地震地质 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (1): 184-200.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.01.011
万永革1,2,3)(), 宋泽尧1,2), 关兆萱1,2), 黄睿琪1,2), 顾培苑1,2), 王润妍1,2)
收稿日期:
2023-10-11
修回日期:
2023-11-22
出版日期:
2024-02-20
发布日期:
2024-03-22
作者简介:
万永革, 男, 1967年生, 研究员, 主要从事构造应力场、 地震应力触发、 地震动力学等方面的研究工作, E-mail: wanyg217217@vip.sina.com。
基金资助:
WAN Yong-ge1,2,3)(), SONG Ze-yao1,2), GUAN Zhao-xuan1,2), HUANG Rui-qi1,2), GU Pei-yuan1,2), WANG Run-yan1,2)
Received:
2023-10-11
Revised:
2023-11-22
Online:
2024-02-20
Published:
2024-03-22
摘要:
2014年8月3日云南省昭通市鲁甸县发生 MS6.5 地震。该事件的特殊之处在于余震活动表现在共轭的昭通-鲁甸断裂和包谷垴-小河断裂上。为了从应力角度探究地震活动发生在2条断裂上的原因及确定主震发生在哪条断裂上, 文中首先搜集了鲁甸地震周围的震源机制数据, 求解了区域构造应力场, 然后采用新发展的模糊聚类断层面拟合法获得了地震2条断层的产状参数: NNW-SSE向分支的走向和倾角分别为336.67°和88.41°, 近EW向分支的走向和倾角分别为266.10°和86.42°。之后, 将应力场投影到2条断层面上, 发现包谷垴-小河断裂和昭通-鲁甸断裂的相对剪应力都很大, 说明2条断层均可能发生地震活动。相比之下, 包谷垴-小河断裂处的相对剪应力更大, 可能预示着包谷垴-小河断裂的地震活动比昭通-鲁甸断裂更强烈。上述分析得到了2条断层上地震活动的M-T图和总体地震矩的支持。
万永革, 宋泽尧, 关兆萱, 黄睿琪, 顾培苑, 王润妍. 基于区域构造应力场探讨2014年鲁甸地震余震活动发生在共轭断裂上的原因[J]. 地震地质, 2024, 46(1): 184-200.
WAN Yong-ge, SONG Ze-yao, GUAN Zhao-xuan, HUANG Rui-qi, GU Pei-yuan, WANG Run-yan. DISCUSSION ON REASON WHY AFTERSHOCKS OF THE 2014 LUDIAN EARTHQUAKE OCCURRED ON THE CONJUGATED FAULTS BASED ON TECTONIC STRESS FIELD[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2024, 46(1): 184-200.
图1 鲁甸地区地震的震源机制解分布图(a)和震源机制分类图(b) 红色实线为断层(闻学泽等, 2013), 沙滩球为震源机制解, 蓝色沙滩球为正断型, 红色沙滩球为正走滑型, 绿色沙滩球为走滑型, 黄色沙滩球为逆走滑型, 黑色沙滩球为逆断型
Fig. 1 Distribution of earthquakes with focal mechanism(a) and plot of focal mechanism classification(b) in Ludian area.
应力轴 | 最优方位角/(°) | 倾伏角/(°) | 不确定范围 |
---|---|---|---|
主压应力轴 | 130.60 | 4.63 | 129.60°~131.10°和4.45°~5.13° |
中间应力轴 | 16.00 | 79.00 | 15.00°~16.50°和78.50°~79.50° |
主张应力轴 | 221.41 | 9.96 | 220.41°~221.91°和9.46°~10.46° |
表1 震源机制解的反演结果
Table1 Inversion results of focal mechanism solutions
应力轴 | 最优方位角/(°) | 倾伏角/(°) | 不确定范围 |
---|---|---|---|
主压应力轴 | 130.60 | 4.63 | 129.60°~131.10°和4.45°~5.13° |
中间应力轴 | 16.00 | 79.00 | 15.00°~16.50°和78.50°~79.50° |
主张应力轴 | 221.41 | 9.96 | 220.41°~221.91°和9.46°~10.46° |
图2 鲁甸 MS6.5 地震震源区的应力状态 左图中红色箭头为主压应力轴, 红色小箭头为理论滑动方向, 蓝色大箭头为主张应力轴, 蓝色小箭头为观测滑动方向, R值为应力形因子, 黑色弧线表示所选震源机制节面的等面积投影, 绿色弧线表示所反演的置信度为90%的应力模型的最大剪应力节面, 黄色箭头为此节面上的滑动方向。围绕S1、 S2、 S3的曲线为拉张轴、 中间轴和压缩轴90%的置信区间; 右图中红色为主压应力, 蓝色为主张应力
Fig. 2 Stress field in the focal area of the Ludian MS6.5 earthquake.
断层 | 余震 数量 | 走向/(°) | 倾向/(°) | 距离/(°) | 顶点位置 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
数值 | 标准差 | 数值 | 标准差 | 数值 | 标准差 | φN/(°) | λE/(°) | 深度/km | |||||
昭通-鲁甸 | 1023 | 266.10 | 0.466 | 86.42 | 0.456 | 0 | 0.029 | 27.11 | 103.39 | 3.39 | |||
27.12 | 103.39 | 17.05 | |||||||||||
27.11 | 103.27 | 17.05 | |||||||||||
27.10 | 103.27 | 3.39 | |||||||||||
包谷垴-小河 | 595 | 336.67 | 0.633 | 88.41 | 0.545 | 0 | 0.038 | 27.01 | 103.42 | 2.42 | |||
27.01 | 103.43 | 19.37 | |||||||||||
27.13 | 103.37 | 19.37 | |||||||||||
27.13 | 103.36 | 2.42 |
表2 各断层面的几何参数和顶点位置
Table2 Geometrical parameters and vertex positions of each fault plane
断层 | 余震 数量 | 走向/(°) | 倾向/(°) | 距离/(°) | 顶点位置 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
数值 | 标准差 | 数值 | 标准差 | 数值 | 标准差 | φN/(°) | λE/(°) | 深度/km | |||||
昭通-鲁甸 | 1023 | 266.10 | 0.466 | 86.42 | 0.456 | 0 | 0.029 | 27.11 | 103.39 | 3.39 | |||
27.12 | 103.39 | 17.05 | |||||||||||
27.11 | 103.27 | 17.05 | |||||||||||
27.10 | 103.27 | 3.39 | |||||||||||
包谷垴-小河 | 595 | 336.67 | 0.633 | 88.41 | 0.545 | 0 | 0.038 | 27.01 | 103.42 | 2.42 | |||
27.01 | 103.43 | 19.37 | |||||||||||
27.13 | 103.37 | 19.37 | |||||||||||
27.13 | 103.36 | 2.42 |
图3 采用鲁甸地震序列地震精定位数据拟合的断层面 小地震分布在水平面(a)、 断层面(b)和垂直于断层面的横断面(c)上的投影, (d)小地震距断层面的距离分布。AA'(BB')为断层上边界端点, DD为倾向, DF为距断层面距离, SD为走向距离, F为分布频次; 圆圈表示小地震的精确定位结果,红色圆点为包谷垴-小河断裂上的余震, 绿色圆点为昭通-鲁甸断裂上的余震, 粗线表示断层面的边界
Fig. 3 The fault planes fitted by fuzzy clustering and precise location of the Ludian seismic sequence.
图4 反演的应力张量产生的震源机制及其节面上的相对剪应力和相对正应力 a 相对剪切应力; b 相对正应力。 底图颜色表示相对应力值的大小; NS为正走滑型, SS为走滑型, NF为正断型, U为未定型, TS为逆走滑型, TF为逆断型
Fig. 4 Source focal mechanism generated by the inverted stress tensor and relative shear and normal stress on the nodal planes.
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