三峡水库库首区地壳深部构造环境与地震成因研究

利用地震P波层析成像结果和三峡水库蓄水前的地震,研究三峡坝址及邻近区域的地壳深部构造环境与地震关系,探讨地震成因。结论如下:三峡地区蓄水前地震与地壳深部构造环境密切相关,地震基本发生在地壳深部高速异常构造与低速异常构造接壤处形成的速度梯度带上或附近,这表明,速度梯度带是地壳深部构造运动最活跃的地方,具有隐伏断裂的特征。三峡地区在现今区域构造应力场作用下,以及受上地幔部分熔融物质变形、膨胀、垂直向上的扰动场与伸张应力和热应力作用,导致地壳中断裂和隐伏断裂活动或产生新破裂,发生地震。

四川芦山M_s7.0级强烈地震震源运动学特征

使用中国数字地震台网记录的区域宽频带波形,通过频率域和时间域多步反演,研究了2013年四川芦山"4·20"7.0级强烈地震的震源运动学特征.基于点源的震源机制解揭示:地震发震断层面参数分别为走向214°/倾角47°/滑动角96°,表现为一次高倾角的逆冲型事件.矩心在水平方向上位于震中(30.303°N/102.988°E)西南向约4.5km,矩心深度约17km.平均总标量地震矩M0为1.16×1019 N·m,矩震级Mw约6.6.进一步模拟高达0.5Hz高频波形,获得了芦山地震破裂过程图像,结果显示:此地震为一次不对称双侧破裂事件.破裂半径约15km,整个破裂面积为706.7km2,平均滑动量约0.231m.破裂在8s内释放了大多数能量.震后0～3s内,破裂以孕震点为中心向四周同时扩展,3s后,破裂表现出明显的方向性,主要向北北东扩展,导致位于震中北东向多数台站视破裂持续时间总体偏小,最小值为4s.破裂约8s后基本停止.

三峡水库坝址及邻区中上地壳S波速度结构

利用三峡数字地震台网记录的Sg波到时资料,采用地震层析成像技术,重建了三峡水库坝址及邻区中上地壳的三维速度图象,研究了地壳深部构造,主要结论是:①黄陵背斜的岩性具有固结程度高、岩体均匀完整、埋藏深度至少达14km的特征;②秭归盆地与边缘构造由于岩层一致,而速度结构相同;构造变形的强度决定了秭归盆地及周缘区域沉积层的厚度分布和速度结构特征;③中上地壳中存在上地幔部分熔融物质,主要分布在秭归盆地和培石附近下方;④结晶基底的构造不均匀,顶面和底面起伏变化大,厚度和速度变化较大;⑤速度梯度带与重力梯级带位置一致,重力梯级带成因需要考虑深部构造和介质因素.

三峡水库坝址及邻区中上地壳P波速度结构

利用三峡地震台网的到时资料,采用地震层析成像技术重建了三峡水库坝址及邻区中上地壳P波三维速度图像,深部构造研究结果是:(1)黄陵背斜岩性均匀完整、固结程度高,高速异常到20km深度依然可见,形状随深度变化.(2)秭归盆地沉积厚度不均匀,最厚处约6km.(3)结晶基底顶面在0～7km、底面在14～16km.(4)黄陵背斜与秭归盆地之间及附近区域和培石附近区域深部存在上地幔部分熔融物质,现今构造发展与演化与上地幔熔融物质冷却固化过程密切相关.(5)九湾溪断裂东西两侧地区地壳深部构造的速度结构不同,是三峡地区重力梯度带成因需要考虑的因素.(6)库水渗透作用对地壳浅层速度结构产生影响.