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玉树断裂几何学、运动学特征与古地震研究

玉树断裂几何学、运动学特征与古地震研究

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作者：吕丽星中国地震局地质研究所

学位级别：硕士

甘孜—玉树断裂带是青藏高原东南缘鲜水河断裂带的北西向延伸部分。前人对甘孜—玉树断裂带的研究主要集中在其东段甘孜断裂上。西段玉树断裂由于之前被认为不是晚第四纪活动断裂,导致缺乏对其活动构造方面的研究。2010年玉树地震发生以... 详细信息

甘孜—玉树断裂带是青藏高原东南缘鲜水河断裂带的北西向延伸部分。前人对甘孜—玉树断裂带的研究主要集中在其东段甘孜断裂上。西段玉树断裂由于之前被认为不是晚第四纪活动断裂,导致缺乏对其活动构造方面的研究。2010年玉树地震发生以后,诸多研究小组针对此次地震开展了大量研究工作,内容涉及2010年地震同震地表破裂调查、地震破裂过程快速反演、基于InSAR技术提取地震同震形变场、通过GPS观测获取玉树断裂现今滑动速率等方面。但是,关于玉树断裂的几何学、运动学特征及强震复发规律方面的研究还很薄弱。本文首先基于卫星影像判读,野外地质、地貌调查和2010年同震地表破裂追踪获得了玉树断裂的精细几何结构展布特征。其次,利用无人机摄影测量技术和碳十四测年(C)、光释光测年(OSL)对断裂上典型断错地貌点的晚第四纪走滑速率进行了研究。最后,结合前人古地震资料,通过探槽开挖获得了玉树断裂上的古地震事件,计算了相邻古地震事件的复发间隔并比较了不同段落古地震期次。最终,本文获得了以下几个方面的认识:(1)玉树断裂东端与甘孜断裂交汇于相古村附近,西端止于结隆盆地西缘,整体走向NWW,全长约140km。根据断裂内部的几何结构不规则体可将玉树断裂划分为呈左阶斜列式展布的三段:西段结隆段、中段结古段和东段禅古段。结隆段和结古段之间的结隆拉分盆地长约30km,宽5-6km,是具有一定构造障碍能力的几何分段界区。展布于结隆段和结古段上的2010年玉树地震同震地表破裂并非都由主震Ms7.1级地震事件造成,结隆段上的地表破裂对应最大余震Ms6.3地震事件。结古段和禅古段之间的结古盆地长约5km,宽约1.5km,不具备终止地表破裂扩展的能力,在2010年玉树地震中被Ms7.1地震事件造成的地表破裂通过。玉树断裂端部的几何结构不规则体表现为:在西端,玉树断裂与当江断裂形成一个宽约25km的挤压阶区;在东端,玉树断裂与巴塘盆地南缘断裂构成断裂分叉。通过构造类比、应变分配计算和历史地震破裂分析,得出玉树断裂东、西端的几何结构不规则体规模较大,构造障碍作用强,是比结隆拉分盆地更高级别的控制整个玉树断裂独立活动的几何分段界区。(2)对玉树断裂上两个典型断错地貌点进行测量分析,得到其晚第四纪走滑速率为:6.6±0.1.4±1.2mm/a。通过与前人对甘孜断裂滑动速率研究结果对比,发现玉树断裂的滑动速率低于甘孜断裂滑动速率。二者滑动速率有差异的原因是甘孜断裂的左旋滑移在向西传递过程中,一部分应变被分配到了巴塘盆地南缘断裂上。巴塘盆地南缘断裂的存在很好地解释了玉树断裂走滑速率比甘孜断裂走滑速率偏低的原因。但是,从区域变形来看,巴塘盆地南缘断裂分配的滑动速率恰好说明了甘孜-玉树断裂带东、西段水平构造变形是一致的。如果认为鲜水河断裂带整体走滑速率也为0mm/a,那么甘孜—玉树断裂带与鲜水河断裂带在晚第四纪水平构造变形上也保持协调,二者共同作为川滇块体侧向挤出和旋转的边界调节着青藏高原东南缘的地壳变形。(3)在玉树断裂结古段果庆村和洛荣达村西开挖了两个探槽,通过探槽解译和事件地层测年确定出三次可以限定事件年代的古地震事件。结合前人在同一段落相距不远的地方开挖的探槽古地震资料,得出玉树断裂ka以来发生过不包括2010年玉树地震在内的4次地表破裂型事件,年代由老到新分别是E1:距今.5ka左右,E2:距今5300420a,E3:距今4120990a,E4:距今210a。据此得到的强震复发间隔依次是2080200a,1180430a,1780910a。从地震复发间隔来考虑,玉树断裂上的强震复发规律总体表现为长周期性,并且地震发生比较随机。此外,通过对比结古段和禅古段的古地震期次,获得了几次古地震事件的古地表破裂展布范围,对比2010年玉树地震的地表破裂展布范围,结合对玉树断裂几何结构特征分析和对2010年玉树地震同震位移特征调查,本文认为2010年玉树地震为一次非特征地震事件。

关键词：玉树断裂甘孜-玉树断裂鲜水河断裂滑动速率古地震几何分段滑动分解非特征地震事件

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