地震地质 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (2): 397-413.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.02.009
缪思钰1)(), 张海江1),*(), 古宁2),*(), 李俊伦1), 谭玉阳3), 华思博4), 张勇4)
收稿日期:
2022-12-04
修回日期:
2023-08-24
出版日期:
2024-04-20
发布日期:
2024-05-29
通讯作者:
*张海江, 男, 1973年生, 博士, 教授, 主要从事地震成像和微地震研究, E-mail: 作者简介:
缪思钰, 女, 1994年生, 2022年于中国科学技术大学获地球物理学博士学位, 主要研究方向为微地震定位和地震破裂过程研究, E-mail: miaosy@mail.ustc.edu.cn。
基金资助:
MIAO Si-yu1)(), ZHANG Hai-jiang1),*(), GU Ning2),*(), LI Jun-lun1), TAN Yu-yang3), HUA Si-bo4), ZHANG Yong4)
Received:
2022-12-04
Revised:
2023-08-24
Online:
2024-04-20
Published:
2024-05-29
摘要:
2018年12月16日发生的ML5.7兴文地震很可能是由页岩气水力压裂所诱发, 确定此类震级较大的诱发地震的震源破裂过程具有重要意义。文中利用近震数据和InSAR数据联合反演, 获得了兴文地震的破裂过程。与单独使用地震数据或InSAR数据进行反演相比, 联合反演得到的地震破裂过程可同时拟合2种类型数据, 因此具有更高的时空分辨率。联合反演结果显示该地震为典型的单侧破裂, 破裂方向近N向。破裂过程的持续时间为6s, 能量释放主要集中在前5s, 呈分段式破裂。主震破裂过程分为2个阶段: 沿着断裂的走向, 紧挨着震中的0~5km范围内为破裂的第1阶段(1~3s); 距震中6~8km处为破裂的第2阶段(3~5s)。同震滑移主要集中在5km以浅的区域, 峰值滑移约为0.27m, 这可以解释为何ML5.7兴文地震造成了较为严重的破坏。结合前震和余震分布可以看出, 前震主要集中在滑移区的东部, 说明该区域在主震发生之前就已发生破裂, 意味着该区域可能存在注入的流体。余震主要分布在滑移区周围, 是由主震破裂后的余滑引起的。对比单独反演结果, 联合反演克服了台站分布不均匀的影响, 提高了破裂分布的分辨率, 所得结果更加符合真实物理过程。文中联合反演得到的破裂模型为进一步研究诱发地震机理、 地震灾害评估和震后防灾减灾奠定了基础。
缪思钰, 张海江, 古宁, 李俊伦, 谭玉阳, 华思博, 张勇. 基于地震和InSAR联合反演2018年ML5.7兴文地震破裂过程[J]. 地震地质, 2024, 46(2): 397-413.
MIAO Si-yu, ZHANG Hai-jiang, GU Ning, LI Jun-lun, TAN Yu-yang, HUA Si-bo, ZHANG Yong. JOINT INVERSION OF THE RUPTURE PROCESS OF 2018 ML5.7 XINGWEN EARTHQUAKE BASED ON SEISMIC AND INSAR OBSERVATIONS[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2024, 46(2): 397-413.
图1 兴文地震破裂过程反演使用的地震近场台站及地震分布图 黄色星号为2018年12月16日兴文地震主震的震中。红色圆点为震前15d的前震, 黑色圆点为震后15d的余震。蓝色三角形为地震台站, 白色矩形为页岩气开采井。沙滩球为本文所使用的兴文主震的震源机制解: 走向为345°,倾角为90°, 滑动角为0°
Fig. 1 The distribution of local seismic stations and earthquakes used in the Xingwen earthquake rupture process inversion.
图3 用于计算兴文地震强震动台站格林函数的一维速度模型 红色实线为P波速度模型, 蓝色实线为S波速度模型
Fig. 3 One-dimensional velocity models used in the calculation of Green’s functions of the Xingwen earthquake for the strong-motion stations.
图4 2018年兴文地震破裂过程的地震数据单独反演结果 a 断层平面上的静态滑移分布, 白色星号为主震震源, 箭头指示滑移方向, 长度表示滑移量大小; b 震源时间函数; c 观测(黑色实线)和合成(红色实线)强震动波形的拟合情况, 零点是地震的发震时间
Fig. 4 The rupture process for the 2018 Xingwen earthquake inverted using only strong motion data.
图5 单独使用InSAR数据反演得到的2018年兴文地震的破裂过程 白色星号为主震震源, 箭头指示滑移方向, 长度表示滑移量大小
Fig. 5 The rupture process for the 2018 Xingwen earthquake inverted using only InSAR data.
图8 利用地震数据和InSAR数据联合反演2018年兴文地震的破裂过程 a 断层平面上的静态滑移分布, 白色星号为主震震源, 箭头指示滑移方向, 长度表示滑移量大小; b 震源时间函数; c 地震数据拟合结果, 观测(黑色实线)和合成(红色实线)强震动波形的对比, 零点为地震的发震时间; d InSAR数据拟合结果,观测(左侧)和合成(右侧)的干涉图, 白色星号为主震震源
Fig. 8 The rupture process inversion results for the 2018 Xingwen earthquake jointly inverted by strong motion data and InSAR data.
图9 兴文地震断层面上滑移的时空分布 左上角为快照时间, 白色五角星表示断层面上的震源。箭头指示滑移方向, 长度表示滑移量大小
Fig. 9 Spatial-temporal distribution of slips on the fault plane of Xingwen earthquake.
图10 兴文地震断层面上同震滑移及前震和余震分布 白色星号为兴文地震主震, 红色星号为前震, 黑色星号为余震
Fig. 10 Spatial distribution of coseismicslips, foreshocks(within 15 days)and aftershocks(within 15 days) on the fault plane of Xingwen earthquake.
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