郯廬斷裂帶位于我國(guó)東部,跨越東北、渤海、山東、江蘇、安徽等多個(gè)地區(qū),是中國(guó)東部一條規(guī)模最大的斷裂帶,中國(guó)境內(nèi)全長(zhǎng)約2400公里。渤海灣以南郯廬斷裂帶中南段在第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)斷層最發(fā)育,歷史上曾發(fā)生公元前70年安丘7.0級(jí)地震和1668年郯城8 ~1/_2級(jí)地震,是我國(guó)主要地震活動(dòng)區(qū)域之一。2008年汶川8.0級(jí)地震發(fā)生后,地下流體多測(cè)項(xiàng)震后效應(yīng)在郯廬斷裂帶中南段部分地區(qū)一直持續(xù)存在,同時(shí)速度結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明該區(qū)域存在發(fā)生中強(qiáng)以上地震的介質(zhì)速度結(jié)構(gòu)條件。2011年日本宮城M_W9.0級(jí)地震對(duì)我國(guó)東部地區(qū)產(chǎn)生mm至cm級(jí)近東西向的同震水平位移。前人眾多研究表明,太平洋板塊對(duì)歐亞板塊的俯沖作用是華北地區(qū)孕震的主要?jiǎng)恿?lái)源之一。日本地區(qū)強(qiáng)震活動(dòng)對(duì)我國(guó)華北地區(qū)的地震活動(dòng)有重要影響。此外,歷史地震、地震活動(dòng)性、現(xiàn)代構(gòu)造活動(dòng)等資料都顯示,郯廬斷裂帶中南段具有強(qiáng)震的深淺部孕震構(gòu)造條件。因此加強(qiáng)對(duì)郯廬斷裂帶中南段現(xiàn)今地殼變形特征的認(rèn)識(shí)與分析,對(duì)郯廬斷裂帶乃至華北地區(qū)未來(lái)地震危險(xiǎn)性的判定具有重大意義。本文首先將郯廬斷裂帶中南段分為三段,從北向南依次為:安丘段、郯城段和新沂段,并基于剛性運(yùn)動(dòng)模型和最小二乘配置方法并采用1999-2007年和2013-2015年兩期GPS水平運(yùn)動(dòng)場(chǎng)數(shù)據(jù)反演郯廬斷裂帶中南段應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài),并在已得結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)研究區(qū)域地震危險(xiǎn)性進(jìn)行討論。最后,我們得到如下認(rèn)識(shí):1、基于兩期GPS水平速度場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算研究區(qū)域的速度剖面,然后進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明郯廬斷裂帶中南段分段特征明顯,1999-2007期速度剖面結(jié)果顯示,垂直斷層方向上郯城段以北表現(xiàn)為擠壓應(yīng)變特征,以南表現(xiàn)為拉張應(yīng)變特征,走滑斷層方向上郯城段以北表現(xiàn)為右旋剪切應(yīng)變特征,以南表現(xiàn)為左旋剪切應(yīng)變特征,此段屬于區(qū)域應(yīng)變變化的轉(zhuǎn)換帶。2013-2015期速度剖面結(jié)果顯示汶川地震和日本宮城地震后郯廬斷裂帶中南段地表應(yīng)變呈現(xiàn)出增強(qiáng)的變化趨勢(shì),且整體都表現(xiàn)出右旋剪切,并伴隨擠壓的應(yīng)變特征。通過(guò)兩期速度剖面結(jié)果綜合對(duì)比,可以看出汶川地震和日本宮城地震后郯廬斷裂帶中南段區(qū)域應(yīng)變場(chǎng)發(fā)生了較為明顯的變化,推測(cè)該段仍受到兩次地震震后效應(yīng)的影響,且日本宮城地震對(duì)郯廬斷裂帶中南段震后的影響更為顯著,這是現(xiàn)今郯廬斷裂帶中南段帶有近東西向拉張應(yīng)變的主因。2、利用最小二乘配置方法計(jì)算郯廬斷裂帶中南段的地表應(yīng)變率。結(jié)果顯示,汶川地震和日本宮城地震后研究區(qū)域的剪應(yīng)變整體增強(qiáng),而剪應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)最為明顯的區(qū)域位于郯城段,可能顯示郯城段現(xiàn)今仍具有震后調(diào)整滑動(dòng)。3、計(jì)算郯廬斷裂帶中南段庫(kù)侖應(yīng)力積累速率對(duì)研究區(qū)域地震危險(xiǎn)性的判定有很大的幫助。1999-2007期數(shù)據(jù)反演結(jié)果顯示,庫(kù)侖應(yīng)力積累速率從研究區(qū)域南部向北部逐漸減小。2013-2015期數(shù)據(jù)反演結(jié)果顯示,研究區(qū)域庫(kù)侖應(yīng)力積累速率整體有增大的趨勢(shì),且安丘段的庫(kù)侖應(yīng)力積累速率達(dá)到最大,新沂-泗洪段次之,郯城段最小,說(shuō)明安丘段發(fā)生高震級(jí)地震的危險(xiǎn)性最大,其次為新沂段。4、對(duì)郯廬斷裂帶中南段的大震危險(xiǎn)性進(jìn)行討論,結(jié)果表明該區(qū)域具有強(qiáng)震孕震環(huán)境。根據(jù)華北地區(qū)新的地震圍空區(qū)圖像推測(cè)該段未來(lái)可能發(fā)生的大震規(guī)模介于郯城地震和唐山地震之間,并且從前人反演結(jié)果與本文對(duì)研究區(qū)域應(yīng)力-應(yīng)變的計(jì)算分析綜合來(lái)看,安丘段發(fā)生大震危險(xiǎn)性最高,其次為新沂段,郯城段未來(lái)發(fā)生大震的可能性較低。
【學(xué)位單位】:中國(guó)地震局地質(zhì)研究所
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2017
【中圖分類】:P315.2
【部分圖文】: 圖 1-1 郯廬斷裂帶構(gòu)造簡(jiǎn)圖(朱光等,2006)據(jù)歷史記載,郯廬斷裂帶曾發(fā)生過(guò)公元前70年安丘7級(jí)地震、1548年和1597年渤海 7 級(jí)地震、1888 年渤海 7.5 級(jí)地震、1969 年渤海 7.4 級(jí)地震、1975 年海城 7.3 級(jí)地震和 1668 年郯城 8.5 級(jí)地震等。其中 1668 年 8.5 級(jí)郯城大地震是中
可見現(xiàn)今小震活動(dòng)密集帶的分布范圍應(yīng)反映出這次地震震源區(qū)段或地震斷層的位置與長(zhǎng)度(圖1-2)(李家靈,1994)。圖 1-2 郯城斷裂帶南段段小震分布圖(李家靈等,1994)1 全新世斷層;歷史地震時(shí)間及震級(jí);3 1668 年地震烈度大于Ⅺ范圍;4~6 小震,震級(jí)分別為 2.0~2.9;3.0~3.9;4.0~4.9大量地震與地質(zhì)資料研究表明,活動(dòng)斷層的破裂過(guò)程在一次獨(dú)立的地震事件中并非沿著整條斷裂全部破裂,而僅僅是斷層的其中一個(gè)段落破裂。并且破裂的位置由許多可識(shí)別出的物理性質(zhì)或是地質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)控制破裂的起點(diǎn)、傳播和終止。
圖 1-2 工作流程圖(1)、研究區(qū)域兩期速度場(chǎng)速度剖面對(duì)比分析GPS 觀測(cè)資料所給出的速度場(chǎng)是由東向速度和北向速度共同合成的矢量數(shù)據(jù),并不能清楚地反映出郯廬斷裂帶的運(yùn)動(dòng)特征。為了研究斷裂帶各個(gè)分段的現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】
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