汶川ＭＳ８.０级地震震源区地壳深部结构研究

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1、第３０卷第４期第四纪研究Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．４２０１０年７月ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹＳＣＩＥＮＣＥＳＪｕｌｙ，２０１０ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１７４１０．２０１０．０４．０４文章编号１００１－７４１０（２０１０）０４－６７０－０７汶川Ｍ８０级地震震源区地壳深部结构研究Ｓ①①①②③④宋文杰朱介寿程先琼李海丰徐华全顾勤平（①成都理工大学信息工程学院，成都６１００５９；②东方地球物理公司研究院库尔勒分院，库尔勒８４１００１；③成都市地震局，成都６１００５９；④江苏省地震工程研究院，南京２１００１４）摘要２００５年１０月至２００７年４月，我们在松潘－甘孜

2、、龙门山地块布设的流动地震台阵观测剖面正好经过地震震源区映秀，这为研究地震震源区深部结构提供很好的机会。观测剖面自成都龙泉山，途经都江堰、卧龙，终止于新都桥，全长约４００ｋｍ，台站间距５～１０ｋｍ，３４个流动宽频带地震仪共记录到该时间段内５５级以上远震事件５４２个，大于等于６０级为１９５个。利用该观测剖面记录到的远震Ｐ波波形资料，采用接收函数方法来研究汶川Ｍ８０Ｓ级地震震源区地壳深部结构，结合地震构造背景的分析，探讨引起这次地震的动力学模式，并由此认识汶川地震的孕育与成因机制。根据震源区地表破裂和余震分布及深部结构的综合分析，可以划出震源区下方的地震断裂带。主要

3、研究结果表明：１）根据界面分布特征，发现松潘－甘孜地块及龙门山推覆体中在２０～６０ｋｍ深度存在一个厚度约１５～２０ｋｍ的低速中地壳，而四川盆地地壳内不存在低速层。该中地壳内的低速层，是引起中上地壳的推覆运动的滑脱层。２）Ｍｏｈｏ面自扬子盆地（３６～４２ｋｍ）跨龙门山（５０ｋｍ）到松潘－甘孜腹地（６２～６５ｋｍ）逐渐加深，跨鲜水河断裂又变浅（６０ｋｍ），说明横跨扬子盆地—龙门山—松潘－甘孜地块的该断裂带是地壳厚度的陡变带。该结果揭示了松潘－甘孜地块与扬子地块是碰撞接触模式，龙门山的推覆构造就是上地壳逆冲的结果。主题词汶川地震接收函数法碰撞接触模式低速层上地壳逆冲中图分类

4、号Ｐ３１５．２文献标识码Ａ认识。为此必须重新对龙门山断裂带的构造特性及１前言动力过程进行研究。［５～７］２００８年５月１２日，在龙门山断裂带上发生的一些学者的研究认为龙门山隆升起源于下举世瞩目的汶川Ｍ８０级大地震，微观震中在汶川地壳低粘度层的运移。然而这种认识已受到新的探Ｓ县的映秀镇附近（３１０°Ｎ，１０３４°Ｅ）。地震时首先测结果的挑战。特别是汶川地震后，大多数学者均从映秀附近产生破裂，这一破裂过程继续向北东方已认识到龙门山逆冲推覆体并非来自下地壳，而是［１，８～１０］向延伸，以约３ｋｍ／ｓ的速度传播，历经８０～１００ｓ时上地壳滑脱解耦的结果。间，使全长３００

5、ｋｍ的断裂带裂开。地震发生后，余本文将利用汶川地震震源区的流动台站记录的震基本上沿映秀－北川断裂到平武－青川断裂狭窄远震Ｐ波波形数据，结合地震余震的分布，通过接收［１］条带上分布。震后进行了一系列地震地质调查，函数方法给出这些台站下方１００ｋｍ深度范围内的地龙门山断裂带发育在破裂强度很大的变质杂岩体壳上地幔速度结构，目的在于对川滇地块、松潘－甘孜中，断裂带在垂直剖面上呈“犁形”或“铲形”结构，地块和四川盆地等３个不同地块之间的深部构造关地震发生在以逆冲为主、兼具右旋走滑分量的多个系进行解剖性研究，以便了解台阵覆盖区域深部的基［２，３］断层上。主震及余震震源基本位于上地

6、壳３～本构造格局和汶川大震区的深部构造信息。２０ｋｍ深的铲状断裂带上，已查明这一地震是龙门山２龙门山断裂带的地质背景及地震活［２～４］主中央断裂带的逆冲推覆引起。动特征龙门山８０级地震的发生，打破了地震界长期以来认为龙门山仅可能发生中等强度地震的估计，龙门山位于青藏高原东缘与扬子地块相衔接地改变了人们对龙门山现代构造活动和地震破坏性的段，长约５００ｋｍ，宽４０～５０ｋｍ，北起广元，南至泸定、第一作者简介：宋文杰女２３岁硕士研究生应用地球物理专业Ｅｍａｉｌ：ｗｅｎ＿ｊｉｅ１９８５＠１６３．ｃｏｍ国家自然科学基金项目（批准号：４０６７４０４０）资助２０１０－０３－１

7、８收稿，２０１０－０４－２１收修改稿４期宋文杰等：汶川Ｍ８０级地震震源区地壳深部结构研究６７１Ｓ天全，呈北东－南西向展布，北东与大巴山相交，南小、应力积累时间长，但有爆发强烈地震背景的地震［３，１１］［１２］西被鲜水河断裂相截。青藏高原东缘与四川盆活动带。地镶接的龙门山及岷山地区，是世界上最陡峭的大通过地表地质调查、地震反射剖面精细解释等手陆断崖陡坡带之一，从四川盆地海拔高程约４００ｍ段，明确了龙门山有４条大型逆冲断裂带，即青川－茂起，到龙门山及松潘－甘孜地块平均海拔高程达汶断裂带、北川－映秀断裂带、江油－都江堰断裂带和４ｋｍ，而跨过的水平距离仅为