基于運動學模型和地震資料估算中國大陸地震矩虧損

李長軍任金衛郝 明周 琳秦珊蘭中國地震局第二監測中心，西安 710054中國地震局地震預測研究所，北京 100036

基于運動學模型和地震資料估算中國大陸地震矩虧損

李長軍1）任金衛2）郝 明1）周 琳1）秦珊蘭1）
1）中國地震局第二監測中心，西安 710054
2）中國地震局地震預測研究所，北京 100036

利用GPS等大地測量資料、活斷層資料和地震資料研究中國大陸及其鄰區的變形特征，為進一步分析研究區域地震危險性提供了基礎資料。在地震活動頻發的東亞地區，幾乎所有的7級以上大震的破裂帶都沿斷裂帶呈線性分布。因此，如何將已發地震釋放的能量合理地從運動學模型中扣除，對研究區域的地震危險性分析具有非常重要的意義。

通過辨識發震斷裂，搜集48個7級以上大震的震源參數、地表破裂和同震位移等資料，將這些大震分割成一系列沿發震斷層分布的小地震，從而使大震釋放的形變沿發震斷層分布。其中，小震的地震矩通過子破裂長度和同震位移估算，通過調整破裂面寬度，使子地震的地震矩總和與原始地震的地震矩保持一致。然后，利用1998—2014年間的GNSS觀測資料，第四紀活斷層和1900—2015年間的地震震源機制解資料，反演中國大陸及其鄰區現今運動學模型。最后，估算研究區域的地震矩虧損。

1　方法

（1）地震資料的搜集和大震分段。整理了1900年至2015年7月3日間發生在中國大陸及其鄰區4級以上地震震源機制資料，并搜集了其中48個7級及其以上大震的發震斷裂、地表破裂、同震位移和震源參數等資料。利用這些資料將大震分割成沿發震斷裂分布的一系列小震（圖略）。

（2）中國大陸及其鄰區現今運動學模型。 利用1998—2014年間的GNSS資料、活斷層資料和1900年至2015年7月3日間地震震源機制解資料，結合雙三次樣條反演方法反演研究區域應變率場和速度場。

（3）估算研究區域的地震矩虧損。從上述應變率場中減去115年以來由已發地震釋放的應變率，并扣除10%的非震形變，得到研究區域的應變率虧損及與之對應的矩震級。

2　結果

喜馬拉雅逆沖斷裂帶大部分地區存在較大的虧損。其中，西段的虧損量為1.03×1021N·m，中段虧損量為3.4×1020N·m，東段的喜馬拉雅構造結存在3.4×1020N·m的矩虧損。西藏中南部的拉薩塊體、羌塘塊體和巴顏喀拉塊體內部均存在地震矩虧損，總虧損量為8.9×1020N·m。在柴達木塊體北緣，地震矩虧損量為2.5×1020N·m（MW7.5）。阿爾金斷裂115年間的地震矩虧損達到4.5×1020N·m（MW7.7）。西秦嶺北緣斷裂的虧損量為1.1×1020N·m（MW7.3）。東昆侖斷裂東段存在2.5×1019N·m（MW6.9）的能量虧損。

南北地震帶中南段構造活動比較強烈，其地震矩總虧損量為9.7×1020N·m，主要分布于鮮水河斷裂帶南段、安寧河斷裂帶、則木河斷裂帶、紅河斷裂帶、龍門山斷裂北段和南段等區域。鄂爾多斯塊體南緣和東緣的虧損量分別為0.74×1020N·m和0.34×1020N·m，北緣和西緣的虧損量分別為0.6×1020N·m（MW7.1）和0.76×1020N·m（MW7.2）。天山的地震矩虧損量為5.1×1020N·m（MW7.7），東南沿海的地震矩虧損量為0.9×1020N·m（MW7.2），京津唐和張家口-渤海斷裂帶的總虧損量為9.0×1020N·m（MW7.9），貝加爾裂谷帶地震矩虧損量為2.7×1020N·m（MW7.6）。

3　結論

地震矩虧損較大的區域主要包括：喜馬拉雅斷裂帶、青藏高原中南部、天山、阿爾金斷裂帶、柴達木盆地北緣、安寧河-則木河斷裂帶、紅河斷裂帶、龍門山斷裂帶的南段和北段、鄂爾多斯周緣、張家口-渤海斷裂帶、東南沿海和貝加爾裂谷帶。需要指出，由于地震目錄的不完整性和非震形變的復雜性，地震矩虧損量可能包括目錄記載中缺失的地震、蠕滑等非震形變和以彈性應變能形式存在的潛在地震。