戈尔巴希盆地地质结构对2023年喀拉曼马拉什地震破坏空间分布的影响研究

《Scientific Reports》：Subsurface basin structure, seismic site conditions and earthquake damage: case study of the G?lba?i basin, Türkiye

　　

摘要

位于土耳其东安纳托利亚断裂带左侧阶跃段盆地内的戈尔巴希（阿迪亚曼）镇，在2023年2月6日喀拉曼马拉什 Mw 7.8 和 Mw 7.6 地震中遭受了严重破坏。广泛的液化、地面沉降、侧向扩展、承载力失效和建筑物倒塌现象，其空间分布表明盆地几何形态与地震动放大之间存在强烈关联。本研究采用综合方法，结合微重力测量和空间自相关（SPAC）分析，调查了戈尔巴希盆地的地下几何形态和沉积层厚度。共进行了120次微重力测量，以划定低密度冲积沉积物的横向和纵向范围，并沿四个剖面构建了二维重力模型。此外，在20个测点进行的SPAC测量获得了深层横波速度（Vs）剖面，并据此推算了 Vs30 值。随后利用经验关系从 Vs30 估算了盆地深度代理指标（Z_1.0 和 Z_2.5）。该盆地含有约700米的松散沉积物。沉积层厚度和盆地几何形态的变化导致盆地内地震波速度和阻抗对比度存在显著的横向非均质性。沉积物最厚的区域遭受了最严重的结构破坏。研究结果表明，沉积层厚度、盆地几何形态、地震场地条件和观测到的结构破坏分布之间存在强烈的空间关联。基于邻域的皮尔逊相关分析显示，严重破坏比例与沉积层厚度呈非常强的正相关关系（r = 0.905，p < 0.001），与 Z_2.5 呈强正相关（r = 0.763，p = 0.017），与 Vs30 呈强负相关（r = ?0.698，p = 0.037）。尽管与 Z_1.0 和重力异常的相关性未达到5%的显著性水平，但它们也表现出类似的空间趋势。鉴于分析的邻域数量有限（n = 9），这些结果被解释为探索性的空间关联，而非因果关系证据。然而，重力推导的盆地几何形态、SPAC 推导的场地参数以及破坏分析之间的一致性表明，沉积层厚度和地下盆地结构是地震破坏空间分布的重要影响因素。