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南北地震带强震迁移特征及其与南亚地震带的联系.pdf

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上传者: zhuliang 2012-07-17 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《南北地震带强震迁移特征及其与南亚地震带的联系pdf》,可适用于人文社科领域,主题内容包含第卷第期年月地震地质SEISMOLOGYANDGEOLOGYVol,NoMar,南北地震带强震迁移特征及其与南亚地震带的联系汪一鹏马瑾李传友(中国地符等。

第卷第期年月地震地质SEISMOLOGYANDGEOLOGYVol,NoMar,南北地震带强震迁移特征及其与南亚地震带的联系汪一鹏马瑾李传友(中国地震局地质研究所,北京)摘要南北地震带年以来级以上强震迁移显示出种方式:由北往南大致等时距的迁移、由南往北多样式的迁移和一个时段内全带范围内的成组强震群发活动。从以往年的强震活动分析,南北地震带的活动还与从缅甸至印尼苏门答腊的南亚地震带强震活动相关联,前者的强震往往滞后于后者几月至数年发生。因此,年月日苏门答腊岛西面海里发生级大地震后南北地震带发生强震的可能性不能忽视。南北地震带上述多种强震迁移活动特征既与印度板块向NNE的碰撞、俯冲过程有关,也与青藏高原与其东北缘稳定、坚硬的鄂尔多斯和阿拉善块体的相互作用有关。关键词南北地震带强震迁移南亚地震带中图分类号:P文献标识码:A文章编号:()〔收稿日期〕收稿,改回。〔基金项目〕国家自然科学基金重大研究计划()、国家自然科学基金()、科技部社会公益研究专项(DIBJ)和中国地震局专项共同资助。引言年月日印度尼西亚苏门答腊岛西面海里发生级大地震及其后年月日级爪哇岛日惹地震后对中国大陆的地震活动会产生怎样的影响,目前是一个十分令人关注的问题。本文试图从地震构造的角度和以往地震活动迁移规律出发,分析有关印尼地震和中国南北地震带两者强震活动上的某种联系。南北地震带的地震构造概述所谓南北构造带是指划分开中国大陆东、西部地质、地貌特征明显不同的近SN向延伸、组成结构十分复杂的地质构造带,它大致分布于东经b~b之间,组成它的某些段落地质历史非常古老,如康滇地轴形成于显生宙之前,贺兰山一带自元古代至古生代早期一直发育坳拉槽,鄂尔多斯西缘六盘山到桌子山SN向构造长期活动。对此,中国老一辈地质学家多有论述(张文佑等,李四光,)。沿该南北构造带,也是中国大陆上强震及近代仪器记录小震的密集分布带。因此,它很早也被称为南北地震带,并较早地被地震与地质学家所关注和研究(谢毓寿,郭增建等,中国科学院地质研究所,)。马宗晋等从全球构造的视角分析对比了欧亚大陆与北美大陆的地地震地质卷质构造与地震活动特征,将中国的南北构造带称之谓中蒙大陆中轴构造带、中国大陆中轴地震带,或简称为中轴带,对它的成因机制与地震分布和迁移特点作了研究,认为沿该带由南往北的地震迁移占主要形式,并计算了平均迁移速度(马宗晋等,马宗晋等,张家声等,)。表南北地震带内部次级地震区、带划分表TableSecondaryorderseismiczoningwithintheNorthSouthSeismicBelt地震区、带编号地震区、带名称主要发震构造贺兰山香山银川地堑、中卫同心等弧形断裂带海原海原断裂带天水武都西秦岭断裂带岷山龙门山岷山断裂、龙门山断裂带鲜水河鲜水河断裂带安宁河小江安宁河小江断裂带小金河小金河断裂带丽江小金河、红河等断裂的交汇区红河红河断裂带普洱思茅普洱思茅断裂束龙陵澜沧耿马澜沧新生断裂带金沙江金沙江断裂带对南北地震带的深部构造背景及地球物理场特征也陆续开展了研究,揭示了它是一条重力异常梯度带,也是一条地壳厚度向西急剧加厚的陡变带。天然地震波的分析和人工地震测深结果表明:南北地震带之下有深达几百公里的异常带,地壳的组成与结构均较复杂(陈学波,李清河等,王椿镛等,滕吉文等,)。上世纪年代以来,对南北带各个段落的活动构造和地震构造进行了详细的地震地质填图及调查研究。南北地震带由北到南主要的活动构造包括银川地堑、宁夏南部的一系列弧形活动断裂带(汪一鹏等,国家地震局鄂尔多斯周缘活动断裂系课题组,国家地震局地质研究所等,)东、西秦岭之间的深浅构造立交桥、岷山新生隆起带,向南直接与龙门山构造带西南段相接(Allenetal,邓起东等,Burchfieletal,),再南连接到东南段鲜水河断裂带以及安宁河、则木河、小江、红河各断裂带,并围限了向SSE方向运动的川滇地块(宋方敏等,Wangetal,申旭辉等,Burchfieletal,徐锡伟等,汪一鹏,)。近年来,利用空间大地测量技术研究现今地壳运动取得了长足的进展。中国自上世纪年代以来所进行的GPS重复观测提供了研究南北构造带地壳变形的重要成果,显示出青藏高原东部围绕东喜马拉雅构造结的顺时针旋转及次级块体的变形与扭动吸收了青藏高原向东的侧向挤出分量(Wangetal,张培震等,)。最近,利用卫星热红外信息研究南北地震带关联断层活动所引起地震活动方面获得了有意义的结果(马瑾等,)。至于对南北地震带各段落地震活动的各方面特征由有关各省(区)地震局科技人员作了大量的分析研究,其有关文章散见于各类刊物和内部材料中。根据前人研究结果,把南北地震带按地震构造特点划分为个次级地震区、带,自北向南依次为:贺兰山香山区(编号)、海原区()、天水武都区()、岷山龙门山区()、鲜水河带()、安宁河小江带()、小金河带()、丽江复合区()、红河带()、金沙江带()、普洱思茅区()、龙陵澜沧区()(表,图)。据研究,南北地震带年以来级以上强震相对完整,本文所采用的强震目录来自于有关文献(顾功叙等,a顾功叙等,b国家地震局震害防御司编,a国家地震局震害防御司编,期汪一鹏等:南北地震带强震迁移特征及其与南亚地震带的联系图南北地震带内部次级地震区、带划分和级以上强震分布图FigSecondaryorderseismiczoningwithintheNorthSouthSeismicBelt图中绿框为南北地震带大致范围,也是表所取地震目录的范围蓝框为各次级地震区、带的范围,名称和编号见表b四川省地震局地震简目编辑组等编,)(表)。图显示了纵坐标为纬度、横坐标为年代的强震时空分布直方图,图中不同震级的地震用不同大小的圆圈来表示。图南北地震带强震时空分布直方图FigHistogramshowingspaciotemporaldistributionofstrongearthquakeontheNorthSouthSeismicBelt南北地震带强震活动与强震迁移的几种方式从图可见,南北地震带上强震活动清楚地显示了三大类强震活动和迁移方式:由北向南大致匀速的迁移、由南向北匀速或非匀速的迁移和几乎遍及全带的一个时段内的强震群发活动。由北向南大致以相近时间间隔的强震迁移由图可见,有一次迁移路线与时间最长、最典型的由北向南的强震迁移活动是自年宁夏中部发生级地震至年月日云南龙陵级强震,这个时段共发生次~级强震,发生在各不相同的地震区、带上,时间间隔在~a范围内,向南迁移的纬度间隔在b~b之间,迁移速度在~ca范围内(表),速度差<倍,由此可见,由北向南的强震迁移具有时间间隔相近、大致匀速的特征(见图中Ⅰ)Ⅰc地震迁移路线)。除此之外,另有几次由北向南隔几十年时段的强震迁移,如图下方年级地震至年月日级地震之间的一串强震,以及从年月日的级大震至年月日丽江级地震的强震迁移活动等。地震地质卷表南北地震带年以来级以上(含级)强震目录TableThestrongearthquake(M)catalogueoftheNorthSouthSeismicBeltsinceAD序号发震日期纬度(b)经度(b)震级由南向北的强震迁移南北地震带上由南向北的强震迁移更为多见,但它们的迁移特征变化较多,有时间间隔、迁移速率都相近的类型,其中时间与纬度跨度最大、现象最典型的一次强震迁移活动为起始于年月日的通海级地震、结束于年月日的海原大地震。由表可见,上述两次地震期间前后共发生次级以上强震,每两次之间时间间隔在~a范围内,纬度间隔在b~b之间,向北迁移速率在~ca之间,最大与最小速率大致为倍(见图中ⅡⅡc强震迁移路线)。从图上看,由南向北随时间的强震迁移是比由北向南迁移更为多见的现象,尤其是在强震记录较为完整的世纪以来,但是多数情况下一连串强震之间时间间隔与距离往往不甚均匀,表罗列了非匀速、不规则的一个强震迁移序列,从年华宁、通海间级地震至年松潘、平武级地震,时间间隔短则a,长者达a,迁移速率差达倍(见图中Ⅲ)Ⅲc强震迁移路线)。综合上述,沿南北地震带由南向北的强震迁移比起由北向南的迁移要复杂一些,迁移的时间与纬度间隔变化多,速率也相差较大,同时,由南向北的迁移次数也多于由北向南的迁移活动。几乎遍及全带的强震群发活动所谓强震群发活动,是指在一段时间内(一般在几十至a)有一连串的强地震发生在南北地震带范围内。世纪以来的个世纪中,有次明显的强震群发活动(表):)年的a间,爆发了次~级地震,南到康定,北达银川之北,即发生于南北地震带中北段为主(图中的黄色时段内强震活动)世纪又发生了次强震,时间跨度a,纬度跨过b,主要发生在南期汪一鹏等:南北地震带强震迁移特征及其与南亚地震带的联系表沿南北地震带由北向南大致匀速迁移的有关强震参数表TableParametersofstrongearthquakesmigratingfromNtoSwithroughlysimilarvelocityalongtheNorthSouthSeismicBelt序号发震日期震级参考震中地名经度(b)纬度(b)所在区、带编号前后地震的时间间隔a前后地震的纬度间隔(b)迁移速率(ca)中宁东固原北天水南茂汶北康定南西昌下关东龙陵表沿南北地震带由南向北强震迁移参数表(一)TableParametersofstrongearthquakesmigratingfromStoNalongtheNorthSouthSeismicBelt()序号发震日期震级参考震中地名经度(b)纬度(b)所在区、带编号前后地震时间间隔a前后地震纬度间距(b)迁移速率(ca)通海弥渡东川康定南炉霍武都、文县间海原表沿南北地震带由南向北强震迁移参数表(二)TableParametersofstrongearthquakesmigratingfromStoNalongtheNorthSouthSeismicBelt()序号发震日期参考震中地名震级所在区、带编号经度(b)纬度(b)前后地震时间间隔a前后地震纬度间距(b)迁移速率(ca)华宁、通海嵩明西昌松潘平武地震地质卷表南北地震带成组群发强震参数表TableParametersofclusteredstrongearthquakesalongtheNorthSouthSeismicBelt序号发震日期参考震中地名震级所在区、带编号经度(b)纬度(b)时间范围a纬度区间(b)中卫南茂汶北通渭康定东川银川、平罗间炉霍嵩明西昌武都、文县间石屏乾宁道孚西峨山海原炉霍下关叠溪耿马澜沧理塘中缅边境北地震带中南段(图中浅蓝色时段内强震活动)世纪前半叶强震频发,从)年共a间,已发生级以上强震次,其中包括年海原特大地震,从南到北纬度跨过b(图中橙色时段内强震活动)。世纪下半叶同样在南北带上强震群发,级以上强震发生次以上(图)。简短小结:南北地震带上存在相对稳定、匀速的长时间跨度的由北向南的强震迁移活动,从世纪中期一直延续到上世纪年代同时,又存在多期或匀速、或不匀速的由南向北的强震迁移活动,时间跨度相对较短,迁移速率偏高在世纪上半叶和世纪,发生几乎遍及全带的成组强震群发现象。南北地震带与南亚地震带的联系年月日印尼级大地震发生后,对中国大陆地震活动会有怎样的影响十分受期汪一鹏等:南北地震带强震迁移特征及其与南亚地震带的联系图南亚地震构造带示意图(国家地震局地质研究所,)FigSketchoftheSouthAsiaSeismotectonicBelt(InstituteofGeology,StateSeismologicalBureau,)人关注,根据中国地震局监测预报司的研究,印尼大地震后云南地区地震活动明显增强,月)日云南地区平均日频度为次,日后日频度显著增强,其中日的日频度达次,年月日达次,是正常活动水平的倍。印尼大地震后不到min,云南宾川发生级地震,当日云南双柏还发生了级地震,年月下旬发生云南思茅级地震,直到月底后云南地震活动趋于正常(中国地震局监测预报司编,)。追溯以往百年的地震目录(国家地震局地质研究所,),可以发现缅甸向南至苏门答腊一带的历史强震和中地震地质卷国南北地震带的强震有着相当密切的关系,而且这种关系是有其构造基础作支撑的。南北地震带实际上并不局限于中国境内,它一直往南延伸到缅甸、安达曼海,再到苏门答腊岛及其西侧,本文暂且把印度板块东侧的这条构造地震带称为南亚地震带。相应的地震构造是印度板块东侧的俯冲带和俯冲带后缘的走滑构造带,从北往南可以分为段:北段缅甸境内为印缅俯冲带和其东侧的实皆右旋走滑断裂带(图,A段)中段是安达曼群岛西侧的印度板块俯冲带和安达曼海中的拉伸小洋脊与斜切它们的走滑断裂带(图,B段)南段是苏门答腊岛西侧的板块俯冲带和苏门答腊岛上的苏门答腊右旋走滑大断裂(图,C段))(丁国瑜等,)。上世纪以来的强震活动显示了南北地震带与南亚地震带之间存在着明显的地震呼应关系(图),表反映了上世纪中期从最南部发生的多次强震向北发展到中北段的整个演化过程。值得注意的是,以年月日苏门答腊岛西面级大地震为高潮的南亚带上的地震群发生年半以后在云南耿马发生级地震另一次南亚带上发生在年的次至级大地震之后,分别在年和年于四川理塘和云南中缅边境发生了~级地震。由此看来,在南亚带发生大震后几年范围内中国南北地震带上发生强震的危险性不容忽视。图南北地震带与南亚地震带强震时空分布直方图FigHistogramshowingspaciotemporaldistributionofstrongearthquakesalongtheNorthSouthSeismicBeltandtheSouthAsiaSeismicBelt图中红色震中为南亚地震带上的强震绿色震中为中国南北地震带上的强震)年是南北地震带中南段强震频发的时段,年中共发生级以上强震次,而年和年苏门答腊岛西面板块俯冲带上的次强震以及年苏门答腊岛上右旋走滑大断裂上的级强震都引发了短则~个月、长则年左右之后滇川西部地区的强震及此后的一连串强震,表给出了这个强震高潮期的目录(图)。年月苏门答腊岛西面的级大地震后,在南亚地震带的中段和南段已经发生了多次强震,在未来几年内,强震向中国南北地震带发展迁移是非常可能的事。期汪一鹏等:南北地震带强震迁移特征及其与南亚地震带的联系表南北地震带与南亚地震带的强震迁移参数表(一)TableParametersofstrongearthquakemigrationalongtheNorthSouthSeismicBeltandtheSouthAsiaSeismicBelt()序次发震日期纬度(b)经度(b)震级参考地点所属地震带苏门答腊岛西北部苏门答腊右旋走滑大断裂苏门答腊岛西北部苏门答腊右旋走滑大断裂苏门答腊岛西面苏门答腊岛外侧俯冲带苏门答腊岛西海岸苏门答腊右旋走滑大断裂苏门答腊岛西北角苏门答腊右旋走滑大断裂苏门答腊岛西北部苏门答腊右旋走滑大断裂缅甸西部法兰东缅甸西部俯冲带云南耿马中国南北地震带安达曼群岛印度板块俯冲带云南澜沧南中国南北地震带苏门答腊岛西海岸苏门答腊右旋走滑大断裂缅甸曼德勒北缅甸实皆断裂缅甸曼德勒北缅甸实皆断裂四川理塘中国南北地震带云南中缅边境中国南北地震带表南北地震带与南亚地震带强震迁移的参数表(二)TableParametersofstrongearthquakemigrationalongtheNorthSouthSeismicBeltandtheSouthAsiaSeismicBelt()序次发震日期纬度(b)经度(b)震级参考地点所属地震带苏门答腊岛西侧印度板块俯冲带云南通海中国南北地震带云南昭通中国南北地震带苏门答腊岛西侧苏门答腊岛外侧俯冲带云南龙陵中国南北地震带云南龙陵南中国南北地震带苏门答腊岛西北部苏门答腊右旋走滑大断裂四川松潘东中国南北地震带四川平武西中国南北地震带云南宁蒗中国南北地震带地震地质卷关于南北地震带强震迁移活动构造背景的讨论南北地震带的绝大部分段落,即宁夏中部向南,实际上都是青藏高原东缘边界构造带,南段的所谓川滇菱形断块也是高原侧向挤出所造成的即使最北端的银川地堑也深深地受到高原东北角弧形断裂带向东北方向推挤的影响。因此,南北地震带的强震活动归根结底来源于青藏高原的动力作用。但是,青藏高原的岩石圈变形与动力作用也呈现复杂、多样的面貌,有印度板块在喜马拉雅山脉南缘一线尤其是其东北角向NNE方向的推挤所造成的远程挤压效应,同时古老、坚硬的华北、鄂尔多斯和阿拉善地块又构成阻挡青藏高原变形扩展的屏障青藏高原内部近EW向条形块体发生着朝东或东南的侧向滑移作用和绕喜马拉雅东构造结的旋转运动。对于云南西南部而言,印度板块东侧在缅甸西部向印支半岛的斜向俯冲也有重要的影响。由于南北地震构造带是在长期地质历史中形成并由各种不同方向、不同性质的活动构造组合起来的,上述的多种动力作用又在南北带上产生了复杂多样的变形或运动形式。不同时间间隔、不同迁移速率由南往北的强震迁移可能比较直接地反映了印度板块东北角非匀速、非定常的推挤作用及与此相关的应力积累和强化的逐渐向北传递与扩展长时间间隔、较匀速的由北往南的强震迁移可能与更深层次的物质运动有关,或者与变形剧烈的青藏高原和其北面的坚硬地块相互作用有关,也许是组成青藏高原的各条形块体由北向南的依次侧向滑移与旋扭运动的结果至于某一个时段内成组强震在南北带上接连发生的现象可能意味着印度板块向欧亚大陆强烈楔入导致的青藏高原东缘变形的加剧,而南北地震带与南亚地震带上强震的一起丛集发生也印证了印度板块北侧的碰撞带与东侧的俯冲带实际上是作为一个整体影响了中国的南北地震带和缅甸、安达曼海直至苏门答腊的地震活动的。致谢汪素云研究员提供了《中国近代地震目录())MS》,同时在本文形成过程中得到了陈顺云、刘培洵、刘力强的帮助与启发,在此一并致谢。参考文献陈学波龙门山构造带两侧地壳速度结构特征A见:国家地震局科技监测司编中国大陆深部构造的研究与进展北京:地震出版社)CHENXueboThecharacteristicsofcrustalvelocitystructurealongthesidesoftheLongmenshantectonicbeltAInDepartmentofResearchandMonitor,StateSeismologicalBureau(ed)AchievementofdeepseattectonicsresearchinChinacontinentSeismologicalPress,Beijing)(inChinese)丁国瑜,卢演俦东亚地区现代板块及板内运动状态略图A见:马杏垣主编中国岩石圈动力学地图集北京:中国地图出版社DINGGuoyu,LUYanchouThestateofrecentplateandintraplatemotionsinEastAsiaAIn:MAXingyuan(ed)LithosphericdynamicsatlasofChinaChinaCartographicPublishingHouse,Beijing(inChinese)邓起东,陈社发,赵小麟龙门山及其邻区的构造和地震活动及动力学J地震地质,():)DENGQidong,CHENShefa,ZHAOXiaolinTectonics,seismicityanddynamicsofLongmenshanMountainsanditsadjacentregionsJSeismologyandGeology,():)(inChinese)期汪一鹏等:南北地震带强震迁移特征及其与南亚地震带的联系中国地震局监测预报司编年印度尼西亚苏门答腊级大地震及其对中国大陆地区的影响M北京:地震出版社DepartmentofEarthquakeMonitoringandPrediction,ChinaEarthquakeAdministrationThegreatSumatra,IndonesiaearthquakewithmagnitudeofanditsinfluencetoChineseContinentMSeismologicalPress,Beijing(inChinese)国家地震局震害防御司编a中国历史强震目录(公元前世纪)公元年)Z北京:地震出版社DepartmentofEarthquakeDisasterPrevention,ChinaEarthquakeAdministration(ed)aTheCatalogueofHistoricalStrongEarthquakesinChinaZSeismologicalPress,Beijing(inChinese)国家地震局震害防御司编b中国近代地震目录(公元)年)Z中国科学技术出版社DepartmentofEarthquakeDisasterPrevention,ChinaEarthquakeAdministration(ed)bThecatalogueofModernEarthquakesinChinaZChinaScienceandTechnologyPress,Beijing(inChinese)郭增建,张诚民勤东侧地震带的初步认识J地球物理学报,():)GUOZengjian,ZHANGChengPrimarycognitionoftheeasternMinqinseismiczoneJChineseJournalofGeophysics,():)(inChinese)顾功叙主编中国地震目录(公元前年)公元年)Z北京:科学出版社GUGongxu(ed)EarthquakecatalogueofChina(BC)AD)ZSciencePress,Beijing(inChinese)顾功叙主编中国地震目录()年)Z北京:地震出版社GUGongxu(ed)EarthquakecatalogueofChina())ZSciencePress,Beijing(inChinese)国家地震局鄂尔多斯周缘活动断裂系课题组鄂尔多斯周缘活动断裂系M北京:地震出版社TheresearchgrouponactivefaultsystemaroundOrdosMassi,fStateSeismologicalBureauActivefaultsystemaroundOrdosMassifMSeismologicalPress,Beijing(inChinese)四川省地震局地震简目编辑组编西南地震简目(川、滇、黔、藏)Z成都:四川科学技术出版社ThebriefearthquakecatalogueeditinggroupofSeismologicalBureauofSichuanProvinceThebriefearthquakecatalogueofthesouthwestregion(Sichuan,Yunnan,GuizhouandXizang)ZSichuanscienceandtechnologypress,Chengdu(inChinese)中国科学院地质研究所中国地震地质概论M北京:科学出版社)InstituteofGeology,ChineseAcademyofSciencesSummaryofseismogeologyinChinaMSciencePress,Beijing)(inChinese)国家地震局地质研究所编著亚欧地震构造图及说明书M北京:地图出版社InstituteofGeology,StateSeismologicalBureau(ed)SeismotectonicMapofEurasiaandItsInstructionsMChinaCartographicPublishingHouse,Beijing(inChinese)国家地震局地质研究所,宁夏回族自治区地震局海原活动断裂带M北京:地震出版社InstituteofGeology,StateSeismologicalBureau,SeismologicalbureauofNingxiaHuiAutonomousRegionTheHaiyuanactivefaultzoneMSeismologicalP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