JGR-Solid Earth:褶皱冲断带浅部滑脱层的结构与断层活动性机制
发布时间:2017-11-17 浏览次数:
 

    褶皱冲断带和俯冲增生楔系统中的浅而脆弱的滑脱层在传统上被认为是很难聚集有效的弹性应变能量而产生大的地震破裂事件。但是最近的一系列大地震案例表明,在大陆和海洋的褶皱冲断带中,浅部滑脱层能够在大地震事件发生破裂并进而在造山楔前部体系产生显著的同震滑动。这些发现改变了我们对于褶皱冲断带和增生楔体系地震行为的传统认识,但对于低应力汇聚的陆内变形区,探讨浅部滑脱层的地震动力学行为和古地震事件依然是一个极具挑战的工作。

    为此,河海大学海洋学院海洋地质研究所构造与地球物理研究组王毛毛副教授与日本京都大学林爱明教授通过活动构造调查,取得了四川盆地内部龙泉山断层的三维断裂体系模型、古地震事件和地震周期下的变形模式。

图1:研究区域地形图与活动构造分布

    位于青藏高原东缘龙门山皱褶冲断带的现今汇聚过程体现在类似汶川地震这样的逆冲型大地震事件中。但是,对于断层滑移量能否通过传播而进入浅部盆地依然是不清楚的。在本项研究中,我们提供了位于龙门山褶皱冲断带山前约100km以东的四川盆地中部的龙泉山断层的三维模型、断层活动性和地震灾害模型。我们利用综合性的方法,包括地震反射剖面的解释、卫星遥感资料解译、野外填图、探槽分析和放射性定年的工作,建立起发震构造模型与活动性证据。该断层的三维构造模型和全新世的地表破裂事件揭示出:四川盆地的上地壳缩短通过以浅部滑脱层相连的前缘褶皱冲断构造与山前隐伏断裂体系而吸收。研究表明龙门山山前构造的断裂活动导致的动态弱化效应可能开启上部前缘滑脱层,进而将滑动位移量传播至前陆盆地和龙泉断层的断坡直至地表。我们的研究对于全世界范围内的活动褶皱冲断带和海沟俯冲带增生楔系统中浅而弱的滑脱层的地震灾害评估具有重要意义。

图2: 该研究得到的地震周期下的活动褶皱冲断带的变形行为的模式图

 以上研究成果近期发表在国际著名地球物理期刊:

 Journal of Geophysical Research: Solid Earth(Wang, M., A. Lin, Active thrusting of the Longquan Fault in the central Sichuan basin, China and the seismotectonic behavior in the Longmen Shan fold-and-thrust belt, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2017, 122, doi:10.1002/2016JB013391)

研究组与此相关的前期成果分别发表在国际地学著名期刊:

Wang, M., J. Hubbard, A. Plesch, J. H. Shaw, and L. Wang, Three-dimensional seismic velocity structure in the Sichuan basin, China, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 121, doi:10.1002/2015JB012644, 2016.

Wang, M., Jia, D., Shaw, J. H., Hubbard, J., Plesch, A., Li, Y., & Liu, B. The 2013 Lushan earthquake: Implications for seismic hazards posed by the Range Front blind thrust in the Sichuan Basin, China, Geology, 42(10), 915-918, 2014.