三江侧向碰撞带与丽江-小金河断裂交汇区上地壳剪切波分裂特征

来源 :中国地震局地震预测研究所 | 被引量 : 1次 | 上传用户:seakider
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位于青藏高原东南缘的三江侧向碰撞带是研究青藏高原物质东流和印度板块东向下插等科学问题的关键地带,地质构造复杂,变形强烈,地震活动频繁,分布有丰富的金属矿床。三江侧向碰撞带与丽江-小金河断裂交汇区是研究青藏高原地质构造和特提斯-喜马拉雅构造演化的关键窗口,该区域有走滑和张性不同震源机制分布,地壳结构呈现不均匀高低速结构,可能有下地壳流经过该区域的下方,揭示出该区域具有复杂的深部构造和介质变形特征。地震各向异性在地壳和上地幔中广泛存在,上地壳各向异性的主要来源,除了构造或岩性引起的各向异性,更普遍的是应力作用下的裂隙定向排列结构。S波在各向异性介质中传播时会发生分裂现象,产生两个相互正交的S波分量,这种分裂S波携带了波传播所经介质的信息。对于应力诱发的裂隙定向排列各向异性结构,通过S波分裂分析,可以获得区域应力场和断裂构造的信息。为了更好的认识三江侧向碰撞带与丽江-小金河断裂交汇区复杂的岩石圈结构和强烈的变形特征,本研究使用2018年11月-2020年12月三江(面状)流动地震台阵SJ-Array和国家固定地震台站记录到的近场地震波形资料,运用S波分裂分析技术,对中国地震台网中心提供的地震目录(以下简称台网目录)中的小震事件,进行S波分裂分析,研究三江侧向碰撞带与丽江-小金河断裂交汇区上地壳各向异性基本特征。基于密集流动台阵(SJ-Array)和台网目录,本研究得到三江侧向碰撞带与丽江-小金河断裂交汇区的快S波优势偏振方向为NNW,平均快S波偏振方向为161.3°±26.2°。台站快S波偏振方向分布有明显的分区特征,从西至东可分为A、B、C三个区域,平均快S波偏振方向由NNW至NS再到NNE向变化,其中B区又细分为Bn和Bs两个小区。研究区归一化慢S波时间延迟平均值为3.4 ms/km,各台站慢S波时间延迟的平均值范围在1.9-5.2 ms/km。在三个分区中,C区的平均时间延迟最大,A区与B区南部的时间延迟相当,B区北部的时间延迟最小,呈现出局部强各向异性区,揭示了构造作用的局部差异。由于近场上地壳S波分裂分析对数据有非常严苛的要求,根据台网目录获得的地震数目有限,能用于S波分裂分析的有效记录偏少。因此,本文采用深度学习到时识取Phase Net方法和REAL(Rapid Earthquake Association and Location)震相自动关联构建微震目录,使用最小二乘定位法(VELEST)和双差定位方法(Hypo DD)做进一步地震定位,构建高分辨率地震目录,并将拾取到的小震事件记录补充到S波分裂研究中。微震拾取技术可以识别和定位更多的微震事件,为开展S波分裂分析提供了更多有效数据,保障了小尺度区域各向异性研究。经过微震拾取与定位,构建了三江侧向碰撞带与丽江-小金河断裂交汇区高分辨率地震目录,得到高精度的相对定位事件2923个,定位精度优于100 m。相对定位后的地震剖面分布图显示出,研究区内的地震震源深度整体较浅,主要集中分布在20 km以上,但在维西-乔后断裂西侧,剖面AA’和DD’的交汇点处,存在一个地震群,地震深度最深达到40 km;沿川滇菱形地块西边界,地震深度由北到南逐渐变浅;在板块边界两侧,地震深度分布呈现出西侧深,东侧浅的特征。利用基于深度学习拾取的新得到的高精度的相对定位小震事件,进行S波分裂分析,获得17个台站的快S波偏振方向和慢S波时间延迟,增加有效记录数228条。S波分裂研究结果表明,微震拾取到的相较台网目录新得到的地震事件波形清晰、有效。对比台网目录得到的S波分裂结果,利用新获得的(补充的)微震目录得到的S波分裂结果显示出很好的一致性,对基于台网目录得到S波分裂参数有很好的补充,特别是增加了快S波优势偏振方向的一致性。
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