Journal of the Geological Society: 金沙江下游向家坝-溪洛渡水库区域
三维断层模型与地震构造研究

位于青藏高原东南缘的大凉山次级活动块体,存在许多不同规模的活动断层,有历史记录的中强震活动较频繁(图1)。该地区为金沙江下游,多个世界级的大型阶梯水电工程沿江而建,如向家坝水库、溪洛渡水库、白鹤滩水库和乌东德水库。


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1. 向家坝-溪洛渡库区的地质背景和强震分布。图例1:活动断层;2:先存断层;3:河流;4:新生界;5:中生界

6:上古生界;7:下古生界;8:元古界;97 级及以上地震;10:强震(7.0 > M≥6.0);11:中强震(6.0 > M≥5.0);12:水电站大坝。


研究该地区的活动断层分布、地震活动特征、地震危险性评估等,对保障国家重大基础设施的地震安全具有重大意义。本项研究由中国地震局地质研究所和地震预测研究所合作,采用该地区的活动断层调查成果、沿金沙江下游的地震台阵观测数据、区域速度结构模型等,基于SKUA-GoCAD 建模平台,我们构建了区域地震构造的三维(3D)模型(图2)。


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2. 研究区三维建模数据可视化与三维断层模型


该模型集成了区域地质信息、历史强震目录、小震精定位结果、震源机制解以及三维地震层析成像。根据研究结果,认识到马边-延津活动断裂带由多条不连续的断层组成,这些断层有的暴露在地表,有的则是隐伏于地下;该断裂带曾发生过一些破坏性地震,包括两次 M7 级大地震和多次中等地震。

研究区一些先存老断层,以及特定区域的未成熟断层,在现今构造应力场的作用下,可能被重新激活并转变为走滑性质的断层,以及共轭断层的形成(图3)。此外,在水库蓄水区范围的小震较密集分布,地震深度总体较浅(约3-4km),这与天然地震丛集和深度范围有明显的区别。研究区域内的大多数强震都属于走滑型。然而,水库区外围小震群的出现表明,隐伏的或新形成的断层可能在活动,这也增加了研究区活动断层级联破裂的可能性,对准确评估该地区的地震风险带来新的挑战。


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3. 研究区的S波地震层析成像和深部构造特征


本项研究由国家重点研发计划项目(2021YFC3000600)资助,研究成果近期发表在国际期刊《Journal of the Geological Society》,具体内容请参见原文:Renqi Lu, Cuiping Zhao, Jinyu Zhang, Qincai Wang, Xiao Sun, Fang Xu, Haoyue Sun. 2024. 3D fault model and seismotectonics indicate the potential seismic risk in the Daliang Mountains, southeastern Tibetan Plateau. Journal of the Geological Society.