2022年1月8日门源MS6.9地震同震位移场及其发震断层形变破裂特征
2023-02-11李煜航梁诗明郝明葛伟鹏李长军宋尚武张迎峰华俊陈俊先梁洪宝朱爽甘卫军
李煜航,梁诗明,郝明,葛伟鹏,李长军,宋尚武,张迎峰,华俊,陈俊先,梁洪宝,朱爽,甘卫军
1 中国地震局第二监测中心, 西安 710054 2 中国地震局地质研究所, 地震动力学国家重点实验室, 北京 100029 3 中国地震局第一监测中心, 天津 300180 4 中国地震局兰州地震研究所, 兰州 730000 5 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海), 广东珠海 519080
0 引言
据中国地震台网中心测定2022年1月8日1时45分,青海省门源县(37.77°N,101.26°E)发生MS6.9地震,震源深度10 km(https:∥news.ceic.ac.cn/CC20220108014528.html).美国地质调查局(USGS)给出的震源机制结果表明此次地震为典型的走滑型地震(https:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us7000g9zq/executive).由于震中附近为季节性牧场,所幸未造成人员死亡,仅有少量人员受伤和民房开裂报道.然而,作为贯通西北乃至欧亚大陆重要交通廊道的“咽喉”:横跨极震区,集中分布兰新高速铁路(兰新客运专线)、G227国道,以及建设中的连接我国西北与西南地区的国家级张掖—汶川高速公路.受地震破裂和强地面振动影响,上述重大工程和基础设施均不同程度遭受破坏,其中兰新高速铁路控制性工程硫磺沟大桥与大梁隧道损毁极其严重,恢复通车可能需要数年.因此,地震造成的经济损失和社会影响十分巨大.
前人研究表明,祁连山中东段具有典型的“正花状”地震构造背景(郑文俊等,2016),山前南北两侧主要通过断层逆冲、地层褶皱来分解地壳缩短,而山体内部则发育高角度断面陡倾的以左旋走滑运动为主的冷龙岭—托莱山断裂(图1),并主要吸收区域地壳剪切变形,其晚第四纪左旋走滑速率4~6 mm·a-1(何文贵等,2010; Zheng et al., 2013; Gao et al., 2022),与GNSS约束的现今地壳变形特征基本一致(Zhang et al., 2004; Gan et al., 2007; Wang and Shen, 2020).该断裂向东与金强河断裂、毛毛山断裂、老虎山断裂和海原断裂共同构成青藏高原东北缘一条重要的左旋走滑地震活动构造带(Zheng et al., 2013).沿该带先后发生过1920年海原M8.5和1927年古浪M8.0大地震(图1).此后,在该断裂带冷龙岭断裂西段分支断裂上又接连发生了1986年MS6.4和2016年MS6.4两次强震事件.而本次门源MS6.9地震是继上述地震后又一次发生在该断裂带上的强震事件,在此次地震发生后李振洪等(2022)迅速发表了InSAR同震形变场,初步揭示此次地震的“元凶”正是祁连山内部冷龙岭断裂和托莱山断裂部分段落的失稳滑动,同震破裂长22 km,最大左旋位错3.5 m,与国内多家权威机构地震破裂现场调查(Yang et al., 2022)、震源机制解(https:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us7000g9zq/executive)和余震精定位等的研究结果基本吻合(Fan et al., 2022).
图1 (a)青藏高原及邻区地形地貌图(黑色多边形区域表示图1b的位置);(b)祁连山及邻区地震构造简图
此次地震发生后,区域未来强震危险性也备受社会和科学界所关注.Peng等(2022)基于余震序列、历史地震破裂时空图像和库仑应力计算等,推断此次地震显著增加了紧邻破裂带西侧托莱山断裂(西段)的强震潜势.尽管InSAR给出了区域大范围地壳同震形变场,但随着远场形变量的减小,祁连山陡峭地形起伏和冰雪产生的失相干,可能会增大其远场特别是在托莱山断裂一带相应结果的不确定性.因此,横跨托莱山断裂的高精度同震形变约束,不仅对完整、精确约束同震位移场十分重要,也是未来强震危险性分析和持续开展监测研究的重要基础.
本文重点依托此次地震极震区西侧(最近测站距震中约35 km)一条长约120 km,且完整横跨祁连山各活动构造单元,由17个测站构成的高密度GNSS流动观测剖面,同时兼顾分布于震中200 km范围内的10个连续站和6个流动站,基于其震前和震后观测数据,处理得到此次门源MS6.9地震同震GNSS位移场.并以此为约束,反演此次地震断层同震破裂滑动分布,并结合该区震间GNSS数据对比探讨发震断裂震前形变与应变积累背景.为进一步研究此次门源地震的同震变形、断层破裂滑动特征和祁连山中东段强震孕育、发生机理及其未来强震潜势提供基于高精度大地测量GNSS地壳形变约束.
1 GNSS观测与数据处理
1.1 数据收集与观测
本次有针对性的收集了此次地震震中约100 km范围内,共24个GNSS流动站的震前历史观测数据(图2和表1),其主要来自中国大陆构造环境监测网络项目(简称陆态网络)、中国数字地震观测网络流动形变监测项目(简称地震流动形变监测)、中国综合地球物理场观测项目(简称地球物理场)和中国地震局第二监测(简称二测中心)在祁连山东段自建观测网络,具体见表1.
表1 本文GNSS数据利用情况
图2 震中附近GNSS流动站和连续站分布
在此次门源地震发生后一周内(2022年1月9日至2022年1月15日),我们迅速完成了上述24个流动测站的震后应急加密观测,野外观测使用大地型Trimble NetR9接收机,采样频率设置30 s,每个测站有效观测时长均在48 h以上,数据有效率在95%以上.
此外,还收集到震中附近约200 km范围内9个GNSS连续站观测结果(图2和表1):其中,包括9个中国大陆构造环境监测网络基准站(QHME、GSMI、QHQI、QHGC、GSGT、GSMQ、GSGL、XNIN、NMAY)和1个甘肃省地理信息测绘局CORS站(ZYHC)震前和震后4天的连续观测资料.从而形成了由34个测站构成的同震位移GNSS监测网络.
1.2 数据处理
GNSS数据处理主要采用GAMIT/GLOBK软件包完成.首先对研究区域GNSS测站的双差观测值利用GAMIT软件获得24 h为一个时段的单日松弛解(区域解),包括GNSS测站坐标、卫星轨道及对流层天顶延迟等参数及其方差—协方差矩阵.为保证定位结果的自洽性,采用相同的处理模型和方法对同时段的“中国大陆构造环境监测网络”工程一期基准站(25个)和全球均匀分布的70个IGS核心站数据进行了处理,得到“中国大陆构造环境监测网络”基准站解和全球IGS站解多个单日松弛解.然后利用GLOBK将上述三个单日松弛解捆绑合并进行网平差,并通过7参数转换方法,将区域站坐标固定在ITRF2014参考框架下,得到流动站的GNSS位移时间序列(图3).
GNSS流动站的坐标时间序列可表示为
(1)
其中,y(t0)为参考时刻t0的位置,v为线性运动速率.ck为地震发生时刻tk造成的同震位移,res为模型拟合后的残差(服从方差为σ2的高斯分布).采用最小二乘的方法对上述参数进行拟合,就可估计出地震的同震位移场.对于GNSS连续站可以分别利用地震前、地震后各4~7天的数据,采用加权平均作差的方法计算同震位移(Wu et al., 2016).
考虑到采用的数据时间段内发生过2016年1月21日青海门源MS6.4地震(图2),而使得研究区地壳变形可能积累了同震效应.因此,在由GNSS流动站的时间序列估计2022年MS6.9地震同震位移时,需根据影响程度针对不同测站采取不同的处理策略.首先利用距2016年门源地震震中30 km的“中国大陆构造环境监测网络”工程连续站QHME(图2)计算该站同震位移.结果表明,该测站的E向和N向同震位移分别为4.2±0.6和2.2±0.7 mm.若将同震位移5 mm平均至2011—2021的10年,每年仅会产生0.5 mm的影响.因此,在利用式(1)计算距2016年地震震中超过30 km的GNSS流动站的同震位移时,可以忽略2016年门源MS6.4地震同震影响.此外,对震中较近的5个GNSS流动站(G055、G070、G074、G337和G338),采用2016年地震后的数据计算2022年地震同震位移,与用2011—2022年数据直接计算同震相比,两者相差不足1 mm,而与估计出的同震位移误差相当,说明2016年门源地震的同震影响范围和量级较小.
对于跨托莱山断裂西段的GNSS剖面(图2),在此次地震前于2021年10月8日至2021年10月11日完成首期同步观测,因为震前仅有一期观测而无法得到各测站的震间运动速率.因此,本次采用剖面附近的G071和G338流动站的平均ITRF2014速率(VE=36.2 mm·a-1,VN=-3 mm·a-1),作为剖面测站的震前速率,并计算首期观测至此次地震前的累积形变量并加以扣除,然后估算出同震位移(图3).
通过上述数据处理过程,最终得到了2022年门源地震震中附近34个GNSS测站的同震位移场结果(图3和表2).
图3 GNSS流动测站位移分量时间序列以及同震位移拟合值
表2 2022年门源MS6.9地震GNSS同震位移结果
2 同震位移场与断层破裂反演
2.1 同震位移幅度与范围
解算获取的本次地震同震水平位移场结果显示(图4和表2),位于震中SE侧83 km的G074测站,同震水平位移量为10.6 mm;同时位于震中SW的QL08测站(距震中74 km),位移量为12.7 mm,而在相同方位距离震中110 km的QHGC测站同震位移衰减至4.7 mm;位于震中南侧135 km的西宁市GNSS测定其同震位移仅为0.6 mm.
此外,位于震中北部,距震中83 km的GSMI测站记录到的同震水平位移量为7.7 mm;位于震中NWW方向的QHQI测站(距震中81 km),其同震位移为4.8 mm;而分布于震中北部更远区域,距震中160~200 km范围内的GNSS测站(GSGT、NMAY、GSMQ)仅有约1 mm同震位移(图4和表2).
图4 2022年门源MS6.9地震GNSS同震水平位移场(误差椭圆代表90%置信区间)
基于以上对GNSS观测同震位移场空间和变形幅度的描述,结合InSAR同震位移场结果(李振洪等,2022),初步判断本次地震10 mm以上的永久同震水平变形应大体集中在震中约90 km范围内.值得注意的是,据震中不足3 km的ZQ60测站观测到了445.8±3.3 mm的同震位移,是本次GNSS同震观测到的地壳最大水平位移量.
2.2 断层同震破裂分布反演
基于离散分布的GNSS测站得到的同震变形场(图4)初步刻画出本次地震的区域地壳位移场,并能在一定程度上指示出了发震断裂的基本破裂运动特征,但并不能直观的展现断层破裂分布及其与区域性的地壳变形图像的关系.为此,本文以获取的GNSS同震位移数据为约束,反演获取断层破裂滑动分布模型,并以此正演估算区域同震变形图像,从而为进一步探讨断层同震破裂与区域地壳同震变形运动特征提供约束.
2.2.1 反演断层破裂滑动分布
基于已发表的关于此次地震发震断裂的位置和长度等先验信息(潘家伟等,2022;Fan et al., 2022),并顾及GNSS同震位移场特征,本文在东经100.6°—101.8°,北纬37.6°—38.1°范围内,构建断层几何模型(模型中断层面均向南陡倾,倾角85°),并将断层面划分为2 km×2 km的矩形位错单元(图6).以获取的GNSS同震位移结果为约束(图4),采用SDM软件包(Wang et al., 2013)反演获取断层同震滑动分布图像.在反演求解中,采用速降梯度迭代算法,对附有应力降分布和平滑约束的观测方程进行最小二乘求解.由于涉及区域较小,且缺少精细的深部结构和流变学参数(李玉江等,2022),本文选择弹性半空间均匀介质模型求解格林函数(Okada, 1992).此外,我们采用搜索不同平滑因子下模型验后方差的方法来确定平滑因子.结果显示(图5),过大的平滑因子对应较大的模型拟合残差;而随着平滑因子的减小,光滑度提高,拟合残差也随之减小;当平滑因子过小时,其对于拟合结果的改善十分有限,甚至可能影响反演结果的客观真实性.为此,我们最终确定的平滑因子为0.01.
图5 光滑度(平滑因子)与拟合残差之间的关系
图6 反演获取的门源MS6.9地震同震滑动分布
基于上述反演实验获取了同震破裂分布模型(图6),其对应的地表位移模型结果与实际观测值总体吻合较好(图7),84.9%的拟合残差分量不超过±5.0 mm,特别是距震中约3 km的ZQ60测站,模拟值与观测值吻合度极高,东分量和北分量残差大小分别为0.81 mm·a-1和0.52 mm·a-1(图8).拟合残差较大的测站位于破裂西北侧民乐盆地一带,可能与较大的观测误差有关,也不排除受测站位置和局部效应的影响(图7—8).
图7 GNSS同震位移观测结果与断层同震位错反演模型模拟值对比
图8 断层同震位错反演模型模拟速度分量残差分布
本次反演获取的断层同震滑动空间分布结果显示(图6),显著的断层破裂滑动主要集中在地表以下8 km深度范围内,为统一的断层左旋走滑,其平均滑动量为470 mm,最大滑动量近3 m,而主震震源恰位于最大滑动量的下缘(图6).本次反演获取的断层同震滑动量分布与地震精定位结果具有较好的空间一致性,即分布在冷龙岭断裂西段和托莱山断裂东段.在假定泊松比0.25的情况下,积分得到断层面同震滑动的矩震级为MW6.55,与地震波反演给出的结果相当(https:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us7000g9zq/executive).此外,上述结果也与此次地震野外地质调查揭示的破裂起始位置、分布和长度(约27 km)结果大体相当(潘家伟等,2022;青海省地震局李志敏团队,https:∥www.qhdzj.gov.cn/Item/2/20976.aspx;兰州大学袁道阳团队,https:∥news.lzu.edu.cn/c/202201/87019.html;中国地震局地质研究所韩竹军团队,https:∥www.eq-igl.ac.cn/zhxw/info/2022/36632.html).
2.2.2 同震位移图像与断层破裂
由直接观测获取的同震位移场(图4)和基于本文反演的滑动分布模型推估得到的地表位移图像(图9),共同直观的揭示出了此次地震断层破裂的基本特征:发震断层南北两侧区域相向左行,北侧整体向西、南侧向东;并以震极区为中心形成4个对称、交替分布的“拉张—挤压”尾端变形效应区(图9),上述现象符合典型的“四象限式”同震地壳变形场特征,指示此次地震是以左旋走滑错动为主的走滑型地震.此外,GNSS同震位移场测量结果(图4)还揭示,此次地震在托莱山断裂两侧地壳运动方向发生了反转,说明托莱山断裂是此次地震发震构造的一部分.
值得注意的是,根据地震主破裂两侧距离相当的测站(如,G055和G070),其同震位移量分别为11.5 mm和37.5 mm,后者是前者的3~4倍,可见破裂南北两盘的同震位移是不对称的.位于破裂带西侧横跨祁连山的高密度GNSS剖面(图4)清晰的揭示出了上述断裂南北盘不对称的同震变形特征,而基于断层同震位错反演模型确定的同震形变场(图9)进一步展示出不对称的尺度和范围,其可能受断层几何产状的影响,也不排除受到断裂两侧地壳及深部介质流变学差异的因素控制,是值得探讨的科学问题.
图9 基于断层同震位错反演模型确定的门源MS6.9地震同震形变场
3 讨论
3.1 区域强震孕育、发生的运动学背景
基于区域震间GNSS水平速度场(图1),沿托莱山断裂走向投影构建GNSS水平速度剖面(剖面位置见图1),结果显示跨托莱山断裂两侧区域地壳震间存在约5 mm·a-1(图10)的左旋剪切变形.基于位错模型(Savage and Burford, 1973;邹镇宇等,2015)使用Levenberg-Marquardt算法(Li et al., 2021)开展的震间断层变形运动参数反演表明,其左旋走滑速率为4.5±0.5 mm·a-1,与地质晚第四纪滑动速率一致(何文贵等, 2010; Zheng et al., 2013; Gao et al., 2022).反演得到的断层位置(7.9±4.3 km)基本吻合托莱山断裂断层地质迹线(图10)(徐锡伟等,2016),表明区域上存在约5 mm·a-1的左旋剪切,总体应由祁连山中部的托莱山断裂左旋走滑吸收,结合15.0±7.8 km的闭锁深度反演结果,判断震前沿托莱山断裂存在显著的剪切应变能积累.
与震前托莱山断裂西段显著的剪切应变能积累相比,同样沿该剖面的同震位移投影在断裂带南侧表现出较明显的“弹性回跳”变形特征(图10),其同震位移量总体具有与距离相关的幂函数变化趋势(图10),而同震位移投影在断裂北侧则非常离散于利用幂函数拟合的曲线的特征并对应较小的确定系数(R2).值得注意的是,在托莱山断裂西段(GNSS剖面穿过的区域)近场南北两侧QL01、QL02和QL03测站同震位移量(图10)并未表现出与断裂南侧其他测站相似,同震位移大小正比于震中距的特征,指示托莱山西段并未参与此次地震同震破裂,与测震学给出的余震分布结果(Fan et al., 2022)和基于InSAR反演的断层面破裂滑动分布(李振洪等,2022)吻合.
前人的研究表明,祁连山中东段强震孕育的构造背景与青藏高原NE向扩展在遭遇刚性稳定的阿拉善地块阻挡后发生近NS向的缩短和近EW向的物质挤出关系密切(图1)(Zhang et al., 2004),其中前者的地壳缩短变形主要被其南北两侧的断层逆冲和地层褶皱变形吸收,而后者即区域左旋剪切变形则集中于山体内部高倾角的托莱山—冷龙岭断裂带,上述应变分配与分异模式被概括为“正花状”孕震构造模型(Zheng et al., 2013).而上述震间GNSS剪切变形的剖面反演研究支持上述祁连山孕震构造模型(图10),即区域性的横跨活动构造带的剪切变形总体被山体内部冷龙岭—托莱山断裂的左旋走滑吸收分解.
图10 跨托莱山断裂GNSS震间速度与同震位移剖面投影
受上述孕震构造控制,在祁连山内部冷龙岭断裂上,自20世纪以来的100多年间发生了多次强震甚至大地震(图1).值得注意的是,尽管1986年MS6.4和2016年MS6.4两次强震事件也发生在冷龙岭断裂西段,但研究表明其分别受控于冷龙岭断裂左旋走滑伴生的次级正倾滑和次级逆冲断裂活动(姜文亮等,2017),而本次门源MS6.9地震则是一次发生在冷龙岭—托莱山主干断裂上与其左旋走滑活动背景一致的典型地震事件,因此其是否存在向西触发托莱山断裂西段的失稳破裂是值得关注的问题.本文GNSS同震位移场变形特征显示托莱山断裂并未有明显的同震破裂滑动,与地震精定位确定的小震活动向西延伸并终止的位置吻合(Fan et al., 2022)(图4),以及托莱山西段显著增加的库仑应力估算结果(Peng et al., 2022),共同指示该区段未来可能具有较高的强震危险性.
3.2 同震断层位错分布模型分辨率测试
本次门源MS6.9地震发生后,基于较高的空间分辨率和良好的数据观测条件,InSAR能够快速给出同震形变场与断层同震滑动分布的初步结果(李振洪等,2022).然而,高精度GNSS对于断层形变在各个方向分量的响应更为敏感,加之此次地震GNSS同震观测也颇具特点(观测分布的疏密差异和具有近断层破裂观测).因此,开展独立的基于GNSS的断层滑动分布反演,不仅能认识断层破裂分布、直观揭示断层破裂与区域地壳变形图像的关系,为开展多种观测结果对比研究提供了可能,也为分析研究在不均匀GNSS测站分布条件下模型的可靠性提供了样本.
为测试本文反演获取的同震滑动分布模型分辨率,我们基于“检测板”方法构建了一系列固定滑动位置与滑动量的输入模型来正演获取GNSS测站位置位移矢量,再以上述结果为约束反演输出对应滑动分布结果,通过对比模型输入与反演输出结果的吻合情况来评定模型的空间分辨率.考虑到这次地震主震是发生在冷龙岭断裂与托莱山断裂交汇部位的单一连续破裂事件,其中破裂总长约22 km,破裂深度约10 km(Yang et al., 2022).因此,保持断层反演模型的几何参数不变前提下,我们构建了输入滑动量为3 m的滑动源(其余模型单元滑动量为0 m)来以不同尺度覆盖整个破裂区域,其中在横向上滑动源的尺寸分别为6 km、10 km、16 km、24 km和30 km共五组,在纵向(沿断层面上)再分为4 km、6 km、8 km和10 km共四种情况,从而形成了20组测试模型(图11).
本次按照“检测板”方法完成计算的相应结果显示(图11),当滑动源的横向尺寸为小于24 km时,在不同纵向条件下均能总体吻合于模型输入.其中,向西(沿托莱山断裂)反演结果边缘较其东侧冷龙岭滑动反演结果更加清晰突变,表明拥有更好的分辨能力,其中,最小的分辨尺寸为浅部横向2 km、纵向4 km的滑动源,主要得益于向西拥有相对多且分布较好的GNSS测站覆盖,向东沿冷龙岭的结果主要受到近场ZQ60测站的影响(图4).当模型的横向尺度扩大到30 km时(托莱山断裂10 km,冷龙岭断裂20 km),托莱山断裂的测试结果仍能较好的吻合于输入滑动源的大小及分布,但冷龙岭断裂一侧的测试结果已经与上一组冷龙岭断裂滑动尺度为16 km的结果无明显差别.造成上述问题的原因主要在于冷龙岭断裂向东测站分布更为稀疏,除ZQ60外缺少相对近场观测站点的约束.因此,若当冷龙岭断裂的破裂长度超过16~20 km时,本模型将难以较为准确的分辨.此外,模型在纵向上(沿断层面倾向)滑动源尺度小于8 km时,具有相应的与滑动源同步的吻合性变化,但当其尺度增大到10 km时,发现测试结果已经与以上尺度为8 km的结果无明显差别,说明反演模型的纵向分辨率约为8~10 km.值得注意的是,相关研究趋同性的指示本次地震造成的破裂不超过~23 km,震源深度约10 km(潘家伟等,2022;Yang et al., 2022; 李振洪等,2022; Fan et al., 2022).此外,基于InSAR同震数据的滑动分布反演最大破裂滑动主要集中在5~8 km的深度范围(李振洪等,2022).上述资料表明,此次地震的破裂范围总体包含于本文测试板检测揭示的模型分辨率内,因此我们认为本次反演模型总体能够约束此次地震破裂的范围,且对于紧邻冷龙岭—托莱山断裂交汇部位的浅部滑动具有足够的分辨能力.
图11 本文断层同震反演滑动分布模型在不同滑动分布输入条件下的分辨率测试
3.3 硫磺沟(大梁)隧道同震基岩位错的启示
位于震中附近(SW方向距离本次地震震中不足5 km,图9附图)的兰新高速铁路硫磺沟(大梁)隧道,紧邻冷龙岭—托莱山断裂交汇部位,高速铁路直接穿越了本次地震主要发震构造的冷龙岭断裂西段,在本次地震中受损严重.震前原本平直的基岩隧道,受断裂同震破裂影响发生的同震左旋位错高达2.7 m(中国地震局地质研究所韩竹军团队,https:∥www.eq-igl.ac.cn/zhxw/info/2022/36632.html).前人对穿过地表下几十米至几百米深度隧道的活动断层研究认为,地表观察到的破裂往往受到主断层破裂以外的许多地表次级不稳定效应的干扰,而隧道深处的断层滑动与深部的地震断层具有更为直接的关系(Kontogianni and Stiros, 2003).因此,该同震基岩位错是检验错位反演模型的“金钉子”.由本文反演模型(图6)导出的跨硫磺沟隧道南北两盘同震位移分别约为1.8 m(NWW向)和约 1.1 m(SEE向),累计同震左旋错动量大小恰为2.7 m(图9),与上述地质调查的结果十分吻合,一定程度上说明本次反演断层面破裂分布的可靠性.
另一方面,上述结果也表明高铁隧道正好从本次地震主破裂断面穿过,其承担了此次地震几乎所有的能量释放,传递到地表上的破裂及伴生的滑坡、垮塌现象则广泛分布于硫磺沟沟谷及南北两侧山坡上(潘家伟等,2022).此外,得益于据震中不足3 km的ZQ60测站(图3—4),使得近场变形特征得到最大程度的约束,也突显了同震破裂反演中近场形变观测约束的重要性.
4 结论
本文基于区域GNSS震前和震后观测资料,处理获取了高精度同震位移场,并以此为约束反演获取此次门源MS6.9地震断层破裂滑动分布模型,并通过对比震间与同震GNSS变形特征初步分析了祁连山中东部孕震构造环境与强震潜势.
上述研究定量刻画出此次门源MS6.9地震同震位移的范围和幅度,揭示出本次地震破裂长度约23 km,最大同震左旋位错达3 m.获取的同震位移场图像具有典型的“四象限”分布特征,指示其符合左旋走滑断裂破裂变形模式.GNSS震间变形指示托莱山断裂西段存在较大的剪切应变能积累背景,并支持祁连山中东段“正花状”孕震构造模式,而GNSS同震变形资料却指示其并未参与此次地震破裂事件,因此托莱山断裂西段未来强震危险性值得关注.同时观测获取的GNSS同震位移资料也为未来针对性的开展强化跟踪监测,完整认识地震轮回的地壳动态形变演化特征与典型走滑型强震孕育、破裂和时空迁移等科学问题奠定了数据基础.
致谢中国地震台网中心为本研究提供了陆态网络GNSS观测数据,甘肃省测绘地理信息局提供了1个GNSS测站观测数据,青海省地震局为本次地震震后GNSS野外应急观测提供了大力支持.感谢三位审稿专家和编辑为本文提供的宝贵修改意见.中国地震局地质研究所韩竹军研究员给予了很多有益的启发和讨论,中国地震局第一监测中心武艳强研究员及其团队在数据和成稿过程中给予了大力支持,本文使用的画图软件为GMT和Python Matplotlib,作者在此一并表示感谢.