Bazinul Bandung este un platou înconjurat de mai mulți munți și vulcani activi. Morfologia bazinului s-a format ca urmare a activității tectonice și vulcanice din timpul Cuaternarului. Sedimente lacustre groase au fost depuse în bazin în timpul cuaternarului târziu. Aceste depozite ar putea ascunde mai multe falii îngropate. Falia Lembang este situată în partea de nord a bazinului Bandung, unde se află orașul Bandung. Din punct de vedere administrativ, acest bazin este situat în provincia Java de Vest și este înconjurat de mai mulți munți, care sunt asociați cu falii cartografiate (figura 1). Bandung este un oraș dens populat din Indonezia. Acesta este înconjurat de mai multe falii care pot fi potențial surse de cutremur. În ceea ce privește reducerea riscului de dezastre, este important să se evidențieze seismicitatea în această zonă. Am studiat activitățile seismice din jurul faliei Lembang, cea mai vizibilă falie din bazin.

Formația faliei Lembang a fost explicată de Dam . În cuaternar timpuriu-mediu, s-au format înălțimile cu orientare vest-est cu cei mai vechi vulcani din complexul Burangrang-Sunda (inclusiv vulcanul Tangkubanperahu), crestele și vârfurile vulcanice din zona nord-estică a Lembangului și cea mai mare parte a terenului vulcanic dintre Bandung și Sumedang. În urma acumulării vulcanului Sunda, o prăbușire gravitațională, datorată încărcării unor cantități enorme de depozite vulcanice pe sedimente marine ductile, a provocat falii de împingere și structuri diapirice în straturile apropiate de suprafață ale versanților de la poalele nordice (Van Bemmelen, ). Riftingul asociat cu erupțiile catastrofale de cedare a sectoarelor a distrus conurile vulcanice, în timp ce depresurizarea rezervorului principal de magmă a dus la falii normale și la formarea faliei Lembang. Această falie, cu o scarpină impresionantă, a fost studiată de Tjia , care a concluzionat că au avut loc atât deplasări mai vechi de tip dip-slip, cât și deplasări mai tinere de tip strike-slip.

Un studiu paleoseismologic recent arată mai multe dovezi ale activităților din trecutul apropiat ale faliei. Acest studiu a concluzionat că în ultimii 2 ani, falia Lembang a fost capabilă să producă cutremure cu magnitudinea de ~ 6,8 și 6,6 la aproximativ 2 și, respectiv, 0,5 kyrs BP . În consecință, falia poate fi capabilă să declanșeze cutremure de magnitudini comparabile în viitor.

Bazinul Bandung, așa cum se vede în (Figura 1), va acționa pentru a amplifica undele seismice în cazul în care falia Lembang generează un cutremur. Nivelul de amplificare este dependent de grosimea sedimentelor. Structura sedimentelor a fost investigată cu ajutorul metodei microtremor array , care a arătat că cel mai adânc subsol atinge aproximativ 3,5 km. Amplificarea undelor seismice în bazinul Bandung a fost simulată de Afnimar folosind metoda lui Haskell.

Deși studiul paleoseismologic al faliei Lembang arată dovezi ale unor falii semnificative în trecut, seismicitatea din jurul faliei Lembang este în general foarte scăzută și, în mare parte, nu este percepută de oameni. La 21 iulie 2011, un cutremur M 2,9 și la 28 august 2011, un cutremur M3,3 (raport BMKG) au fost, printre altele, cele percepute de oameni și au provocat pagube vizibile la casele din vecinătatea zonei de falie, fiind înregistrate de rețeaua seismică locală din jurul faliei. Până în prezent, nu a fost efectuată o investigație seismică detaliată a faliei Lembang. În acest studiu, o investigăm folosind relocarea hipocentrului (inclusiv determinarea vitezei 1-D) și analiza mecanismului focal.

Datele

O rețea seismică temporală (Figura 2) a fost desfășurată în jurul faliei Lembang de către BMKG din mai 2010 până în decembrie 2011. Patru seismometre Taurus-Nanometrics sunt instalate la Lembang (LEM), Cimenyan (MYN), Parongpong și în jurul Cibodas. La mijlocul anului 2010, două seismometre au fost mutate de la Parompong și Cibodas la vulcanul Tangkubanperahu (TKP) și Ciater (ATR), pentru a evita zgomotele produse de activitățile agricole. În acești doi ani, rețeaua a înregistrat aproximativ 15 cutremure. Această cercetare va analiza doar evenimentele cele care au provenit din zona din jurul Lembang.

Un exemplu de formă de undă seismică înregistrată este prezentat în (figura 3). Prelevarea sosirii undei P se bazează pe debutul acesteia, care este clar vizibil pe seismograme. Este mai dificil de găsit debutul undei S, în special în seismograma de la stația MYN. Din fericire, componentele orizontale ale seismogramelor de la stațiile LEM, TKP și ATR prezintă debuturi clare ale undelor S. Preluarea undelor S de la aceste trei stații ar putea fi folosită ca un ghid pentru a găsi faza undelor S pe seismograma de la stația MYN. Există una sau două faze observate la stația MYN înainte de sosirea undei S. Aceste faze sunt probabil produse de reflexii datorate structurii complicate de la nord de această stație.

Metode

Primul pas care trebuie făcut în analiza cutremurelor este determinarea locației cutremurului. O locație a cutremurului include o poziție geografică, o adâncime și un timp de origine. Timpul de origine poate fi determinat folosind ceea ce se numește o diagramă Wadati . Rezultatul diagramei Wadati este una dintre datele de intrare ale metodei de inversie a gradientului, care este de obicei utilizată pentru a localiza un eveniment. Acesta este motivul pentru care această metodă este adesea utilizată ca o determinare a unui singur eveniment (SED). Structura vitezei utilizată în această etapă este intuită din structurile geologice din jurul faliei Lembang. Această metodă de inversie a fost introdusă și aplicată pentru prima dată de Geiger și numită metoda Geiger de localizare a cutremurelor. Rezultatul metodei SED trebuie recalculat din cauza eterogenității structurii din jurul faliei Lembang. O metodă comună de localizare a hipocentrului (JHD) a fost propusă pentru prima dată de Douglas pentru a ține cont de timpul rezidual la toate stațiile (corecția stației) cauzată de eterogenitatea vitezei din locațiile stațiilor. Kissling et al. au extins metoda JHD prin includerea unui model de viteză 1-D ca parametru în inversie.

Pentru a estima mecanismul cutremurului, inversia tensorului de moment dezvoltată de Kuge este aplicată în această cercetare pentru a estima mecanismul cutremurului. Soluția optimă a tensorului de moment este obținută prin cea mai bună potrivire între formele de undă de observație și cele sintetice prin procesul de inversie. Formele de undă sintetice sunt calculate prin metoda de reflectivitate extinsă dezvoltată de Kohketsu . Structura de viteză în care a fost calculată acea formă de undă sintetică este modelul de viteză 1-D rezultat din JHD. Formele de undă ale vitezei de observație sunt tăiate de la debutul undei P până la pulsul undei S (fereastră de 5 până la 10 s) și sunt filtrate în intervalul 0,075-0,25 Hz cu ajutorul SAC. Uneori, pentru evenimente mici, formele de undă ale vitezei unui eveniment sunt integrate pentru a obține formele de undă de deplasare pentru a reduce modelul de inelare. Prezentăm ieșirile originale legate de evenimentul cu cea mai mare magnitudine (figura 4) și de cel cu cea mai mică magnitudine (figura 5). Potrivirea dintre formele de undă de observație și cele sintetice pentru toate evenimentele este variabilă, fiind identificată prin valoarea variației (a se vedea figurile 4 și 5). Deși există o variație a valorilor de variație, formele de undă sintetice acoperă în continuare tendința celor de observație. Formele de undă de observație înregistrate la stația TKP au un aspect zgomotos și nu se pot potrivi bine cu formele de undă sintetice. Chiar și unele evenimente, de exemplu evenimentul din (figura 5), formele de undă de observație nu pot fi identificate la această stație. Motivul ar trebui să fie cauzat de eterogenitatea structurii din jurul vulcanului Tangkubanperahu.

Localizarea cutremurului și mecanismul focal

Ipocentrii SED relocalizați, obținuți prin metoda JHD pentru toate evenimentele enumerate în (Tabelul 1) și soluțiile lor dublu-cuplate ale rezultatelor tensorului de moment enumerate în (Tabelul 2) sunt reprezentate grafic în (Figurile 6 și 7). Cele mai multe dintre ele par să aibă legătură cu falia Lembang. Doar două evenimente foarte superficiale (la o adâncime mai mică de 5,0 km) sunt situate în partea de est și, prin urmare, este puțin probabil să aibă legătură cu falia Lembang.

Evenimentele legate de falia Lembang sugerează cu tărie că această falie are o cinematică laterală stângă cu o componentă ușor fiduciară. Mișcarea vectorială NNE a plăcii australiene (e,g. ) ar fi putut fi responsabilă pentru inversarea cinematică a faliei Lembang după mișcarea gravitațională verticală inițială a acesteia. Mișcarea inițială a segmentului estic al faliei ar fi putut fi declanșată de erupția cataclismică a vulcanului Sunda, așa cum a explicat Van Bemmelen , iar cea a segmentului vestic de erupția cataclismică a vulcanului Proto-Tangkubanperahu, așa cum au dedus Nossin et al. dar mișcările ulterioare ar fi trebuit să fie declanșate de acumularea lentă de tensiuni din mișcarea NNE a plăcii australiene. S-ar putea deduce aici că, deși falia Lembang s-a format din punct de vedere cinematic ca o falie normală, din punct de vedere cinematic s-a transformat într-o falie cu alunecare de grevă laterală stângă, cu o componentă de încredere (alunecare de adâncime). Aceasta ar putea fi o explicație a apariției liniilor de șlam cu componentă orizontală raportate de Tjia (1968).

Drumul de suprafață recunoscut pe scară largă al faliei Lembang se întinde pe o distanță de aproximativ 15 km în direcția ESE – WSW (Figura 1) cu o traiectorie de ~ N282°E. Evenimentele 2, 3, 4, 4, 5, 8 și 9 sunt distribuite într-o zonă situată la vest de această binecunoscută urmă de suprafață a faliei Lembang (figura 6). Deoarece hipocentrele pentru aceste evenimente se află la o anumită distanță de această urmă de suprafață, ele par la prima vedere să nu aibă legătură cu falia Lembang. Dar loviturile planurilor de falie desemnate (I) în (Tabelul 2) sunt destul de coerente cu lovitura faliei Lembang. Distribuția lor verticală de-a lungul secțiunii transversale AB indicată în (figura 7) se aliniază, de asemenea, bine cu o posibilă extensie spre vest a faliei Lembang, presupunând o înclinare aproape verticală care este în concordanță cu planurile de falie estimate. Din aceste motive, interpretăm că aceste evenimente sunt legate de falia Lembang. Acest lucru implică faptul că falia Lembang se extinde cu cel puțin 10 km mai mult spre vest decât ar fi dedus din urma sa de suprafață. În consecință, ar trebui să existe o linie de falie care se extinde ușor spre vest de la punctul final al faliei Lembang. Această linie ar putea fi conectată la linia de falie Lembang existentă și neexpusă din punct de vedere morfologic (linia cu liniuțe din figura 6), sau ar putea fi un segment diferit al faliei Lembang. Pe baza cartografierii regionale a caracteristicilor morfologice, Horspool et al. au notificat că, la capătul vestic, linia de falie este ușor cârligată spre sud, prezentând o formă de coadă de cal. La capătul sudic al acestei forme de coadă de cal, o altă posibilă linie de falie se întinde aproape paralel cu falia Lembang, unde, la nord de această linie, sunt distribuite evenimentele 2, 3, 4, 5, 8, 9. Prin urmare, interpretăm pur și simplu că aceste evenimente au fost legate de această linie care este probabil un alt segment al faliei Lembang. Din aceste evenimente, putem, de asemenea, să stabilim geometria faliei Lembang. Lovitura medie este de aproximativ 277°, care nu este atât de diferită de linia de tendință de suprafață de 282°, adâncimea este de aproximativ 85°, iar panta este de aproximativ 35°.

Rezultatul măsurătorii GPS a azimutului de alunecare a plăcii australiene a dat o direcție medie de ~ N20-21°E . Deoarece tendința generală a faliei Lembang este N282°E (Figura 8), prin urmare, posibila cinematică a faliei ar trebui să aibă o componentă laterală stângă. Direcția generală a axei de presiune a tuturor evenimentelor distribuite în partea de vest a faliei Lembang oferă dovezi în sprijinul acestei idei. Direcția medie a acestor evenimente este o falie oblică laterală stângă, cu o axă de presiune medie de N 225,3° E. Acest lucru ar putea explica dezvoltarea trăsăturii în formă de coadă de cal între linia de falie Lembang existentă și linia suplimentară propusă ca un jog transtensional. O nouă geometrie schematică a faliei Lembang este prezentată în (figura 9).

Evenimentele care au avut loc în partea de est a faliei Lembang sunt distribuite într-o zonă în care o structură de graben s-a dezvoltat în timpul erupției cataclismice a vulcanului Sunda la aproximativ 0,2-0,18 Ma . O pereche de falii orientate E-V la nord și la sud au mărginit acest graben . Granița sudică este apoi recunoscută ca fiind segmentul estic al faliei Lembang. Această structură geologică inițială influențează evoluția tectonică locală ulterioară, după cum indică evenimentele 1, 6 și 7. Mecanismele focale ale acestor evenimente, în special evenimentele 1 și 7, sugerează o componentă aparentă de faliere normală (prăbușiri gravitaționale). Evenimentele 1 și 7 ar putea fi legate de falierea unor falii minore în zona de graben de la nord de falia Lembang. Datorită poziției sale (figura 7) și mecanismului său focal, evenimentul 6 ar putea fi legat de partea estică a faliei Lembang. Componenta laterală stângă evidentă a evenimentului 6 este în concordanță cu cele ale evenimentelor distribuite la vest de falia Lembang și, prin urmare, sugerează cu tărie cinematica laterală stângă a faliei Lembang.

Structura vitezei

Structura 1-D, inclusiv vitezele undelor P și S (tabelul 3) obținute prin metoda JHD, este prezentată sub formă de grafice ale adâncimii în funcție de viteză (figura 10). Interpretarea este dată în această figură. Trei straturi pot fi distinse din graficul Vp, și anume valori Vp ridicate la adâncimi mai mari de 6 km, cu excepția celei de la 18 km, Vp moderată la adâncimi cuprinse între ~6 și ~0,75 km, și Vp scăzută la adâncimi mai mici de 0,75 km. Gama de valori Vp ridicate, moderate și scăzute este mai mare de 4,0, 3,0-4,0 și, respectiv, 2,0-3,0 km/s. Două straturi pot fi distinse din graficul Vs, și anume Vs ridicat la adâncimi mai mari de 6 km și Vs scăzut la adâncimi mai mici de 6 km. Intervalul valorilor Vs ridicate și scăzute este mai mare și, respectiv, mai mic de 2,5 km/s. Din graficul Vp/Vs se pot distinge două straturi, și anume Vp/Vs ridicat la adâncimi mai mari de 0,75 km și Vp/Vs scăzut la adâncimi mai mici de 0,75 km. Intervalul valorilor Vp/Vs ridicate și scăzute este de peste și, respectiv, sub 1,5. În consecință, configurația stratigrafică din jurul faliei poate fi dedusă ca fiind compusă din trei straturi, și anume Vp/Vs ridicat cu Vp și Vs ridicate în partea inferioară (mai puțin de 6 km), Vp/Vs ridicat cu Vp moderat și Vs scăzut la mijloc (6 – 0,75 km) și Vp/Vs scăzut cu Vp și Vs scăzut în partea superioară (mai puțin de 0,75 km). Limita superioară a acestui strat se află probabil la o adâncime cuprinsă între 0,5 și 1 km, indicată de scăderile importante ale Vp/Vs și Vp. Se presupune că această limită se află la 0,75 km. Limita inferioară se află probabil la o adâncime cuprinsă între 5 și 8 km, după cum indică scăderile importante ale Vs și Vp. Se presupune că această limită inferioară se află la 6 km. Vs sunt relativ scăzute în straturile superioare și medii, cu o fluctuație subtilă.

Vp/Vs scăzut cu Vp scăzut în stratul superior poate fi corelat cu raportul de aspect mare al conținutului de apă din porii rocilor. Takei raportează că porii plini de apă au un efect diferit asupra vitezei seismice și a raportului Poisson, care depinde de forma porilor. Porii plini de apă cu un raport de aspect mic scad viteza seismică odată cu creșterea raportului Poisson. Cu toate acestea, porii umpluți cu apă cu un raport de aspect mare pot scădea ușor raportul Poisson odată cu scăderea vitezei seismice. Din acest punct de vedere, Vp/Vs ridicat cu Vp moderat și Vs scăzut în stratul mijlociu poate indica un raport de aspect mai mic al conținutului de apă din acest strat în comparație cu cel din stratul superior. Vp/Vs mai mici cu Vp și Vs ridicate în stratul inferior pot indica cel mai mic raport de aspect al conținutului de apă în comparație cu cel din straturile mijlociu și superior.

În comparație cu geologia generală a zonei de studiu (Figura 11), stratul superior ar trebui să reprezinte un strat vulcanic cuaternar. Straturile de mijloc și de jos ar trebui să reprezinte stratul sedimentar terțiar sau subsolul conform lui Satake și Harjono .

Corecțiile stațiilor obținute prin metoda JHD sunt tabelate în (Tabelul 4). Se observă că corecția negativă a stațiilor la LEM apare pe roca fundamentală, iar cele pozitive sunt cele pe roci sedimentare sau de alterare. Acest lucru înseamnă că undele au ajuns mai devreme la stațiile de pe roca fundamentală decât la cele de pe roci sedimentare sau de intemperii. Pujol a obținut o corecție de valoare negativă legată de anomaliile de viteză ridicată și viceversa din datele din Loma Prieta, California, secvența mainhock-aftershock. Rezultatul nostru arată o indicație similară cu cea din Loma Prieta. Valoarea negativă de la LEM este legată de aflorirea rocilor igoase (anomalii de viteză ridicată) de-a lungul faliei Lembang. Cele pozitive de la TKP, MYN și ATR sunt legate de zona vulcanică (anomalii de viteză mică).

Concluzii

Din această investigație, stratigrafia zonei de studiu a fost dezvăluită pe baza Vp, Vs și Vp/Vs, constând din trei straturi. Dintr-o perspectivă a raportului de aspect al conținutului de apă, stratul superior cu Vp/Vs scăzut, Vp scăzut și Vs scăzut este compus din roci cu cel mai mare raport de aspect al conținutului de apă. Stratul inferior, cu Vp/Vs ridicat, Vp ridicat și Vs ridicat, este compus din roci cu cel mai mic raport de aspect al conținutului de apă. În comparație cu geologia generală a zonei, stratul superior ar trebui să reprezinte stratul vulcanic cuaternar, iar straturile mijlociu și inferior ar trebui să reprezinte stratul sedimentar terțiar.

Mecanismul sursă al cutremurelor de-a lungul faliei Lembang este falia laterală stângă. Toate evenimentele din vest sunt probabil legate de un nou segment al faliei Lembang. Acest nou segment este poate dezvoltat de presiunea plăcii australiene indicată de caracteristica coada-calului. Două evenimente estice de mică adâncime sunt legate de falii minore și sunt cauzate de un colaps gravitațional.

.