地震地质 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (4): 916-933.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.04.009
收稿日期:
2023-06-12
修回日期:
2023-11-08
出版日期:
2024-08-20
发布日期:
2024-09-23
通讯作者:
高原
作者简介:
李抒予, 女, 1998年生, 现为中国地震局地球物理研究所固体地球物理学专业在读博士研究生, 研究方向主要为地震各向异性与地壳变形, E-mail: lishuyuu@126.com。
基金资助:
LI Shu-yu(), GAO Yuan*(), JIN Hong-lin, LIU Tong-zhen
Received:
2023-06-12
Revised:
2023-11-08
Online:
2024-08-20
Published:
2024-09-23
Contact:
GAO Yuan
摘要:
由羌塘、 巴颜喀拉、 柴达木和祁连等几个二级块体组成的青藏高原东北部与华南块体及华北块体接触, 产生强烈的构造变形。文中利用青藏高原东北部2010年1月—2021年9月的小地震波形事件, 使用剪切波分裂分析方法计算得到快波偏振方向与慢波时间延迟2个各向异性参数, 并对参数的空间分布进行分析。快波偏振方向以NEE为主导, 与区域主压应力方向大致平行, 祁连块体北部和东南部、 羌塘块体北部存在NNW、 NWW或近EW等多个相对较弱的第2快波偏振方向, 与区域内广泛分布的NW走向断裂近平行。柴达木块体东北缘的快波偏振方向较离散, 受到应力、 断裂、 岩石性质等因素的共同作用。祁连块体北部逆冲断裂系东部的时间延迟大于西部, 体现了两者应力环境的差异。祁连块体东南部及柴达木块体东北缘大致相当的时间延迟分布可能与其具有类似的岩石类别物性及构造环境相关。柴达木盆地北缘存在NWW向快波优势偏振方向和相对一致的时间延迟, 可能是断裂在深部高压变质作用的响应。羌塘块体北部的时间延迟小于拉脊山断裂周缘(祁连块体东南部与柴达木块体东北缘), 可能与岩石类别物性与构造环境的差异有关。
李抒予, 高原, 金红林, 刘同振. 青藏高原东北部上地壳剪切波分裂特征[J]. 地震地质, 2024, 46(4): 916-933.
LI Shu-yu, GAO Yuan, JIN Hong-lin, LIU Tong-zhen. CHARACTERISTICS OF UPPER CRUSTAL SHEAR WAVE SPLITTING IN THE NORTHEASTERN TIBETAN PLATEAU[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2024, 46(4): 916-933.
图 1 研究区的构造背景与台站分布图 块体划分引自文献(张培震等, 2003); 缝合带数据引自文献(Zhang et al., 2020); 断裂数据引自文献(Taylor et al., 2009)。AB 阿拉善块体; OB 鄂尔多斯块体; SB 四川盆地; QTB 羌塘块体; BYB 巴颜喀拉块体; QB 柴达木块体; QLB 祁连块体。NQLOB 北祁连造山带; SQLOB 南祁连造山带; AKMS 阿尼玛卿-昆仑-木孜缝合带。HYF 海原断裂; LPS 六盘山断裂; LJSF 拉脊山断裂; W-QL 西秦岭断裂; KLF 昆仑断裂; GZ-YS 甘孜-玉树断裂; XSH 鲜水河断裂; LMS 龙门山断裂
Fig. 1 Tectonic settings and location of seismic stations in the study area.
图 2 剪切波分裂分析过程示意图 a 台站QTS记录到某地震事件的三分量地震波形(2018-08-23, 22:57: 52), 震级为ML2.7, 震源深度10km, 震中距6.5km, 方位角217°, 入射角33°。b 剪切波水平分量偏振分析图。上图为剪切波质点的运动轨迹图, S1与S2分别代表快、 慢剪切波的起始位置; 下图分别为NS向、 EW向剪切波波形。c 剪切波偏振分析检验图。上图为经过时间延迟校正后的快慢剪切波质点运动轨迹, 下图分别为快剪切波(F)和慢剪切波(S)
Fig. 2 An example of the shear-wave splitting analysis.
区域构造 | 分区 | 台站名 | 有效记录 个数 | 快波偏振方向 /(°) | 标准差 /(°) | 时间延迟 /ms·km-1 | 标准差 /ms·km-1 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
三危山断裂 | F | DHT | 2 | 86.5 | 38.9 | 4.4 | 0.1 |
祁连块体北部 | A | QTS | 6 | 93.7 | 18.9 | 6.3 | 2.0 |
JYG | 3 | 117.7 | 11.0 | 2.9 | 1.4 | ||
3 | 59.7 | 20.0 | |||||
YJZ | 16 | 57.4 | 24.6 | 2.9 | 2.0 | ||
2 | 157.0 | 9.9 | |||||
JFS | 1 | 140.0 | 1.7 | 0.9 | |||
5 | 48.0 | 16.0 | |||||
SNT | 4 | 109.5 | 31.7 | 1.7 | 0.1 | ||
GTA | 9 | 50.2 | 32.8 | 5.2 | 4.0 | ||
QIL | 6 | 106.7 | 19.5 | 3.3 | 1.8 | ||
SDT | 1 | 45.0 | 4.2 | 3.0 | |||
4 | 137.5 | 22.8 | |||||
祁连块体东南部 | B1 | DAT | 6 | 142.9 | 23.6 | 4.7 | 1.0 |
8 | 49.5 | 14.5 | |||||
LWS | 113 | 63.1 | 34.4 | 5.7 | 2.6 | ||
LED | 2 | 154.5 | 13.4 | 3.6 | 1.6 | ||
4 | 49.3 | 8.6 | |||||
MIH | 6 | 143.8 | 16.6 | 4.5 | 2.3 | ||
2 | 58.0 | 14.1 | |||||
HUY | 4 | 54.0 | 13.9 | 3.0 | 0.5 | ||
3 | 121.3 | 10.3 | |||||
LJS | 27 | 133.4 | 21.3 | 4.2 | 1.9 | ||
15 | 42.8 | 23.4 | |||||
QSS | 18 | 66.7 | 27.5 | 5.5 | 2.3 | ||
2 | 159.5 | 20.5 | |||||
柴达木块体 | B2 | TOR | 1 | 155.0 | 3.4 | ||
HUL | 2 | 102.5 | 3.5 | 2.5 | 0.7 | ||
1 | 40.0 | ||||||
XUH | 4 | 11.5 | 35.3 | 5.1 | 0.6 | ||
C1 | DCD | 3 | 104.0 | 16.5 | 4.5 | 2.5 | |
DLH | 4 | 143.8 | 28.7 | 3.1 | 1.9 | ||
C2 | DUL | 1 | 45.0 | 2.5 | |||
XIH | 2 | 65.5 | 0.7 | 5.7 | 2.2 | ||
1 | 145.0 | ||||||
昆仑断裂 | F | DAW | 127 | 85.9 | 25.1 | 3.9 | 1.4 |
甘孜-玉树断裂 | F | YUS | 21 | 62.4 | 23.9 | 3.8 | 1.8 |
17 | 170.2 | 24.8 | |||||
羌塘块体北部 | D | TTH | 2 | 113.5 | 4.9 | 3.9 | 0.6 |
ZAD | 6 | 103.8 | 20.4 | 4.7 | 0.7 |
表 1 研究区27个台站的剪切波分裂参数(平均值)
Table1 Parameters of shear wave splitting of 27 stations in the study area(average value)
区域构造 | 分区 | 台站名 | 有效记录 个数 | 快波偏振方向 /(°) | 标准差 /(°) | 时间延迟 /ms·km-1 | 标准差 /ms·km-1 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
三危山断裂 | F | DHT | 2 | 86.5 | 38.9 | 4.4 | 0.1 |
祁连块体北部 | A | QTS | 6 | 93.7 | 18.9 | 6.3 | 2.0 |
JYG | 3 | 117.7 | 11.0 | 2.9 | 1.4 | ||
3 | 59.7 | 20.0 | |||||
YJZ | 16 | 57.4 | 24.6 | 2.9 | 2.0 | ||
2 | 157.0 | 9.9 | |||||
JFS | 1 | 140.0 | 1.7 | 0.9 | |||
5 | 48.0 | 16.0 | |||||
SNT | 4 | 109.5 | 31.7 | 1.7 | 0.1 | ||
GTA | 9 | 50.2 | 32.8 | 5.2 | 4.0 | ||
QIL | 6 | 106.7 | 19.5 | 3.3 | 1.8 | ||
SDT | 1 | 45.0 | 4.2 | 3.0 | |||
4 | 137.5 | 22.8 | |||||
祁连块体东南部 | B1 | DAT | 6 | 142.9 | 23.6 | 4.7 | 1.0 |
8 | 49.5 | 14.5 | |||||
LWS | 113 | 63.1 | 34.4 | 5.7 | 2.6 | ||
LED | 2 | 154.5 | 13.4 | 3.6 | 1.6 | ||
4 | 49.3 | 8.6 | |||||
MIH | 6 | 143.8 | 16.6 | 4.5 | 2.3 | ||
2 | 58.0 | 14.1 | |||||
HUY | 4 | 54.0 | 13.9 | 3.0 | 0.5 | ||
3 | 121.3 | 10.3 | |||||
LJS | 27 | 133.4 | 21.3 | 4.2 | 1.9 | ||
15 | 42.8 | 23.4 | |||||
QSS | 18 | 66.7 | 27.5 | 5.5 | 2.3 | ||
2 | 159.5 | 20.5 | |||||
柴达木块体 | B2 | TOR | 1 | 155.0 | 3.4 | ||
HUL | 2 | 102.5 | 3.5 | 2.5 | 0.7 | ||
1 | 40.0 | ||||||
XUH | 4 | 11.5 | 35.3 | 5.1 | 0.6 | ||
C1 | DCD | 3 | 104.0 | 16.5 | 4.5 | 2.5 | |
DLH | 4 | 143.8 | 28.7 | 3.1 | 1.9 | ||
C2 | DUL | 1 | 45.0 | 2.5 | |||
XIH | 2 | 65.5 | 0.7 | 5.7 | 2.2 | ||
1 | 145.0 | ||||||
昆仑断裂 | F | DAW | 127 | 85.9 | 25.1 | 3.9 | 1.4 |
甘孜-玉树断裂 | F | YUS | 21 | 62.4 | 23.9 | 3.8 | 1.8 |
17 | 170.2 | 24.8 | |||||
羌塘块体北部 | D | TTH | 2 | 113.5 | 4.9 | 3.9 | 0.6 |
ZAD | 6 | 103.8 | 20.4 | 4.7 | 0.7 |
图 3 研究区台站快波偏振方向的等面积投影玫瑰图 橙色短棒表示平均快波偏振方向; A—D分别表示祁连块体北部、 拉脊山断裂周缘、 柴达木块体和羌塘块体北部; F表示台站位于断裂之上
Fig. 3 The rose-diagrams along fast polarization direction with equal area project in the study area.
图 4 各台站的平均快波偏振方向与归一化慢波时间延迟 紫色短棒所指方向表示平均快波偏振方向, 台站圆圈的颜色表示时间延迟大小。SWS 三危山断裂。其他图例同图1
Fig. 4 The average fast polarization direction and normalized time-delay in the study area.
图 5 不同分区的快波偏振方向等面积投影玫瑰图 蓝色表示有效记录数目≥10条, 蓝灰色表示有效记录数目<10条, 其他图例如同图 1
Fig. 5 The rose-diagrams along fast polarization direction with equal area project in subzones.
图 6 不同分区慢波时间延迟的台站散点图(F表示位于断裂上的台站) 蓝色实线为分区的平均时间延迟, 蓝色虚线为平均时间延迟的标准差
Fig. 6 The scatter plot of time-delays in subzones(F represents stations on the faults).
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