汶川8.0级地震触发与余震活动空间分布研究

文中分析研究了2008年汶川8.0级地震发震构造即龙门山断裂带历史和现今地震活动情况, 并计算主震发生后产生的库仑破裂静应力变化, 讨论了地震触发与余震空间分布之间的联系。 结果表明, 龙门山断裂带以虎牙—北川—安县为界分为二段, 西南段和东北段在地震活动性方面存在着较大的差异。 虽同处一条断裂带上, 但两者之间地震活动没有联系。 汶川8.0级主震发生之后, 在空间上产生的库仑破裂静应力变化具有很明显的分区特征。 龙门山断裂带北川至青川之间库仑破裂应力变化值大于+0.05 MPa, 主震对该地区后续M_L≥5.0余震的发生存在着触发作用。     

景谷6.6级、鲁甸6.5级地震序列应力降变化对比研究

利用云南2014年10月7日景谷6.6级、8月3日鲁甸6.5级地震序列的波形与震相资料,消除区域地震波衰减与台站场地响应后,计算得到2次地震序列的应力降。结果显示,在研究所涉及的震级范围内,应力降呈现随震级增大而增大的趋势。为尽可能消除震级对应力降的影响,对比了相同震级档地震的应力降,结果显示,景谷地震序列的平均应力降明显高于鲁甸地震,这可能与2次6.5级左右地震后震源区的应力状态有关。从序列余震应力降的时、空变化对比来看,景谷6.6级地震后至2014年12月6日5.8、5.9级强余震发生前,应力降变化呈现先缓慢下降、进而转折升高并持续高值的变化过程;同时,高应力降地震在空间上主要集中于5.8级强余震区域。这表明,主震发生后经过一个较短期的调整之后,5.8级强余震震源区的应力环境可能持续增强。5.8、5.9级强余震发生后,地震序列应力降快速下降至相对稳定状态。研究表明,2次6级左右强余震发生后,震源附近区域应力得到一定程度的释放,应力环境降低,地震序列活动也趋于结束。对于后续没有强余震发生的鲁甸地震序列,余震应力降小于景谷地震序列相同震级档地震的平均应力降,同时,主震后余震序列的应力降在时间上几乎未发生太大的变化;结合主震能量释放特点推测,震源区的应力在主震破裂过程中已得到较多的释放,主震后震源区应力变化呈现逐渐恢复的过程,这可能是鲁甸地震余震活动明显较弱,后续亦未有较强余震发生的原因之一。     

汶川地震强余震(M_s≥5.6)的震源机制解及其与发震构造的关系

在2008年5月12日汶川8.0级地震之后,发生了数十个M>5,数百个M>4以及更多的M>3的余震,固定和流动地震台站对这些地震进行了较完整的监测.通过利用P波到时数据对M>3的余震进行重新定位,发现余震分布有两个明显的趋势,绝大部分的余震都分布在沿龙门山断裂带的北东向上,但在汶川地震的震中附近有一个北西向的余震分布区.利用中国国家数字地震台网和区域地震台网的波形记录,采用"裁剪-粘贴"法,获得了较大余震的震源机制解(Ms≥5.6).从震源机制解来看,尽管多数较强余震显示出逆冲的性质,但在断裂带的北部余震仍有一部分显示出明显的走滑性质.震源机制解显示北川-映秀断裂(BYF)的南部发生的余震主要为逆冲型地震,和主震的滑移状态一致;在BYF断层的北部余震同样以逆冲状态为主,这和主震在该区域的破裂性质有很大差异.在青川-平武断裂附近,震源机制以右旋走滑为主,且震源深度比较深(～18km).由此猜测主震在北部可能发生在北川断裂和青川断裂两个断裂上,而不是只发生在中央断层上.这种复杂的余震机制显示出龙门山断裂带断层系统的复杂性.     

芦山地震前后龙门山断裂带南段视应力研究

利用四川台网数字地震记录资料,计算了2008年汶川地震之后、2013年芦山地震之前5年内,龙门山断裂带南段ML3.0级以上地震视应力随时间的变化,以及芦山M7.0级地震序列的视应力值及其时空分布特征.结果表明：①从芦山地震之前1年的时间开始,龙门山断裂带南段有视应力的上升过程;②芦山地震余震序列视应力存在几次比较突出的视应力与震级相关性的被打破以及视应力的突降异常,且在震后3个小时之后,视应力即有明显下降的过程;③从归准化的芦山地震序列视应力σapp的空间分布来看,视应力高值区域分布在主震的西南方向和整个余震区东南边缘,并且这两个高视应力区正好分布在该断层面与华南地块紧密接触的边缘;④主震西侧有一片视应力相对较高的区域;⑤主震以北区域的视应力则相对较低.     

昆明地震台数字仪记录汶川及周边地震波形特征

2008年5月12日14时28分,四川汶川发生M_S8.0地震,之后,发生了诸多震级大小不同的余震,昆明地震台记录余震震级一般为4.2级以上,如:汶川、北川、青川乃至甘肃的武都区、陕西的宁强县等余震,至昆明地震台的距离从5.5°—8.7°左右。汶川地震主震难分,震相特点不突出,各种震相不易分辨。经过几个余震分析之后发现,主震之后的余震波形特征则较为明显,利用这些特征,在之后大震速报的分析中算出的发震时刻和中国地震台网大震速报公布的发震时刻非常接近。这些特征与往常分析地震图时分过的在相同距离范围内,近震波形出现的规律有些不同。此外,若发生近震时,在初动不清的情况下,这样的震中距范围内,需区分它是汶川余震还是其他地方的地震。     

基于时-空ETAS模型给出的川滇地区背景地震活动和强震潜在危险区

利用基于时-空传染型余震序列（Epidemic Type Aftershock Sequence, 简称ETAS）模型的随机除丛法,重新审视了2008年5月12日汶川M_S8.0地震前可能存在的长期地震活动异常,研究了川滇地区背景地震活动特征,并评估了当前的强震危险状态.对川滇地区1970年以来的M_L3.0以上的背景地震和丛集地震活动的研究结果表明,该地区地震丛集特征明显、时空分布很不均匀、地震序列常有前震事件.直接将概率值作为地震计数的权重,对地震丛集率空间分布图像分析表明,汶川M_S8.0地震前,龙门山断裂带中南段存在着长期、大范围的地震丛集率低值区,震前该段处于应力闭锁状态.对川滇地区地震丛集率低值区内背景地震与全部地震的累积次数、b值和新定义的Δb等统计参量的分析表明,龙日坝与龙门山断裂带具有地震活动的关联性,川滇地区当前的强震潜在危险区可能是巧家地区和汶川M_S8.0地震破裂尚未穿越的龙门山断裂带南段.此外,还发现b值倾向于反映局部应力场变化,而Δb能较为敏感地给出更大范围应力场的相对变化.     

汶川地震强余震（Ms≥5．6）的震源机制解及其与发震构造的关系

在2008年5月12日汶川8．0级地震之后,发生了数十个M〉5,数百个M〉4以及更多的M〉3的余震,固定和流动地震台站对这些地震进行了较完整的监测．通过利用P波到时数据对M〉3的余震进行重新定位,发现余震分布有两个明显的趋势,绝大部分的余震都分布在沿龙门山断裂带的北东向上,但在汶川地震的震中附近有一个北西向的余震分布区．利用中国国家数字地震台网和区域地震台网的波形记录,采用“裁剪-粘贴”法,获得了较大余震的震源机制解（Ms≥5．6）．从震源机制解来看,尽管多数较强余震显示出逆冲的性质,但在断裂带的北部余震仍有一部分显示出明显的走滑性质．震源机制解显示北川一映秀断裂（BYF）的南部发生的余震主要为逆冲型地震,和主震的滑移状态一致;在BYF断层的北部余震同样以逆冲状态为主,这和主震在该区域的破裂性质有很大差异．在青川．平武断裂附近,震源机制以右旋走滑为主,且震源深度比较深（～18km）．由此猜测主震在北部可能发生在北川断裂和青川断裂两个断裂上,而不是只发生在中央断层上．这种复杂的余震机制显示出龙门山断裂带断层系统的复杂性．     

近场全波形反演：芦山7.0级地震及余震矩张量解

2013年4月20日四川芦山发生了7.0级地震.该地震是自2008年汶川8.0级地震以来发生在龙门山断裂带上的最强地震,截至5月5日,四川省数字遥测台网记录到了52个（M_L≥4.0）余震.我们搜集了信噪比相对较高的宽频带数据,根据已有的三个分别适合于四川盆地和龙门山断裂东南地区、西南山区、西北山区速度模型,利用TDMT_INVC方法计算矩张量,获得了芦山主震及其16个余震的高质量矩张量解;根据P轴、B轴和T轴的倾角对主震及余震的断层类型进行了分类,结果表明：芦山地震的震级为M_w6.46（矩震级）,地震矩为0.61×10¹⁹Nm,震源深度为13 km,震源机制类型为逆断层.芦山余震类型简单,主要为逆冲型;芦山地震序列震中分布于龙门山断裂带西南端的彭县—灌县断裂上,本研究获得的主震和余震的震源机制主要为逆冲型,这表明了龙门山断裂西南端主要为逆冲特征.芦山地震震源性质与汶川地震相近,发震间隔时间短,且均发生于同一构造单元内,表明了该地震与汶川地震可能有密切关系.     

汶川地震序列早期特征及成因探讨

地震序列的特征和震型判定工作有助于抗震救灾工作的开展,对其发生成因的研究是解决地震预报难题必须面对的科学问题。汶川8．0级地震序列的初步研究表明：①余震沿龙门山断裂带分布于宽100km,长约330km的带状区域内,并侧向于主震震中的北侧;②序列发展初期有2个快速衰减过程;③序列类型为主震一余震型,最大强余震6．4级;④序列的空间演化过程,强余震震源机制结果和地震精确定位结果分析表明,序列具有分段特征;⑤8．0级地震的发震构造是龙门山断裂带,发震构造在剖面上呈现出“犁形”或“铲形”。地球物理勘探和壳、幔结构反演结果表明,自青藏高原穿越龙门山到四川盆地存在地幔阶梯,上地幔阶梯的阻挡作用使得物质东移速率减慢,并蕴积了汶川8．0级地震所需能量。地震的产生正是东西向应力平衡被打破的结果,余震沿龙门山断裂的分布是高原地壳在印度板块的推挤作用下向北北东方向的运动得以继续的表现。整个龙门山断裂带都参与了活动,龙门山断裂带北端作为断裂带的止裂端与南段同期活动。     

汶川8.0级地震序列活动的分段性研究

在汶川8.0级地震序列的跟踪研究中, 发现汶川地震序列具有明显的空间分段活动特点。 根据对汶川地震余震序列的部分测震学指标计算, 结果表明, 汶川地震序列可能是由以绵竹为界, 其西南段的汶川主-余震序列和绵竹北东段的北川－青川6级震群地震序列组成, 汶川地震可能具有龙门山活动构造的继承性运动特点。     

龙门山及邻区重、磁异常特征及与地震关系的研究

本文通过研究龙门山构造带及邻区的区域重、磁场特征,以及龙门山断裂带的产状等特征,探讨其与地震关系.研究结果表明,龙门山断裂带是环绕青藏高原的重力梯度带的一部分.其对应密度分界面向西北方向倾斜,向下延深数十公里,切穿莫霍面.推测密度分界面分为两段,深部较陡的为岩石圈块体的边界,浅部较缓.基底隆起与凹陷的界线大体与大地构造单元的界线一致.由西部的岩石圈块体的边界至东部在地表的大地构造单元界线之间的距离约为40~50 km.隶属于中上地壳脆性变形层的地质体由岩石圈块体界线沿缓倾的密度界面推覆至地表的大地构造单元的界线处,在此过程中伴随岩层破碎,从而发生地震.龙门山构造带主要部分位于负磁异常区,这种反磁化和退磁的现象,可能与逆冲推覆作用所引起的深部岩层倒转有关.     

1997年玛尼地震对青藏川滇地区构造块体系统稳定性影响的三维DDA+FEM方法数值模拟

本文用三维非连续变形与有限元相结合（DDA+FEM）的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上进一步数值模拟1997年玛尼7.9级大震的发生过程,研究大震引起研究区各块体边界断层应力状态变化的特征.（1）发震断层两侧发生左旋走滑错动,最大水平位错大约7 m;（2）深部位错面上位错分布与用地震波资料震源反演的结果类似;（3）最大差应力变化等值线图与由星载D\|INSAR技术获取的地表形变场图像相似;（4）地表垂直位移表明地震断层面略向北逆冲.计算模拟得到了玛尼地震发生引起青藏川滇地区构造块体系统各边界断层上库仑破裂应力变化的分布,表明玛尼大震的发生除了使其发震断层的两端库仑破裂应力增大,应力进一步集中外,位于上地壳层上东昆仑断裂中段的2001年昆仑山8.1大震（H=11 km）发震断层段的库仑破裂应力增加约2 MPa,位于中地壳层上喀拉昆仑断裂带中的2008年改则6.9级地震（H=30 km）发震断层段的库仑破裂应力也增加约0.7 MPa,可见这两个已接近破裂强度地段的失稳对发生大震起了一定促进作用.研究结果也表明：作者发展的三维DDA+FEM方法能有效地用于大震活动与各构造块体相互作用关系的研究.     

结合波形互相关的双差定位方法在2008年汶川地震余震序列中的应用

选取了汶川地震主震后的2008年5月12日——2009年8月31日, 震级为3.0le;MSle;5.0的余震4240次．利用波形互相关方法得到其P波到时,用双差定位方法对其进行定位,最终得到了2441次重新定位的结果．统计定位误差（两倍标准偏差）在E-W方向为0.4 km,N-S方向为0.4 km,垂直方向为0.7 km．定位结果表明,汶川地震的余震深度集中在10——20 km,震中分布与龙门山中央断裂带的走向关系密切．沿龙门山断裂的地震分布具有明显的分段性,西南段呈水平带状分布,东北段接近垂直分布,且在北川附近存在深度突变．这与龙门山断裂的地震在西南段多表现为逆冲,东北段多表现为走滑的现象相吻合．在深度剖面上地震的空间分布存在分立的特征,通过对比前人在此地区浅层的地震剖面资料, 发现地震空间分布与已探知的浅部断层有较好的对应关系．      

汶川Ms8.0地震及余震序列重新定位

从2008年5月12日汶川8.0级地震发震时刻起到2008年12月31日,四川省及其周边省区布设的区域台网、水库台网以及流动台共记录到10000余次余震序列(M≥2.0).我们采用双差定位法对主震及余震序列进行重新定位,得到7000多个地震的重新定位结果.结果表明,余震分布带长约350 km.在西南部,余震沿龙门山后山...     

四川芦山7.0级地震及其与汶川8.0级地震的关系

2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生M7.0级地震.根据四川省台网资料和收集的国内外相关资料,我们分析了芦山地震的基本参数、余震分布、序列衰减等特征.结果表明:芦山地震位于龙门山断裂南段,其震源力学机制显示为纯逆冲性质,与龙门山断裂构造特征相符合;芦山地震的余震较丰富,震后15天震区已发生7800多次余震,其中,5级以上余震4次,最大余震是4月21日17时5分芦山、邛崃交界M5.4级地震;余震分布形成的图形显示其长轴走向与龙门山断裂构造走向一致,余震分布显示密集区长轴约40 km,短轴约20 km.与汶川M8.0级地震在震源力学机制、破裂过程、余震空间展布以及地表破裂等对比分析后表明:芦山地震与汶川地震的震源错动类型、破裂过程、地表破裂以及余震活动等特征存在明显差异;芦山地震与汶川地震震中位置相距90 km,两次地震的余震密集区相距50 km;汶川8.0级地震造成龙门山断裂中北段较充分破裂,芦山7.0级地震则展布于龙门山断裂南段且破裂尺度有限;两者有发震构造上的联系,但两次地震是相对独立的地震事件.     

Depth and region dependence of b-value for micro-aftershocks of the May 12th,2008 Wenchuan earthquake and its tectonic implications

Micro-aftershocks with magnitude range of 1.5?4 around the Wenchuan earthquake epicenter,the southern part of the Longmenshan fault zone,exhibit good frequency-magnitude linear relationships,thus enabling b-value analysis.The average b-value for micro-aftershocks of M1.5?4 from July to December of 2008 in our local study region is about 0.88,similar to the b-value for all aftershocks of M3.0?5.5 from May,2008 to May,2009 along the whole Longmenshan fault zone.The similarity between the local and regional b-...     

龙门山断裂带地壳精细结构与汶川地震发震机理

利用2001年1月至2008年6月四川固定地震台网和临时地震台站记录到的大量P波到时资料,反演了龙门山断裂带及周边地区的地壳精细三维P波速度模型. 结果表明,汶川主震以北和以南地区的结构存在较大差异,以北地区的龙门山断裂带具有很强地壳不均匀性,这与该区发生了大量汶川地震的余震相一致. 这些结果有意义地改进了前人对龙门山断裂带仅为不同块体过渡带的认识. 汶川主震震源区下方存在有明显低波速异常体,表明流体可能存在于龙门山断裂带内. 这些流体可能直接影响汶川大震的形成. 本文的成像结果为下地壳流沿龙门山断裂带上浸提供了可靠的地震学证据.     

龙门山断裂带的分段性特征——来自密集震源机制解的约束

龙门山断裂带沿倾向和走向具有明显的分带性和分段性特征,通常以4条主干断裂为界将龙门山断裂带自西向东分为5条构造带,但是对沿走向的分段性特征仍未达成共识.本文利用四川区域地震台网记录的汶川地震后近10年的波形数据,采用全波形反演获取了龙门山断裂带1495个M≥3的震源机制解.通过“滑动窗”扫描方法提取不同地震类型的数量沿龙门山断裂带走向的变化曲线,据此将龙门山断裂带的震源区划分为S1—S9段.根据反演的震源机制解,进一步采用阻尼线性反演技术求取龙门山断裂带高分辨率的构造应力场信息,从地震类型、断面结构和构造应力场等角度探讨龙门山断裂带的分段性特征.结果表明:(1)地震类型存在明显的分段性特征.其中S1的逆冲型地震比例最高,S8的走滑型地震比例最高,S9的正断型地震比例最高.汶川地震后龙门山断裂带可能存在差异性断层调整运动,且余震晚期沿断裂带走向普遍存在应力的补充和协调,芦山地震的发生可能还对S2造成了应力扰动.汶川主震附近及余震区远端经历了更长的震后调整过程,且余震区远端S9具有更复杂、强度更高的震后调整过程.(2)断面结构存在明显的分段性特征.断面结构揭示汶川主震附近和余震区远端的隐伏断裂,以及虎牙断裂南端参与了汶川余震活动.断面倾角与走滑分量具有较好的一致性,在具有明显逆冲分量的分段断面倾角主要分布在50°~70°,而在具有明显走滑分量的分段断面倾角基本在60°以上,且断面倾角增大与汶川余震带宽度收缩变窄相吻合.(3)龙门山断裂带的应力环境非常复杂.σ1方向的分段性差异导致了汶川—芦山地震空区的地壳撕裂和地幔物质上涌、汶川主震附近和余震区远端的隐伏断裂活动以及虎牙断裂南端大量的逆冲型地震.结合构造应力场与大地测量资料认为,龙门山的隆升主要是受构造应力场作用下的上地壳缩短增厚所致.     

Source mechanism of strong aftershocks (M_s≥5.6) of the 2008/05/12 Wenchuan earthquake and the implication for seismotectonics

Dozens of >M5, hundreds of >M4, and much more >M3 aftershocks occurred after the 2008/05/12 Wenchuan earthquake, which were well recorded by permanent and portable seismic stations. After relocated with P arrival, the >M3 aftershocks show two trends of distribution, with most of the aftershocks located along the north-east strike consistent with Longmenshan fault system, yet there is a north-west trend around the epicenter. It seems that substantially more aftershocks occur in regions with crystalline bedro...