2001年昆仑山口西Ms8.1地震前背景形变场的模拟研究.pdf

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1、第31卷第1期地震地质VO1．31．NO．12009年3月SEISMOL0GYANDGE0LOGYMar．．2009doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2009．01．0092001年昆仑山口西s8．1地震前背景形变场的模拟研究程佳'甘卫军王泽河陈为涛肖根如1)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京1000292)中国地震台网中心，北京1000453)重庆一三六地质队地质勘察设计院，重庆401147摘要文中以东昆仑断裂带周围分布的27个GPS站点的地壳运动速率矢量为约束，利用半无限弹性空间三维断裂位错模型，反演了东昆仑断裂、柴达木盆地北缘断裂、玛尼一玉树断裂

2、和玛尔盖茶卡断裂带在2001年昆仑山口西M8．1地震之前的运动速率，并认为这些断裂带以反演出的运动速率错动所形成的形变场可以作为震前的背景地壳形变场。基于这一具有构造意义的背景速度场资料，计算了区域地壳应变率场和地震矩累积率场。结果表明，昆仑山口西地震前，东昆仑断裂的东西大滩段和玛尼一玉树断裂西段为该区域2个最显著的地震矩累积率高值区，其中东昆仑断裂的东西大滩段高值区为后来的昆仑山口西8．1地震的发震段。关键词东昆仑断裂GPS观测地壳形变场断裂滑动速率中图分类号：P315．725文献标识码：A文章编号：0253—4967(2009)01—0097—150引言2001年11月14Lt青藏高原昆仑

3、山口西发生的8．1地震，在藏北可可西里无人区的昆仑山南麓形成了一条长达400多千米、宽度从数十米至数千米不等的地震地表破裂带(徐锡伟等，2002；陈杰等，2003)。由于最高达6m的地表同震左旋位错和持续的震后弛豫形变，使震区及周边很大范围内的地壳形变场发生了显著的变化(陈杰等，2003；王敏等，2003；任金卫等，2005)。基于GPS观测结果，前人已对2001年昆仑山口西8．1地震的震前、同震和震后形变进行了大量的研究。其中江在森等(2003)基于GPS资料和重力资料，利用非震位错模型反演了震前青藏块体及其周边次一级块体的运动和边界断层的应变积累状况，得到了震中地区震前的应变积累情况，显示

4、出震前东昆仑断裂带的阿尼玛卿段两侧块体具有较高的剪切应变率。侯贺晟等(2008)基于连续GPS观测站的同震位移时问序列，对断裂同震和震后形变的微动态变形进行了阐述。张晓亮等(2007)利用弹性有限元方法，以GPS资料为约束，模拟了昆仑山口西8．1地震产生的同震水平位移场，计算了同震视应变变化场及主要活动断裂的同震错动情况．(收稿13期]2008—04—11收稿，2008—12—08改回。[基金项目]国家自然科学基金(40674055)资助。98地震地质由于该地震震中附近的GPS站点有限，上述对地震的震前、同震和震后形变的研究也局限于大范围的研究阶段。本文通过绑定wang等(2001)和王敏等(

5、2003)给出的分布于震区周围的青藏高原中北部区域内的共27个GPs站点的资料(表1)一个较前人具有更多站点，获取了的位于震中附近区域的GPs速度场一GPs速度场为定量研究本区域的震前地，这壳长期背景形变场提供了宝贵的约束资料。而震前长期背景形变场的有效获取，不仅对认知该区域的大震孕育环境具有重要意义，而且为研究同震形变和震后形变的演化特征提供了重要的参考基础。对于GPs观测站比较密集的区域，背景形变场几乎可以直接观测获得。如果GPs站点的一些纯数学的内插方法密度虽然稍稀，但点位的分布能够比较均匀地覆盖整个区域，通过，如线性内插、三次样条内插、张力样条内插、Kriging内插等(Sandwel

6、l，1987；杨少敏等，2002；甘卫军20042007)一2001年昆等，；陈晓斌，，也可在定程度上满足获取连续背景形变场的要求。但在仑山口西肘。8．1地震所处的大范围区域内，仅有比较稀疏且极不均匀的GPs观测站点(图1)，要想以此为约束，获得具有实际意义的连续背景形变场，上述纯数学内插方法显然不再适应。本文假设青藏高原中北部的长期地壳形变场一系列主要活动断裂在闭锁层之下的持续错动，由所控制。因此，尝试首先以区域的GPs速度矢量为约束，反演确定能够最佳描述本区域地壳形0kada19851992一断裂变特征和主要断裂运动的半无限空间弹性位错模型(，，)，然后，基于这位错模型，以正演的方法计算出

7、相应区域地震之前连续的背景形变场。图12001年昆仑山口西吖。8．1地震发生区域的主要活动断裂及GPs观测站的分布与速度矢量(相对于稳定的欧亚大陆)Fig．1Distribution0fmajoractivefaultsandGPSstati。nsandtheirvelocityVectors(relatiVet0stableEuVoasia)intheearthquakearea0fthe200