近日,国际知名刊物SRL在线发表湖北省地震局(中国地震局地震研究所)大地测量与地球动力学团队(简称“大地测量团队”)研究成果。论文题为 “GNSS-Constrained Rupture Kinematics of the 2022 Mw 6.7 Luding, China, Earthquake: Directivity Pulse during the Asymmetrical Bilateral Rupture”,我局(所)刘刚研究员、赵斌研究员、乔学军研究员,联合四川省地震局徐锐研究员、中国地质大学(武汉)刘成利教授、中国地震台网中心李瑜高级工程师等,对2022年泸定地震的震源破裂过程、运动学参数及其对近场强地面运动的控制作用开展研究。该研究成果由中国地震星火计划攻关项目(XH20038、XH21020)、国家自然科学基金(41874018、42130101)联合资助。
鲜水河断裂为位于巴颜喀拉块体南部边界的大型走滑断裂,剧烈的构造运动造就了其频繁的强震活动性,近300年内6级强震几乎贯穿了整个断裂带,最近一次事件为发生于2014年的康定地震。鉴于此,鲜水河断裂的断层运动特征及强震潜势一直社会各界关注热点,特别是南段的磨西至石棉段,其南侧与多条断层汇集的“三岔口”相接,北部与2014年康定地震毗邻,自1786年磨西地震后一直处于空区。2022年泸定Mw6.7地震发生于该区域,为研究该段孕震机制提供了机遇。此外,此次事件也是空间大地测量技术在鲜水河断裂上观测到的最大震级事件,相对密集的近场静、动态变形数据为精细研究此事件的发生发展过程提供了基础。
中国地震局地震研究所大地测量团队对泸定地震进行了震后应急科考,对震中100km范围内的30余个GNSS站点进行了及时复测,获取了全面覆盖极震区的同震形变场,其中断层东侧所测的最大水平向变形达23cm,西侧达18cm。距离断层迹线仅为1.4km的磨西站记录到了垂直于断层走向方向上峰值达28cm的脉冲波。联合GNSS获取的静、动态变形,反演了破裂时空过程并约束了震源运动参数。结果显示此次地震破裂呈现强烈的非均匀双侧破裂:大量的滑动汇集在震中南侧,以上升时间较长为特点,造成了南侧长达15km的破裂,并在湾东、猛虎岗、爱国村一带形成地表破裂;少量滑动集中于震中北侧,以短时长且高幅值的脉冲型滑动速率为特点,形成了沿断层面向北侧快速扩展的方向波,并在短时间(距离)内遇障碍体而消亡。北侧方向波的形成不仅由于破裂的方向效应所致,其幅度和形状首要受控于脉冲式的滑动速率和接近于剪切波速的破裂速度。
综上所述,研究认为震中北侧的磨西镇受灾严重的原因之一是由于低频高幅的脉冲式方向波,而极大的高差所形成的地形也带来了额外的放大效应,从进一步加剧了灾害程度。此外,震中南北两侧截然不同的破裂行为也预示着不同的断层属性。
图1 GNSS测定的同震静、动态形变场
图2 震源破裂过程及运动参数
论文信息如下:Gang Liu, Bin Zhao, Rui Xu, Xuejun Qiao, Chengli Liu, Yu Li, Mu Lin, Xinyu Zhao, Zhaosheng Nie, Wei Xiong, Rongxin Fang, Qi Wang. GNSS‐Constrained Rupture Kinematics of the 2022 Mw 6.7 Luding, China, Earthquake: Directivity Pulse during the Asymmetrical Bilateral Rupture. Seismol Res Lett, 2023. https://doi.org/10.1785/0220230096