经中国地震台网正式测定,2022年9月5日12时52分,四川甘孜藏族自治州泸定县(北纬29.59度,东经102.08度)发生6.8级地震,震源深度16千米。本地地震的发震构造与鲜水河断裂南东段的磨西断裂密切相关。
鲜水河断裂带是我国西南地区一条重要的地震构造带,其强烈的左旋走滑运动导致该断裂强震频发,过去近700年间,至少有16次6.5级以上的地震发生在该断裂上,严重威胁着断裂带沿线地区经济和社会的稳定发展。
地壳应力状态是研究地震孕育机制和评估地震危险性的关键信息,也是实现未来强震预报的重要基础。然而,目前鲜水河断裂带上的地壳应力研究还比较薄弱,应力在断裂带上的连续分布特征仍不清楚,而且还存在大面积的应力盲区,这限制了本区地震危险性评估的准确度。
图1 鲜水河断裂带及其邻区活动构造及地震分布图。本次泸定6.8级地震(红色五角星)位于鲜水河断裂南西段的磨西镇附近
南方科技大学地球与空间科学系高科副教授联合中国地质科学院地质力学研究所张重远副研究员,利用有限元数值模拟技术,构建鲜水河断裂地区包含复杂断层几何结构、非均匀岩石物性和地壳初始应力的高分辨率三维地质力学模型,获取了空间连续分布的地壳应力绝对值和应力方位,展示了鲜水河断裂带受力特征和长期滑动速率,在此基础上综合判断该断裂带的潜在破裂段。相关成果于2022年8月初发表在构造物理领域权威期刊Tectonophysics上。
研究结果表明,鲜水河断裂的滑动速率在北西段高达11 mm/a,向南东逐渐降低至磨西断裂上的约9 mm/a。鲜水河断裂所受的应力状态呈明显的非均一性,断层面上的正应力峰值出现在松林口—色拉哈段和磨西断裂上。研究推测这两个区段上较高的正应力是由鲜水河断裂走向分别在松林口和康定发生顺时针旋转引起的,并认为这两段均具有发生强震的潜力,应予以密切关注。本次泸定6.8级地震即位于上述确定的地震危险区段磨西断裂上。这表明从断层受力角度,并综合考虑断层运动特征等信息,有望有效提高地震危险性评估的准确度。
图2 模拟获得的断层水平滑动速率及其与前人工作的对比
图3 鲜水河断裂正应力分布特征,红色为高值区,蓝色为低值区
图4 研究指出松林口-色拉哈段和磨西断裂(红色实线)为鲜水河断裂上未来强震分布位置。红色五角星为本次泸定6.8级地震位置
本文第一作者为李献瑞博士后,通讯作者为高科副教授,南科大地空系和风险院冯宇博士后、地科院地质力学研究所张重远副研究员为共同作者,本工作由地震数值预测联合实验室开放基金课题(2020LNEF05)、中国博士后科学基金(2021M691408)、广东省地球物理高精度成像技术重点实验室(2022B1212010002)和国家自然科学基金(41941018)共同资助。
论文信息:
Li, X., Gao, K., Feng, Y., Zhang, C., 2022. 3D geomechanical modeling of the Xianshuihe fault zone, SE Tibetan Plateau: Implications for seismic hazard assessment. Tectonophysics 839, 229546.
https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229546
供稿:高科课题组