龙门山和西秦岭接触区深部电性结构及汶川地震构造研究

采用常规和长周期大地电磁测深技术，在龙门山构造带东北段和西秦岭构造带接触区进行探测研究。对全部大地电磁数据统一进行张量阻抗分解、磁感应矢量等处理和分析，采用多种二维反演并经过灵敏度演算获得龙门山构造带东北段余震区和余震空区以及西秦岭构造带西段、中段和东段的高置信度的地壳上地幔电性结构特征。结合龙门山构造带西南段地震空区、中段强地震破裂区的电磁探测结果以及汶川余震精定位、地质、岩性分布等资料，分析研究龙门山构造带分段电性结构特征、余震区和余震空区的深部电性差异以及强余震分布关系。研究西秦岭构造带西段、中段和东段的地壳上地幔电性结构特征以及与龙门山构造带深部接触关系对汶川大震余震往东北方向发展和震源破裂分段特征的影响和作用。为深入研究龙门山构造带分段结构特征、龙门山断裂带活动习性、汶川地震和强余震孕震环境、震源破裂复杂过程、发生机制等研究提供深层次和大区域基础资料。

横贯中国大陆近东西向的祁连—秦岭—大别—苏鲁造山系的中部，与南北向展布的南北地震构造带在青藏高原东北缘相交，形成西秦岭与南北地震构造带交汇的巨型“十字”构造区。为了研究该区深部结构特征，在该区实施了7条剖面大地电磁探测。在数据观测处理中采用远参考、Robust、相位张量分解等技术。使用NLCG方法对数据进行反演。结合地质、地球物理等资料，对深部电性结构进行了分析，主要结论如下：.（1）西秦岭造山带与北侧陇西盆地是以较陡立表现为明显电性边界带的西秦岭北缘断裂带为分界；西秦岭西段南侧的松潘—甘孜地块北部在深度约20km附近存在西南深、东北浅中下地壳低阻层，其东北侧的陇西盆地具有稳定的成层性结构，显示出西秦岭造山带正处于松潘—甘孜地块向北推挤、陇西盆地向南阻挡挤压作用中；西秦岭东段以及其南侧的碧口地块、龙门山构造带整体都为高电阻体，三者表现为向南叠合且角度逐渐变陡的趋势。.（2）西秦岭造山带具有东、西分段深部结构特征。西段在深度约20km以上范围为东北和西南浅、中部深的倒“梯形”高阻体，其下为低阻层，低电层与高阻体相互契合，呈现相互堆积的式样；东段在约经度106°东西两侧深部结构存在明显差异，其西侧为低阻层、东侧为高电阻。该区东、西深部结构差异与该区中强地震分布密切相关。.（3）2013年甘肃岷县6.6级地震震源区处于倒“梯形”高阻体的西秦岭造山带（西段）核部，震源区位于高阻体和低阻层接触区，同时发生在表现为低阻破碎带的临潭—宕昌断裂附近。松潘—甘孜地块从西南向东北推挤、东北侧陇西盆地相对阻挡作用是该次地震发生的外部动力，震源区特殊介质属性是该地震发生的内因。.（4）龙门山构造带具有明显分段深部几何形态、断裂组合体系，在不同段落其内部介质的电性不同。平武—青川断裂在青川段为明显的电性边界带，分割龙门山构造带和碧口地块，而在宁强段该断裂不再表现为电性梯度带，龙门山构造带和碧口地块为完整高阻体。汶川强余震向东北发展止于青川附近，与该断裂延伸深度和向北东方向的延伸长度密切相关。.（5）松潘—甘孜地块中下地壳的高导层具有较低粘滞度且易于变形。松潘—甘孜地块及其地壳高导层围绕龙门山和西秦岭的环绕运动，分别向南南东、向东北方向推挤，遭遇其东侧和东北侧的龙门山和西秦岭的阻挡，导致应力在这些区域逐渐积累。三个地块的相互作用是该区诱发地震的主要因素，如2013芦山和岷县地震。