利用重復地震估算古浪地區(qū)活動斷裂的深部滑動速率.pdf

1、1927年5月23日，甘肅中部的武威南沈家窩鋪（今屬古浪縣）附近發(fā)生8.0級特大地震，此次大震是自1920年12月16日海原地震后，海原斷裂周邊的又一次大震。地震的發(fā)生使得極震區(qū)震中烈度達Ⅺ度，不僅縣城夷為平地，同時地震影響范圍波及到周邊陜西、寧夏和青海等省。據(jù)有關(guān)資料記載，4萬余人在地震中死亡，同時，大量建筑物毀壞也給百姓生命、財產(chǎn)造成了極大損失。大震后，鐵道部、中科院、蘭州地震大隊等組織過專業(yè)地震考察，綜合分析研究地震形變、前兆現(xiàn)象

2、以及古浪地區(qū)皇城—雙塔相關(guān)斷裂的基本構(gòu)造特征等。統(tǒng)計甘肅數(shù)字地震臺網(wǎng)自1980年的小震記錄資料，古浪8.0級地震的震源區(qū)及鄰區(qū)小震活動頻繁，有學者等研究后認為古浪地區(qū)的小震活動能反映區(qū)域應力場變化，對整個祁連山地震帶中強以上地震活動具有一定指示意義，因而被定義為“古浪窗口”。從所處的構(gòu)造位置角度看，古浪窗位于青藏高原東北緣祁連山構(gòu)造帶與海原斷裂帶的交匯部位，針對該區(qū)域孕震環(huán)境及模型開展了大量研究。2000年以來，甘肅省地震局也積累了大量

3、的數(shù)字化觀測資料，利用針對該區(qū)域數(shù)字化觀測資料開展的研究工作相對較少，小震活動與8級特大地震發(fā)震斷裂的關(guān)系、震區(qū)斷裂深部滑動速率與地表觀測的差異、以及活動斷裂的現(xiàn)今活動習性等科學問題亟待解決，搞清楚這些問題對于大震震后愈合過程研究、鄰區(qū)強震危險性預測以及地震復發(fā)等方面都具有重要意義。20世紀60年代末，研究者們注意到一個活動斷裂帶上地震的時間分布有成群集中的現(xiàn)象，但發(fā)震的時間間隔卻不是均一的、按等時間間距發(fā)生。由于大地震發(fā)生的時間間隔較

4、長，研究者們也開始分析小震活動的重復性。不論是大震還是小震，通常對重復性地震的理解就是指重復發(fā)生在同一斷層位置上，且具有高度相似波形的一組特殊地震。重復地震的發(fā)現(xiàn)和應用不僅能研究活動斷裂深部滑動速率、孕震區(qū)介質(zhì)性質(zhì)變化，也為深入尋找潛在的凹凸體等提供新的思路和方法。
　　本研究圍繞古浪地區(qū)活動斷裂帶，利用甘肅數(shù)字化臺網(wǎng)（2001.1.16—2015.4.30）的地震波形記錄和地震觀測報告，采用波形互相關(guān)分析、相對到時差和精確定位方

5、法來識別研究區(qū)的重復地震，進而估算斷層深部滑動速率。利用雙差定位法對小震進行精定位，分析現(xiàn)今小震活動的空間分布非均勻性，以及這些非均勻性與現(xiàn)代地震、精細構(gòu)造在空間上的關(guān)系。經(jīng)過波形互相關(guān)分析，識別出互相關(guān)系數(shù)γ＞0.8（共1250次地震）的200組由兩個地震組成的相似地震對和690組多重相似地震對，大多數(shù)相似地震活動組表現(xiàn)為非周期性，復發(fā)的間隔從數(shù)分鐘到數(shù)百天。通常，重復地震是一類特殊的相似地震，它們具有相近的震源機制解和幾乎重合的破裂

6、面積。因此，基于聚類分析，將鏵尖臺、石崗臺和門源臺互相關(guān)系數(shù)γ＞0.9的多重對分組后得到33組至少含4個地震事件的相似地震叢集（共156次地震），同時，將此33組地震在增采條件下（采樣間隔0.3125ms）通過S-P相對到時差約束破裂面積是否重疊后，共識別出5組破裂面積重疊的“重復地震”。選擇雙差相對定位法、圓盤破裂斷層模型和2Mpa應力降等方法計算后，5組“重復地震”估算深部滑動速率后發(fā)現(xiàn)皇城-雙塔斷裂西段8.0km深處滑動速率為5.