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2025年3月28日缅甸7.9级地震的震源机制中心解及在周边产生变形场

作者: 时间:2025-03-28 点击数:

1 引言

根据中国地震台网发布,20253281420分,缅甸(北纬21.85度,东经95.95度)发生7.9级地震,震源深度30公里,地震发生后,中国地震局地球物理研究所张喆和国外机构采用不同方法和资料得到的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。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最小的一个解作为中心震源机制解,并计算了该地震破裂对周围产生的地表变形场,供分析余震发展趋势参考。

2 多个震源机制的中心解的确定

2.1 20253281420分缅甸地震7.9级)

根据国外机构网站和张喆发布的该地震震源机制结果整理得到表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的标准差(表15列)大体一致(在小数点2位后有一定涨落),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,比较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震源机制的标准差最小。本研究以此(节面I走向357.32°,倾角58.8°,滑动角-177.32°,节面II走向265.94°,倾角87.71°,滑动角-31.23°)作为最终结果,P轴走向217.09°,倾伏角23.24°。不确定范围分别为199.24~234.24°11.63~34.73°B轴的走向82.16°,倾伏角58.69°,不确定范围分别为52.48~114.95°41.69~76.49°T轴的走向315.96°,倾伏角19.76°,不确定范围分别为298.11~333.11°7.88~31.49°。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36.29°,最小空间旋转角为5.99°。这些数据表明不同机构和作者得到的震源机制解较为集中。

1 不同机构给出缅甸7.9级地震震源机制解及得到的中心震源机制解的标准差

1 缅甸7.9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

2.2 20253281432分缅甸地震6.4级)

根据国外机构网站发布的该地震震源机制结果整理得到表2。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的标准差(表25列)大体一致(在小数点4位后有一定涨落),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,比较得到标准差最小的解作为最终结果。发现以GCMT得到的震源机制作为初始解得到的震源机制的标准差最小。本研究以此(节面Ⅰ走向85.49°,倾角83.10°,滑动角-8.36°,节面Ⅱ走向176.50°,倾角81.70°,滑动角-173.03°)作为最终结果,P轴走向40.90°,倾伏角10.78°,不确定范围分别为16.00~66.00°-6.47~28.63°B轴的走向226.23°,倾伏角79.18°,不确定范围分别为107.25~330.30°75.26~102.24°T轴的走向131.08°,倾伏角0.98°,不确定范围分别为106.19~156.19°-16.61~18.65°。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26列。所得到的中心震源机制及其不确定性绘于图2。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25.47°,最小空间旋转角为25.43°。这些数据表明不同机构和作者得到的震源机制解较为集中。

2 不同机构给出缅甸6.4级地震震源机制解及得到的中心震源机制解的标准差

2 缅甸6.4级地震的震源机制中心解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、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

3.1 20253281420分缅甸地震7.9级)

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3),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4

3 缅甸7.9级地震的中心震源机制解的上半球、下半球表示

4 缅甸7.9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。

3.220253281432分缅甸地震6.4级)

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5),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6

5 缅甸6.4级地震的中心震源机制解的上半球、下半球表示

6 缅甸6.4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 缅甸7.9级地震在周围产生的位移场与应变场

本次缅甸7.9级地震位于缅甸弧地区,距我国边境线最近约294公里。该地区12分钟后再次发生6.4级地震。新生代以来,印度板块和欧亚板块发生剧烈碰撞,导致岩石圈发生大规模缩短,形成喜马拉雅造山带。缅甸弧地区位于喜马拉雅造山带的东构造结,地壳构造变形强烈且地震活动性强,形成一系列南北走向的构造单元和断层,其中就包括此次发震断层:实皆断裂,该断裂北起喜马拉雅东构造结,沿伊洛瓦底江南延至实皆,再沿锡当河延至勃固。入海后沿丹老群岛西侧延伸,至泰国普吉岛后形迹不明。全长约1200公里,为右旋走滑断层,年均滑动约18-23毫米。该地区是喜马拉雅地震带上地震最活跃的地区之一,地震活动较强,1900年以来,震中附近300公里范围内共发生7级以上地震10次,最大为1912523日缅甸境内的8.0级地震,给该地区造成了滑坡等次生灾害,造成很大的人员伤亡。该区域西部存在深度大于200km的地震,这些地震被认为是印度板块东倾的消减带导致的。关于该消减过程是否仍在持续在学术界还有争论。

7 研究区域地形图

为了了解缅甸7.9级地震对周围地区的影响,我们根据USGS网站(https://earthquake.usgs.gov/earthquakes)提供的破裂模型,基于弹性半空间模型(Okada,1992)。计算了缅甸7.9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8~10)。

8 缅甸7.9级地震产生的同震位移场

图中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8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,震中西北、东南侧的物质向外涌出,而西南、东北侧的物质涌入震中,呈现明显的右旋走滑特征,与实皆断裂的地质考察认识一致。与水平位移场相比,垂直位移分量较小,且沉降明显大于隆升。从震源机制解判断地震为走滑型地震。

9 缅甸7.9级产生的各分量应变

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10-9.

从图9可以看出此次地震在地表产生的体应变,由于破裂的不均匀性,导致的体应变呈现不太规则的分布,大体趋势为在震中西北侧与西南侧以及远处东南侧呈现压缩,在震中东北侧与东南侧以及远处西南侧呈现拉张。北向应变在震中周围及东北侧与西南侧以及西侧与东南侧呈现拉张,在震中西北侧与远处东南侧以及东侧与南呈现压缩,呈现四象限分布。东向应变的拉张区和压缩区延震中的南北向交叉分布。北东向应变在震中东侧与远处西侧呈现拉张,在震中西侧呈现压缩。

10 缅甸7.9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10-9);底色表示水平面应力,拉张为正

从图10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8)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8)与主张应变大体一致。

致谢:本文所用震源机制解来自GCMT,GFZ,CPPT,OCA,NEIC,IPGP和中国地震局地球物理研究所张喆,特此致谢。震源机制动画由研究小组基于MATLAB开发的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,联系方式:1978250163@qq.com

 

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