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【程佳等-SRL】中国大陆地震破裂尺度之间的统计关系
来源:办公室 发布时间:2020-02-25

     震级-破裂尺度之间的关系描述了破裂长度、破裂宽度、破裂面积等参数随震级的变化特征。这些参数在地震科学研究和地震危险性分析等工程应用中均具有重要实际意义,例如使用断层的破裂长度来估算未来发生破裂所产生的最大震级,根据野外地质考察给出的地表破裂长度来估算震级。目前我国地震学界还主要使用全球性的关系来估算破裂参数,缺少针对中国大陆特殊构造环境下震级与破裂参数之间关系的深入研究。
     中国大陆在印度板块、欧亚大陆和太平洋板块共同作用下,形成了特殊的板块内部构造环境,即大陆西部为弥散的板块边界,而大陆东部尤其是华北地区则表现为相对活跃的板内构造环境。目前反映中国大陆的震级-破裂尺度关系主要为面波震级(MS)与地表破裂长度(Surface Rupture Length, SRL)之间的关系,与目前适用的矩震级(MW)与地下破裂长度(Subsurface Rupture Length, RLD)统计关系相差甚远。为了更好地给出中国大陆震级-破裂尺度之间的关系,本项工作收集了包括余震重新定位、大地测量数据反演和地震波反演给出的中国大陆及邻近地区91次地震破裂参数(包括了地下破裂长度、破裂宽度,其中5次事件为华北地区1900年之前强震余震区小震条带给出的破裂参数)(图1);通过对各种不同方法给出的破裂参数统计学检验后认为不同方法得到的破裂参数未出现系统性偏差;利用这些数据和正交回归方法给出了中国大陆MW震级与地下破裂尺度的统计关系,包括了中国大陆东部和西部不同类型地震震级与地下破裂长度之间之间的统计关系(图2)、破裂长度与破裂宽度之间的统计关系(图3)以及震级与破裂面积之间的统计关系。最后讨论了华北地区1900年之前5次地震的破裂参数是否用于回归计算对中国大陆东部破裂参数关系的影响。如果认为这5次地震震级估算太高或破裂参数不可靠,中国大陆震级与破裂参数之间的关系与全球性模型不存在统计学上的差异性;如果认为这5次地震的破裂参数可用来进行回归分析,则有如下结论:在给定震级下,中国东部的破裂长度更短;其构造原因为中国西部处于一个弥漫的板块边界构造环境,而中国东部处于一个板内构造环境,中国东部地区的地震应力降高于西部地区。

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图1  中国大陆及周边地区地震破裂参数震中分布图,其中红色五角星为喜马拉雅俯冲带的地震分布,本文未使用这部分参数来进行回归分析。

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图2. 倾滑断层和走滑断层震级与破裂长度之间的统计关系。(a)走滑断层,绿色实线为所有倾滑断层回归结果,灰色虚线为95%的预测区间,粉色和黑色虚线分别为逆冲断层和正断层各自的回归结果。(b) 走滑断层(包括1900年之前5次事件)的统计结果,红色细条虚线和蓝色细条虚线分别是来自于Wells 和Coppersmith,以及Blaser等(2010)等给出的全球结果。 (c) 走滑断层(不包括1900年之前5次事件)的统计结果.

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不收费的真人性视频图3. 破裂长度与破裂宽度之间的回归关系. (a) 倾滑断层; (b) 走滑断层.

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不收费的真人性视频图4. 破裂面积与震级之间的统计关系. (a) 倾滑断层. (b) 走滑断层(不包括5次1900年之前事件),其中黑色虚线为Hanks和Bakun (2002)给出的全球统计结果。

     原文链接:Cheng J., Rong Y., Magistrale H., Chen G., and Xu, X. (2020). Earthquake Rupture Scaling Relations for Mainland China. Seismological Research Letters, 91(1):248-261,

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