映了区域应力场和构造的共同作用。长宁东南部的上地壳各向异性主要是受褶皱构造的影响西北部上地壳各向异性受到了应力以及地质构造的双重影响,中部各向异性可能受应力控制。研究结果还显示,长宁地区地震台站下方的上地壳各向异性的慢波延迟时间为0.08 s ~ 0.20 s,平均延迟0.11 s。各向异性强度随深度的变化表明,15 km 以浅的上地壳介质对近震各向异性的贡献最大。

本文首先圈定了最有可能受流体运移活动影响而导致各向异性参数变化的区域,为未来长宁地区工业注水活动监测奠定了基础。研究显示CNI台位于应力控制的各向异性区域,尽管其剪切波分裂参数在长宁MS 6.0强震前、后的变化幅度很大,但是这些时间变化可能是由不同方位射线路径不同造成的,因此不能直接用该台站剪切波分裂参数随时间的动态变化特征去估计区域应力场的变化。

Fig_3_lessScattered.png

1 长宁地区地震台站的快波偏振方向玫瑰图

 

CNI_fast0_180_filteredlessScatter_dt.png

2 射线传播路径上的空间差异引起的台站CNI慢波延迟时间随时间变化的“假象”

 

研究成果发表在Tectonophysics (Yang, X., Li, Y., Ge, Z. & Qiang, Z., Upper crustal anisotropy in the Southeastern Sichuan Basin, China from shear-wave splitting measurements, Tectonophysics (2021), https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229431)。本研究得到了国家重点研发计划(2020YFA0710600)、国家自然科学基金(41874108)、研究所基本科研业务费专项(DQJB20R35)的资助。

论文第一作者为我所博士研究生杨旭,通讯作者为李永华研究员。

 

【作者简介】

第一作者:杨旭,女,博士研究生,研究方向为震相到时拾取与地震定位。Email: yangxu161@cea-igp.ac.cn

通讯作者:李永华,男,研究员,博士生导师,主要从事深部结构探测与地球动力学研究工作。Email: liyh@cea-igp.ac.cn

 

 

 

 

 

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