2008年汶川地震的发生造成巨大灾害,相伴随的物理过程也为深入研究其动力学背景和孕震机制提供难得机会。计划通过GPS与InSAR方法观测震后形变场时空演化,结合地质、地震学观测资料提供约束建立连续介质位错与有限元模型,反演青藏高原东缘岩石圈与龙门山断裂带流变学结构及汶川地震过程应力应变场演化。获取青藏高原东缘岩石圈粘性结构将有助于揭示其是否存在解耦,以及究竟是下地壳流还是全岩石圈横向推挤驱动地壳形变和汶川地震的发生。获取龙门山断裂带脆-韧转换层流变学结构将加深认识断裂带内上下应力场的调制、耦合与汶川地震的孕育、发生动力学过程。获取汶川地震过程应力应变场演化有助于预测区域地震危险性。此外计划通过GPS方法观测紫坪铺水库地区受水库蓄、排水作用产生的地壳形变场变化,结合地震前后地震活动性资料,建立震源区断裂带粘弹性动力学模型,模拟水库蓄水造成震源区库仑应力变化,探讨前兆现象及水库触发地震可能性。
Wenchuan Earthquake;Tectonic Deformation;GPS;Earthquake Triggering;Earthquake Dynamics
在汶川地震断层及邻域建立GPS连续台站监测震后形变场。分析GPS资料,结合地震、地质和大地测量资料建立模型,研究汶川地震蕴育、发生的动力学及致灾机理。结果显示 1. 震前3年紫坪铺水库蓄水对汶川地震有间接触发作用。 2. 青藏高原的东向挤出和龙门山断裂带的铲形结构使得破裂首先在断层深部发生,而在地表达到极大;断层周边广泛的塑性形变造成余震弥散性分布。 3. 断层分段受逆冲推覆构造运动控制,段与段间几何阶跃形成障碍体。跨断层构造应力场以挤压为主,伴有右旋分量,致使左阶阶跃成为阻碍大地震发生的主要障碍。大地震的发生以串联数个障碍体的级联型破裂为特征。 4. 松潘甘孜地壳的增厚与下地壳流的存在有关,而下地壳流可能仅存在于局部地区。该地区下地壳-上地幔介质平均粘性系数为~1019Pa?s,高于经典下地壳流模型给出结果。上、下地壳间可能存在局部解耦;结果支持上地壳逆冲推覆、下地壳塑性增厚模型。 5. 断层面上震后滑移分布与同震破裂互补,同震破裂极值区甚至出现反向震后滑移,是同震破裂过冲的补偿,表明汶川地震已破裂断裂带内部的应力释放比较充分,未来相当长时间内发生大地震的可能性很小。 6. 2013年芦山地震发生以受到汶川地震触发为主,其破裂以逆冲为主、兼具左旋走滑,反映龙门山断裂带南段接近与鲜水河、安宁河断裂交汇处形变场的连续分布特征。