祁连―海原断裂带强震库仑应力演化特征探讨.docVIP

祁连―海原断裂带强震库仑应力演化特征研究 　　摘要：研究祁连―海原断裂带及其附近区域自1920年海原MS8.5地震后至今发生的6次MS≥7.0强震间的相互触发关系，基于Burgers体构建粘弹性介质模型，模拟同震和震后库仑应力的演化过程；进一步针对祁连山北缘断裂带、西秦岭北缘断裂带及六盘山断裂带3条主要断裂带，分别计算自1920年至今6次强震在这3条断裂带上近百年尺度的应力累积。结果表明：1927年古浪MS8.0地震受到1920年海原MS8.5地震同震和震后库仑应力的共同加载，1954年民勤MS7.0地震和1990年共和MS7.0地震均受到之前发生强震的库仑应力的累积加载影响；西秦岭北缘断裂位于6次强震震后的综合累积应力卸载区，六盘山断裂带则位于累积应力加载区。研究强震间库仑应力演化特征及其对周围断裂带的较长时间尺度的累积影响，需要合理考虑粘弹性松弛效应下的震后库仑应力的累积作用，也可结合地震活动性进一步为明确危险断层段提供合理的参考 关键词：祁连―海原断裂带；粘弹性松弛；Burgers体；库仑应力演化 中图分类号：P315.727 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）04-0553-13 0 引言 青藏高原是我国现代必威体育精装版构造活动与地震活动最强烈的地区，其南部为印度板块与欧亚板块俯冲碰撞形成的喜马拉雅现代造山带，沿该带曾发生过多次8级以上的巨大地震。喜马拉雅现代构造活动带以北的印度板块经强烈碰撞形成的广阔高原地区，影响范围宽度最长可达1 600 km，直达祁连山以北及河西走廊地区。高原内发生过100多次MS≥7.0强烈地震，其中8级以上巨大地震达18次。1900年有地震仪器记录以来，最先开始的强震活动丛集高潮期为19世纪20至30年代发生在青藏高原东北缘的海原―古浪地震系列（中国地震台网中心，2016；邓起东等，2014）。青藏高原东北缘地区不仅是高原必威体育精装版和正在形成的部位，而且目前仍处于强烈的构造变形阶段，该区全新世活动断裂密布、历史大震频发，滑坡泥石流等地质灾害严重，充分反映了该区域至今的构造运动和存在的地震潜在危害（张培震等，2006；陈为涛等，2013） 青藏高原东北缘边界构造西起西昆仑北缘和阿尔金断裂带，向东经祁连山山前和河西走廊至海原和天景山断裂，全长达2 600 km，宽度达50～100 km，以左旋走滑断裂带为主（邓起东等，2014）。东北缘发育的主要活动断裂包括阿尔金断裂带、祁连―海原断裂带、六盘山断裂带、西秦岭北缘断裂等。自1920年海原MS8.5地震开始至今的近百年里，该地区发生了多次MS≥7.0强震活动，其中有6次发生在祁连―海原断裂带及附近区域，包括1920年海原MS8.5地震和1927年古浪MS8.0地震2次巨大地震（MS≥8.0）活动以及最近一次造成较大破坏和人员伤亡的1990年青海共和MS7.0地震。因此，研究祁连―海原断裂带及附近区域强震间触发关系及至今百年尺度的应力演化过程，对了解其周边断层现今的应力水平具有重要的实际意义 地震界关注的库仑应力变化及其对周围断层的影响，主要涉及后续地震的发震位置和时间（Harris，1998；Stein，1999）。当某一断层发生地震时，不仅在该发震断层上产生应力降及应变能的释放，同时应力还会被传递至其周围的断层上，进而使得这些断层发生应力的改变和调整（Harris et al，1995；Toda et al，1998）。断层之间的相互作用不仅可以通过触发来体现，当某一断层发生地震时，对其周围断层应力的影响既有增加又有减少，进而产生触震和缓震效应（King et al，1994；邵志刚等，2010） 库仑应力触震效应可分为：（1）静态应力触发，通常指基于弹性位错理论，断层同震破裂导致附近地壳应力的改变，影响范围相对较小，多为发震断层尺度的2～3倍，且不随时间发生变化（万永革等，2002；缪淼，朱守彪，2013；盛中书等，2015）；（2）动态应力触发，通常为瞬时触发，指地震波传播过程中产生的瞬态应力振荡，从而造成地壳介质应力状态的快速响应，影响范围可分为近场、中场及远场，相较于静态应力触发的影响范围更大（万永革等，2002；韩竹君等，2003；郑文衡，陆明勇，2005；解朝娣等，2009；王琼等，2016）；（3）粘弹性应力触发，即基于粘弹性松弛效应，将地震加载到下地壳及上地幔的粘弹性介质中的应力重新转移到上地壳的弹性介质层中，其特点为随时间变化且适用于几十年至几百年尺度的长期应力累积计算（沈正康等，2004；万永革等，2008，2010，2015；陈为涛等，2013；盛书中等，2015） 活动断裂库仑应力的变化对其地震的活动性存在明确的影响，简单的对应关系即应力增加则地震活动性增强，最后会慢慢回归到背