基于运动学模型和地震资料估算中国大陆地震矩亏损

李长军任金卫郝 明周 琳秦珊兰中国地震局第二监测中心，西安 710054中国地震局地震预测研究所，北京 100036

基于运动学模型和地震资料估算中国大陆地震矩亏损

李长军1）任金卫2）郝 明1）周 琳1）秦珊兰1）
1）中国地震局第二监测中心，西安 710054
2）中国地震局地震预测研究所，北京 100036

利用GPS等大地测量资料、活断层资料和地震资料研究中国大陆及其邻区的变形特征，为进一步分析研究区域地震危险性提供了基础资料。在地震活动频发的东亚地区，几乎所有的7级以上大震的破裂带都沿断裂带呈线性分布。因此，如何将已发地震释放的能量合理地从运动学模型中扣除，对研究区域的地震危险性分析具有非常重要的意义。

通过辨识发震断裂，搜集48个7级以上大震的震源参数、地表破裂和同震位移等资料，将这些大震分割成一系列沿发震断层分布的小地震，从而使大震释放的形变沿发震断层分布。其中，小震的地震矩通过子破裂长度和同震位移估算，通过调整破裂面宽度，使子地震的地震矩总和与原始地震的地震矩保持一致。然后，利用1998—2014年间的GNSS观测资料，第四纪活断层和1900—2015年间的地震震源机制解资料，反演中国大陆及其邻区现今运动学模型。最后，估算研究区域的地震矩亏损。

1　方法

（1）地震资料的搜集和大震分段。整理了1900年至2015年7月3日间发生在中国大陆及其邻区4级以上地震震源机制资料，并搜集了其中48个7级及其以上大震的发震断裂、地表破裂、同震位移和震源参数等资料。利用这些资料将大震分割成沿发震断裂分布的一系列小震（图略）。

（2）中国大陆及其邻区现今运动学模型。 利用1998—2014年间的GNSS资料、活断层资料和1900年至2015年7月3日间地震震源机制解资料，结合双三次样条反演方法反演研究区域应变率场和速度场。

（3）估算研究区域的地震矩亏损。从上述应变率场中减去115年以来由已发地震释放的应变率，并扣除10%的非震形变，得到研究区域的应变率亏损及与之对应的矩震级。

2　结果

喜马拉雅逆冲断裂带大部分地区存在较大的亏损。其中，西段的亏损量为1.03×1021N·m，中段亏损量为3.4×1020N·m，东段的喜马拉雅构造结存在3.4×1020N·m的矩亏损。西藏中南部的拉萨块体、羌塘块体和巴颜喀拉块体内部均存在地震矩亏损，总亏损量为8.9×1020N·m。在柴达木块体北缘，地震矩亏损量为2.5×1020N·m（MW7.5）。阿尔金断裂115年间的地震矩亏损达到4.5×1020N·m（MW7.7）。西秦岭北缘断裂的亏损量为1.1×1020N·m（MW7.3）。东昆仑断裂东段存在2.5×1019N·m（MW6.9）的能量亏损。

南北地震带中南段构造活动比较强烈，其地震矩总亏损量为9.7×1020N·m，主要分布于鲜水河断裂带南段、安宁河断裂带、则木河断裂带、红河断裂带、龙门山断裂北段和南段等区域。鄂尔多斯块体南缘和东缘的亏损量分别为0.74×1020N·m和0.34×1020N·m，北缘和西缘的亏损量分别为0.6×1020N·m（MW7.1）和0.76×1020N·m（MW7.2）。天山的地震矩亏损量为5.1×1020N·m（MW7.7），东南沿海的地震矩亏损量为0.9×1020N·m（MW7.2），京津唐和张家口-渤海断裂带的总亏损量为9.0×1020N·m（MW7.9），贝加尔裂谷带地震矩亏损量为2.7×1020N·m（MW7.6）。

3　结论

地震矩亏损较大的区域主要包括：喜马拉雅断裂带、青藏高原中南部、天山、阿尔金断裂带、柴达木盆地北缘、安宁河-则木河断裂带、红河断裂带、龙门山断裂带的南段和北段、鄂尔多斯周缘、张家口-渤海断裂带、东南沿海和贝加尔裂谷带。需要指出，由于地震目录的不完整性和非震形变的复杂性，地震矩亏损量可能包括目录记载中缺失的地震、蠕滑等非震形变和以弹性应变能形式存在的潜在地震。