基于GPS观测的红河断裂带现今分段及闭锁特征

红河断裂带是川滇地区重要的活动边界断裂之一, 了解红河断裂带不同段落的活动特性对理解川滇地区以及青藏高原东南缘的运动特征有着重要意义.本文利用2014—2018年红河断裂带加密的GPS站点, 结合1999—2016年中国大陆GPS速度场数据, 获取了红河断裂带附近的现今GPS速度场.本文首先采用F检验法将研究区域划分为5个相对独立的块体: 华南块体、大凉山块体、川西北块体、滇中块体和滇西南块体; 再通过GPS速度场的剖面投影分析, 将红河断裂带分为三个段落: 北段由洱源至弥渡、中段由弥渡至元江、南段由元江至元阳.在此基础上, 本文顾及红河断裂带近场的丽江—小金河断裂带、小江断裂带、无量山断裂带和楚雄—建水断裂带的影响, 采用三维弹性块体模型和负位错理论, 反演得到了红河断裂带、丽江—小金河断裂带和小江断裂带的滑动速率、震间闭锁程度, 并分别对建模断裂带进行了模型分辨率检测.结果表明: (1)红河断裂带北段地表以下16 km深度为完全闭锁状态, 中段地表以下8 km深度为完全闭锁状态, 南段闭锁程度显著弱于北段、中段; 红河断裂带北段仍然具有较高的地震危险性; (2)红河断裂带中南段可能不再独立的作为滇中块体的西南边界, 而是与两侧的无量山断裂带和楚雄—建水断裂带一起承担了块体边界的作用, 尤其是在红河断裂带南段; (3)红河断裂带南段位于滇中块体到华南块体的转换区内, 运动性质发生了转变, 由中段、北段的右旋走滑运动变为左旋走滑运动.

     

利用GPS数据反演中国红河断裂带活动特性

为了研究中国红河断裂带近年的活动特性,利用块体模型对红河断裂带周围块体内1999-2014年的GPS水平速度场进行建模,反演得到块体的刚体旋转、内部应变率以及断层的滑动速率与三维闭锁程度。结果表明,考虑内部应变的块体模型可以显著提升速度场的拟合效果,反演得到的红河断裂带滑动速率与二维速度剖面的结果吻合较好。红河断裂带的闭锁程度大致呈现中段闭锁较强、南段与北段闭锁较弱的对称分布,南段、中段与北段在地表以下15 km深度范围内的断层闭锁程度分别约为0.34~0.52、0.67~0.75、0.26~0.53,右旋滑动亏损速率分别为1.7、3.0、1.4 mm/a。利用最小二乘配置方法计算了研究区域的应变场分布,发现红河断裂带从南至北由压缩转换为拉张,中段处于压缩与拉张的交界带,剪应变率低于南北两段,这可能是由于中段闭锁较强、断层错动量较小造成的。     

汶川地震前十年间龙门山区域顾及断层闭锁的地壳应变场

本文利用1997—2008年5月的汶川M_w7.9地震前川滇地区GPS水平速度场数据,采用负位错理论反演了汶川M_w7.9地震前龙门山断裂带的闭锁程度.在顾及断层闭锁影响下,获得了龙门山断裂带区域震前十年间地壳应变率场.结果表明在汶川地震前龙门山断裂带高度闭锁,在地表以下0~25 km范围内其平均闭锁程度为0.972±0.222,滑动亏损速率约为3 mm·a~(-1).震前龙门山断裂滑脱层的高度闭锁为汶川地震深部同震破裂提供了能量基础;在顾及断层闭锁影响下,龙门山断裂带附近应变积累缓慢,断层附近区域最大主应变率约为3.4~9.6 nanostrain·a~(-1),最小主应变率约为-2.5~-7.1 nanostrain·a~(-1);断层西北侧有明显的应变积累.