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2025-07-04
面元科学仪器丨台湾大埔地震序列密集台阵观测与共轭破裂机制研究
面元科学仪器凭借SmartSolo三分量节点地震仪器构建的密集观测阵列,结合AI相位识别和三维重定位技术,首次揭示了台湾大埔地震独特的X形共轭破裂结构和复杂的孕震机制,为区域地震灾害评估提供了新见解。

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2025年1月21日,台湾西南部发生ML6.4级强震,震中位于嘉义市东南约37.9公里(北纬23.23°,东经120.57°),震源深度仅9.7公里。地震引发严重山体滑坡、岩崩和建筑损毁,其后三天内余震超千次,部分达5级以上,随后逐渐衰减。这场被命名为“大埔地震”的事件,震中位于台湾西部山麓带西缘,该区域以厚层海相沉积为基底,发育晚渐新世至早更新世的碎屑岩层,构造背景为东北走向的叠瓦状逆冲断层系统。

为破解复杂破裂机制,研究团队布设39个SmartSolo三分量节点地震仪器,构成密集观测阵列(下图黑三角)。主震后增设40个临时站点(蓝三角),联合中央气象局(CWASN)、强震仪网(TSMIP)及中正大学(CCU)网络,形成总计114个台站的超级监测网。

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这一部署大幅提升波形质量,结合两项核心技术实现精准定位:1、AI相位识别:PhaseNet Plus算法自动检测P/S波初至;2、三维重定位:基于台湾西南部三维速度模型优化震源位置;3、技术突破:传统一维模型定位误差达0.27秒,三维模型将主震残差降至0.1秒,并揭示其真实深度为15.75公里(较初报深6公里)。

通过重定位3656次余震及45次前震,研究首次揭示大埔地震的独特X形破裂结构:

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主震(逆冲机制)同时触发向西(Ⅰ组)、向东(Ⅱ组)倾斜的共轭断层系统97%震源机制解显示东北-西南向主压应力,控制不同断层活动;主震前一周的微破裂已显示与主震相似的震源机制。

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大埔地震序列暴露了台湾西部山麓带的特殊孕震结构:台南盆地边界经历历史拉张,现今受NW-SE挤压导致轻微位移;深度5–15km存在向西倾斜的微震密集带可能是能量积累区;不同于传统“闭锁断层引发大震”模型,本次主震前频发机制各异的前震,揭示变形前锋的复杂断层相互作用;区域最大缩短方向为NW向,与断层走向斜交,促使共轭破裂产生。

本研究通过毫米级震源定位与多断层机制解析,实证了动态破裂对复杂构造的响应过程。为改进区域地震灾害评估提供了见解,最终有助于提高灾前规划和灾后响应的效率。


本文原文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s44195-025-00103-y(Fast report: exploring the 2025 Dapu  earthquake sequence using dense array Chia-Nan Lai , You An Liu , Strong Wen, Chien-Min Su , Yi-Ying Wen, Wu-Yu Liao , En-Jui Lee , Yu-Chih Huang and Ying Nien Chen)