地震地质 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (1): 162-183.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.01.010
曹颖1)(), 钱佳威2,3), 黄江培1), 周青云1),*()
收稿日期:
2023-09-27
修回日期:
2023-12-15
出版日期:
2024-02-20
发布日期:
2024-03-22
通讯作者:
*周青云, 男, 1986年生, 高级工程师, 主要从事活动构造、 地震学和震害防御研究, E-mail: 作者简介:
曹颖, 女, 1988年生, 高级工程师, 主要从事地震监测工作和地震层析成像研究, E-mail: 976242105@qq.com。
基金资助:
CAO Ying1)(), QIAN Jia-wei2,3), HUANG Jiang-pei1), ZHOU Qing-yun1),*()
Received:
2023-09-27
Revised:
2023-12-15
Online:
2024-02-20
Published:
2024-03-22
摘要:
云南洱源地区地处青藏高原东南缘的滇西北地区中部, 区内地质构造复杂, 多条断裂交会穿过, 且地热活动活跃, 显示出很强的断裂构造特征。地区内地震活动频繁, 2013年以来在维西-乔后-巍山断裂西侧发生了多个5级以上地震。文中利用云南区域固定台网和滇西北密集台阵记录的2008年1月1日—2023年7月20日发生在洱源地区的地震走时数据, 采用波速比模型一致性约束的双差层析成像方法, 获得了云南洱源及其周边区域的地壳三维VP、 VS和VP/VS模型及地震重定位结果。结果表明: 1)在龙蟠-乔后断裂以东, 维西-乔后-巍山断裂、 红河断裂和鹤庆-洱源断裂交会处聚集了大量小地震, 缺乏中强地震。从现有的层析成像结果分析认为浅层发生的部分小地震可能与地热流体无直接关系, 而从浅层向深层逐渐变高的VP/VS值可能暗示深部存在流体, 深部流体可能在循环流动过程中逐渐渗透到浅层岩石中, 并与部分密集小地震的发生有关。2)2013年以来发生的4个5级以上地震均发生在维西-乔后-巍山断裂西侧, 并呈NNW-SSE走向分布, 表明川滇块体西边界断裂系统的地震危险性有所增大。3)2013年3月3日和4月17日发生的洱源地震序列主要位于低VP、 低VS和低VP/VS值的异常体内。一般而言, 如存在流体, 则VS比VP下降得更快, 从而导致高VP/VS值, 而低VP/VS则表明低VS并非由流体所致。因此, 现有的成像证据表明地震序列所处区域并不存在流体, 从而推断地震序列的发生与流体无直接关系。空间上与洱源地震序列接近的2017年3月27日 MS5.1 漾濞地震序列也具有相同的速度结构特征, 因此也可能与流体无直接联系。2016年5月18日发生的 MS5.1 云龙地震序列的主震和部分余震主要位于高VP、 高VS和VP/VS相对高值区内, 高VS表明并非因存在流体而导致出现相对高的VP/VS值, 据此推测主震及周围的余震所处区域可能不存在流体, 流体并未直接参与到地震序列的发生过程中。
曹颖, 钱佳威, 黄江培, 周青云. 云南洱源地区地壳三维精细速度结构成像[J]. 地震地质, 2024, 46(1): 162-183.
CAO Ying, QIAN Jia-wei, HUANG Jiang-pei, ZHOU Qing-yun. CRUSTAL FINE VELOCITY STRUCTURE IN THE ERYUAN AREA, YUNNAN FROM DOUBLE-DIFFERENT TOMOGRAPHY[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2024, 46(1): 162-183.
图1 研究区地质构造背景 a 研究中所使用的台站分布, 右上角插图显示了川滇块体结构; b 研究区内地震、 主要断层及温泉点分布。图a中黑色框为研究区, 橙色三角形表示固定台站, 黄色三角形表示用于地震序列监测的流动台站, 粉色三角形表示滇西北密集台阵的流动台站, 图b中的红色五角星表示MS≥5.0地震震中, 绿色圆圈表示4.0≤MS<5.0地震震中, 黑色圆点表示M≥0.0地震震中, 红色震源球为MS≥5.0地震的震源机制解(来自GCMT①(① https://www.globalcmt.org/。)), 蓝色正方形表示温泉点(自王云等, 2019), 紫色正方形表示主要市县。F1维西-乔后-巍山断裂; F2红河断裂; F3龙蟠-乔后断裂; F4鹤庆-洱源断裂; F5苍山山前断裂
Fig. 1 Tectonic background in the study area.
图2 a 研究区内P波射线分布; b S波射线分布; c P波和S波震相时距曲线; d 网格节点分布
Fig. 2 Distribution of P-wave seismic ray paths(a), distribution of S-wave seismic ray paths(b), time-distance curves of P- and S-wave phases(c), distribution of the grid nodes(d).
图3 使用L-curve选取最优光滑权重(a)和阻尼因子(b)与反演前(白色)、 后(灰色)P波走时残差(c)和S波走时残差(d)的变化直方图
Fig. 3 Selection of smoothing factor(a)and optimal damping factor(b)and comparison of travel time residuals before(white histogram)and after(gray histogram)inversion for P-wave(c)and S-wave(d).
图5 不同深度处的棋盘测试分辨率结果 a VP; b VS; c VP/VS。白色五角星表示MS≥5.0地震, 白色实线表示DWS=100, 黑色实线表示断层。F1维西-乔后-巍山断裂; F2 红河断裂; F3 龙蟠-乔后断裂; F4 鹤庆-洱源断裂; F5 苍山山前断裂
Fig. 5 Recovered results of the checkerboard test at various depths.
图6 地震重定位结果分布 a 重定位后的地震震中分布; b、 c 地震分别在纬度和在经度方向的深度分布情况; d 震源深度分布直方图。AA'和BB'为2条测线的位置。F1 维西-乔后-巍山断裂; F2 红河断裂; F3 龙蟠-乔后断裂; F4 鹤庆-洱源断裂; F5 苍山山前断裂
Fig. 6 Distribution of earthquake relocated events.
5级以上地震 | 本文重定位结果 | 其他研究的重定位结果 |
---|---|---|
2013-03-03洱源MS5.5地震 | 25.952°N, 99.780°E, 7.9km | 25.952°N, 99.779°E, 7.5km(赵小艳等, |
2013-04-17洱源MS5.0地震 | 25.902°N, 99.798°E, 9.9km | 25.900°N, 99.800°E, 8.5km(赵小艳等, |
2016-05-18云龙MS5.1地震 | 26.095°N, 99.586°E, 13.8km | 无具体位置,深度约15km(李姣等, |
2017-03-27漾濞MS5.1地震 | 25.891°N, 99.790°E, 10.8km | 无具体位置,深度约15km(李姣等, |
表1 本文与其他研究重定位结果的比较
Table1 A comparison of relocation results from this study and other’s
5级以上地震 | 本文重定位结果 | 其他研究的重定位结果 |
---|---|---|
2013-03-03洱源MS5.5地震 | 25.952°N, 99.780°E, 7.9km | 25.952°N, 99.779°E, 7.5km(赵小艳等, |
2013-04-17洱源MS5.0地震 | 25.902°N, 99.798°E, 9.9km | 25.900°N, 99.800°E, 8.5km(赵小艳等, |
2016-05-18云龙MS5.1地震 | 26.095°N, 99.586°E, 13.8km | 无具体位置,深度约15km(李姣等, |
2017-03-27漾濞MS5.1地震 | 25.891°N, 99.790°E, 10.8km | 无具体位置,深度约15km(李姣等, |
图7 不同深度处的VP(a)、 VS(b)和VP/VS(c)模型水平切片 白色五角星表示MS≥5.0地震震中, 白色实线表示DWS=100, 黑色实线表示断层。F1 维西-乔后-巍山断裂; F2 红河断裂; F3 龙蟠-乔后断裂; F4 鹤庆-洱源断裂; F5 苍山山前断裂
Fig. 7 Horizontal slices of the VP(a), VS(b)and VP/VS(c)images at various depths.
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