近日,南方科技大學(xué)地球與空間科學(xué)系副教授陳克杰團隊及其合作者在《地質(zhì)學(xué)》發(fā)表最新研究,剖析了活動褶皺沖斷帶長期褶皺生長和瞬時同震變形之間的關(guān)系和協(xié)調(diào)機制,為理解突發(fā)、劇烈的地震如何影響到數(shù)百萬年的慢速、漸進的褶皺變形、地形塑造提供了新視角。
活動褶皺沖斷帶分布在亞平寧山脈、扎格羅斯山脈、喜馬拉雅山脈、洛基山脈和安第斯山脈等變形劇烈的造山帶山前。這里人口眾多、工業(yè)聚集,是世界范圍內(nèi)對人類文明影響較大的重要潛在地震危險區(qū)。了解斷層滑動、褶皺生長和地震之間的復(fù)雜關(guān)系將有助于這些地區(qū)的地震風(fēng)險評估,并揭示長期地形生長和短期同震隆升之間復(fù)雜的相互作用,對人們理解突發(fā)、劇烈的地震如何影響到數(shù)百萬年的慢速、漸進的褶皺變形、地形塑造至關(guān)重要。
陳克杰團隊以2019年發(fā)生在青藏高原柴達木盆地西部活動褶皺沖斷帶內(nèi)的茫崖5.0級地震為對象進行了研究。英雄嶺背斜帶是青藏高原北部柴達木盆地內(nèi)最高、最寬的背斜帶,同時也是最活躍的地震帶,發(fā)生過多次5級以上的地震。
2019年3月28日,英雄嶺背斜帶南側(cè)獅子溝背斜處發(fā)生了5.0級地震。團隊利用合成孔徑干涉雷達干涉技術(shù)對其同震變形進行了分析,發(fā)現(xiàn)地震導(dǎo)致的最大抬升區(qū)不在背斜核部,而是在背斜的翼部,與斷層相關(guān)褶皺模型預(yù)測不太一致。
地表地質(zhì)和地震剖面顯示,獅子溝地區(qū)有深淺兩套潛在的發(fā)震構(gòu)造,由膏鹽層隔開。研究表明,并非深部斷層,或淺部控制獅子溝背斜的斷層導(dǎo)致此次地震,而是由剛性層和軟弱層之間的層間滑動引起,此次地震發(fā)生在地下2千米深處。因此,研究團隊估計,2019年的茫崖地震是由于縱彎褶皺作用而導(dǎo)致的層間滑動引起的,這種褶皺作用不僅可以引起中等震級的地震,同時,通過層間滑動對褶皺的長期生長亦有重要貢獻。
該研究表明,在活動褶皺沖斷帶,主震不一定發(fā)生在控制褶皺長期生長和形態(tài)的隱伏斷層上,縱彎褶皺作用導(dǎo)致的層間滑動也能獨立產(chǎn)生至少中等震級的地震。此種類型的地震可能廣泛分布于擠壓機制形成的沉積盆地內(nèi),且縱彎褶皺作用造成的地震震源深度極淺。這些地區(qū)存在大量工業(yè)區(qū)和人口,必須加以防范。
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