宽频带海底地震仪的地震重定位对马尼拉俯冲板片形态的约束
发布时间：2021-11-17 09:55
将宽频带OBS用于海底天然地震长期观测,在国内尚处于实验阶段.2015年在马尼拉俯冲带北段开展了为期6个月的宽频带海底天然地震观测试验.根据回收的1台海底地震仪（OBS04）与国际地震台网的718台陆地地震台站,共记录到7562个P波走时和5002个S波走时数据,利用Hyposat地震定位方法,对马尼拉俯冲带北部（119°E—123°E,19°N—22°N）在2015年8月至2016年2月期间的264个地震进行了重定位.地震重定位的结果及定位误差分析表明,在海域布设的OBS04台站让地震观测的空间分布更为合理,提高了地震定位精度;重定位后的震中分布更为集中,与地质构造吻合良好;浅部的地震活动较为活跃,分布密集,与浅部断层发育有关;重定位后的4条震源深度投影剖面,从不同角度较好地约束了俯冲板片上边界的板片形态,板片倾角在浅部0～30km区间约为10°～22°,随着深度的增加,俯冲板片逐渐变陡,在深度120～180km处倾角约为41°～58°.该项研究为马尼拉俯冲带北段的板片形态提供了重要约束,而且为今后长期天然地震观测提供了重要而宝贵的经验与借鉴.
【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(05)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
宽频带OBS的仪器响应频谱
Hyposat地震定位方法（Schweitzer,2001）是基于经典Geiger方法的改进，将观测方程组降维，利用奇异值分解最小二乘法求解方程组．Hyposat定位法适用于远震和近震定位，可以给出反演深度，或固定深度反演，一般采用全球模型（IASP91,AK135等）或建立区域速度模型进行反演计算．本文研究区域的范围为119°E—123°E,19°N—22°N，其附近有多条人工地震剖面的研究（McIntosh et al.,2013;Lester et al.,2013;Eakin et al.,2014;Liu et al.,2018），但天然地震研究相对匮乏．2005年10月7日至12日，中国台湾大学的研究团队在研究区域附近布设了短周期地震观测阵列（Chang et al.,2008），使用记录到的地震资料反演得到一个一维速度模型．本研究定位使用的区域一维速度模型（图4）由两部分组成，其浅部（0～20km）采用Chang等（2008）基于微震观测反演得到的速度模型，深部（20km以下）参考AK135全球一维速度模型（Kennett et al.,1995).
震源深度剖面AA′位于21.8°N（图6），横穿马尼拉海沟、增生楔、弧前盆地（北吕宋海槽）、花东海盆等多个地质构造单元（图8a），对比重定位前后的震源深度剖面可知，由于近震台站OBS04增加了对地震定位深度的约束，重定位后的地震震源深度有所抬升，且在浅部及沿俯冲方向更为集中；浅源地震多在增生楔的上部斜坡区较为集中，这一现象与上部斜坡发育的逆冲断层密切相关；中深源地震主要分布在俯冲带的东侧，指示着俯冲板片的俯冲方向与俯冲深度；AA′剖面中震源最大深度约为120km，俯冲倾角从浅部的20°逐渐增加至深部的45°（图8a）．结合Global CMT的震源机制分布（Ekstr9m et al.,2012），显示拉张型应力的地震多集中在沿俯冲方向；压缩型应力的地震主要位于增生楔的上部斜坡到吕宋岛弧区域，此处发育有线性排列的逆冲断层及部分走滑断层；走滑型应力的地震主要位于吕宋岛弧附近．从下部斜坡与上部斜坡之间的脱序逆冲断层区至北吕宋岛弧，结合震源分布和震源机制解可识别出一系列的逆冲断层．吕宋岛弧下方的地震分布呈现密集-稀疏-密集的分布，结合水深以及自由空气重力异常剖面可发现，吕宋岛弧的水深变化、重力异常的峰值与俯冲带地震的最大穿透深度存在对应关系，推测吕宋岛弧下方物质密度的非均匀性可能与板片俯冲过程中的热物质上涌有关．图6 研究区264个地震事件重定位前后的震中水平分布图
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用海底地震仪和陆地固定台站记录联合研究2016年6月18日福建漳浦海域MS3.3级地震震源参数[J]. 张丽娜,储日升,曾祥方. 地球物理学进展. 2019(01)
[2]Proto-South China Sea Plate Tectonics Using Subducted Slab Constraints from Tomography[J]. Jonny Wu,John Suppe. Journal of Earth Science. 2018(06)
[3]微震识别方法研究进展[J]. 陈安国,高原. 地球物理学进展. 2019(03)
[4]南海东部古扩张脊的俯冲机制[J]. 詹文欢,李健,唐琴琴. 海洋地质与第四纪地质. 2017(06)
[5]马里亚纳海沟俯冲带深地震现状对马尼拉海沟俯冲带的研究启示[J]. 赵明辉,贺恩远,孙龙涛,徐亚,游庆瑜,郝天珧,杜峰,丘学林. 热带海洋学报. 2016(01)
[6]南海海底天然地震台阵观测实验及其数据质量分析[J]. 刘晨光,华清峰,裴彦良,杨挺,夏少红,薛梅,黎伯孟,霍达,刘芳,黄海波. 科学通报. 2014(16)
[7]国产海底地震仪研制现状及其在海底结构探测中的应用[J]. 郝天珧,游庆瑜. 地球物理学报. 2011(12)
[8]国产I-4C型OBS在西南印度洋中脊的试验[J]. 阮爱国,李家彪,陈永顺,丘学林,吴振利,赵明辉,牛雄伟,王春龙,王显光. 地球物理学报. 2010(04)
[9]南海东部海沟的震源机制解及其构造意义[J]. 朱俊江,丘学林,詹文欢,徐辉龙,孙龙涛. 地震学报. 2005(03)
[10]Indentation tectonics in the accretionary wedge of middle Manila Trench[J]. LI Jiabiao1,2, JIN Xianglong1,2, RUAN Aiguo1, WU Shimin3, WU Ziyin1 & LIU Jianhua1 1. Key Lab of Submarine Geosciences, State Oceanic Administration, Hangzhou 310012, China; 2. College of Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China; 3. South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sci- ences, Guangzhou 510301, China. Chinese Science Bulletin. 2004(12)
本文编号：3500673
【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(05)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
宽频带OBS的仪器响应频谱
Hyposat地震定位方法（Schweitzer,2001）是基于经典Geiger方法的改进，将观测方程组降维，利用奇异值分解最小二乘法求解方程组．Hyposat定位法适用于远震和近震定位，可以给出反演深度，或固定深度反演，一般采用全球模型（IASP91,AK135等）或建立区域速度模型进行反演计算．本文研究区域的范围为119°E—123°E,19°N—22°N，其附近有多条人工地震剖面的研究（McIntosh et al.,2013;Lester et al.,2013;Eakin et al.,2014;Liu et al.,2018），但天然地震研究相对匮乏．2005年10月7日至12日，中国台湾大学的研究团队在研究区域附近布设了短周期地震观测阵列（Chang et al.,2008），使用记录到的地震资料反演得到一个一维速度模型．本研究定位使用的区域一维速度模型（图4）由两部分组成，其浅部（0～20km）采用Chang等（2008）基于微震观测反演得到的速度模型，深部（20km以下）参考AK135全球一维速度模型（Kennett et al.,1995).
震源深度剖面AA′位于21.8°N（图6），横穿马尼拉海沟、增生楔、弧前盆地（北吕宋海槽）、花东海盆等多个地质构造单元（图8a），对比重定位前后的震源深度剖面可知，由于近震台站OBS04增加了对地震定位深度的约束，重定位后的地震震源深度有所抬升，且在浅部及沿俯冲方向更为集中；浅源地震多在增生楔的上部斜坡区较为集中，这一现象与上部斜坡发育的逆冲断层密切相关；中深源地震主要分布在俯冲带的东侧，指示着俯冲板片的俯冲方向与俯冲深度；AA′剖面中震源最大深度约为120km，俯冲倾角从浅部的20°逐渐增加至深部的45°（图8a）．结合Global CMT的震源机制分布（Ekstr9m et al.,2012），显示拉张型应力的地震多集中在沿俯冲方向；压缩型应力的地震主要位于增生楔的上部斜坡到吕宋岛弧区域，此处发育有线性排列的逆冲断层及部分走滑断层；走滑型应力的地震主要位于吕宋岛弧附近．从下部斜坡与上部斜坡之间的脱序逆冲断层区至北吕宋岛弧，结合震源分布和震源机制解可识别出一系列的逆冲断层．吕宋岛弧下方的地震分布呈现密集-稀疏-密集的分布，结合水深以及自由空气重力异常剖面可发现，吕宋岛弧的水深变化、重力异常的峰值与俯冲带地震的最大穿透深度存在对应关系，推测吕宋岛弧下方物质密度的非均匀性可能与板片俯冲过程中的热物质上涌有关．图6 研究区264个地震事件重定位前后的震中水平分布图
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用海底地震仪和陆地固定台站记录联合研究2016年6月18日福建漳浦海域MS3.3级地震震源参数[J]. 张丽娜,储日升,曾祥方. 地球物理学进展. 2019(01)
[2]Proto-South China Sea Plate Tectonics Using Subducted Slab Constraints from Tomography[J]. Jonny Wu,John Suppe. Journal of Earth Science. 2018(06)
[3]微震识别方法研究进展[J]. 陈安国,高原. 地球物理学进展. 2019(03)
[4]南海东部古扩张脊的俯冲机制[J]. 詹文欢,李健,唐琴琴. 海洋地质与第四纪地质. 2017(06)
[5]马里亚纳海沟俯冲带深地震现状对马尼拉海沟俯冲带的研究启示[J]. 赵明辉,贺恩远,孙龙涛,徐亚,游庆瑜,郝天珧,杜峰,丘学林. 热带海洋学报. 2016(01)
[6]南海海底天然地震台阵观测实验及其数据质量分析[J]. 刘晨光,华清峰,裴彦良,杨挺,夏少红,薛梅,黎伯孟,霍达,刘芳,黄海波. 科学通报. 2014(16)
[7]国产海底地震仪研制现状及其在海底结构探测中的应用[J]. 郝天珧,游庆瑜. 地球物理学报. 2011(12)
[8]国产I-4C型OBS在西南印度洋中脊的试验[J]. 阮爱国,李家彪,陈永顺,丘学林,吴振利,赵明辉,牛雄伟,王春龙,王显光. 地球物理学报. 2010(04)
[9]南海东部海沟的震源机制解及其构造意义[J]. 朱俊江,丘学林,詹文欢,徐辉龙,孙龙涛. 地震学报. 2005(03)
[10]Indentation tectonics in the accretionary wedge of middle Manila Trench[J]. LI Jiabiao1,2, JIN Xianglong1,2, RUAN Aiguo1, WU Shimin3, WU Ziyin1 & LIU Jianhua1 1. Key Lab of Submarine Geosciences, State Oceanic Administration, Hangzhou 310012, China; 2. College of Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China; 3. South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sci- ences, Guangzhou 510301, China. Chinese Science Bulletin. 2004(12)
本文编号：3500673
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