基于地壳形变观测研究小金河断裂带发震能力

It is a very important and basic scientific issue in earthquake prevention and disaster relief, to fault zones in Chinese mainland which in-situ recurrence period of strong earthquake is about thousands of years, to effectively determine the seismogenic potential and strong earthquake urgency from physical perspective. This project takes Xiaojinhe fault zone as the object of study. Based on crustal deformation observation from GPS and InSAR, numerical modeling is used to analyze the dynamic adjustment mechanism about regional crustal deformation; spatial smoothing method is applied to distinguish regional continuous deformation and fault deformation from the crustal deformation observation. Bounded by fault deformation, we inverse the 3D spatial distribution characteristics of fault movement, provide the fault displacement deficit incorporating the research results of active fault surveying, and also give the block movement difference between the two sides of fault zone and the Coulomb stress accumulation using numerical modeling. Taking Xiao Jinhe fault zone as example, we use numerical modeling and inversion method based on the geodetic observation, to explore the effective and physical tools to determine the seismogenic potential during interseismic period and strong earthquake urgency in Chinese mainland.

对于强震原地复发周期为数千年的中国大陆地区，基于物理方法研究断裂带发震能力和强震紧迫程度是防震减灾工作中非常重要基础科学问题。本项目以小金河断裂带为研究对象，基于GPS和InSAR等大地测量给出的地壳变形资料，利用数值模拟分析区域地壳变形动态调整物理机制；利用空间平滑方法区分出地壳变形观测结果中区域连续变形和断层运动变形，以断层变形为约束利用反演确定断层运动三维空间分布特征，结合活断层探测研究结果给出断层位移亏损量和断层闭锁率；利用数值模拟计算给出断裂带两侧块体运动差异和断层库仑应力累积程度。以小金河断裂带为例，基于大地测量观测，利用数值模拟和反演方法，探索中国大陆地区震间断层发震能力和强震紧迫程度的有效物理方法。

本研究以小金河断裂带为例，探索中国大陆当前强震目录不完整、观测资料空间覆盖明显不足、断层深浅部研究程度不够的情况下开展强震长期预测的技术方案。.基于大地电磁观测反演的电性结构，结合已有地质构造研究结果和中小地震重新定位结果综合分析小金河断裂带断层深浅部几何特征和介质特征；滇西北地区整体构造格架可以解译为一套两个主推覆面成的叠瓦式推覆系统，第一个主推覆面的长度超过150km，并在丽江东部上翘到接近地表，小金河断裂是其延伸的主要破带；第二个主推覆面长度超过120km，过程海断裂后上翘并在永胜以东地区出露表。根据 反向低阻带影像，可以推断覆体反冲构造发育，在玉龙山至丽江以东和永胜盆地西缘至平川盆地东缘形成两处冲起构造。.基于大地测量观测资料，利用反演确定小金河断裂现今断层运动特征，具体包括断层运动速率、断层闭锁率的深浅部空间分布。断层运动反演结果和中小地震活动表明，小金河断裂带西南段浅层不闭锁、中小地震比较活跃，而弹性地壳深部断层处于强闭锁状态、中小地震活动很弱。利用数值模拟计算浅层断层运动引起的库仑应力变化，结果表明浅层断层运动导致深部强闭锁断层段的库仑应力增加。.依据上述研究给出的介质模型、断层模型、中小地震重新定位结果，构建小金河断裂带西南段凹凸体模型，该模型浅层断层有若干小凹凸体，深部为相对较大的一个凹凸体。基于速率-状态相依的摩擦本构律，利用数值模拟分析认为，相邻凹凸体间的距离、速率弱化区与速率强化区的尺度比例关系，是影响级联破裂发生的重要因素。该模型表明，深部凹凸体同震破裂时一般会破裂到地表，也即大小凹凸体发生级联破裂；而浅层若干小凹凸体之间也可能发生级联破裂，形成区域中等级别的地震。.综合断层运动、断层应力、级联破裂的研究结果认为，小金河断裂西南段深部存在“隐伏”凹凸体，浅层蠕滑段的存在明显增加了该凹凸体的断层应力累积，而且深部“隐伏”凹凸体同震破裂传到地表的可能性较大，震级可达7级以上。