欢迎访问河北省地震动力学重点实验室网站!

科研信息

网站首页 > 正文

2022年9月15日洛亚蒂群岛东南部7.0级地震的震源机制中心解及其在周围产生的位移场和形变场

作者:Seismology小组 时间:2022-09-16 点击数:

1引言

2022915日洛亚蒂群岛东南部7.0级地震发生后,从国外机构GCMTUSGSGFZCPPTIPGP等资料得到该地震的多个震源机制解。这些震源机制有一定的离散度,为地震动力学分析或其他应用带来抉择的困难。这些结果都是震源错动方式的一种测量,因此可以按照多种测量结果给出一个中心值供以后的地震发生背景、地震应力触发、地壳应力场分析以及地震前应力方向改变的地震前兆研究时使用。这里整理了各个机构给出的震源机制解,求出了与所有测定的震源机制的差别平方和最小的一个解作为中心震源机制解,并求解了该地震在周围产生的位移场和形变场。

2多个震源机制的中心解的确定

根据国内外机构网站结果整理得到表1。我们分别以各个震源机制为初始解得到的中心震源机制给出大体一致(在小数点4位后有一定涨落)的标准差(表15列),表明采用这种方法得到的解是稳定的。尽管如此,本研究将各个机构测定的震源机制分别作为初始解,将其中得到标准差最小的解作为最终结果。发现将IPGP得到的震源机制作为初始解得到的中心震源机制的标准差最小。本研究以此(节面I走向277.45°,倾角79.90°,滑动角-44.36°,节面II走向17.18°,倾角46.50°,滑动角-166.01°)作为最终结果,P轴走向227.13°,倾伏角37.64°,不确定范围分别为210.91~242.91°和26.11~50.32°;T轴的走向334.60°,倾伏角21.27°,不确定范围分别为318.38~350.38°和8.35~35.09°;B轴的走向87.29°,倾伏角44.74°,不确定范围分别为71.07~103.24°和29.65~60.56°。得到的中心震源机制和各个机构测定震源机制的最小空间旋转角见表16列。所得到的中心震源机制及其不确定性绘于图1。从表和图中可以看出,该地震震源机制解距中心解的空间旋转角最大达30.21°,最小空间旋转角为2.61°。这些数据表明不同机构得到的震源机制解较为集中。 

 

 

1  洛亚蒂群岛东南部7.0级地震的中心震源机制解(a)及空间三维辐射花样(b)

(a)中的黑色弧线表示中心震源机制的两个节面,绿色弧线覆盖区域为其不确定范围;红色、蓝色和黄色的点表示中心震源机制解的P轴、T轴和B轴,其周围对应颜色的封闭曲线表示其不确定性范围;绿点和黑点表示各个机构得到的震源机制的P轴和T轴的投影;紫色弧线表示各个机构和作者得到的震源机制节面。(b)中的压缩区域和膨胀区域分别用蓝色和红色表示。

3震源机制中心解的空间表示

地震的震源机制通常采用震源球的辐射花样来表示。在此我们分别用震源球的上半球和下半球的动画来表示(图2),在震源球上采用P波辐射的振幅相对大小的颜色来填充。为立体表现震源球的辐射花样,我们使震源球水平旋转,并且在各个不同象限采用P波辐射相对振幅大小和方向绘制在震源球上,这样可更为直观地表现震源的空间辐射,见图3

 

 

2  洛亚蒂群岛东南部7.0级地震下半球、上半球

 

3  洛亚蒂群岛东南部7.0级地震的中心震源机制解的空间辐射花样表示

图中颜色为P波辐射花样在震源球面上的填充,红色表示向外,蓝色表示向内,从红到蓝表示P波辐射花样由向外最大逐渐过渡到向内最大。箭头表示P波辐射花样振幅的相对大小。

4  该地震在周围产生的位移场与应变场

2022915日,洛亚蒂群岛7.0级地震发生在地表以下约145公里处断层上。在这种深度的断层通常被解释为俯冲板块内的破裂。在这次地震的位置,澳大利亚板块相对于太平洋板块以73毫米/年的速度大致向北移动,在新赫布里底海沟的瓦努阿图岛链下俯冲。915日的事件发生在这两个板块的边界附近,很可能是俯冲的澳大利亚板块内部断层的结果,这是由板块下沉到地幔深处时弯曲产生的应力驱动的。像这样震源深度在70300公里之间的地震,通常被称为中深度地震。中深度地震表现的是俯冲板块内部的变形,而不是俯冲板块和上覆构造板块之间的浅板块界面。与震级相似的浅震源地震相比,它们通常对地表造成的破坏较小,但在距离震中很远的地方也能感受到,大的中深度地震影响比较广。洛亚蒂群岛地区地震非常活跃,在2022915日地震250公里范围内的区域,在过去的一个世纪里发生了277级以上的地震。此前250公里范围内最大的一次地震是1928316日的7.6级。由于地处偏远,该地区的地震不太可能在人口稠密的地区造成强烈震动。

 

4研究区域地形图

为了更好的了解洛亚蒂群岛7.0级地震对周围地区的影响,我们由USGS提供的破裂模型(https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage)。计算了洛亚蒂群岛7.0级地震在周围地区产生的地表同震位移场、面应变、体应变、北向应变、东向应变和北东向应变(图5~7)。

 

5洛亚蒂群岛7.0级地震产生的同震位移场

图中白色方框代表断层在地表的投影,箭头代表此次地震所产生的水平位移,颜色代表垂直位移,上升为正

从图5可以看出,此次地震近处的位移场具有以下初步特征:从地表的水平位移场来看,震中南侧物质向外涌出,而震中北侧物质向震中涌入。与水平位移场相对应,垂直位移场在震中南侧表现为隆升,而震中北侧表现为沉降。从震源机制解判断地震为倾滑型地震。图中水平位移与垂直位移大致相当,符合倾滑型地震所产生位移场的特征。 

 

洛亚蒂群岛7.0级地震产生的各分量应变  

a)体应变(b)北向应变(c)东向应变(d)北东向应变

图中底色代表应变大小,拉张为正,单位为1e-9.

从图6可以看出此次地震产生的体应变,在震中附近北侧呈现压缩,而在震中南侧呈现伸张。北向应变在震中附近北侧压缩,南侧伸张,而在震中较远处北侧伸张。东向应变在震中南侧,西北侧,东北侧伸张,以南侧压缩伸张为主,震中北侧压缩。北东向应变在震中附近北侧区域呈现压缩,南侧区域呈现伸张,在震中较远处为东北侧伸张。

 

7洛亚蒂群岛7.0级地震产生的水平主应变和面应变场

图中黑色箭头和白色箭头分别表示水平主压应变和水平主张应变(单位为1e-9;底色表示水平面应力,拉张为正从图7可以看出面应变的分布与体应变形态大体类似,表现为面应变为体应变的继承。在离开断层区域,面应变为负(蓝色)区域内,物质的运动方向(图5)与主压应变大体一致,而面应变为正(红色)区域内,物质的运动方向(图5)与主张应变大体一致。

本文所用震源机制解来自国外机构GCMT、USGS、GFZ、CPPT、IPGP,特此致谢。

图件由基于MATLAB的FM3Dplot软件绘制。

如若发现有错误,请反馈给我们,我们将及时修改,QQ:1978250163

 

电话:010-58412454 传真:010-58412454 邮箱:fz@cidp.edu.cn    版权所有@防灾科技学院地球科学学院 邮编:101601 备ICP800051890  地址:河北省三河市燕郊高新区学院街465号       京ICP备20016947号-1