基于地震活动性和震源机制解研究渭河-运城盆地主要断裂带的特征及应力场分布

摘要

文中选取2009年1月1日—2018年6月30日渭河-运城盆地地区的震相报告资料,共包括14381个地震事件,剔除其中地震信息不完整和台站记录过少的地震事件,剩余11856个地震事件。由于研究区域较大,为减少不同区域结构影响,将渭河-运城盆地划分成3个较小的区域,分别使用双差定位法进行重定位,定位过程中使用52个台站的数据,得到了8106个地震事件的重定位结果。采用格点尝试法反演震源机制解,通过最小空间旋转角将其与前人使用其他方法得到的震源机制解结果进行定量比较,发现两者基本一致。此外,文中确定了区域内346个M_(L)≥2地震事件的震源机制解,经分析可知,正断型和走滑型地震事件分布广泛,占全部地震事件的60%以上,且大多集中在断裂带附近。根据震源机制解和应力张量阻尼反演方法使用MSATSI程序包反演得到了渭河-运城盆地地区1°×1°网格的地壳应力场,并垂直断层截取了一定数量的深度剖面进行分析。结果显示:与定位前的分布相比,重定位后的地震事件分布更集中,在平面上基本沿断裂走向分布,在垂向上沿断层面密集分布。山西地堑带内部及周边地震活动频繁,但震级普遍较小;而渭河断陷带内地震活动性相对较弱。重定位前震源深度集中分布在5~10km,重定位后震源深度的分布发生了明显改变,集中分布在10~25km范围内,总体上震源深度集中在20km以内,小部分地震发生在25~35km深度处。盆地内部的震源深度相对较浅,以5~15km为主,盆地两端震源深度有加深的趋势,最深约达30km,与前人的研究结果较为一致。对截取的深度剖面进行分析,结果显示,研究区域内大部分断层面的倾角较大,与地表产状相近,有的断层面甚至接近直立状态。断裂构造的运动性质和震源机制解指示研究区内断层性质以正断和走滑为主;应力场反演结果显示,除东南缘部分地区的R值较大外,其余地区的R值均<0.5;渭河-运城盆地地区的应力状态偏向于拉张,最大水平主应力方向在渭河断陷带呈近EW向,在山西断陷带南部呈NNE和NEE向,与前人研究基本一致。