李宗旭 賀日政* 冀戰(zhàn)波 李?yuàn)侍m 牛 瀟
1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院,北京 100037
2)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué),地球和空間科學(xué)學(xué)院,合肥 230026
青藏高原的隆升是距今65Ma以來(lái)印度板塊與歐亞板塊俯沖碰撞、長(zhǎng)期擠壓的結(jié)果(Yinetal.,2000)。新生代以來(lái),強(qiáng)烈的構(gòu)造變形造就了青藏高原巖石圈尺度的增厚、地殼尺度的縮短、構(gòu)造向E擠出(Armijoetal.,1986;Yinetal.,2000),使得青藏高原成為世界上活動(dòng)構(gòu)造最新與地震活動(dòng)最強(qiáng)烈的地區(qū)之一。青藏高原中南部因EW向伸展作用發(fā)育了廣泛分布的近SN走向的裂谷(Yinetal.,2000;賀日政,2003;滕吉文等,2019;張佳偉等,2020)。1976—2014年間發(fā)生在拉薩地體內(nèi)的地震震中分布顯示,SN向裂谷構(gòu)造與青藏高原中南部的地震頻發(fā)現(xiàn)象密切相關(guān)(賀日政,2003;秦四清等,2010;朱高華,2016;Zhuetal.,2017),且地震的震源機(jī)制表現(xiàn)為正斷性質(zhì)。
表1 本文與其他機(jī)構(gòu)計(jì)算的2009年7月24日西藏尼瑪 MS5.6 地震的參數(shù)對(duì)比(引自沈小七等,2015)Table1 Parameters of the MS5.6 earthquake on July 24,2009 in Nima,Tibet calculated by different institutions.(after SHEN Xiao-qi et al.,2015)
圖1 研究區(qū)的臺(tái)站分布、定位結(jié)果及震源機(jī)制解Fig.1 Map of station distribution,earthquake location result,and focal mechanism in the study area.a 歐亞板塊和印度板塊的地形圖,紅色矩形為圖1b所示區(qū)域,地形數(shù)據(jù)為STRM15+數(shù)據(jù)(1)https:∥doi.org/10.1029/2019EA000658。;b 藍(lán)色五角星為USGS定位結(jié)果及震源機(jī)制解;綠色五角星為GCMT定位結(jié)果及震源機(jī)制解;紅色五角星為本文精定位結(jié)果及震源機(jī)制解。圖1b 中當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷的位置見(jiàn)圖4c。BNS 班公湖-怒江縫合帶;SYMZ 獅泉河-永珠-那木錯(cuò)-嘉黎蛇綠巖混雜帶;LMF 珞巴對(duì)-米拉山斷裂帶;IYS 雅魯藏布江縫合帶;QT 羌塘地體;NLT 北拉薩地體;MLT 中拉薩地體;SLT 南拉薩地體;HIMALAYA 喜馬拉雅。構(gòu)造線、縫合線改編自文獻(xiàn)(潘桂棠等,2006;徐夢(mèng)婧,2014)
然而,2009年7月24日發(fā)生在西藏尼瑪縣西南部的5.6級(jí)地震的震源特征比較特殊。中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心(China Earthquake Network Center,CENC)、美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(US Geological Survey,USGS)、美國(guó)地震學(xué)研究聯(lián)合會(huì)(Incorporated Research Institutions for Seismology,IRIS)、全球質(zhì)心矩張量目錄(Global Centroid-Moment-Tensor Project,GCMT)、歐洲地中海地震中心(European-Mediterranean Seismological Centre,EMSC)和德國(guó)地學(xué)中心(German Research Centre for Geosciences,GFZ)給出的該地震的定位結(jié)果既有共同點(diǎn),又存在較大差異(表1,圖1)。該地震的震源機(jī)制解為走滑性質(zhì),與震中所處的當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷發(fā)生的其他地震的正斷機(jī)制(圖1)不同;上述2種震源機(jī)制所在位置相差達(dá)30km。此外,震源深度方面的結(jié)果差異更大,西藏地震臺(tái)網(wǎng)(Tibet Seismic Network)定位的震源深度僅為7.0km(沈小七等,2015),EMSC定位的震源深度為10.0km,IRIS和USGS定位的震源深度為13.3km和13.4km,GFZ定位的震源深度為17.0km,CENC和GCMT定位的震源深度為33.0km和28.1km(Ekstr?metal.,2012;沈小七等,2015)。同時(shí),由于國(guó)內(nèi)外機(jī)構(gòu)的地震震級(jí)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不同,得到的該地震的震級(jí)也不同:GFZ給出的震級(jí)為M5.6,但未給出震級(jí)類(lèi)型;CENC給出的面波震級(jí)為MS5.6,西藏地震臺(tái)網(wǎng)給出的面波震級(jí)為MS5.7;在矩震級(jí)結(jié)果方面,除EMSC給出的結(jié)果為MW5.7 外,其他機(jī)構(gòu)(Tibet Seismic Network、GCMT和USGS)均為MW5.8。本文沿用中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心的震級(jí)結(jié)果,將該次地震定義為2009年7月24日西藏尼瑪MS5.6 地震。產(chǎn)生上述差異的原因可能是該地震發(fā)生于青藏高原中部,臺(tái)站覆蓋并不均勻,各個(gè)機(jī)構(gòu)所使用的地震臺(tái)站資料、震相信息存在差異,同時(shí)可能也與地震定位所使用的速度模型不同有關(guān)。為此,本文收集并整理了最完整的同期地震記錄,包括西藏地震臺(tái)網(wǎng)(Tibet Seismic Network)、流動(dòng)觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)(Western Tibet/Y2、TITAN)數(shù)據(jù),對(duì)該事件進(jìn)行重新定位并反演其震源機(jī)制解,結(jié)合其他地球物理觀測(cè)結(jié)果進(jìn)一步理解該地震事件相關(guān)區(qū)域的深部構(gòu)造意義。
拉薩地體由南、北兩側(cè)的雅魯藏布江縫合帶(IYS)和班公怒江縫合帶(BNS)限定。內(nèi)部不僅被2個(gè)區(qū)域性的EW向斷裂(LMF和SYMZ)將拉薩地體分為南拉薩、中拉薩及北拉薩子地體3部分(Zhuetal.,2009,2010)(圖1),同時(shí)也發(fā)育了諸多SN走向的裂谷(Tayloretal.,2009),這些裂谷的間距相同,垂向位錯(cuò)較大,南北延伸較遠(yuǎn)(張佳偉等,2020)。根據(jù)南北長(zhǎng)度及東西寬度特征,可將其劃分為3個(gè)大規(guī)模的SN向裂谷,如圖1 所示,從東向西依次為亞?wèn)|-谷露裂谷(YGR)、定結(jié)-申扎裂谷(PXR)和當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷(TYR)。本文所研究的地震震中位于當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷(TYR)的西側(cè)。
當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷(TYR)位于SN向、長(zhǎng)約700km的正斷層體系中段,發(fā)育完整且結(jié)構(gòu)典型。地貌上以東北部的文部斷塊山為代表,整體走向近SN,東、西坡度比為1︰4,且呈不對(duì)稱(chēng)形態(tài)。西坡的坡度較大,多發(fā)育斷層崖、斷層三角面,山線明顯;東坡坡度緩,山地與盆地之間無(wú)明顯邊界(曹圣華等,2009)。當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷以當(dāng)雄-文部活動(dòng)斷裂和腳相給活動(dòng)斷裂為邊界,由當(dāng)穹錯(cuò)、當(dāng)惹雍錯(cuò)、許如錯(cuò)斷陷盆地3部分組成(張進(jìn)江等,2003;趙志丹等,2003,2006)。當(dāng)惹雍錯(cuò)北部的正斷層切割侏羅—白堊紀(jì)地層和燕山期花崗巖;整體基底為元古界念青唐古拉巖群片巖、片麻巖和混合巖(Ding,2003)。自中新世以來(lái)火山侵出活動(dòng)發(fā)生的區(qū)域在當(dāng)若雍錯(cuò)兩側(cè)呈SN向串珠狀展布,巖性有白榴石響巖、堿玄巖、粗安巖、堿性粗面巖、安山巖和凝灰?guī)r等(于麗芳等,2012)。當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷構(gòu)造控制了格爾耿、查孜等地的地?zé)崛植?,反映自中更新世以?lái)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有不斷加劇的趨勢(shì)(曹圣華等,2009)。
該區(qū)域的另一個(gè)顯著特征是當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷中北段被班公湖-怒江縫合帶南帶(即獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠-嘉黎蛇綠巖混雜巖帶)(Zhu D Cetal.,2013)的南邊界斷裂帶——窩藏?cái)嗔彦e(cuò)斷(謝國(guó)剛,2002)。在當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷與窩藏?cái)嗔褞嘟坏膮^(qū)域,如米巴勒和仟儀,沿窩藏?cái)嗔褞ё呦虺雎赌挲g為13Ma的鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)火山巖(廖思平等,2002;Ding,2003;張進(jìn)江等,2003;陳振華等,2006;Linetal.,2009;于麗芳等,2012)。
2009年7月24日發(fā)生的西藏尼瑪MS5.6 地震的數(shù)據(jù)被西藏地震臺(tái)網(wǎng)中的多個(gè)臺(tái)站很好地記錄下來(lái)(鄭秀芬等,2009;Zhengetal.,2010)(表1)。距離該地震事件最近的尼瑪臺(tái)(NMA)因斷電沒(méi)有記錄,雙湖臺(tái)(SUH)記錄的波形紊亂而被剔除。本文選取了600km>震中距>170km的10個(gè)臺(tái)站(LSA、GZE、PLA、NAQ、SQHE、LKZ、NMU、DXI、MZG和SNA)的數(shù)據(jù)(圖1,2)。
本文加入了中美合作布設(shè)的Western Tibet/Y2臺(tái)網(wǎng)(Nunnetal.,2014)(圖1)和布設(shè)在南羌塘區(qū)域的TITAN流動(dòng)觀測(cè)臺(tái)陣(鄒長(zhǎng)橋等,2012)(圖1)所記錄的地震數(shù)據(jù)。其中Western Tibet/Y2臺(tái)網(wǎng)的部分臺(tái)站均勻分布于地震震中的NW、SW向,選取其中震中距為312~500km的NOMA、NPUK、PURG和MONS臺(tái)所記錄的地震事件波形數(shù)據(jù)(圖2a)。而TITAN臺(tái)陣位于震中的NW向,選取其中震中距為295km、方位角覆蓋良好的臺(tái)站C111、C019、C116所記錄的地震事件波形信息(圖2a)。地震重新定位基于Hypo2000絕對(duì)走時(shí)地震定位方法(Klein,2002),使用與研究區(qū)相近的INDEPTH-Ⅲ測(cè)線上的非線性接收函數(shù)反演得到的地殼速度模型(牛瀟等,2021)(圖3),線性反演地震的發(fā)震時(shí)刻和發(fā)震位置。
圖2 2009年7月24日西藏尼瑪 MS5.6 地震事件的波形及定位所使用的臺(tái)站分布Fig.2 Waveform of the MS5.6 earthquake on July 24,2009 in Nima,Tibet and stations’ distribution used in the earthquake location.a 各臺(tái)站記錄到的Z分量的波形示意圖(按反方位角排列),其中黑色代表西藏固定臺(tái)網(wǎng),紅色代表Western Tibet臺(tái)網(wǎng),藍(lán)色代表流動(dòng)觀測(cè)TITAN臺(tái)陣;b 以地震事件為中心,各臺(tái)站按方位角排列分布
圖3 本文使用的地殼速度模型(牛瀟等,2021)Fig.3 Crustal velocity model used in this study(NIU Xiao et al.,2021).
本文使用的Hypo2000地震定位方法是基于傳統(tǒng)Geiger法(Geiger,1912)發(fā)展而來(lái)的絕對(duì)地震定位方法(Klein,2002),對(duì)地震臺(tái)站記錄到的臺(tái)站下方的走時(shí)t′在初值t附近進(jìn)行泰勒展開(kāi)后保留1階近似,方程組為
(1)
式中,t′是t附近某點(diǎn)的走時(shí)。
在求解過(guò)程中,對(duì)方程組進(jìn)行降維化為正規(guī)方程,避免奇異或接近奇異所引發(fā)的迭代過(guò)程失穩(wěn)或發(fā)散,反演過(guò)程中采用奇異值分解方法(SVD),最后以最小二乘法求得估計(jì)解。實(shí)際求解過(guò)程中還引入加權(quán)目標(biāo)函數(shù)以區(qū)分不同精度的臺(tái)站到時(shí),避免不同精度的數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果造成“干擾”。
Hypo2000絕對(duì)定位方法采用一維分層速度模型,主要用于定位近震和地方震,計(jì)算過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)方差為
(2)
地震精定位反演迭代過(guò)程中的RMS為0.38s。根據(jù)前人在四川和西藏地區(qū)使用Hypo2000方法對(duì)地震事件進(jìn)行精定位的實(shí)例,一般選取RMS<0.5s的結(jié)果(管勇等,2017;Li Y Letal.,2018)。定位前初始發(fā)震信息選擇CENC公布的結(jié)果(沈小七等,2015)(表1)。定位后,發(fā)震時(shí)刻提前3s,震中位置向S移動(dòng)約30km,且震源深度存在很大差異。對(duì)比重定位前、后的結(jié)果發(fā)現(xiàn),方位均勻分布的臺(tái)站(圖1,2b)有助于改善地震定位結(jié)果的準(zhǔn)確度(表1)。
在常規(guī)地震定位中,震源深度結(jié)果存在很大差異(表1)。而利用震源機(jī)制反演(Zhuetal.,1996,2013;朱高華,2016;Zhuetal.,2017)能夠有效地提高震源深度的準(zhǔn)確度(Longetal.,2019;易桂喜等,2020)。
本文所使用的震源機(jī)制解反演程序是在gCAP程序(Zhuetal.,1996,2013)基礎(chǔ)上修改的Oh-My-CAP開(kāi)源程序(王亮,2017)。在反演過(guò)程中,通過(guò)網(wǎng)格搜索法搜索得到最優(yōu)解對(duì)應(yīng)的走向(strike)、傾角(dip)、滑動(dòng)角(rake)。首先使用地震重新定位后的地震事件信息,選取震中距170~500km且分布較均勻的10個(gè)臺(tái)站(西藏地震臺(tái)網(wǎng):GZE、NMU、LKZ、DXI;Western Tibet/Y2臺(tái)網(wǎng):NOMA、PURG、NPUK;TITAN臺(tái)陣:C111、C019、C116)所記錄到的地震事件波形,經(jīng)過(guò)去毛刺、去均值、去線性趨勢(shì)和波形尖滅處理,再去除儀器響應(yīng)后將原始波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為速度記錄;將Z-N-E坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)到大圓坐標(biāo)系Z-R-T,最后將波形分解為Pn1和面波2個(gè)部分。為壓制噪聲和震源區(qū)介質(zhì)的影響,選取頻段為0.05~0.15Hz(體波)和0.05~0.1Hz(面波)的帶通濾波器進(jìn)行濾波(Li Y Letal.,2018)。震源函數(shù)的持續(xù)時(shí)間為5s,震源深度搜索范圍為1~30km,搜索步長(zhǎng)為1km。
圖4 CAP反演結(jié)果及當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷地區(qū)的地震定位、震源機(jī)制、SKS研究對(duì)比Fig.4 CAP inversion results,and contrast of seismic locations,focal mechanism solutions and SKS wave splitting in the Tangra-Yumco rift area.a CAP反演中的最佳震源深度結(jié)果;b CAP反演中理論地震圖與觀測(cè)地震圖的擬合程度及震源機(jī)制解,紅色實(shí)線表示理論地震圖,黑色實(shí)線為觀測(cè)地震圖,波形左側(cè)為臺(tái)站名,臺(tái)站名左下數(shù)字為震中距(單位:km),右下數(shù)字為該臺(tái)理論初至P波與觀測(cè)初至P波的到時(shí)差,上方值為方位角(°),波形下方的2行數(shù)字分別代表理論地震圖相對(duì)觀測(cè)地震圖的移動(dòng)時(shí)間(單位:s)與兩者的相關(guān)系數(shù)(%);c 當(dāng)惹雍錯(cuò)地區(qū)(圖1b中的黑色矩形區(qū)域)的地震定位及震源機(jī)制、SKS橫波分裂快慢波 延時(shí)EW分量(引自Chen et al.,2015)對(duì)比圖
圖5 a 中心震源機(jī)制解;b 空間三維輻射花樣Fig.5 Central focal mechanism(a)and its 3-D radiation pattern(b).a 紅色箭頭代表擠壓,藍(lán)色箭頭代表拉張,紅色圈部分代表主壓力軸(P軸),藍(lán)色圈部分代表主拉張軸(T軸),黃色圈部分代表中間主應(yīng)力軸(B軸);b 紅色代表擠壓,藍(lán)色代表拉張
表2 本文與GCMT、USGS的震源機(jī)制解結(jié)果和中心震源機(jī)制解結(jié)果的對(duì)比Table2 Comparison of focal mechanism solution obtained by this study with that from GCMT,USGS,and the central focal mechanism solution
反演后的理論地震圖與觀測(cè)地震圖的擬合對(duì)比見(jiàn)圖4a。整體而言,擬合程度較好,78.9%的分量擬合程度在60%以上;C111臺(tái)站的Sr分量整體擬合程度較差,原因可能與臺(tái)站位于震源機(jī)制球極性軸附近且下方介質(zhì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較高有關(guān);LKZ臺(tái)站的P波部分質(zhì)量不好,但面波部分仍可使用。青藏高原地下介質(zhì)的速度模型相比反演所使用的地殼一維速度結(jié)構(gòu)模型(牛瀟等,2021)更加復(fù)雜。反演地震波形擬合隨深度的變化顯示反演結(jié)果中最佳擬合的震源深度為23.8km(圖4b),同時(shí)在10~30km震源深度范圍內(nèi)顯示出一致的震源機(jī)制解特征,即走滑性質(zhì)。該震源深度是相對(duì)于一維水平層狀模型頂面的深度,而以海平面為起算點(diǎn)擬合得到的震源深度為19.3km。
綜合上述分析并結(jié)合1︰25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查結(jié)果(謝國(guó)剛,2002;潘桂棠等,2006)可知,節(jié)面Ⅱ的走向?yàn)?14°,發(fā)震位置所處的斷裂帶由EW向窩藏?cái)嗔押蚇WW向扎拉斷裂所限定,表現(xiàn)出近EW向走滑的特征,故節(jié)面Ⅱ?yàn)槠屏鸦瑒?dòng)構(gòu)造面的可能性較大,表現(xiàn)為右旋走滑性質(zhì)。
圖6 區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)在不同斷層面上的相對(duì)剪應(yīng)力(a)和相對(duì)正應(yīng)力(b)Fig.6 Relative shear stress(a)and relative normal stress(b)of regional stress field on various faults.震源機(jī)制解(圖4)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力場(chǎng)在對(duì)應(yīng)走向和傾向產(chǎn)生的相對(duì)剪應(yīng)力和相對(duì)正應(yīng)力。震源機(jī)制類(lèi)型為:NS 正走滑型;SS 走滑型;NF 正斷型;U 不確定型;TS 逆走滑型;TF 逆斷型
20世紀(jì)70年代以來(lái),有學(xué)者通過(guò)地質(zhì)考察(Armijoetal.,1986;Molnaretal.,1987;張進(jìn)江等,2003)、陸地衛(wèi)星影像(賀日政,2003;張佳偉等,2020)和地震學(xué)證據(jù)(曾融生等,1992;鄭斯華,1995;滕吉文等,2019)確定了青藏高原內(nèi)部的活動(dòng)構(gòu)造以EW向伸展和走滑為主,進(jìn)而獲得了SN向裂谷廣泛分布的認(rèn)識(shí)(Armijoetal.,1986;Yinetal.,2000)。位于拉薩地體內(nèi)的SN向裂谷帶的主體斷層走向以87°E為界,以東表現(xiàn)為NNE向,以西表現(xiàn)為NNW向(趙志丹等,2003,2006;丁林等,2006)。受這些裂谷帶構(gòu)造控制的區(qū)域地震的震源機(jī)制解大多具有正斷層性質(zhì)(Armijoetal.,1986;賀日政,2003;朱高華,2016;Zhuetal.,2017)。
然而,發(fā)生在拉薩地體中部當(dāng)惹雍錯(cuò)區(qū)域(圖1)的地震顯得尤為特殊。Hypo2000重定位結(jié)果(表1)及震源機(jī)制解反演結(jié)果(表2)顯示,2009年7月24日西藏尼瑪MS5.6 地震為右旋走滑性質(zhì),震中位于當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷以西約50km近EW走向的隱伏斷裂處(賀日政等,2007a,b),這表明其發(fā)震構(gòu)造與惹雍錯(cuò)裂谷及其周?chē)膮^(qū)域構(gòu)造背景有關(guān)。
沿31°N帶發(fā)生的地震(圖1,3,6),即便是發(fā)生在當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷內(nèi)部,大都具有EW向走滑性質(zhì)(朱高華,2016;Zhuetal.,2017;Wuetal.,2019)。沿31°N帶、明顯呈近EW向展布且局部為團(tuán)狀的強(qiáng)磁負(fù)異常帶特征(賀日政等,2007a,b)暗示其為一條區(qū)域性斷裂帶。沿85°E布設(shè)的Hi-Climb寬頻帶地震觀測(cè)接收函數(shù)逆時(shí)偏移剖面(Shangetal.,2017)和位于87°E的Antelope-2接收函數(shù)共轉(zhuǎn)換點(diǎn)疊加剖面(Xuetal.,2015)以及該區(qū)域內(nèi)的電性結(jié)構(gòu)特征(閆永利等,2012;Dongetal.,2020;Xueetal.,2021)顯示,該近EW向隱伏斷裂為一近直立的深大斷裂帶。沿該斷裂帶下部的殼幔結(jié)構(gòu)特征具有明顯的邊界性質(zhì),相關(guān)證據(jù)包括近EW向的Pn波方位各向異性(Li Y Letal.,2018)、Sn低效傳播邊界(Barronetal.,2009)和整體為NE向的SKS橫波分裂(Gaoetal.,2009;Huangetal.,2011)。為此,本文將沿 31°N 布設(shè)的 TIBET-31N 測(cè)線下方的NEE向定向排列的SKS橫波分裂異常(Chenetal.,2015)歸因?yàn)樵撾[伏斷裂(賀日政等,2007a,b)強(qiáng)烈活動(dòng)導(dǎo)致的上地幔頂部橄欖巖晶體快軸方向的定向排列。
當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷由一系列SN向正斷層組成,中部被沿31°N展布的近EW走向的隱伏斷裂(賀日政等,2007a,b)(圖1)錯(cuò)斷?,F(xiàn)有的1︰25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查結(jié)果(謝國(guó)剛,2002;潘桂棠等,2006)顯示,該隱伏斷裂為獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠-嘉黎蛇綠巖混雜帶(SYMZ)(潘桂棠等,2006;朱弟成等,2008;Zhuetal.,2009,2010;徐夢(mèng)婧,2014;王保弟等,2020)的南邊界斷裂帶,即窩藏?cái)嗔选?/p>
獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶(SYMZ)位于青藏高原中部,西起獅泉河,向E經(jīng)拉果錯(cuò)、永珠、嘉黎延伸至緬甸,全長(zhǎng)延伸上千千米,為北拉薩地體與中拉薩地體的分界線(圖1,6)(潘桂棠等,2006;朱弟成等,2008;Zhuetal.,2009,2010;徐夢(mèng)婧,2014,王保弟等,2020)。在獅泉河、拉果錯(cuò)、永珠、阿索、嘉黎等地段斷續(xù)分布的蛇綠混雜巖受大型逆沖和后期走滑斷裂影響。
阿索蛇綠混雜巖主要分布于尼瑪縣阿索鄉(xiāng)—改則縣中倉(cāng)鄉(xiāng)一帶,分為中倉(cāng)蛇綠混雜巖段和阿索蛇綠混雜巖段,2段總長(zhǎng)約100km,呈NW向延伸,最寬處達(dá)14km。北邊界為岷千日斷裂,早期屬右行走滑性質(zhì),后期向N逆沖于美蘇組(E1-2m)火山巖之上;南邊界為S傾的美蘇斷裂,南部二疊系向N逆沖于蛇綠巖之上。混雜巖主要由復(fù)理石、蛇綠巖、火山(島弧)巖、碳酸鹽巖與碎屑巖等塊體組成(徐夢(mèng)婧,2014)。分布于當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷以西的阿索蛇綠混雜巖體距離本次西藏尼瑪MS5.6 地震重定位的震中位置較近。中新世以來(lái)的巖漿活動(dòng)帶到地表的鉀質(zhì)超鉀質(zhì)火山巖廣泛分布于當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷的東、西兩側(cè)(廖思平等,2002;Ding,2003;張進(jìn)江等,2003;陳振華等,2006;于麗芳等,2012)。而出露于米巴勒、仟儀的鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)巖石的同位素年齡約為13Ma,與當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷開(kāi)始伸展的時(shí)間(距今15~12Ma)相似(廖思平等,2002;Ding,2003;張進(jìn)江等,2003;陳振華等,2006;Linetal.,2009;于麗芳等,2012)。第四紀(jì)以來(lái),青藏高原整體的EW向伸展作用(Yinetal.,2000;張佳偉等,2020)使得當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷持續(xù)裂開(kāi)。
圖7 拉薩地體內(nèi)的震源機(jī)制解及其錯(cuò)動(dòng)類(lèi)型Fig.7 The focal mechanism solution and its dislocation type plan of the Lhasa terrane.a 拉薩地體內(nèi)(30°~32°N,79.5°~92.5°E)地震的震源機(jī)制解及其錯(cuò)動(dòng)類(lèi)型平面圖,震源數(shù)據(jù)見(jiàn)網(wǎng)頁(yè)(2)https:∥github.com/yoolee2315/Nima_eqk_supplement。(來(lái)自GCMT目錄),黑色震源球代表正斷性質(zhì),紅色震源球代表走滑性質(zhì);b 拉薩地體內(nèi)沿SYMZ(圖7a中的藍(lán)色區(qū)域)地震的震源機(jī)制解 及其錯(cuò)動(dòng)類(lèi)型剖面圖(投影至31°N)
綜上所述,2009年7月24日西藏尼瑪MS5.6 地震是由EW走向的獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠嘉黎斷裂帶,即獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠-嘉黎蛇綠巖混雜帶(SYMZ)(潘桂棠等,2006;朱弟成等,2008;Zhuetal.,2009,2010;徐夢(mèng)婧,2014;王保弟等,2020)(圖6)于距今15Ma以來(lái)青藏高原快速隆升過(guò)程中的再次活化所致。
無(wú)論是中國(guó)大陸還是美國(guó)西部盆地山脈省地區(qū)的陸地地震,或是發(fā)生在日本列島上的殼內(nèi)地震,其震源大多分布在上地殼內(nèi)(Engdahletal.,1988;Mori,1991;Morietal.,1997;Melbourneetal.,2013)。由于殼內(nèi)溫度隨深度增加而增高,巖石的力學(xué)性質(zhì)也將相應(yīng)發(fā)生變化(張國(guó)民等,2003)。上地殼溫度相對(duì)較低,其內(nèi)通常出現(xiàn)脆性破裂;下地殼溫度相對(duì)較高,使得物質(zhì)形變的主要機(jī)制變?yōu)轫g性流動(dòng)。脆韌性轉(zhuǎn)換帶則是上部的脆性地殼逐漸轉(zhuǎn)化為韌性地殼的深度帶(王爍帆等,2019;李赫等,2020)。地震活動(dòng)大多集中于脆性的上地殼內(nèi),震源深度的下界面則終止于韌性層。因此脆韌性轉(zhuǎn)換帶的深度決定了震源深度的下界面(張國(guó)民等,2003)(圖6)。綜合考慮地下介質(zhì)的物理性質(zhì)特征,在西藏巨厚的地殼內(nèi)20~30km深度范圍內(nèi)廣泛分布著殼內(nèi)低速(Li J Tetal.,2018;牛瀟等,2021)高導(dǎo)(閆永利等,2012;Dongetal.,2020;Xueetal.,2021)層。2009年7月24日西藏尼瑪MS5.6 地震及其周緣的歷史地震分布情況主要受到殼內(nèi)脆韌性轉(zhuǎn)換帶控制,多發(fā)于脆性的上地殼內(nèi),發(fā)震深度最深至脆韌性轉(zhuǎn)換帶處(圖6),這也符合高原內(nèi)部地震的深度分布特征(鄒長(zhǎng)橋等,2012;Li Y Letal.,2018)。
本文挑選分布于青藏高原的西藏固定臺(tái)站(Tibet ENC)、流動(dòng)觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)(Western Tibet/Y2、TITAN)的同期地震觀測(cè)數(shù)據(jù),并基于此對(duì)發(fā)生于2009年7月24日的西藏尼瑪MS5.6 地震使用Hypo2000絕對(duì)定位方法(Klein,2002)進(jìn)行重新定位,采用CAP方法反演了該地震的震源機(jī)制解及震源深度。反演得到的震源機(jī)制解為右旋走滑性質(zhì),更符合區(qū)域構(gòu)造特征。
當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷下方淺源地震的發(fā)生與其上中地殼的低速軟弱層有關(guān),該層也可稱(chēng)為殼內(nèi)脆韌性轉(zhuǎn)換帶。SN向的當(dāng)惹雍錯(cuò)裂谷在31°N處一系列走滑性質(zhì)的震源機(jī)制解與該區(qū)近EW向的航磁負(fù)異常條帶的空間分布特征一致(賀日政,2003;賀日政等,2007a,b),根據(jù)多種地球物理觀測(cè)結(jié)果推測(cè)當(dāng)惹雍錯(cuò)下方存在近EW向的深大斷裂(閆永利等,2012;Xuetal.,2015;Liangetal.,2016;Shangetal.,2017;Dongetal.,2020;Xueetal.,2021),其與獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠-嘉黎蛇綠巖混雜帶的出露相關(guān)(潘桂棠等,2006;徐夢(mèng)婧,2014;朱高華,2016;王保弟等,2020)。
致謝本文中大部分圖件使用GMT軟件繪制;原始數(shù)據(jù)以及處理過(guò)程圖件等相關(guān)文件參見(jiàn)網(wǎng)頁(yè)(3)https:∥github.com/yoolee2315/Nima_eqk_supplement。;中國(guó)地震局地球物理研究所“國(guó)家數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)備份中心”為本研究提供了地震波形數(shù)據(jù);Western Tibet和TITAN野外流動(dòng)臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)工作人員的辛苦付出為本研究提供了相關(guān)觀測(cè)數(shù)據(jù);審稿專(zhuān)家為本文提出了寶貴意見(jiàn)。在此一并表示感謝!