APP下载

小江断裂带强震危险性分析

2016-08-27毛燕刘自凤叶建庆李忠华

地震研究 2016年2期
关键词:强震危险性

毛燕 刘自凤 叶建庆 李忠华

摘要:利用1985年7月至2015年6月云南测震台网记录的地震资料,分段计算小江断裂带的b值、a/b值、单位面积的年频度和年应变能,并结合历史地震空区的识别结果,综合分析了小江断裂带各段的强震危险性。研究结果表明:巧家北至东川南6值较低,处于较高应力状态,小震频发,且强震平静时间达到了极限,具备发生强震的条件:东川至宜良段应力水平高,但小震不活跃,处于积累应变阶段,不具备发生强震的条件:宜良至华宁段具有小江断裂带最高的b值,应力水平低,小震不活跃,不具备发生强震的条件;华宁以南至小江断裂南端处于高应力状态,小震频发,且强震平静时间间隔达到了极限,具备发生强震的可能,但由于该段断裂交错,较为复杂,强震可能发生在小江断裂与石屏一建水断裂的交叉部位。

关键词:危险性;强震;b值;小江断裂带

中图分类号:P315.7 文献标识码:A 文章编号:1000-0666(2016)02-0213-05

0 引言

强震活动通常发生于活动断裂带上具有高应力积累的凹凸体(Aki,1984)或者闭锁段(Wyss et al,2000)。小江断裂带是川滇菱形块体的东边界,北起巧家以北,南至建水东南,全长超过400km。该断裂带由多条次级断层组成,内部结构十分复杂。小江断裂自东川小江村南分成东、西两支,平行向南延伸,走向近南北。东支长约200km,走向由350°逐渐变化到10°左右,水平年变速率为6.73mm/a;西支断裂长约180km,走向0°~5°,水平年变速率为5.443mm/a(毛玉平等,2003;宋方敏,1998)。魏文薪等(2012)指出小江断裂北段应变积累程度高,中北段次之,中南段和南段不利于断层应变积累。自1500年以来,小江断裂发生MS≥6.0地震15次(其中MS≥6.5地震10次),而且大部分地震发生在小江断裂带西支。1966年2月13日东川6.2级地震后至今,小江断裂带6级地震平静了49年,1909年5月11日华宁、弥勒间发生的6.5级地震距今已有106年,1789年6月7日华宁7.0级地震后至今,小江断裂带7级地震平静了226年。根据M7专项工作组(2012)研究结果,小江断裂带中段和北段的强震原地复发周期为100~200a左右,南段强震原地夏发周期为400a以上。因此,探讨小江断裂帝发生强震的危险性具有重要意义。

6值与应力水平呈反比,6值越低,应力水平越高(urbarleie et al,1992)。运用b值的空间分布,结合断裂带的地震活动背景,分析断裂带的活动习性,进而判断其强震危险段,b值已被很多研究者用来研究断裂的中一长期地震危险性(Wyss et al,2000:易桂喜等,2006,2013)。

本文选取1985年7月至2015年6月云南测震台网记录的地震资料,分段计算小江断裂带的b值,结合历史地震空段,分析小江断裂带现今高应力的段落,以期为强震地点的中长期预测提供参考依据。

1 资料选取与研究方法

1.1 资料选取

由于1985年4月18日禄劝6.3级地震震中距小江断裂带较远,不作统计。为了减弱该地震的影响,本文选取1985年7月至2015年6月的地震资料进行b值计算。根据M7专项工作组(2012)的研究成果和图1a中ML≥2.0的地震分布情况,将小江断裂带分为4段(图1b):①段为巧家以北至东川以南,②段为东川以南至宜良以南,③段为宜良以南至华宁以南,④段为华宁以南至小江断裂南端。小江断裂在②段和③段分为两支,平行向南展布,④段主要是小江断裂带东支分散为几支,且向南与曲江断裂、石屏一建水断裂相交,并止于红河断裂。

1.2 研究方法

古登堡一里克特提出lgN=a+bM,式中,Ⅳ代表震级M以上地震的频度;a表示统计区域内的地震活动水平:6值反映了不同震级的地震分布。该公式已被广泛用来研究地震活动性(李永莉等,2002;易桂喜等,2006,2013;王辉等,2012)。

笔者将小江断裂带研究区域以0.1。的间隔进行网格化,以每个网格节点为圆心,半径20km的范围内进行地震统计,每个网格的地震数量不少于30个,数据不够的网格图中用空白显示,即没有b值计算结果(图2)。计算中,根据不同的段落,参考苏有锦等(2003)的研究结果,并分别确定最小完整性震级,小江断裂①、②、③、④段的最小完整性震级均为2.0级。然后利用ML≥Mmin的资料计算各统计单元的6值,根据每一单元格的6值得到整个研究区域的6值。

2 计算结果

为了综合分析小江断裂带各段的活动习性,根据易桂喜等(2004)给出的多参数综合分析方法,分别计算了各断裂段的b值和a/b值,单位面积的年频度Ⅳ和单位面积年应变能(表1),这4个参数的不同组合反映了断裂不同分段的现今活动习性。如:具有低6值(反映高应力)、低N值和总a/b值(反映低频度地震活动及低应变能释放)以及较高a/b值(反映具有偏高的最大期望震级),这样的参数值组合的断裂段,处于较高应力背景下的相对闭锁状态;而具有高6值和Ⅳ值,中等或中偏低的E值,以及较低的a/b值组合的断裂段,具有以频繁小震滑动为主,应力积累水平不高的活动习性。图2给出了小江断裂带各段的b值计算结果。

3 小江断裂带危险性分析

根据小江断裂带的分段参数计算结果(表1,图2),综合分析各段的现今活动习性和强震危险性,结果如下:

(1)巧家以北至东川以南(①段):该段位于小江断裂带的最北段,1900~1966年,5级地震频繁发生,1911年发生过5.8级地震,1930年5月15日发生巧家6.0级地震,1966年2月5日发生东川6.5级地震,之后处于5级以上地震平静状态,直到2005年8月5日发生了会泽5.3级地震,6级地震平静时间较长。根据M7专项工作组(2012)的研究结果,该段自1733年发生东川7级地震后,一直处于7级强震空区,且这一段大地震破裂的原地平均复发间隔一般为100~200a左右。目前该段具有中偏低的6值,最高Ⅳ值、a/b值和E值,表明这一段目前处于较高应力水平,中小地震频发,未来发生强震可能性大。

(2)东川以南至宜良以南(②段):该段具有较低6值,低N值、较低a/b值和低E,表明这一段目前处于高应力水平,但小地震发生频度低,尚处于积累应变阶段,属于闭锁状态。该段历史上发生过几次大震:1500年宜良7.0级地震,1833年嵩明8.0级地震,1927年寻甸6.0级地震。该段目前不具备发生大震的条件,但由于6值较低,且小震活动较弱,小江断裂带东支发震间隔时间长,不排除近期发生中强震的可能性。

(3)宜良以南至华宁以南(③段):该段及附近地区历史上发生过1588年曲溪7.0级地震、1789年华宁7.0级地震和1909年华宁6.5级地震。目前该段具有整条断裂上最高的6值,最低的Ⅳ值和次低的E,图2中右下角的空白处显示该区域网格内地震数据不足,不进行b值计算。计算结果表明该段处于相对较低的应力状态,小震不活跃,该段近期发生强震的概率相对较低。

(4)华宁以南至小江断裂南端(④段):该段具有整条小江断裂上次低的b值、次高的a/b值、次高的Ⅳ值和次高E。图2显示该段的华宁-建水段具有整条断裂最低的6值,且小震频发,该段最近发生的一次强震为1606年建水6.7级地震,MS≥6.7地震平静时间超过400a,该段大地震破裂的原地平均发震间隔为400a以上(M7专项工作组,2012),具备发生强震的条件。但小江断裂.东支在该段分散为几支,向南与曲江断裂、石屏一建水断裂交叉,且止于红河断裂。历史地震显示强震多发生在石屏一建水断裂,而小江断裂在该段不易积累应变(魏文薪等,2012),故该段的强震危险性主要在断裂交叉部位。

4 结论与讨论

本文通过近30年的测震资料,系统分析了小江断裂带4个分段的多个地震活动性参数,获得如下的主要结果和认识:

(1)根据小江断裂带分段参数计算结果,发现小江断裂带目前存在4个具有不同活动习性的分段。巧家北至东川南b值低,处于高应力状态,小震频发,且强震平静时间间隔达到了极限,具备发生强震的条件;东川至宜良段应力水平高,但小震不活跃,处于积累应变阶段,强震平静时间不足,不具备发生强震的条件;宜良至华宁段具有小江断裂带最高的b值,应力水平低,小震不活跃,不具备发生强震的条件;华宁以南至小江断裂南端b值低,处于高应力状态,小震频发,且强震平静时间间隔达到了极限,具备发生强震的可能。但由于该段断裂交错,较为复杂,强震可能发生在小江断裂与石屏一建水断裂的交叉部位。

(2)东川至宜良段具有较低的b值,虽然该段于1833年发生过嵩明8级地震,但嵩明地震发生在小江断裂带西支,是否因其破裂尺度较大,使得小江断裂带西支也处于强震免疫区,还是处于强震危险期呢?这需要在后续工作中进一步分析。

(3)根据b值判定的小江断裂带危险段,主要是基于近30年的地震活动性进行判定,在时间尺度上应属于中长期判断。危险的断裂段在过去30年中处于更高应力的积累状态。因此,从长期来看,相对于其它断裂段在未来的强震危险性更高,但较为明确的危险时间段和紧迫性应结合其它资料和方法,如云南地区强震前地震活动特征和前兆异常状态等,以进行更深入的分析和判断。

本文在撰写过程中得到易桂喜研究员的帮助,在此表示衷心感谢。

猜你喜欢

强震危险性
7.0级强震袭击菲律宾
危险性感
危险性感
花莲强震!
对实践中几种具体危险方法性质的辨析
机械加工工艺危险性控制研究
强震的威力