汶川Mw7.9与芦山Mw6.6地震“震空区”地壳、上地幔三维电性结构研究

The north-eastern aftershocks of Wenchuan Mw 7.9 earthquake and the south-western aftershocks of Lushan Mw6.6 earthquake form the “seismic gap”, the causes and seismicity tendency of which become the focus of scientific researches. Currently, the knowledge of velocity structure and density structure on seismicity tendency of seismic gap are varied. Besides, the existed conductivity structure knowledge are mainly based on the main quake zones of the two earthquakes, and the conductivity model is centered on two-dimensional structure. This project tries to study the three-dimensional conductivity structure of the crust and upper mantle with magnetotelluric sounding method, so as to gain new knowledge about the deep tectonic environment of this zone. On the basis of collected magnetotelluric data of seismic gap, by applying for two magnetotelluric sections with 20 sounding points, the three-dimensional conductivity structure of the crust and upper mantle of seismic gap can be obtained through three-dimensional magnetotelluric inversion technique, then build a three-dimensional conductivity structure-geology model with the existed ground geology and other geophysical data of this area. Finally, combining the collected data of aftershock sequence and regional stress after re-position, the study can provide conductivity-structure-based geophysical evidence for analyzing the causes and seismicity tendency.

汶川Mw7.9地震余震的北东向分布，以及芦山Mw6.6地震余震的南西向分布，形成了两次地震之间的余震“震空区”。“震空区”的成因及地震活动性趋势是科学研究的焦点，目前速度结构和密度结构对“震空区”地震活动性趋势的认识还有分歧，且研究区已有二维电性结构认识主要集中在两次地震的主震区，而在“震空区”研究较少。为此，本项目拟运用大地电磁测深法来研究“震空区”的地壳、上地幔三维电性结构，进而获得该区深部构造环境的新认识。在收集“震空区”已有大地电磁资料基础上，通过申请两条共20个测深点的大地电磁剖面，利用大地电磁三维反演技术，获得“震空区”地壳、上地幔三维电性结构模型；并参考已有地表地质和其他地球物理资料，建立该区的三维电性结构-地质模型；结合已收集到的经重新定位后的余震序列和区域应力资料，为分析“震空区”的成因和地震活动性趋势提供基于电性结构的地球物理证据。

项目组在汶川地震与芦山地震的“震空区”及邻区共采集和收集到大地电磁测深点161个，基本形成了三维MT测网。通过对原始数据Robust估算、相位张量分解、三维反演，并着重研究了大地电磁数据处理方法，获得了研究区较可靠的地壳、上地幔三维电性结构模型，并对两次地震余震进行了重定位。主要成果有：（1）利用离散弗雷歇距离来定量筛选野外分布式长周期处理出测深曲线，避免了以往人工筛选时的主观性和低效率。（2）基于相位张量分解的稳定电性主轴估算，该方法计算得到的主轴方位角具有更好的聚集性，便于主轴方位角的统计计算和后续处理。（3）利用Rhoplus理论对MT和LMT资料进行拼接，不仅能明显改善MT和LMT拼接过程中出现的整体位移和错断现象，而且能对“死频段”的“飞点”进行校正。（4）青藏高原东缘岩石圈存在明显的低阻异常带，该低阻异常带沿龙日坝断裂-岷山断裂-龙门山后山断裂分布，低阻异常带也体现出低速度、低密度特征，形成松潘-甘孜地块向扬子地块俯冲的深部动力学模式，上述岩石圈低阻带可能是扬子地块深部的西缘边界；（5）根据电性结构模型推断，芦山地震的动力来源主要有两部分，一方面受到深部上里隐伏壳幔韧性剪切带向上扩展的影响；另一方面，汶川地震发生后导致龙门山南段形成应力加载区，是触发或加快芦山地震孕育发生的另一个动力来源。三维电性结构显示，汶川地震震源位于高阻体内部，而芦山地震震源位于高阻与低阻体的电性结构梯级带上；（6）大川和鸡冠山地下存在低阻塑性物质，对地震精定位后的结果进行投影，发现芦山地震余震和汶川地震余震恰好截止于上述低阻体附近，从电性结构特征来说，“震空区”形成原因主要是低阻塑性体不易使应力快速积聚导致；（7）由于上述两个低阻塑性缓冲区的存在，结合速度结构和微震位置分布规律，认为在龙门山断裂带上的“震空区”发生强震的可能性不大，但是在龙门山断裂带以东的隐伏断裂因有较强活动性，需要重点关注。