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日本熊本地震中Zougahana断层的古地震学研究

摘要

文章研究了2016年日本熊本地震中位于阿苏火山口东北缘的Zougahana断层的活动特征。通过地形解译、野外调查和钻孔研究,确认该断层自10ka以来至少发生过4次地震事件,包括2016年地震。研究揭示了该断层与主断层Futagawa断层的相互作用关系,并探讨了其触发机制。结果表明,Zougahana断层可能不仅是简单的次级断层,而是中央九州剪切带的主要构造组成部分。这项研究为理解走滑断层端部的复杂变形提供了重要案例。

1. 引言

2016年日本熊本地震序列在Futagawa和Hinagu断层上产生了显著的地表破裂。值得注意的是,在距离主断层东北约14公里的阿苏火山口外缘,Zougahana断层也出现了明显的同震位移。这一现象引发了关于次级断层活动机制及其与主断层关系的重要科学问题。

2. 研究方法

研究采用了多种技术手段对Zougahana断层进行综合调查。通过高分辨率LiDAR数据生成的地形图揭示了断层的几何特征。野外调查精确测量了2016年地震产生的地表位移。此外,通过探槽揭露和钻孔取样,获取了断层活动的沉积学证据。

3. 主要发现

研究确认Zougahana断层自全新世以来至少发生过四次显著活动。基于火山灰层和放射性碳测年数据,这些事件的年代分别被限定在5780-2750 cal BP、9020-7200 cal BP和9430-8450 cal BP。2016年地震在该断层上产生了约48.6厘米的右旋走滑位移和20.2厘米的垂直位移。

4. 讨论与意义

Zougahana断层的活动历史与主断层Futagawa断层存在明显关联,但其触发机制可能更为复杂。地震动分布和库仑应力变化分析表明,该断层的活动可能由强地震动触发。从区域构造角度看,Zougahana断层可能是中央九州剪切带的重要组成部分,而非简单的次级构造。这一认识对于理解走滑断层端部的变形特征和地震危险性评估具有重要意义。

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