2008年汶川地震前后震源区构造应力场变化-论文.pdf

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1、第35卷第4期地震地质Vo1．35，No．42013年12月SEISM0LOGYANDGEOL0GYDec．．2013doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2013．04．0022008年汶川地震前后震源区构造应力场变化冯梅张纪中安美建(中国地质科学院地质力学研究所，北京100081)摘要2008年汶川地震自龙门山断裂带中段和南段交界处开始，其余震向NE贯穿了整个龙门山断裂带中段和北段。汶JJI地震余震发生频次快速降低。主震发生之后的1年时间内，每月发生>3．5N的余震超过10个，表明该

2、阶段区域构造应力场发生了比较剧烈的调整。而2009年4月之后每月>3．5级余震发生次数则少于10个，表明该区应力调整逐渐趋于平稳。即使是龙门山断裂带南段于2013年4月发生了雅安芦山地震后，龙门山断裂带中段和北段的汶川地震余震数量并没有明显增多。文中首先利用汶川地震震源区(映秀及周边)26个地震台记录到的约1年的余震观测数据计算了微地震震源机制解。然后综合参考前人获取的汶川地震前、后震源机制解和原地应力测量结果，对汶川地震震源区及其附近构造应力场在汶川地震前后的变化进行了分析。分析结果显示，汶川地震震源区水

3、平最大主应力方向发生了明显变化，由汶川地震震前的近EW向变为震后的近SN向。余震震源机制结果显示，龙门山断裂带中、南段交界Nww走向的都江堰一映秀一耿达断裂带周边及其NE区域都存在向NE运动的趋势。这种NE向运动可能是诱发龙门山断裂带南段中部发生2013芦山地震的原因之一。关键词汶川地震微地震震源机制活动构造构造应力中图分类号：315．2文献标识码：A文章编号：0253—4967(2013)04—0701—200引言对大地震的酝酿、发生和消退等整个过程进行观测和研究是深入认识地震并最终实现减灾防灾的必由途径

4、。2008年发生在龙门山断裂带中、北段的汶川地震是中国历史上第1个被全面观测研究的、造成了极大破坏的大地震实例(张培震等，2009)。其中，对其震前应力积累过程、震发同震破裂过程和震后应力恢复过程这3个阶段进行研究，对深入认识地震本身及其对周边地区的影响具有重要的科学和应用价值。以映秀附近和北川附近为界，龙门山断裂带一般被分为南、中、北3段，每段又由前山、中央和后山断裂组成(唐荣昌等，1991；李智武等，2008)。汶JiI地震从龙门山断裂带南段和中段交界附近的映秀始发，向NE发展并基本贯穿了龙门山断裂带中

5、、北段。图1显示了汶川地震同震破裂(红线)和2000-2013年5月间龙门山断裂带中、北段及其周边地震分布(灰圈)。由于汶川地震前地震数量较少(参下文)，因此图1中的多数地震为汶川地震的余震。汶川地震发生后人们很快发现：汶川地震同震破裂过程和余震分布(图1)以及震源机制(图2)等(董树文等，2008；徐锡伟等，2008；张勇等，2008；易桂喜等，2012)与龙门山断裂中、北段部分断裂存在[收稿日期)2013—04—07收稿，2013—07-24改回。[基金项目]国家自然科学基金(41174039)资助。4

6、期冯梅等：2008年汶川地震前后震源区构造应力场变化705的断裂组成(唐荣昌等，1991)。在主震震源附近，该断裂带主要包括3条NE走向的断裂(图3)(唐荣昌等，1991；邓起东等，1994)：灌县一安县断裂(前山断裂)，映秀一北川一青川断裂(中央断裂)和茂汶断裂(后山断裂)。茂汶断裂与映秀一北川断裂之间是元古代形成的由闪长岩和花岗岩组成的彭灌杂岩；彭灌杂岩东西两侧都是元古代及其后形成的沉积岩，且随着距彭灌杂岩岩体距离增大，岩石年龄逐渐降低(国家汶川地震专家委员会，2008)。因此，彭灌杂岩岩体可以被当作是

7、从深部被青藏高原与四川盆地之间挤压而出的，该杂岩体两侧(至少在震源附近)的茂汶断裂与映秀一北川断裂应该是青藏高原与四川盆地的真正边界断裂。地表破裂调查得到了同震破裂在地表的出露特征(徐锡伟等，2008)(图3)。在震源附近，多数破裂发生在映秀一北川断裂带上，少数出现在灌县一安县断裂带上。区域地表最大的同震位移出现在震源附近位于映秀一北川断裂带上的虹121乡深溪沟(图3中粗粉箭头)，所测得的最大垂直位移为6．2m，NW—SE向最大逆冲水平错动量约为5．8m，最大右旋走滑位移为4．9m。该地表破裂间接显示出映秀

8、一北川断裂应是此次地震的主震断裂。此外，在研究区地表还存在一个明显的NW走向的小鱼洞地表破裂。利用对余震的高精度定位可以勾勒主震断层破裂面在深部的大致产状。利用双差分定位方法对映秀及附近26个微地震台的观测数据进行分析确定的余震分布结果(Aneta1．，2009，2010；Fengeta1．，2009)显示，以穿过映秀镇的NWW向线状构造为界，映秀镇SW方向的余震与NE方向的余震呈现明显不同的分布特征。穿过主震震