李乐1 陈棋福1 钮凤林2, 1
(1中国地震局地震预测研究所 北京 100036;2 Rice University Houston TX 77005)
华北地区以强烈的新构造运动、众多的板内地震、多发的破坏性地震著称。1976年7月28日发生在北京东约160 km处的唐山7.8级大地震是历史上人员伤亡最为惨重的灾害之一。唐山断裂带是唐山大地震的主控断裂,由一系列互相平行的NNE向的走滑断裂组成,由于在构造表现和运动方式等方面存在明显的差异,基本上可划分为南、北两段。一直以来,唐山断裂带都保持着很高的地震活动水平。为了更好的监测首都圈的地震活动,中国地震局在2001年完成了首都圈数字地震台网的建设, 自此累积了大量的地震波形资料,为我们进一步研究沿唐山断裂带的地震活动的时空分布特征提供了新的契机。
地震的重复性是活动断裂带小震活动的时空分布规律重要表现之一。地震发生在时间上的周期性和空间上的一致性突出表现在波形上的高度相似性。重复地震是指发生在同一断层位置上且具有高度相似波形的一组地震。位于板块边缘的断裂带是地震多发区,在断裂带的蠕滑区发现的重复地震,通常认为是周围蠕滑区所包围的凹凸体所产生的重复破裂。在板内是否也会存在发生在同一断层位置上的重复地震是值得研究的问题。断层滑动速率是构造活动研究中十分重要的参量,是地震地质调查的重要参数之一,也是GPS和InSAR等空间观测研究的重要内容。但现有的断层滑动速率结果大都来自地表观测或空间对地表观测分析的结果,缺乏来自地下深处(孕震深度)的滑动速率结果。重复地震的发现和应用为我们研究活动断裂带深部滑动速率及其深部变形行为提供了新的思路和方法。
通过大量的波形相关计算和精确定位的进一步分析,我们识别出了21个相似地震对和25个多重相似对,占地震总数的一半以上。大部分相似地震的活动表现为非周期性,重复间隔从数分钟到数百天不等。依据重复地震的破裂面积相互重叠的严格定义,我们精确辨识出了一组准周期的重复地震。同时我们依据重复地震的地震矩和重复间隔获取了在地表以下约15 km处的断层滑动速率约为 2.6 mm/a,这一结果和地面GPS观测结果相符,可能是真实构造运动反映。在唐山断裂带,我们发现了很多的相似地震和重复地震,这意味着1976年唐山大地震破裂区现今仍然很脆弱,在稳定的区域构造加载作用下正发生着蠕滑,唐山断裂带作为一条板内断裂带,现已成为一条能够引发重复地震的成熟的断裂带。
图 (a),挑选出的由9个地震构成的相似地震在精确定位后的震源深度剖面图;(b),时间-滑动量累积图。圆圈代表有8个地震所组成的非严格的重复地震,方块代表有4个地震所组成的严格意义上的重复地震。图中未标示在坐标原点处的第一个地震。
Identification of intra-plate repeating microearthquakes and estimation of slip rate along Tangshan fault zone
Le Li1 ,Qi-Fu Chen1, Fenglin Niu2,1
1Institute of Earthquake Science, China Earthquake Administration, Beijing, China, 100036
2Department of Earth Science, Rice University, Houston, Texas, 77005
该详细摘要发表在《国际地震动态》2008年第11期第2页,论文全文请参见“Le Li, Qi-Fu Chen, Xin Cheng, Fenglin Niu, 2007. Spatial clustering and repeating of seismic events observed along the 1976 Tangshan fault, North China, Geophysical Research Letters, 34(23), L23309, doi: 10.1029/2007GL031594”
作者信箱:lile@seis.ac.cn