安宁河-则木河断裂带上的无震滑移分布
批准号：
42074023
项目类别：
面上项目
资助金额：
58.0 万元
负责人：
徐锐
依托单位：
学科分类：
物理大地测量学
结题年份：
2024
批准年份：
2020
项目状态：
已结题
项目参与者：
徐锐
项目摘要
结项摘要
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中文摘要
已有GNSS观测结果表明，安宁河-则木河断裂带上存在较为明显的无震滑移现象，但由于站点稀疏，现有资料难以准确约束其三维空间分布。本项目拟利用2018年以来新建的92个GNSS观测站点，结合InSAR、CRE资料，联合约束、评估安宁河-则木河断裂带上的无震滑移分布、断层摩擦属性及强震潜势。课题将重点讨论：(1)区域内复杂的断层交互与显著的地形起伏对建模结果的影响。拟基于机器学习算法自动识别主要块体边界断裂；拟对比分析弹性介质三维各向异性对断层滑移分布建模结果的影响；(2)建模结果的置信度评估。拟采用自举法、地震矩约束法、CRE资料评估反演结果的内、外符合性；采用BEM模型评估反演结果的物理可靠性；(3)断层摩擦属性与发震风险。拟结合速度-状态摩擦法则和莫尔应力圆理论，研究断层摩擦属性（a-b）的空间变化，分析断层内障碍体对凹凸体的能量释放“捕获”能力，进而综合评估断层发震风险。
英文摘要
Pre-existing GNSS data has elucidated the creeping scenario along the Anninghe-Zemuhe fault system. Nonetheless, due to network sparsity, it has been challenging to accurately position the 3D spatial distribution of the creep. In this study, we propose to utilize the 92 new GNSS sites deployed since 2018, together with InSAR and Characteristic Repeating Earthquakes (CRE) data, to jointly constrain the spatial distribution of aseismic slip, fault friction and seismic potential of the Anninghe-Zemuhe fault system. Our study will mainly focus on, (1) the influence of regional interacting faults and topographic relief on the mathematical model. We propose to employ a machine-learning algorithm to detect the block bounded faults and we suggest taking the 3D heterogeneity of elastic material into account to study its impact on the aseismic slip modeling; (2) comprehensive evaluation of the modeling results. The bootstrapping method and the moment constrained inversion method are proposed to assess the internal and external consistency of the solution; the BEM model is proposed to evaluate the physical reliability of the solution; (3) evaluation of fault friction and seismic potential. We plan to firstly estimate the frictional property (a-b) of fault patches based on the rate-state friction law and Mohr’s stress circle construction, and then to estimate how barriers are capable of capturing the seismic energy released by the asperities. Finally, the seismic risk of the whole faulting area will be evaluated.
本项目的主要科研目标在于探索安宁河-则木河断裂带及其周边区域的现今闭锁状态，重点关注安宁河-则木河断裂带上是否存在蠕滑，即无震滑移分布。课题组首先在安宁河断裂带及周边区域新增部署了18个GNSS连续观测站点，结合区域已有GNSS观测资料，获取了较为密集的速度场产品。以GNSS速度场产品为输入，充分顾及研究区域的岩石介质各向不均匀性特征（基于测震学资料获取区域岩石圈三维速度结构模型），从二维断层运动学建模的角度，研究了安宁河-则木河断裂带的闭锁深度、长期滑动速率参数，从三维断层运动学建模的角度，研究了安宁河-则木河断裂带及周边断裂（如，大凉山断裂带）的滑动面震间平均闭锁状态和地震能量累积状态。相关结果在GJI、Tectonophysics、Scientific Reports、地球物理学报等SCI期刊发表。主要结论包括：（1）二维断层运动学建模结果显示，顾及岩石介质各向不均匀性后得到的断层（安宁河断裂带南段）长期滑动速度、闭锁深度与传统方法（假设岩石介质特征为各向均性）结果无明显差别；（2）二维断层运动学建模得到的断层闭锁深度、断层滑动速率与历史地震、地质资料不符，而顾及中下地壳粘弹性特征后，相关结果与历史地震、地质资料符合性较高，可能表明该区域中的历史地震震后粘弹性响应依然存在；（3）二维断层运动学建模结果表明，冕宁附近可能存在微弱的地表蠕滑（无震滑移），但该反演结果的不确定度较大，需要更密集的观测资料支持；（4）三维断层运动学建模结果显示，顾及岩石介质各向不均匀性后得到的断层（如，安宁河、则木河、大凉山断裂等）闭锁状态与传统模型（假设岩石介质弹性属性为各向均匀）无显著差异；（5）由于该区域的断层均为倾角较高的走滑断层，其运动特征可以用长期滑动速率、闭锁深度两个参数约束，而无需像传统方法那样对断层面上每一个离散滑块的运动特征（闭锁状态、滑动速率）进行独立估计，尽管二者得到的断层地震风险相似；（6）本项目部署的GNSS站点有效捕获了泸定地震的震间信号，研究了该地震对本研究区域的应力影响。
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