利用GPS数据研究2015年尼泊尔Mw 7.8地震断层滑动及应力变化分布

发布时间：2020-04-08 01:22

【摘要】：2015年4月25日,尼泊尔首都加德满都市西北方向约80 km的喜马拉雅山中部发生强烈地震,矩震级为Mw 7.8,震源深度约15 km。地震学和大地测量学的研究结果表明此次地震是一次破裂未出露地表的低倾角事件,滑动以逆冲为主,兼具少量右旋分量,且最大滑动量主要集中在10 km 15 km深度上。本文利用GPS连续观测数据研究该地震震前、同震和震后地壳形变特征,调查了同震和震后阶段断层滑动时空分布模式,根据同震和震后应力变化评估尼泊尔地区地震风险性。通过研究震区地表形变、同震震后断层滑动分布以及应力变化分布特征,对尼泊尔地区地震破裂模式、应力传输机制和地震灾害评估提供合理依据和科学指导。研究结果如下:(1)使用尼泊尔境内基准站、中国陆态网的位移时间序列数据、青藏高原地区运动站数据,采用先验模型参数拟合的方法获得尼泊尔Mw 7.8地震近场及远场同震及震后地表位移。尼泊尔地区受地震影响整体向南移动,最大同震形变位于KKN4站,达1.88 m,位于震源东北方向的藏南地区达到毫米到厘米级的形变。最大震后地表位移发生在主震震中东方向约100公里处的CHLM和DNC4两个站,分别达到6.37 cm,5.80 cm,方向西南。(2)采用SDM(Steepest Decent Method,最速下降法)程序,基于弹性半空间分层模型,反演得到同震断层滑动。结果表明:断层破裂未至表面,平均滑动为0.62 m,最大滑动量为4.82 m,最大滑动发生在断层沿走向122.5 km,深度13.0 km处。释放的矩张量为6.76?10~(20) N·m,对应的矩震级为Mw 7.8。(3)使用震后16个站531天的连续观测数据,基于弹性位错理论,使用主成分反演方法(Principal Component Analysis-based Inversion Method,PCAIM)分析该地震震后断层滑动的时空变化特性。研究结果表明:震后断层滑动服从对数衰减模式;余滑主要分布在主震破裂带北部区域,最大滑动达到20.6 cm,位于地表以下26.7 km处;余滑释放的地震矩为3.36×10~200 N·m,对应矩震级约为Mw 7.6。同震震后断层滑动均未至表面,主要集中在主震东方向。(4)本文采用PSGRN/PSCMP和断层滑动结果,计算了同震及震后位错产生的库仑应力变化。同震引起的最大库伦应力变化发生在深度7 km处,达3 MPa,引起最大余震(Mw 7.3)区域0.04 MPa-0.06 MPa的应力增量。震后余滑最大应力变化发生在深度15 km处,达到1 MPa;主震东部地区库伦应力较西部增加的更多,表明地震往东部破裂;震后余震主要分布在主震东部地区的库伦应力增强区域,库伦应力的增强诱发了后续余震,浅层和西部地区应力未得到释放,存在较大的地震风险。
【图文】：

站长期积累的观测数据，采用高精度数据处理软件处理后可得到高精度时间序列产品，为大地测量学、地球动力学、地球物理学提供数据支持。图1-1 中国大陆构造环境监测网络（陆态网）基准站站点分布图2015 年 4 月 25 日，尼泊尔首都加德满都市西北方向约 80 km 的喜马拉雅山中部发生强烈地震，矩震级为 Mw 7.8，震源深度约 15 km[4]。主震发生后，产生一系列的余震，最大余震发生在主震东南方向达 Mw 7.3[5]。此次地震发生在主喜马拉雅推挤（Main HimalayanThrust，简称 MHT）断裂上，受到印度板块与欧亚板块陆-陆挤压碰撞

图 1-2 尼泊尔地区主要断层及历史大地震分布同震形变地震发生后，，大量学者利用尼泊尔国内 GPS 连续观测站，中国大陆构造环境监网络，地震应急观测流动站数据计算了同震形变场，得到尼泊尔境内的 GPS 测站最位移将近 2 m，震中东北部 100 km-400 km 中国藏南地区观测到毫米到厘米级的形变29 35]。数据显示此次地震波及范围较广，距离震中 2000 km 内的 GPS 基准站均记录了明显的地震形变信号，由于相对震级较小，中国境内的微小地震并未显著增加[29]美国地质勘探局（UnitedStatesGeologicalSurvey，简称 USGS）给出的地震震源制解显示：该地震破裂断层沿西北方向，走向、倾向、滑动角分别为290 /11 /108与喜马拉雅逆冲断裂带浅部走向基本一致[8 35]。InSAR 与 GPS 联合反演结果表明地同震位错分布主要集中在沿走向 150 km 和倾向 70 km 的范围内[34]。Sui Tung 等采InSAR 与 GPS 数据，基于弹性分层模型和弹性均匀模型，计算了同震滑动分布，得
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P315.7;P228.4

【参考文献】

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本文编号：2618675