GEOMAT NAT HAZ RISK:基于应力演化和地震概率研究2017年九寨沟地震后巴颜喀拉块体东南缘的强震风险
巴颜喀拉块体东南缘位于巴颜喀拉块体和华南地块的交界处,它不仅是青藏高原隆起和向东运动的前沿,也位于我国南北地震带的中部,地质构造运动非常剧烈,强震活动非常频繁。研究该区域的地震危险性具有较强的现实意义和科学意义。
地球所廖力副研究员等构建了包含区域主要断裂带、活动块体、岩石圈分层结构的三维粘弹性有限元模型,以GPS观测作为边界约束,模拟了研究区自1893年以来的12次6.9级以上强震序列,获得了区域库仑应力演化过程。在此基础上,基于速率-状态摩擦本构关系和泊松概率分布,估算了研究区在2017年九寨沟7.0地震之后的强震发生概率。
应力演化模拟结果显示,除康定段外(因为2014年康定地震降低了附近的应力),鲜水河断裂总体位于应力增强区。此外,龙门山断裂带南段和鲜水河断裂带的交界处以及安宁河断裂、虎牙断裂的中北段和龙日坝断裂的北段有较强的应力积累,未来可能也有地震风险。岷江断裂、龙日坝断裂中段、南段和龙门山断裂带中北部都处于应力阴影区。从应力状态的角度看,这些断层段未来的地震风险可能较低。
未来强震概率估算结果显示,龙门山断裂带南段、虎牙断裂和鲜水河断裂带是汶川地震后未来10年发生6级强震概率较大的地区。实际上,后来的2013年芦山7.0级地震、2014年康定6.3级地震、2017年九寨沟7.0级地震基本上都分别发生在上述高地震概率区域。而且随着时间的推移,强震的概率逐渐增加。2022年芦山6.1级地震和泸定6.8级地震也发生在本研究估计的强震发生概率较高的区域。
图1 研究区域主要断层库仑应力演化
图2 研究区未来(2018-2027年)强震发生概率结果
本研究利用结合深部介质信息的三维粘弹性有限元模型计算断层和区域应力演化状态,研发基于速率-状态方程和随机过程的强震发生概率计算模型,估算了巴颜喀拉块体东南缘强震发生概率,并在2022年芦山6.1级地震和泸定6.8级地震科考工作中进行应用。本研究可为分析区域应力演化和强震发生概率提供理论基础,并为估计区域地震风险提供帮助,研究成果于2023年6月发表于国际学术期刊《Geomatics, Natural Hazards and Risk》,受国家自然科学基金、中国地震局地球物理研究所基本业务费等项目共同资助。
【作者简介】
廖力,副研究员,主要从事地球动力学和地震破裂动力学数值模拟及低频电磁波耦合传播研究