《广东南澳岛海域地震震源区地质结构及发震构造研究取得新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2020-09-18
  • 中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室(OMG)研究员夏少红团队,通过在南澳岛海域开展主动源反射地震与海陆联合广角地震综合探测,详细刻画了1918年南澳7.5级大地震震源区的三维地壳结构,明确了海底发震断裂(滨海断裂带)的位置和特征,揭示了南澳岛海域地震活动区的深部发震构造,该研究成果近日发表在国际地学期刊《Physics of the Earth and Planetary Interiors》)上。

    广东省地处东南沿海地震带,粤东南澳岛海域于1600和1918年分别发生7.0和7.5级破坏性大地震,但对这些历史强震区的深部发震构造以及对海底发震断裂的位置与特征认知甚少。

    研究人员使用新采集的海洋主动源反射地震和海陆联合广角地震数据,对1918年南澳地震(7.5级)震源区的海底断裂构造和三维地壳结构开展了综合成像,确定了北东东走向的滨海断裂带和北西走向的黄冈水断裂在海底的发育位置和属性特征,明确了滨海断裂带作为海陆交互带重要的边界断裂带造就了沉积基底大规模的垂直错断。三维地壳结构显示南澳岛海域地壳非均质性强烈,尤其是上地壳包含诸多高、低速异常体,说明了复杂的断裂交叉构造所导致的上地壳破碎特性。目前的震群型微震活动主要发生在中地壳低速体(LVZ)或其附近的高-低速过渡区,表明该低速体作为壳内构造薄弱带,为该海域震群的发生提供了构造条件。

    研究结果表明广东南澳岛海域的中地壳低速体、滨海断裂带与黄冈水断裂的交汇构造,以及沿断裂带的高速侵入体交汇融合并形成了局部应力集结带,是该地区主要的发震构造耦合体,影响并控制着该海域板内地震活动。该研究为认识广东沿岸地质构造稳定性和地震灾害等提供重要的科学依据,为泛粤港澳大湾区海陆交互带空间开发和城市群建设提供重要地质信息支撑。

    本研究得到了国家自然科学基金-广东省联合基金(U1701641),南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项(GML2019ZD0204)、中国科学院南海海洋研究所南海新星项目、广东省自然科学基金(2017A030311015)的联合资助。

    相关论文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031920120300145?via%3Dihub

  • 原文来源:http://www.scsio.ac.cn/xwzx/kydt/202009/t20200917_5698871.html
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    • 近期,中国科学院南海海洋研究所林间院士团队杨晓东和詹文欢团队冯英辞联合同济大学、重庆地质矿产研究院、大唐汕头新能源公司、广东省地震局、智地感知(合肥)科技有限公司等机构,在南海北部成功完成分布式光纤声学传感(DAS)技术与传统三维反射地震手段观测研究,为实现新兴技术与经典方法在海底孕震机制与前兆机理等方向的联合研究奠定了重要基础。相关成果发表于Seismological Research Letters、Journal of Structural Geology、Journal of Asian Earth Sciences等国际期刊。 团队实施技术创新,在海上风电场陆地控制中心部署DAS调制解调器,将南海北部一段29公里的海底通讯光缆转化为间距4米、共7091个应变传感器的密集观测阵列,持续一个月采集数据。记录到区域地震、微震、船只航迹、海浪及海洋-固体地球相互作用产生的单频/双频地脉动,其频谱特征与现场声学式波浪仪、风速计数据高度吻合,验证了DAS在恶劣海洋环境中高保真、实时观测的能力。相比传统海底地震仪(OBS)数十公里间距的“稀疏点测”,DAS实现了米级空间连续监测,完善了微小尺度的海底灾害过程的观测不足。 团队同步利用琼东南盆地与珠江口盆地的高分辨率三维地震数据,揭示了先存构造地貌对断层系统的各向异性控制机制,发现三层断层系统差异演化,分为深层断层受古应力场主导、中层呈现E-W为主、S-N为辅的复合样式、浅层因等深流侵蚀槽与古地形隆起影响,形成正交断层网络。解释了海底起伏成因,认为珠江口盆地海底窄槽-宽脊地貌由底流超临界-亚临界过渡侵蚀形成,其凹槽深度(50-400 ms TWTT)与地下隐伏断层陡坎、块体搬运沉积(MTDs)的地形高差呈线性相关(R2>0.8)。 此次研究综合DAS提供动态捕捉地震、地脉动等瞬时海底过程,解析百万年级构造演变框架,实现为孕震机制研究铺设“时空隧道”的可能性。下一步,团队将与广东省地震局继续合作,融合两种手段,瞄准活动断层时空演变与地震前兆机理前沿问题,构建南海北部“光纤-地震”联合观测网络,提升华南沿海地震海啸监测预警能力。 本项研究得到了国家重点研发计划项目、广东省重大人才工程项目、国家自然科学基金项目和中国科学院南海海洋研究所自主部署项目等联合资助。 论文信息:(1)?Yang X.,Yang J.*,Luo Y.,Lin J.,Liu X.,et al.,2025. Ocean observations using distributed acoustic sensing with a 29 km long submarine cable in the northern South China Sea. Seismological Researh Letters,doi: 10.1785/0220250007. (2)?Yang X.,Feng Y.*,Wu X.*,Huang J.,Morley C.K.,2024. Control by preexisting morphology on layer-bound faults in the southern Qiongdongnan Basin,NW South China Sea. Journal of Structural Geology,188(105262),doi: 10.1016/j.jsg.2024.105262. (3)?Wu X.,Feng Y.*,Yang X.*,Urgeles R.,Morley C.K.,2024. Three-dimensional seismic evidence for depositional undulations nucleated around pre-existing relief,South China Sea. Journal of Asian Earth Sciences,259(105917),doi: 10.1016/j.jseaes.2023.105917. 原文链接:https://doi.org/10.1785/0220250007 https://doi.org/10.1016/j.jsg.2024.105262 https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2023.105917
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    • 近日,中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室王志研究员及其合作者,在2023年土耳其双重地震的研究上取得了重要进展。相关研究成果发表在《Science China Earth Sciences》/《中国科学地球科学》期刊上,研究员王志为论文第一作者和通讯作者,中国科学院青藏高原研究所研究员裴顺平和博士伏毅为论文共同作者 尽管大地测量和地震学观测已经揭示了土耳其双重地震破裂的初步过程和扩展模式,但东安纳托利亚断裂带深部结构变化在地震破裂过程中的作用仍然不甚明了。为了深入理解这一点,研究团队通过分析大量高质量的P波和S波走时数据,运用地震双差重定位和非线性多参数联合反演方法,得到了双重地震破裂带的高分辨率纵横波速度和泊松比结构。 研究发现两次地震具有不同的诱发机制,这些机制与断裂带的显著地震结构属性变化和板块构造过程紧密相关。7.8级的第一次地震发生在死海断裂带北端,这里的岩石强度从强渐变为弱,形成了一个刚性过渡区。而7.6级的第二次地震则起始于地震孕震层的塑性带,这一区域以低地震波速度和高流体饱和度为特征,并且沿着?ardak断层延伸。 研究认为,7.8级地震破裂带的显著地震结构差异主要是由于东安纳托利亚板块的弱化部分与阿拉伯板块的脆性部分之间发生了强烈的倾斜碰撞。而7.6级地震破裂带则是由于塞浦路斯板块向北俯冲和随后的拆沉引起的流体侵入,这增加了震源区的流体压力,导致了塑性变形。 此外,第一次地震的发生有助于减少第二次地震断层上的剪切应力,可能会延缓第二次地震的破裂。但是,由于两个大走滑断层交汇形成的三角区域内存在双左旋走滑结构,第一次地震显著降低了东安纳托利亚板块对第二次地震断层的正应力作用,这不仅降低了断层面的有效摩擦力和增加了断层内岩石的孔隙度,还导致了应变力的下降和库仑应力的重新分布,从而有助于第二次地震的发生。这一发现很好地解释了为什么第二次地震在第一次地震之后大约9个小时才发生,即流体从深部和周边区域渗入震源区需要足够的时间来积累诱发断层失衡所需的应力。 这项研究所提出的双重地震破裂模式与控制单个地震破裂的模型不同,它为减轻土耳其或欧洲潜在的地震灾害提供了重要的信息。同时,从这次地震事件中得到的经验教训也有助于重新评估中国南北地震带或全球其他具有类似地质构造地区发生灾难性地震的风险。 该项工作得到了国家自然科学基金项目和中国科学院项目的联合资助。 论文信息:Zhi Wang*, Yi Fu, Shunting Pei. Relationship between seismic structures and the diverse rupture processes of the 2023 Türkiye earthquake doublet. Science China Earth Sciences 67(9), 2810–2823, 2024. 论文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s11430-023-1324-y