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运用InSAR卫星监测、震源破裂过程分析及强地面运动数值模拟等技术方法,揭示了2017年11月18日南迦巴瓦峰秘境中的米林6.9级地震的三维断层运动和地表变形特征,这次地震的发震断裂是一个非常罕见的高倾角逆冲断裂,断层面倾角达70度以上,这次地震破裂持续时间约36秒,断层最大滑动约为1.08米,地面峰值速度超过了0.3米/秒,造成南迦巴瓦峰和加拉白垒峰一线下降0.25米。该项研究深化了我们对米林地震成因的理解,也为评估未来东构造结地震风险及灾害提供了依据。
中文题目:揭秘2017年南迦巴瓦峰的强烈震动
英文原题:Coseismic deformation analysis of the 2017 Milin Ms 6.9 earthquake in the Namche Barwa Syntaxis: Implications for regional tectonics
通讯作者:丁 林,中国科学院青藏高原研究所
第一作者:王俊祎,中国科学院青藏高原研究所
关键词:南迦巴瓦构造结;西兴拉断裂;联合反演;数值模拟;库仑应力
背景介绍
南迦巴瓦峰位于喜马拉雅山的最东端,是印度板块与欧亚板块碰撞变形最强烈的地区之一,在南迦巴瓦峰周边分布有多条活动断裂,如嘉黎断裂和西兴拉断裂等。这里地壳厚度超过60公里,由于印度板块的强烈俯冲,岩石大都经历了高级变质作用和高温韧性变形。2017年11月18日,一场 6.9级的地震在此发生,震中位于南迦巴瓦峰东北部秘境山区,推测西兴拉断裂是本次米林地震的发震断裂。因而,西兴拉断裂的活动性和未来地震灾害趋势成为科学家关注的焦点。
研究成果
为了深入了解2017年米林地震的成因及其对区域构造的影响,研究团队利用Sentinel-1卫星影像获取了地震的同震形变场,并结合GPS测量和远震波形数据,采用联合反演的方法,对地震的破裂机制进行了分析。研究发现,米林地震发生在西兴拉断裂的西北段,断层表现为一次高角度逆冲型滑动,断层最大滑动约为1.08米,震源深度约为10公里(图1)。
图1 GPS和远震波形数据的联合反演结果。 (a) 2017年米林地震及远震台站;(b) GPS数据观测(黑色)与模拟(红色)对比;(c) 地震时间源函数;(d) 断层滑动分布。
为了获得更深入的认识,将同震变形场和余震信息叠加到卫星影像上(图2),以识别西兴拉断裂西北段的分布特征。分析发现,西兴拉断裂沿着南迦巴瓦峰和加拉白垒峰的东北侧。从拉月开始,断裂向东南方向延伸,在跨越雅鲁藏布江大拐弯后,向达木东南部延伸。
图2 2017年米林地震断层、余震及地表变形空间分布特征
通过数值模拟,研究团队还揭示了地震期间地表加速度和峰值地面速度(PGV)的分布特征。在震中区域,最大PGV超过了0.3米/秒(图3)。此外,库仑应力分析表明,米林地震对周边的东久–米林断裂和嘉黎断裂产生了应力加载效应,增加了这些断裂未来发生地震的风险,而对墨脱断裂的影响较小。
图3 米林地震的峰值地面速度(PGV)
未来方向
基于当前的研究成果,研究团队未来将继续深入对南迦巴瓦地区地震活动的研究,并探索有效的地震预警和风险评估方法。未来的研究将重点关注区域内活动断裂的监测、地震预测与数值模拟研究工作。
主要作者简介
丁林 中国科学院青藏高原研究所研究员,中国科学院大学教授,中国科学院院士,美国地质学会荣誉会员。研究领域为构造地质学。研究兴趣包括大陆碰撞过程,青藏高原隆升及其对亚洲气候的影响。
王俊祎 中国科学院青藏高原研究所构造地质学在读博士。目前的研究主要集中于InSAR地壳形变观测和地震周期形变特征。
引用本文
Junyi Wang, Shishu Zhang, Youjia Zhao et al., Coseismic deformation analysis of the 2017 Milin Ms 6.9 earthquake in the Namche Barwa Syntaxis: Implications for regional tectonics. Fundamental Research, doi.org/10.1016/j.fmre.2024.09.003.
原文链接(复制到浏览器中查看):
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325824003546
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