区域加载过程与发震断层变形演化的实验研究

使用双剪粘滑模型模拟自发地震和诱发地震的区域加载过程,利用应变观测系统多点连续观测发震断层附近的局部应变变化。在应力与应变空间上描述了地震过程的区域应力路径和局部应变路径。结果表明,局部应变路径与应力宏观路径的形态差异较大,但两者的转换阶段对应,存在一定映射关系。断层局部变形路径的走向标明了断层所处在的变形阶段。自发地震的应变路径可以划分为3个部分:应变积累阶段、剪应变的线性偏离阶段和失稳滑动阶段。诱发地震的应变路径包括4个阶段:正斜率的应变积累阶段、负斜率的稳态滑动阶段、亚稳态应变僵持阶段、扰动失稳滑动阶段。自发地震与诱发地震有各自的路径模式,可以从应变路径上判别断层稳定性与可能的地震类型。     

地震震型判断方法探讨

一、前言在构造应力作用下,在地壳或上地幔某些部位逐渐积累起应变和应变能。当这种应变在某处达到岩石破裂的临界应变值或当应力达到岩石的破裂强度时,岩石就破裂而发生地震,释放了应变能。所积累起的应变能不是通过一个地震而是通过一系列地震释放完毕。这一系列地震在时间上是很靠近的,在地点上同处于一个震源体内,称为一个地震序列。     

从脉动应力讨论台风与地震的遥联性

在一维简化地球模型下，推导了台风脉动应力公式和应变公式，计算了台风脉动应力量级，统计了台风与地震在时间与空间上的关系，并对两个震例进行了分析．结果表明，台风产生的脉动对地震有触发作用．     

川滇活动块体中-北部主要活动断裂带现今应力状态的分区特征

恢复2009年1月1日-2015年12月31日间川滇活动块体中-北部1012次2.0≤M_L≤5.0地震的震源谱,计算标量地震矩M_o、震源尺度r和应力降△_σ等震源参数并拟合各参数间的定标关系,基于区域地震构造背景、活动断裂展布以及地震活动的成丛分布将研究区划分成四个统计单元,分别讨论各构造单元的应力分布特征、地震应力降随地点位置的变化以及应力-应变加载作用与区域变形的动力学过程的关联.结果显示:中小地震释放的应力降△_σ在0.1~10 MPa;标量地震矩M_o与近震震级M_L呈现较好线性关系(lgM_0=0.92M_L+10.46);应力降与地震大小的关系与Nuttli的增加应力降(ISD)模型比较吻合(1g△_σ=0.31 1gM_0-3.92).震源应力降结果显示:①金沙江断裂端部为低应力区,断裂单元整体滑动速率较高、强震活动极少,不具备强震发生的应力高度集中条件;在3条次级断裂构成的条带断裂结构中,理塘断裂上的应力-应变加载作用自北西向南东逐渐减弱,相对闭锁的北西段较其他部位更易积累应变.②鲜水河断裂带的地震应力降以康定为界南低北高,南段(康定-石棉)短期内难以积累较高应变,北段(甘孜-康定)应力水平较高,已发生的中强地震尚未能填充地震矩释放的亏空区,段落局部仍有较高的应力积累.③安宁河-则木河断裂上高应力降地震事件集中,该单元的应变积累强、应力水平最高,地震危险性大.④丽江—小金河断裂上不同震级地震的应力降特征并不相同,推测与当地复杂的构造背景有关,具体原因尚需深入探讨;木里地区应力背景较低,可能受当地构造环境的影响.研究表明,地震应力降随地点位置而系统变化,高应力降地震事件多发生在断裂与断裂的交汇部位,而断裂无闭锁条件、断裂以蠕滑为主且断面松弛、断裂端部为高温或破碎塑性变形带时,多以低应力降地震事件为主;与通常所认为的"走滑断裂不易积累应力"相反的是,鲜水河断裂带、安宁河—则木河断裂带均表现出较高的应力水平,其原因一方面可能是因为已发生的中强地震无论数量还是强度都尚不足以释放已经积累的能量,另一方面也许是在区域变形的复杂动力学过程中,当构造单元间阻碍断层运动和协助积累应力的作用占主导时,相同震级的地震会释放更多的应力.     

水平地震作用下无锚固储罐应力与应变响应分析

在考虑地基与储罐相互作用的情况下,采用有限元法对储罐在水平地震荷载作用下的应力及应变反应进行了数值计算。对3×104m3和2×103m3罐壁应力及应变的分析结果表明:环向、轴向应力及应变的分布形式呈现出明显的下部大上部小的特点,在偏底部的位置出现应力和应变的峰值;储液罐在水平地震作用下“象足”变形是由纵向压应力达到屈曲临界应力导致的屈曲破坏,不是强度破坏,即破坏属于失稳破坏而非强度破坏。     

2013年芦山MS7.0地震的震前及临震应变异常

距离芦山地震震中70 km的姑咱地震台YRY四分量钻孔应变仪2013年4月16—19日记录到8次幅度达到十倍固体潮幅的张性应变阶跃, 这在该仪器6年多运行期间尚属首次. 这些应变异常与芦山地震在时间、 空间上相关; 应变异常的主压应力方向与震前宝兴水压致裂地应力测量主压应力方向相近, 并与震前5个月中长达3个月的应变异常主压应力方向一致; 应变阶跃起始与远震震波同时到达. 综上认为, 4月16—19日的应变异常有可能是芦山地震发震断裂在破裂错动前地层蠕滑的反映.      

于田2008年和2014年两次MS7.3地震孕育的应力环境

2008年3月21日新疆于田发生M_S7.3级地震,2014年2月12日于田再次发生M_S7.3级地震,两次地震相距约110 km.但是,前者震源机制为正断层,后者震源机制为左旋走滑断层.为进一步探讨这两次地震的孕育应力环境、发震机制及其动力学成因,本文进行三维有限元数值试验分析,计算了该区域在GPS约束条件下的速度场、应力和应变场变化,并与实际观测资料进行对比.数值计算得到的区域内几条主要大的走滑断层错动性质,与实际地质观察到的断层左旋或右旋性质吻合,验证了计算结果的可靠性.结果表明于田及其临近区域整体上处于北东-南西向挤压和北西-南东向拉张状态.在GPS速度约束条件下,2008年于田地震震中区域最大主张应变率大于最大主压应变率,处于以拉张为主的应力状态,NE走向断层受到北东-南西方向的拉应力作用,从而形成正断层;2014年于田地震处于拉张应变率与压应变率几乎一致的区域,NEE走向断层在NE-SW主压应力和NW-SE主张应力作用下发生左旋走滑.     

基于GPS观测的汶川地震参数反演与库仑应力变化分析

利用汶川MS8.0地震前后的GPS观测资料,借助Okada矩形位错模型反演汶川地震参数,进而应用反演所得地震参数,计算地震在其周围GPS资料负位错反演所得震前应变积累断层段上可能造成的库仑破裂静应力变化,分析地震对其周围构造断裂应变积累的影响。结果表明,汶川震区呈显著逆冲兼右旋走滑同震变化,对甘川交界东段—甘川陕交界区、鲜水河断裂南段与安宁河断裂北端应变积累有一定程度影响,可能以增强作用为主。     

基于断层虚位错模式讨论2008年汶川MS8.0地震前视电阻率变化

2008年汶川M_S8.0地震前,距震中450km范围内有7个视电阻率台站运行,震前记录到了不同形态和幅值的变化。本文采用断层虚位错模式,在模型中将汶川地震同震滑动位移按大小相等但方向相反的方式进行加载,计算震前产生这些同震位错所需积累的应力应变分布。计算结果表明：在100m深度,震前正应力和剪切应力主要积累区域位于龙门山断裂带两侧约100km范围内,最大应力变化量为0.5MPa;体应变积累区域与应力积累区域基本一致,最大应变值为10^-5,显示这些区域在震前存在较高的挤压应力应变积累,而在这些区域外,应力应变积累程度较低。成都台和江油台位于震前主要的应力应变挤压积累集中区域,视电阻率观测数据均为震前下降-准同震阶跃-震后回升,与震前应力应变积累-震后释放的变化形式一致,这2个台站震前的异常变化与汶川地震关系密切;而甘孜台、武都台、冕宁台、小庙台和天水台位于应力应变积累较弱的区域,其视电阻率变化与汶川地震的关联性较弱。     

新疆天山中段中小地震视应力特征研究

正地震视应力定义为:单位地震矩释放的地震波能量,或者是在单位断层面积上的单位错动释放的地震波能量。视应力是表征震源区应力水平的物理量,与发震过程中释放的应变能有关,反映了地震通过地震波辐射能量的效率,进而反映了地震断层的应力强度;其与引起地震滑动的平均应力水平之间通过地震波辐射效率联系,是震源区平均应力的下限。     

Variation of stress during the rupture process of the 1995 M_L=4.1 Shacheng, Hebei, China, earthquake sequence

Introduction An earthquake could be caused by the failure of focal material or fast slip on the pre-existed faults under the tectonic stress based on the understanding of the occurrence process of earth-quakes in which the stress change could play a key role. Therefore to examine the stress change is beneficial to understanding the physic process actually occurring in the source region deeply. The apparent stress is defined as the product of seismic efficiency and the average stress on the foc…     

Study on determination of stress level by seismic stress drops and the stress axis deflections before and after large earthquakes

Introduction The study of tectonic stress field, a major branch of the Earth science, plays an important role in geodynamics. The world stress map plan started from 1980s and was leaded by Zoback. Lots of scientists from many countries participated this plan. The plan collected global tectonic stress measurements and research results and established global stress database. The world stress map was edited based on the global stress database. The world stress map reflected feature of global li…     

Variation of stress during the rupture process of the 1995 ML=4.1 Shacheng, Hebei, China, earthquake sequence

According to the rupture dynamics of earthquakes, variations of the apparent stress and the difference between the static stress drop and the dynamic stress drop during the rupture of earthquakes are analyzed for the July 20, 1995 M _L=4.1 Shacheng, Hebei, China, earthquake sequence. Results obtained show that the apparent stress for main-shock is about 5 MPa, and the average apparent stress for aftershocks 0.047 MPa. During the rupture of the main-shock, the dynamic stress drop is approximately 1.6 times greater than the static stress drop with the difference of nearly 2.7 MPa. The dynamic stress drop is less than the static stress drop for all aftershocks with the average difference of −0.75 MPa. Therefore, when the mainshock occurs the final stress on the focal fault is higher than the dynamic frictional stress, corresponding to that the fault is abruptly locked. When the aftershocks occur the final stress on the focal fault is lower than the dynamic frictional stress, corresponding to that the fault overshoots. It can be seen from the above results that there could be some differences in the physic processes between the mainshock and the aftershocks. Contribution No. 05FE3013, Institute of Geophysics, China Earthquake Administration.     

Research of the Modern Tectonic Stress Field and Seismicity Characteristics on the Northeastern Side of Pamirs

According to the earthquake focal mechanism solutions of 55 moderately strong earthquakes onthe northeastern side of Pamirs,the spatial and temporal distribution of earthquakes ith M_s≥6.0 since this century and the characteristics of hypocenter depth distribution of earthquakeswith M_s≥3.0 since 1980 in this region,the article discusses the relation between regional tee-tonic stress fields and strong earthquake activity.The result shows that the hypocenter disloca-tion is mostly strike-dip,partly dip-slip,and the direction of the principal compressional stressis nearly NS.The distributive characteristics of strong shock activity is obvious,with the gen-eral trend that the west is strong and the east is weak,which can be divided into three imephases,and each with relative principal active region The depth near Pamirs aren reaches200km,shallower obviously when externding to NE,less than or equal to 40km near the Kalpinblock,and the article discusses the result.     

Promoting effects of 1975 Haicheng foreshocks on theoccurrence of the mainshock

Ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆ１９７５ＨａｉｃｈｅｎｇｆｏｒｅｓｈｏｃｋｓｏｎｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｓｈｏｃｋＸｉｎｇ－ＣａｉＬＩ（李兴才）（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＳｔａｔｅＳｅｔｉｓｍｏｌｏｇｉｃａ...     

龙首山地区构造应力场初步探讨

讨论了沟谷成因与构造应力场的关系,利用沟谷资料计算了龙首山地区的主压应力方向,结果表明,主压应力为北东向。新构造应力场、现代构造应力场、地震应力场趋于一致。认为晚第三纪以来,龙首山地区地壳构造应力场相对稳定,应该是青藏地块与阿拉善地块相互作用的结果。     

2008年新疆于田MS7.3地震对后续 地震的完全库仑应力触发作用

在离散波数法基础上计算2008年3月21日新疆于田M_S7.3地震造成的近场区域完全库仑应力变化, 分析该变化对余震发生所产生的影响, 得到了此次地震在2008年10月5日乌恰M_S6.8地震震中处所产生的动态库仑破裂应力变化. 计算结果表明, 该地震近场区域库仑应力变化图像演化大概持续了60 s, 库仑应力变化对余震的触发率达到90%以上, 其中动态库仑应力变化图像更好地解释了余震的分布. 余震震中处的完全库仑应力变化计算结果表明, 其动态库仑应力变化远远大于静态库仑应力变化. 于田M_S7.3地震在乌恰M_S6.8地震震中处造成的最大动态库仑应力变化为0.12 MPa, 说明后者可能受到了于田M_S7.3地震的动态应力触发作用, 但不显著;而静态库仑应力则对其影响很小.      

巴塘6.7级地震和雅江6.0级地震前后三叉口地区重力场变化情况

三叉口地区在1989年巴塘6.7级地震和2001年雅江6.0级地震前的重力场变化显示该地区的地应力呈聚集状态,能量的释放较少;在震后重力场变化显示该地区的地应力呈释放状态,有较大的能量释放。     

雁列断层应力场影响因素数值模拟分析

利用有限元法,建立具有黏弹性力学参数的断层接触对,采用对比分析的方法,通过改变雁列断层的几何间距和黏滞系数,分析影响雁列断层构造应力场的因素和分布状态,模拟出雁列断层在失稳过程中,地震所产生的应力降和应力应变等以及第一、第二、第三主应力与断层之间的角度关系等。     

Apparent stress and stress drop for intraplate earthquakes and tectonic stress in the plates

The magnitude of shear stress in the lithosphere is bounded from below by the apparent stress and stress drop during intraplate earthquakes. Apparent stresses and stress drops for a number of mid-plate earthquakes are calculated from the earthquake magnitude, SH wave amplitude spectra, and estimates of the length of the fault zone. Apparent stresses vary between 0.1 and 2 bars, ifm _b is used as a measure of seismic energy, and stress drops lie between 2 and 70 bars. There is no systematic difference in either apparent stress or stress drop between these intraplate events and typical plate boundary earthquakes. These bounds on intraplate shear stresses are consistent with the inference from current models of plate tectonic driving forces that regional stress differences in the plates are typically on the order of 100 bars. The highest stress drops measured for midplate earthquakes under this model represent nearly total release of local tectonic stress.