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甘东南地区两次8级历史疑难地震发震构造与发震机制研究

刘白云  
【摘要】:甘东南地区位于青藏块体东缘的秦岭褶皱系,区内构造关系复杂,发育了一系列几何特征、运动性质和活动时代差异较大的活动断裂带。该区属于我国南北强震构造带的北中段,是历史大震的主要发生区和未来的地震重点危险区,历史上曾发生过多次中强以上地震。其中,1654年天水南8级地震和1879年武都南8级地震为该区有史以来发生的最大地震。 这两次8级地震的离逝时间已分别达到358年和133年。由于受后期各种自然、人为因素的破坏,除部分滑坡形迹尚存外,其它的地表破裂现象随着时间的推移早已模糊不清,加之该区构造复杂、地形起伏大,交通极为不便等诸多因素叠加在一起给详细研究带来了极大难度。因此,长期以来对这2次历史地震的发震构造和发震机制认识不明确,还没有形成系统的、统一的研究成果,远远不能满足该区抗震设防和地震危险性评价等工作的需要。 在汶川地震灾后恢复重建《陇南辖区地震构造探测与活断层1:5万地质填图工程》项目的支持下,使我们有机会重新对这两次8.0级地震进行综合研究。我们系统查阅了相关资料,选取甘东南地区微震台阵和现今中小地震观测资料,用Hypo2000高精定位程序对这些小震进行重新定位。根据成丛小震活动基本沿大地震断层面及其附近分布的原则,选择合理的断层面数学模型,采用将模拟退火算法和高斯—牛顿算法结合的求解方法,求解这两次8级地震的断层面走向、倾角和滑动角。为分析和确定这两次历史大震的发震构造提供地震学依据。进而结合野外活动构造研究以及滑坡分布、地形地貌等资料,探讨这两次地震的发震构造。在此基础上,考虑研究区的深浅构造关系,讨论两次地震的发震机制。主要取得的结论和认识如下: 1、综合分析了1654年天水南8级大震区滑坡体的分布特征、区域地形地貌特征、小震反演断层面解、地震地质填图等结果,倾向认为NWW向的杨河—红河断裂为此次地震的主发震断裂之一。而未发现前人认为NNE向的礼县-罗家堡断裂为1654年天水南8.0级地震的发震断裂的可靠证据。 2、通过小震丛集反演得到的1879年武都南8.0级地震的震源断层为一条单一的B型震源断层,其几何产状为一条走向N36°E,长度约为30km,埋深在2-23km之间的的北北东走向、高倾角并在NNW-SEE向压应力作用下,发生右旋走向滑动的断层。已有的野外地震地质调查表明,地表断裂由三条近似平行的NNE向断裂所组成。我们认为此次地震是在深部陡立的震源断层的牵引下,浅部铲形断裂产生相应的走滑或倾滑等调整运动的结果。 3、综合分析认为,1654年天水南8级地震和1879年武都南8级地震发震机制均较复杂,通过多种手段综合分析基本认识清楚了其发震机理。但由于构造的复杂性以及野外实地调查的不便利,对于这两次地震仍需进行深入的研究。


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