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JAES:嘉黎断裂古乡-扎木段上地壳各向异性特征

发布时间:2025-03-26

嘉黎断裂是贯穿青藏高原东南部一条重要的大型断裂带,位于印度板块与欧亚板块碰撞的前沿地带。作为喜马拉雅东构造结向外拓展的关键调节断裂,该断裂自晚三叠世-侏罗纪以来经历了多期构造活动,形成了复杂的几何形态和运动特征。地震各向异性是揭示地球深部构造变形和动力学过程的重要手段。对嘉黎断裂带开展地震各向异性研究,有助于深入理解板块碰撞过程中的应力积累和深部孕震动力环境。

图1 嘉黎断裂古乡-扎木段的构造背景及密集台阵分布

三角形表示地震台站。彩色圆为观测期内的地震事件。黑线为主要断裂:F1-F4为嘉黎断裂,其中F1为嘉黎断裂主断裂;F5为一条全新世活动断裂。右上角黑色箭头显示研究区内区域主压应力的方向为近NS向。

 

中国地震局地球物理研究所常利军研究团队基于嘉黎断裂古乡-扎木段布设的短周期密集台阵(图1)记录的近震横波数据,采用近震横波分裂方法测量了200个台站的各向异性参数,获得了该区域高分辨的上地壳各向异性图像(图2和图3)。研究发现,快波偏振方向呈现明显的空间分布特征,可分为北区(S1)、中区(S2)和南区(S3)三个区块。各区块的快波偏振方向与断裂走向高度一致:北区(S1)受NNW走向断裂(F5)影响,快波方向主要为NNW-SSE向;中区(S2)受NNW走向断裂(F5)和WNW走向断裂(F3、F4)共同影响,快波方向为WNW-ESE和NNW-SSE向;南区(S3)主要受WNW走向的嘉黎断裂主断裂(F1)和次断裂(F2)影响,快波方向为WNW-ESE向。

图2 快波偏振方向的空间分布

黑色玫瑰图为不同区块内所有快波偏振方向的等面积投影。线段指示了各台站的快波偏振方向,其中绿色线为各台站的全部结果,红色线为各台站的平均结果。

 

慢波延迟时间也表现出显著的空间差异(图3)。以嘉黎断裂主断裂(F1)为界,北侧的慢波延迟时间明显大于南侧,主断裂(F1)和次断裂(F2)之间的延迟时间最大。这种南弱北强的分布特征可能反映了断裂南北两侧应力积累程度的差异。在印度板块持续向北推挤过程中,高原内部块体相互挤压,沿嘉黎断裂积累了大量构造应力。受该断层北倾几何形态影响,断裂北侧应力积累显著强于南侧。

3 慢波延迟时间的空间分布

 

该成果发表于国际地学期刊Journal of Asian Earth Sciences》(Xuelai Cao, Lijun Chang, Zhenyu Wang and Zhifeng Ding. 2025. The upper crustal anisotropy in the Guxiang-Zhamu section of the Jiali fault in the Eastern Himalayan Syntaxis. Journal of Asian Earth Sciences, 279: 106440, https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2024.106440)。本研究由国家自然科学基金(41941016、42074053和42374079)和中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项(DQJB23Y32)共同资助。

 

【作者简介】

第一作者:曹学来,博士研究生,主要从事地震各向异性方面的研究。

通讯作者:常利军,研究员,主要从事地球深部构造、地震各向异性和地球动力学方面的研究。

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