李長(zhǎng)軍任金衛(wèi)郝 明周 琳秦珊蘭中國(guó)地震局第二監(jiān)測(cè)中心，西安 710054中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所，北京 100036

基于運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和地震資料估算中國(guó)大陸地震矩虧損

李長(zhǎng)軍1）任金衛(wèi)2）郝 明1）周 琳1）秦珊蘭1）
1）中國(guó)地震局第二監(jiān)測(cè)中心，西安 710054
2）中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所，北京 100036

利用GPS等大地測(cè)量資料、活斷層資料和地震資料研究中國(guó)大陸及其鄰區(qū)的變形特征，為進(jìn)一步分析研究區(qū)域地震危險(xiǎn)性提供了基礎(chǔ)資料。在地震活動(dòng)頻發(fā)的東亞地區(qū)，幾乎所有的7級(jí)以上大震的破裂帶都沿?cái)嗔褞С示€性分布。因此，如何將已發(fā)地震釋放的能量合理地從運(yùn)動(dòng)學(xué)模型中扣除，對(duì)研究區(qū)域的地震危險(xiǎn)性分析具有非常重要的意義。

通過(guò)辨識(shí)發(fā)震斷裂，搜集48個(gè)7級(jí)以上大震的震源參數(shù)、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(fā)震斷層分布的小地震，從而使大震釋放的形變沿發(fā)震斷層分布。其中，小震的地震矩通過(guò)子破裂長(zhǎng)度和同震位移估算，通過(guò)調(diào)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(cè)資料，第四紀(jì)活斷層和1900—2015年間的地震震源機(jī)制解資料，反演中國(guó)大陸及其鄰區(qū)現(xiàn)今運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。最后，估算研究區(qū)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(fā)生在中國(guó)大陸及其鄰區(qū)4級(jí)以上地震震源機(jī)制資料，并搜集了其中48個(gè)7級(jí)及其以上大震的發(fā)震斷裂、地表破裂、同震位移和震源參數(shù)等資料。利用這些資料將大震分割成沿發(fā)震斷裂分布的一系列小震（圖略）。

（2）中國(guó)大陸及其鄰區(qū)現(xiàn)今運(yùn)動(dòng)學(xué)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(jī)制解資料，結(jié)合雙三次樣條反演方法反演研究區(qū)域應(yīng)變率場(chǎng)和速度場(chǎng)。

（3）估算研究區(qū)域的地震矩虧損。從上述應(yīng)變率場(chǎng)中減去115年以來(lái)由已發(fā)地震釋放的應(yīng)變率，并扣除10%的非震形變，得到研究區(qū)域的應(yīng)變率虧損及與之對(duì)應(yīng)的矩震級(jí)。

2　結(jié)果

喜馬拉雅逆沖斷裂帶大部分地區(qū)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(gòu)造結(jié)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(nèi)部均存在地震矩虧損，總虧損量為8.9×1020N·m。在柴達(dá)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(dá)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(gòu)造活動(dòng)比較強(qiáng)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(mén)山斷裂北段和南段等區(qū)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(jié)論

地震矩虧損較大的區(qū)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(dá)木盆地北緣、安寧河-則木河斷裂帶、紅河斷裂帶、龍門(mén)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(fù)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(yīng)變能形式存在的潛在地震。