广东阳江地区地壳三维速度结构及构造应力场研究

Yangjiang area in Guangdong province is one of the most active seismic area on the southeastern coastal seismic belt, where occurred a strong earthquake with magnitude of 6.4 on July 26,1969. At present, there are still moderate and small earthquakes occurred frequently. Besides, the seismic active range also enlarged. This project prepare to carry out earthquake monitoring and GNSS observation using seismic stations and GNSS stations, then carry out the research on the three dimension(3D) crustal velocity structure and tectonic stress field for the first time. Firstly, we will determine the undulate subsurface interface and fine 3D velocity structure as well as the spatial and temporal distribution characteristics of relocated earthquakes by combining traditional seismic tomography with double difference seismic tomography. Secondly, we will obtain the focal mechanism solutions of small-moderate earthquakes, and resolve the regional motion field as well as principle strain rate field by using GNSS observation, then research the characteristic of tectonic stress field. Finally, combining the 3D velocity structure and tectonic stress field with geological structure setting, we will study the relation among seismic activity, underground transitive structure and active faults. Then analyze the coupling model between weak tectonic belt and the tectonic stress field so as to research the deep seismic medium environment, generating mechanisms of small-moderate earthquakes, seismogenic structure and the source rupture process, which lay the foundation for determining the potential strong earthquake risk.

广东阳江地区是东南沿海地震最为活跃的区域之一，该区在1969年7月26日曾发生M6.4级地震，目前中小地震仍频繁发生，且地震活动范围有所扩展。本项目将利用阳江及其邻区地震台和GNSS基准站进行监测，并结合前期观测资料在阳江地区首次开展地壳三维速度结构及构造应力场研究。首先，结合传统及双差地震层析成像，确定研究区重定位后地震时空分布特征、地下界面起伏及三维波速细结构；其次，求取中小地震震源机制解，并结合GNSS观测资料解算区域运动场和主应变率场，研究区内构造应力场特征；最后，将反演获取的三维速度结构及构造应力场结果与野外调查获取的地质构造背景资料结合起来，研究地震活动性、地下物性结构、活动断裂之间的对应关系，分析构造薄弱带与构造应力场之间的耦合模式，进而研究地震深部介质环境、中小地震孕震机制、发震构造及震源破裂过程的深部构造成因机制，为判断潜在强震危险性提供基础。

广东阳江地区是东南沿海地震带最为活跃的地区之一，对经济发达的华南沿海地区地震危险性评价具有重要意义。本项目利用阳江及其邻区地震资料，获得了阳江地区0.1°*0.1°的三维地壳P波速度结构、64个3级以上地震震源机制解及7个GNSS站点速度场信息。根据地壳速度结构及震源参数信息以及构造应力场之间的耦合模式，结合野外地质资料分析了阳江地区地壳速度结构特征与地震地质及断裂等之间的关系，确定了阳江地区历史上4次4.9级以上地震的发震构造、孕震机理等，为该地区地震危险性评判提供了重要的依据。主要获得以下认识：（1）阳江地区浅层P波速度较高，可能与该区沉积层较薄且普遍出露的燕山期花岗岩、印支期花岗岩和寒武纪变质岩有关。浅层速度分布与断裂构造及地质构造有明显的对应关系。阳江6.4级地震位于燕山期花岗岩系低速异常所夹的高速孕震层内，其下方为低速异常，推测下方低速层属于延性剪切层，地幔楔熔融以及玄武岩的底侵作用使得该层岩石部分熔融表现出低速异常，低速层的存在使得孕震层孕震能力较强，具有较高的地震活动性。（2）20km深度附近存在大范围的低速异常，验证了华南大陆中地壳低速层在阳江地区的存在。30km深度陆区到沿海呈现NW低速、SE高速的特征，验证了华南沿海大陆的地壳减薄特征。（3）阳江地区最大主压应力NW-SE向与华南地区总体速度场方向一致，是印度板块挤压作用下青藏高原强烈隆起所派生的向SE的侧压分力及菲律宾海板块向欧亚板块俯冲时产生的NW-SE向的挤压等联合作用的结果。（4）洋边海到平岗的NEE向地震条带推测位于平岗断裂西南逆冲隐伏段上，推测该隐伏段与洋边海断裂交汇处发生的3次5级以上地震均为洋边海断裂和平岗断裂共同作用的结果。而2004年阳江4.9级地震发震构造为平岗断裂隐伏段，该隐伏段在地下4-13km深度处延伸，走向N78°E、倾向NW、倾角约85 °。平岗断裂隐伏段与北东段产状差异较大，推测平岗断裂可能在平岗附近扭为“麻花状”，南西段和北东段表现出不同的构造和运动性质。