2015年智利MW8.3地震震源區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析*

李 祥 萬(wàn)永革 崔華偉 黃驥超 閆 睿 高熹微

(中國(guó)河北三河065201防災(zāi)科技學(xué)院)

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2015年智利MW8.3地震震源區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析*

李 祥 萬(wàn)永革*崔華偉 黃驥超 閆 睿 高熹微

(中國(guó)河北三河065201防災(zāi)科技學(xué)院)

自GCMT目錄收集2015年9月16日智利MW8.3地震震中周圍深度在70 km以上的震源機(jī)制解, 應(yīng)用MSATSI軟件反演了該地震震中周圍的應(yīng)力場(chǎng). 反演結(jié)果顯示, 主壓應(yīng)力軸方向的整體一致性較好, 張軸的非均勻性明顯, 即大致以31.5°S為界, 南部處于EW向和NS向的雙軸壓縮狀態(tài), 以WE向擠壓為主, 兼有NS向擠壓, 拉張軸近乎垂直； 北部壓軸方位仍為近EW向, 但張軸方位旋轉(zhuǎn)至近NS向.

震源機(jī)制解 反演 非均勻應(yīng)力場(chǎng) 智利地震 俯沖帶

引言

2015年9月16日22時(shí)54分32秒(UTC), 智利中北部的伊亞貝爾(Illapel, 首都圣地亞哥以北約300 km)以西46 km發(fā)生MW8.3地震, 震中位置為(71.654°W, 31.570°S), 震源深度為20.7 km (USGS, 2015). 多位研究人員和機(jī)構(gòu)給出了關(guān)于該地震的快速研究成果, 例如: 哈佛大學(xué)矩心矩張量目錄(GCMT, 2015)快速給出了該地震的震源機(jī)制解, 即節(jié)面Ⅰ的走向?yàn)?°, 傾角為22°, 滑動(dòng)角為106°, 節(jié)面Ⅱ的走向?yàn)?69°, 傾角為69°, 滑動(dòng)角為84°； 張勇等(2015)和Hayes(2015)根據(jù)地震波記錄分別給出了該地震的破裂分布, 其結(jié)果均表明這是一次板塊邊界的逆沖型地震.

截至2015年9月26日24時(shí)00分(UTC)共記錄到智利MW8.3地震的余震86次, 其中MW>7.0地震1次,MW6.0—6.9地震12次,MW5.0—5.9地震65次,MW4.0—4.9地震8次. 該地震序列發(fā)生在南美俯沖帶的中南部, 南美俯沖帶是納茲卡板塊以65 mm/a的速率延NE96.5°方向向南美洲板塊西緣俯沖(DeMetsetal, 1994)所形成的地震活動(dòng)頻繁的匯聚型板塊邊界. 南美俯沖帶和南美洲板塊除受到納茲卡板塊俯沖運(yùn)動(dòng)的影響外, 其東部受到大西洋中脊擴(kuò)張的擠壓, 北部受到加勒比板塊的動(dòng)力影響, 南部受到南極洲板塊NE向的推擠. 這些周圍板塊的聯(lián)合作用導(dǎo)致了南美洲板塊劇烈而復(fù)雜的變形和其西部邊緣劇烈的地震活動(dòng)(Pilger, 1984; 馬宗晉等, 1992, 2002, 2006； DeMetsetal, 1994； 金雙根, 朱文耀, 2002； 金雙根, 2003； 李智, 2003). 自1900年以來(lái), 該俯沖帶發(fā)生了許多M≥8地震, 并引發(fā)了毀滅性的海嘯, 包括1960年智利南部發(fā)生的世界上地震儀器記錄到的最大地震(MW9.5)以及其它著名的引發(fā)海嘯的地震, 例如, 1906年厄瓜多爾埃斯梅拉達(dá)(Esmeraldas)MW8.5地震、 1922年智利科金博(Coquimbo)MW8.5地震、 2001年秘魯阿雷基帕(Arequipa)MW8.4地震、 2007年秘魯皮斯科(Pisco)MW8.0地震、 2010年智利莫爾(Maule)MW8.8地震, 因此該區(qū)域一直是地震學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn).

目前關(guān)于南美俯沖帶的研究主要涉及以下幾方面： 采用三維P波走時(shí)層析技術(shù)(Engdahletal, 1995； Norabuenaetal, 1994)及地震震源位置的分布(Cahill, Isacks, 1992； 何建坤, 劉福田, 1998； Chenetal, 2004； 呂政, 邵喜彬, 2005)對(duì)該俯沖帶構(gòu)造形態(tài)的研究； 利用GPS數(shù)據(jù)對(duì)南美洲板塊及其周圍板塊的運(yùn)動(dòng)和變形的研究(Demetsetal, 1994； 金雙根, 朱文耀, 2002； 金雙根, 2003； 李智, 2003). 在采用震源機(jī)制解對(duì)該地區(qū)動(dòng)力學(xué)的研究方面已經(jīng)取得了較多的成果. Araujo和Suárez(1994)的研究表明南美俯沖帶的構(gòu)造形態(tài)與震源機(jī)制解張軸傾伏角顯著相關(guān), Chen等(2004)通過(guò)對(duì)震源機(jī)制解張軸和壓軸的分區(qū)統(tǒng)計(jì), 粗略地分析了該地區(qū)的應(yīng)力狀態(tài), 但其所求應(yīng)力場(chǎng)的分辨率較低, 不足以為南美俯沖帶應(yīng)力場(chǎng)的非均勻性及其動(dòng)力學(xué)特征提供較為精細(xì)的基礎(chǔ)資料.

本文擬對(duì)2015年智利地震震源區(qū)進(jìn)行較精細(xì)的應(yīng)力場(chǎng)反演, 并對(duì)該地區(qū)的應(yīng)力場(chǎng)非均勻性和動(dòng)力學(xué)特征予以分析, 以期為該區(qū)域地震活動(dòng)性研究提供背景資料.

1 反演方法和資料

1.1 反演方法

應(yīng)力場(chǎng)反演結(jié)果因應(yīng)力分區(qū)方法不同, 所得到的應(yīng)力場(chǎng)特征可能不同(Hardebeck, Hauksson, 1999； Townend, Zoback, 2001). 本文采用Hardebeck和Michael(2006)的方法, 使用Martínez-Garzón等(2014)的程序計(jì)算智利地震震源區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng). 該方法以采用Bootstrap估計(jì)參數(shù)誤差的線性應(yīng)力反演方法(Michael， 1987)為基礎(chǔ), 對(duì)可假定為均勻應(yīng)力場(chǎng)的區(qū)域進(jìn)行反演, 增加了對(duì)空間(或時(shí)間)上不同應(yīng)力場(chǎng)方向的求解, 在空間(或時(shí)間)的平滑約束方面避免了離群點(diǎn)對(duì)結(jié)果的影響； 其具體做法是將研究區(qū)域分為多個(gè)計(jì)算網(wǎng)格, 假定每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的應(yīng)力均勻, 相鄰網(wǎng)格點(diǎn)之間的應(yīng)力場(chǎng)參數(shù)相差不大, 同時(shí)增加對(duì)空間應(yīng)力場(chǎng)的平滑約束而得到應(yīng)力場(chǎng)的空間分布.

參考Hardebeck和Michael(2004)一文, 根據(jù)構(gòu)造特征選擇分區(qū), 沿南美俯沖帶大致走向以0.5°×0.5°網(wǎng)格將研究區(qū)域劃分為25個(gè)應(yīng)力單元格. 反演中應(yīng)力場(chǎng)方向的不確定性則通過(guò)對(duì)全部數(shù)據(jù)進(jìn)行2000次抽樣(Hardebeck, Michael, 2006), 重采樣次數(shù)過(guò)少會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的可信度較低, 次數(shù)過(guò)多又會(huì)導(dǎo)致計(jì)算量大, 計(jì)算時(shí)間冗長(zhǎng). 鑒于計(jì)算中默認(rèn)的重采樣次數(shù)為1000—5000(Martínez-Garzónetal, 2014), 本文采用一個(gè)折中的次數(shù), 設(shè)定為2000次, 置信度設(shè)為95%. 經(jīng)計(jì)算得到每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的應(yīng)力方向和應(yīng)力形因子R值的分布. 應(yīng)力形因子R值可以表現(xiàn)出中等主應(yīng)力的相對(duì)大小(Gephart, Forsyth, 1984), 一般用于表示應(yīng)力的空間形態(tài)(萬(wàn)永革等, 2011； Wanetal, 2016； 黃驥超等, 2016), 定義為

(1)

式中，S1,S2和S3分別為主壓應(yīng)力、 中間主應(yīng)力和主張應(yīng)力. 當(dāng)R值接近于1.0時(shí), 表示主張應(yīng)力(S3)與中間主應(yīng)力(S2)大小接近, 即中間主應(yīng)力也表現(xiàn)出一定的拉張成分, 處于雙軸拉張狀態(tài)； 當(dāng)R值接近于0時(shí), 表示主壓應(yīng)力(S1)與中間主應(yīng)力(S2)大小接近, 處于雙軸壓縮狀態(tài)(Guiraudetal, 1989； 萬(wàn)永革等, 2011; Wanetal, 2016).

1.2 資料

自GCMT目錄選取智利MW8.3地震震源區(qū)及周圍(73°W—70°W， 33°S—29°S)深度為70 km以上的地震震源機(jī)制解數(shù)據(jù)， 將其作為反演應(yīng)力場(chǎng)的基礎(chǔ)資料. 由于本文主要針對(duì)震源周圍板塊邊界附近的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行反演, 故剔除了區(qū)域中遠(yuǎn)離板塊邊界位于南美大陸和納茲卡板塊內(nèi)的7個(gè)地震震源機(jī)制解, 最后得到統(tǒng)一格式的地震震源機(jī)制解168個(gè), 如圖1a所示. 可以看出, 智利地震周圍的地震活動(dòng)沿南美俯沖帶走向集中分布于板塊交界, 按Zoback(1992)的地震分類方式將其分類, 其中逆斷和逆斷兼走滑型地震138次, 正斷和正斷兼走滑型地震7次, 走滑型地震2次, 過(guò)渡型地震21次, 分別占地震總數(shù)的82.0%, 4.0%, 1.0%和13.0%. 智利MW8.3地震的類型與區(qū)域內(nèi)多數(shù)地震相同, 為逆沖型地震.

2 反演結(jié)果

采用上述反演方法和設(shè)定參數(shù)反演得到應(yīng)力場(chǎng)方向的平面分布(圖1b)和應(yīng)力形因子R值的分布(圖2b). 可以看出： 整個(gè)區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)表現(xiàn)為納茲卡板塊與南美洲板塊的碰撞所導(dǎo)致的EW向主壓應(yīng)力為主的狀態(tài)； 南部應(yīng)力場(chǎng)的張軸取向較為穩(wěn)定； 北部應(yīng)力場(chǎng)則表現(xiàn)為誤差較大的主張應(yīng)力方向, 且R值較大.

為分析均勻網(wǎng)格劃分反演所得到的應(yīng)力場(chǎng)與整體平均應(yīng)力場(chǎng)的差異, 本文對(duì)研究區(qū)域的所有震源機(jī)制解進(jìn)行反演, 得到平均應(yīng)力場(chǎng)方向和應(yīng)力形因子, 如圖2所示. 圖中平均應(yīng)力場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)方向用紅色箭頭表示. 可以看出： 主壓應(yīng)力軸方位呈近EW向(N91°E), 傾伏角為14°, 主張應(yīng)力軸為WNW--ESE(方位為116°), 傾伏角為74°, 這與該地區(qū)受到納茲卡板塊東向推擠所導(dǎo)致的應(yīng)力場(chǎng)方向一致. 整個(gè)區(qū)域反演的R值為0.77, 表明中間應(yīng)力軸具有一定的拉張成分, 與主張應(yīng)力軸方向區(qū)分不明顯. 由圖2還可看出， 該區(qū)域的主張應(yīng)力軸和中間應(yīng)力軸有可能出現(xiàn)一定的非均勻性, 下面將分區(qū)進(jìn)行研究.

圖1 本文所用震源機(jī)制解的分布(a)與反演所得到的應(yīng)力場(chǎng)方向(b)

圖2 主壓應(yīng)力σ1軸方位(a)以及主張應(yīng)力σ3軸方位和應(yīng)力形因子R值(b)分布圖

區(qū)域劃分單元網(wǎng)格反演的應(yīng)力場(chǎng)最優(yōu)方向如圖2中黑色箭頭所示, 主壓應(yīng)力軸與整體反演結(jié)果差別不大, 相對(duì)于平均應(yīng)力場(chǎng)的主壓應(yīng)力軸走向, 研究區(qū)域南部和北端發(fā)生了輕微偏轉(zhuǎn), 但最大方位偏轉(zhuǎn)小于18°, 傾伏角的偏轉(zhuǎn)范圍小于13°, 表明該區(qū)域的主壓應(yīng)力方向相對(duì)穩(wěn)定. 該區(qū)域處于納茲卡板塊與南美洲板塊碰撞俯沖的動(dòng)力學(xué)背景下, 主壓應(yīng)力方向的穩(wěn)定性反映了區(qū)域的應(yīng)力環(huán)境. 由圖1b和2b可以看出, 主張應(yīng)力軸傾伏角和方位角的非均勻性特征明顯: 南部主張應(yīng)力軸近乎垂直, 而在北部遠(yuǎn)離板塊邊界處偏轉(zhuǎn)為近乎水平的NS向(在圖2b中表現(xiàn)為箭頭變長(zhǎng)), 方位角最大偏轉(zhuǎn)為68°, 傾伏角最大偏轉(zhuǎn)為66°(相對(duì)于平均應(yīng)力場(chǎng)方向)； 分區(qū)域的R值與整體反演的R值相差較大, 總體趨勢(shì)表現(xiàn)為南低北高, 西低東高(圖2b).

研究區(qū)的總體應(yīng)力場(chǎng)為EW向擠壓, 反映了該地區(qū)納茲卡板塊和南美洲板塊的碰撞作用, 但在這種總體EW向擠壓的背景下, 必定存在一定的非均勻性, 下面以31.5°S為界將研究區(qū)分為南北兩部分， 分別討論其非均勻特性.

31.5°S以南區(qū)域, 基于均勻網(wǎng)格反演得到的壓軸方位較平均應(yīng)力場(chǎng)反演的結(jié)果向ENE向偏轉(zhuǎn), 張軸傾伏角普遍較大, 處于近垂直狀態(tài). 應(yīng)力形因子R值普遍小于0.5, 說(shuō)明該區(qū)域近NS向的σ2有一定的擠壓成分. 這種近NS向和近EW向的擠壓情況類似于萬(wàn)永革(2015)使用擦痕數(shù)據(jù)求解的烏魯木齊市區(qū)應(yīng)力場(chǎng), 只不過(guò)烏魯木齊應(yīng)力場(chǎng)是以NS向擠壓為主、 EW向擠壓為輔的應(yīng)力狀態(tài). 而對(duì)于31.5°S以北區(qū)域, 其主壓應(yīng)力軸方位逐漸向納茲卡板塊的俯沖方向(近EW向)旋轉(zhuǎn), 與整體反演結(jié)果基本一致, 即主壓應(yīng)力軸逐漸順時(shí)針回轉(zhuǎn)至EW方向； 張軸傾伏角和方位變化較大, 由S向N， 距板塊邊界由近到遠(yuǎn), 方位逐漸向NS向偏轉(zhuǎn), 傾伏角逐漸較小. 在研究區(qū)域北端29.5°S近板塊邊界處, 主壓應(yīng)力軸方位回轉(zhuǎn)至俯沖方向, 但是在遠(yuǎn)離板塊邊界處壓軸卻逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至ENE向, 這與Araujo和Suárez(1994)對(duì)南美俯沖帶的研究結(jié)果相同, 即在29.0°S以北區(qū)域主壓應(yīng)力軸方位在近板塊邊界處與俯沖方向接近, 在遠(yuǎn)板塊邊界處俯沖方向發(fā)生北向偏轉(zhuǎn). 該區(qū)域應(yīng)力形因子R值普遍大于0.5, 表明該區(qū)域σ2有一定的拉張成分, 在應(yīng)力場(chǎng)反演結(jié)果中表現(xiàn)為張軸傾伏角的減小.

3 討論與結(jié)論

本文選取智利MW8.3地震周圍近年來(lái)70 km深度以上的震源機(jī)制解資料, 分別以均勻網(wǎng)格和整體兩種方式反演了地殼應(yīng)力場(chǎng), 更好地表現(xiàn)了區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的非均勻性.

區(qū)域整體反演得到的平均應(yīng)力場(chǎng)方向和劃分單元網(wǎng)格反演得到的應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果與納茲卡板塊俯沖方向基本一致, 表明區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方向受到納茲卡板塊對(duì)南美洲板塊西緣俯沖擠壓的控制, 其中： 31.5°S以北區(qū)域的主壓應(yīng)力軸與整體主壓應(yīng)力軸方向一致性較好, 主張應(yīng)力軸呈近NS向且傾伏角與31.5°S以南區(qū)域相比較小, 具有較大的應(yīng)力形因子； 而31.5°S以南區(qū)域具有較小的應(yīng)力形因子, 呈現(xiàn)近EW向和近NS向擠壓、 垂直向拉張的雙軸壓縮應(yīng)力狀態(tài).

對(duì)于上述反演結(jié)果尚存在諸多問(wèn)題需要解決, 如研究區(qū)域南部的NS向擠壓力來(lái)自何處, 北部的雙軸拉張的狀態(tài)如何解釋. 這方面還需要利用更加精細(xì)的層析成像、 GPS形變觀測(cè)等地球物理手段進(jìn)行進(jìn)一步研究. 本文只是根據(jù)目前的震源機(jī)制解結(jié)果給出了應(yīng)力場(chǎng)的基本特征. 隨著觀測(cè)資料的進(jìn)一步積累以及地殼形變、 地震層析成像等地球科學(xué)研究的相互驗(yàn)證, 對(duì)該地區(qū)的地球動(dòng)力學(xué)過(guò)程會(huì)有更為清楚的認(rèn)識(shí).

就智利地震來(lái)看, 其震源機(jī)制解屬逆沖型地震, 其震源機(jī)制解參數(shù)與附近應(yīng)力場(chǎng)反演結(jié)果接近, 震源區(qū)周圍的R值普遍大于0.5, 說(shuō)明該地震發(fā)生在壓應(yīng)力為主的俯沖帶構(gòu)造背景應(yīng)力場(chǎng)下. 若該地震發(fā)生在研究區(qū)南部, 則震源機(jī)制解的T軸更容易偏向垂直,P軸以EW向?yàn)橹? 但又有一定的NS向分量； 若地震發(fā)生在研究區(qū)域北部, 則T軸逐漸偏向NS向, 有可能出現(xiàn)過(guò)渡型、 走滑型甚至正斷型震源機(jī)制解.

何建坤, 劉福田. 1998. 俯沖板片形貌特征和活動(dòng)大陸邊緣演化體制的關(guān)系[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展, 13(2): 15--25.

He J K, Liu F T. 1998. Relationship between the morphology of subducted slabs and the tectonic evolution in the active continental margins[J].ProgressinGeophysics, 13(2): 15--25 (in Chinese).

黃驥超， 萬(wàn)永革， 盛書(shū)中， 李祥. 2016. 湯加—克馬德克俯沖帶現(xiàn)今非均勻應(yīng)力場(chǎng)特征及其動(dòng)力學(xué)意義[J]. 地球物理學(xué)報(bào)， 59(2)： 578--592. doi:10.6038/cjg20160216.

Huang J C, Wan Y G, Sheng S Z, Li X. 2016. Heterogeneity of present-day stress field in Tonga-Kermadec subduction zone and its geodynamic significance[J].ChineseJournalofGeophysics, 59(2): 578--592 (in Chinese).

黃驥超, 萬(wàn)永革. 2015. 利用小震與強(qiáng)震震源機(jī)制解反演首都圈現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)[J]. 地震, 35(1): 17--27.

Huang J C, Wan Y G. 2015. Present tectonic stress field in the capital region of China determined from small and strong earthquake focal mechanisms[J].Earthquake, 35(1): 17--27 (in Chinese).

金雙根, 朱文耀. 2002. 南美板塊的運(yùn)動(dòng)和活動(dòng)形變[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào): 信息科學(xué)版, 27(4): 358--362.

Jin S G, Zhu W Y. 2002. Motion and active deformation of South America Plate[J].GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversity, 27(4): 358--362 (in Chinese).

金雙根. 2003. GPS監(jiān)測(cè)全球板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的研究[D]. 上海: 中國(guó)科學(xué)院研究生院上海天文臺(tái): 87--92.

Jin S G. 2003.GlobalPlateTectonicMotionFromGPSMeasurements[D]. Shanghai: Shanghai Observatory, Chinese Academy of Sciences: 87--92 (in Chinese).

李智. 2003. 利用空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)研究全球構(gòu)造特征[D]. 北京: 中國(guó)地震局地質(zhì)研究所: 76--100.

Li Z. 2003.GlobalTectonicsCharacteristicsInferredFromSpaceGeodesy[D]. Beijing: Institute of Geology, China Earthquake Administration: 76--100 (in Chinese).

其次，用waFM的基本單形統(tǒng)一表示faFM和waFM，繪制如圖16所示的統(tǒng)一后faFM和waFM的Lv、Q方向的2維空間域，將faFM和waFM的映射點(diǎn)分別記為fapFi和wapFi。

呂政, 邵喜彬. 2004. 全球俯沖帶形態(tài)特征研究[J]. 東北地震研究, 20(3): 17--25.

Lü Z, Shao X B. 2004. Research on the diving plate shape characteristic of global diving belt[J].SeismologicalResearchofNortheastChina, 20(3): 17--25 (in Chinese).

馬宗晉, 高祥林, 任金衛(wèi). 1992. 現(xiàn)今全球構(gòu)造特征及其動(dòng)力學(xué)解釋[J]. 第四紀(jì)研究, 12(4): 293--305.

Ma Z J, Gao X L, Ren J W. 1992. The features of contemporary global tectonics and its dynamic explanation[J].QuaternarySciences, 12(4): 293--305 (in Chinese).

馬宗晉, 宋曉東, 杜品仁, 傅容珊, 孫付平, 汪洋. 2002. 地球南北半球的非對(duì)稱性[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 45(1): 26--33.

Ma Z J, Song X D, Du P R, Fu R S, Sun F P, Wang Y. 2002. Asymmetry between the southern and northern hemispheres of the earth[J].ChineseJournalofGeophysics, 45(1): 26--33 (in Chinese).

馬宗晉, 張進(jìn), 任金衛(wèi), 李智. 2006. 全球GPS矢量場(chǎng)的分區(qū)描述及規(guī)律性分析[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 80(8): 1089--1100.

Ma Z J, Zhang J, Ren J W, Li Z. 2006. Sub-regional descriptions of global GPS vector field and its geodynamic significance[J].ActaGeologicaSinica, 80(8): 1089--1100 (in Chinese).

Wan Y G. 2015. A grid search method for determination of tectonic stress tensor using qualitative and quantitative data of active faults and its application to the Urumqi area[J].ChineseJournalofGeophysics, 58(9): 3144--3156 (in Chinese).

萬(wàn)永革, 盛書(shū)中, 許雅儒, 吳逸民. 2011. 不同應(yīng)力狀態(tài)和摩擦系數(shù)對(duì)綜合P波輻射花樣影響的模擬研究[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 54(4): 994--1001.

Wan Y G, Sheng S Z, Xu Y R, Wu Y M. 2011. Effect of stress ratio and friction coefficient on composite P wave radiation patterns[J].ChineseJournalofGeophysics, 54(4): 994--1001 (in Chinese).

張勇, 許力生, 陳運(yùn)泰. 2015. 2015年9月17日智利中部沿岸近海MS8.2地震[EB/OL]. [2015-09-18]. http:∥www.cea-igp.ac.cn/tpxw/272851.shtml.

Zhang Y, Xu L S, Chen Y T. 2015. Off coastMS8.2 earthquake in central Chile on Sep.19, 2015 [EB/OL]. [2015-09-18]. http:∥www.cea-igp.ac.cn/tpxw/272851.shtml (in Chinese).

Araujo M, Suárez G. 1994. Geometry and state of stress of the subducted Nazca Plate beneath central Chile and Argen-tina: Evidence from teleseismic data[J].GeophysJInt, 116(2): 283--303.

Cahill T, Isacks B L. 1992. Seismicity and shape of the subducted Nazca Plate[J].JGeophysRes, 97(B12): 17503--17529.

Chen P F, Bina C R, Okal E A. 2004. A global survey of stress orientations in subducting slabs as revealed by intermediate-depth earthquakes[J].GeophysJInt, 159(2): 721--733.

DeMets C, Gordon R G, Argus D F, Stein S. 1994. Effect of recent revisions to the geomagnetic reversal time scale on estimates of current plate motions[J].GeophysResLett, 21(20): 2191--2194.

Engdahl E R, van der Hilst R D, Berrocal J. 1995. Imaging of subducted lithosphere beneath South America[J].GeophysResLett, 22(16): 2317--2320.

GCMT. 2015. Global CMT web page[EB/OL]. [2015-09-20]. http:∥www.globalcmt.org/CMTsearch.html.

Gephart J W, Forsyth D W. 1984. An improved method for determining the regional stress tensor using earthquake focal mechanism data: Application to the San Fernando earthquake sequence[J].JGeophysRes, 89(B11): 9305--9320.

Guiraud M, Laborde O, Philip H. 1989. Characterization of various types of deformation and their corresponding deviatoric stress tensors using microfault analysis[J].Tectonophysics, 170(3/4): 289--316.

Hardebeck J L, Hauksson E. 1999. Role of fluids in faulting inferred from stress field signatures[J].Science, 285(5425): 236--239.

Hardebeck J L, Michael A J. 2004. Stress orientations at intermediate angles to the San Andreas fault, California[J].JGeophysRes, 109： B11303. doi:10.1029/2004JB003239.

Hardebeck J L, Micheal A J. 2006. Damped regional-scale stress inversions: Methodology and examples for southern California and the Coalinga aftershock sequence[J].JGeophysRes, 111: B11310. doi:10.1029/2005JB004144.

Hayes G. 2015. Preliminary finite fault results for the Sep 16, 2015MW8.3 46 km W of Illapel, Chile earthquake (Version 1)[EB/OL]. [2015-09-20]. http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us20003k7a#scientific_finitefault.

Martínez-Garzón P, Kwiatek G, Ickrath M, Bohnhoff M. 2014. MSATSI: A MATLAB package for stress inversion combining solid classic methodology, a new simplified user-handling, and a visualization tool[J].SeisResLett, 85(4): 896--904.

Michael A J. 1987. Use of focal mechanisms to determine stress: A control study[J].JGeophysRes, 92(B1): 357--368.

Norabuena E O, Snoke J A, James D E. 1994. Structure of the subducting Nazca Plate beneath Peru[J].JGeophysRes, 99(B5): 9215--9226.

Pilger R H. 1984. Cenozoic plate kinematics, subduction and magmatism: South American Andes[J].JGeolSoc, 141(5): 793--802.

Townend J, Zoback M D. 2001. Implications of earthquake focal mechanisms for the frictional strength of the San Andreas fault system[J].GeologicalSocietyofLondonSpecialPublications, 186(1): 13--21.

USGS. 2015.M8.3: 48 km W of Illapel, Chile[EB/OL]. [2015-09-23]. http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us20003k7a#executive.

Wan Y G, Sheng S Z, Huang J C, Li X, Chen X. 2016. The grid search algorithm of tectonic stress tensor based on focal mechanism data and its application in the boundary zone of China, Vietnam and Laos[J].JEarthSci, 27(5): 777--785. doi:10.1007/s12583-015-0649-1.

Zoback M L. 1992. First- and second-order patterns of stress in the lithosphere: The World Stress Map Project[J].JGeophysRes, 97(B8)： 11703--11728.

Tectonic stress field analysis on the source region of the 2015MW8.3 Chile earthquake

Li Xiang Wan Yongge*Cui Huawei Huang Jichao Yan Rui Gao Xiwei

(InstituteofDisasterPrevention,HebeiSanhe065201,China)

Based on the focal mechanism solutions above depth of 70 km around theMW8.3 Chile earthquake on 16 September 2015 collected from GCMT, this paper carries out the inversion for stress field of the source region by using MSATSI software. The inversion results show that the directions of all compressive stress axes are consistent to each other, but extensional stress axes exhibit strong inhomogeneity. Taking the 31.5°S as boundary, the south part is under approximately biaxial compression with major compression in E--W direction and minor compression in N--S direction, but extensional in U--D direction. Whereas in north part, the compressive axis is still in E--W direction, but the extensional stress axis gradually rotates to N--S direction.

focal mechanism solution; inversion; inhomogeneous stress field; Chile earthquake; subduction zone

河北省地震科技星火計(jì)劃(DZ20140101002)、 國(guó)家自然科學(xué)基金(41674055)和“晉冀蒙交界區(qū)臨時(shí)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行及強(qiáng)震背景跟蹤研究”項(xiàng)目(DZ20150428102)共同資助.

2016-01-11收到初稿， 2016-08-24決定采用修改稿.

10.11939/jass.2016.06.004

P315.7+7

A

李祥， 萬(wàn)永革， 崔華偉， 黃驥超， 閆睿， 高熹微. 2016. 2015年智利MW8.3地震震源區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析. 地震學(xué)報(bào), 38(6): 847--853. doi:10.11939/jass.2016.06.004.

Li X， Wan Y G， Cui H W， Huang J C， Yan R， Gao X W. 2016. Tectonic stress field analysis on the source region of the 2015MW8.3 Chile earthquake.ActaSeismologicaSinica, 38(6): 847--853. doi:10.11939/jass.2016.06.004.

*通訊作者 e-mail: wanyg217217@vip.sina.com