2019年6月17日四川长宁6.0级地震震后应力演化与余震关系

2019年6月17日四川长宁县发生6.0级地震,该次地震余震活动频度高、强度大,其中超过5.0级的强余震就有4次,具有不同于以往6.0级地震的独特特征.余震活动与震后区域应力变化密切相关,为研究它们之间的关系,考虑区域主要活动构造、地表起伏和深部反演结果,建立长宁地区岩石圈三维黏弹性有限元模型.采用数值方法重建基本符合研究区GPS观测和最大水平主压应力方向测量结果的现今构造背景应力场.进而依次模拟了长宁6.0级地震和5.0级以上强余震序列.通过计算库仑破裂应力变化研究了震后应力演化与余震分布,以及主震和5.0级强余震序列之间的关系.研究表明,长宁6.0级地震的发生可能与区域内非构造加载因素有关,余震活动明显受震后区域应力变化的控制.长宁地震后,于滩-长宁背斜在10 km深度应力得到充分释放,库仑破裂应力明显减小;而在3 km深度库仑破裂应力明显增加,应力水平仍然较高.      

甘东南及邻区7级以上强震数值模拟

对强震发生后周围断层及未来强震形势的影响研究具有非常重要的意义.青藏高原东北缘强震频发,对该区的历史强震进行研究很有必要.以青藏高原东北缘及邻区为目标建立3D黏弹性有限元模型,依据中国大陆Ⅰ级块体和青藏高原Ⅱ级块体划分及活动断裂分布确定模型块体边界及断裂位置,使用GPS观测资料作为模型边界条件,数值模拟1900年以来7级以上强震发生的动力学过程.计算结果表明:① 青藏高原东北缘及邻区区域水平构造应力场特征大致呈从西向东,从南向北减小分布.② 模拟结果说明强震主要发生在背景场应力和强震引起的等效应力加载的断层上.③ 历史强震序列对1970年以来地震的影响:康定地震加速触发了炉霍地震的发生;康定、炉霍地震对松潘地震无加速触发作用;康定、炉霍、松潘地震对共和地震无加速触发作用;炉霍、松潘、共和地震对汶川地震的影响较小;汶川地震延缓了芦山地震的发生.      

山西地震带b值空间分布与构造应力场的关系研究

利用山西地震带1970年以来的中小地震目录,计算了该地震带的b值空间分布。在回顾性总结山西地震带构造应力场特征的基础上,分析了其与b值空间分布的关系,并探讨了b值空间分布所反映的构造应力场特征。研究结果显示,山西地震带上震源机制解中T轴方位近似垂直于b值等值线的切线,P轴近似平行于b值等值线的切线,暗示断陷盆地内的低b值状态与断裂的构造特征和活动方式有关。     

长江三峡工程构造应力场数值模拟

本文分别进行了长江三峡工程区域1/100万现今构造应力场有限元数值模拟和长江三峡工程库首区1/50万燕山期、新构造期和现今构造应力场演化规律模拟和分析。区域模拟结果表明:坝区不存在发生大于5级地震的构造应力场背景,库首区模拟结果表明:坝区不存在发生大于3级地震的构造应力场背景。     

山西地堑系新生代共轭破裂与应力场、应变能密度分布

山西地堑系是我国一条重要的地震带,尤其是临汾地区曾于1303年和1695年先后发生了8.0级和7.5级地震。长期以来地震学者对这条地震带给予了高度重视。地震发生受地壳中构造格架和应力场的共同制约。山西地堑系的活动断裂多数在中生代形成,新生代应力场作用于这些破裂,形成了新的共轭破裂。共轭破裂的活动,控制了山西地堑系新生代断陷盆地的形成演化以及地震的分布。本文先讨论山西地堑系新生代共轭破裂的展布;然后计算形成这些共轭破裂的区域应力以及该区的应力场和应变能密度。二、山西地堑系的共轭破裂山西地堑系是由一系列左阶雁列的北东东向和北北东向的断陷盆地以及控制盆地边界的活动断裂组成的近南北向右旋剪切带。这些盆地边界的活动断裂,控制着盆地新生界分     

山西交城断裂带第四纪活动习性及其分段特征

交城断裂是山西断陷带中部太原盆地西边界的主控断裂,对太原盆地的形成和演化起着十分重要的作用。晚新生代以来,该断裂带活动强烈,构造地貌显著,分段活动性明显。历史上,太原盆地北部的忻定盆地和南部的临汾盆地都发生过M≥7.0级强震(临汾盆地2次,忻定盆地3次),而太原盆地历史上仅记载过29余次中强地震,最大震级6(1/2)级。在历史上,太原盆地究竟有没有发生过M≥7.0级古地震事件?对未来地震的危险性如何评估?是人们所关注和待研究的问题。通过此题地质地貌调查,探槽、剥土工程和断层年代测定等方面的研究,基本搞清了这条长125km断裂带的几何结构、运动性质、     

青藏高原的地震分布与震源机制

本文依据大量地震资料,阐述了青藏高原地震的空间分布规律和构造应力场特征.强震活动主要分布在高原周围边缘地带;震源深度以浅源为主,中源地震较多,无深源地震;构造应力场主压应力优势方向为NNE-SSW.     

滇西南地区主要活动断裂的b值空间分布特征

滇西南地区地处青藏高原东南边缘, 是我国大陆构造活动强烈且强震频发地区之一.通过分析b值与地壳应力分布状态的负相关关系, 采用最大似然法对该区进行b值空间扫描, 并结合区域地震构造背景以及活动断裂特征, 分析该区b值空间分布沿各断裂带的空间差异性, 反映区内不同断裂带以及同一断裂带不同现今应力积累水平与活动习性的差异, 从而反映出地震危险性的空间差异.研究结果表明: 滇西南地区b值处于0.3~1.2之间, 平均b值为0.576, δb值为0.046;区内断裂带与断裂带不同段落的b值分布极其不均匀, 澜沧江断裂南段、怒江断裂带等断裂处于研究区低b值区域, 目前处于相对较高的应力状态, 未来发生强震的可能性较大; 而哀牢山断裂带、龙陵-瑞丽断裂带的西段和东段等断裂处于研究区高b值区域, 目前处于相对较低的应力积累水平, 未来以小震活动为主.该研究方法和结论可供工程场地地震安全性评价和地震活动性中长期预测研究时参考.      

山西断陷带历史强震及全新世古地震地表破裂特征

强震的孕育和发生,与区域构造活动的强度和方式密切相关,不同地区各自特点不同。本文综合近年活断层填图等方面研究成果,对山西断陷带7级以上历史强震的地表破裂带及全新世古地震进行分析对比,讨论该区7级以上强震地表破裂特征。强震发生时,依据当地的地形地物条件,破坏区的地表出现多样地面破坏现象,例如山崩、滑坡、地裂缝、地表陡坎、喷砂冒水等。在松散沉积物地区,许多地表破坏现象常反映震时的应力场特征。本文着重讨论的是震时出现的反映震源发震构造特征的地表破坏现象——地表破裂带、地表地震断层或地震形变带。     

延川南区块古构造应力场特征及其反演方法

古构造应力控制煤层构造发育程度及其分布,影响煤层储层渗透性。通过现场对煤层及其上覆岩层中节理裂隙的实测,并应用赤平投影方法将实测节理裂隙进行分期和配套分析,研究了延川南区块构造演化规律、古构造应力场特征和古构造应力的反演方法。根据摩尔库伦破裂准则,通过共轭剪断裂破裂角的大小变化来估算古构造应力场主应力值。利用ANSYS有限元软件,模拟了本区两期古构造应力场分布,揭示出其古构造应力场的分布规律为:燕山期构造应力场最大主应力值由东南区域的70~80 MPa逐渐降至西北区域的20~30 MPa;喜马拉雅期构造应力场最大主应力值由东北区域的60~70 MPa逐渐降至西南区域的20 MPa。      

滇西南2014年景谷中-强震群的地质构造成因——茶房-普文断裂带贯通过程的构造响应

2014年10—12月期间,云南景谷接连发生了Ms6.6、Ms5.8、Ms5.9三次中-强地震。为确定地震的地质构造成因,在地表调查的基础上,综合该区的地质构造情况、烈度与余震分布、震源机制解等资料,确定此次震群活动的宏观震中位于永平盆地东南侧山地,发震断层为地质与地貌表现不显著的NW向右旋走滑断层。此次震群活动及余震迁移过程指示,由于断层斜接部位岩桥的临时阻碍,Ms6.6地震破裂在向南东扩展过程中发生短暂停滞,突破障碍后进一步引发了Ms5.8和Ms5.9地震,这符合震源破裂沿NW向发震断裂分段破裂的行为。区域活动断裂的遥感解译结果发现,发震断层位置恰好处于NW向右旋走滑的茶房断裂与普文断裂之间,区域上属于该断裂带的不连贯部位,指示此次中-强震群活动应该是茶房-普文断裂带贯通过程的构造活动表现。结合思茅地块的历史地震资料发现,思茅地块地震活动多以小于等于6.8级为主,发震构造多为NW向断裂。指示在现今构造应力场作用下,该区NW向断裂的活动性相对NE向断裂更加显著,属于该区主要控震构造,应在今后的地震地质工作中给予更多关注。     

河套地震带的震源机制类型时空分布特征

基于地质构造背景分析,收集2000年以来发生在河套地震带的M_L≥2.8级地震作为研究对象,综合运用基于P波初动的振幅比方法(APAS)和基于波形拟合的CAP反演方法求出256次地震事件的震源机制解。以断层节面滑动角作为判定指标,分区域给出了河套地震带的震源机制类型空间和时间分布图像,从断层滑动角度呈现河套地震带应力场时空变化过程。结果显示:临河盆地断层节面滑动角主要在水平±20°方向存在优势分布,走滑型特征显著;具体来讲,狼山-色尔腾山山前断裂带、临河断裂、乌拉山山前断裂等主要以纯走滑型地震为主,巴彦乌拉山断裂与磴口-本井断裂之间的区域多分布正走滑型地震。呼包盆地断层节面解虽然也呈现出走滑型为主的特征,但滑动角分布较为离散,优势分布方向不明显;呼包盆地西侧的包头至西山咀凸起一带表现出以走滑为主的小范围震源应力场特征,呼包盆地内部及东侧由于显著的区域垂直差异运动,正断层和逆冲型地震所占比例较大,震源机制类型整体呈现出与构造相依的分布特点。分析认为,2000年以来,河套地震带的应力场存在一定的时空非均匀性变化,研究结果更多表现了河套地震带的震源应力场变化过程,而研究资料时间不够长和震级不够大是引起这种应力场非均匀性暂态特征的主要因素。     

青藏高原东北缘推覆体构造稳定性定量化评价——以龙门山推覆体为例

2008年5月12日汶川特大地震震害调查及分析表明,目前以活动断裂和历史地震调查为重点的工程区域构造稳定性评价方法存在漏判与误判特大地震问题,从而为工程安全埋下重大安全隐患。以龙门山活动推覆体为例,在已有研究成果基础上,利用岩体结构控制论、拜尔利定律等普适性原理对龙门山地壳岩体结构力学特征、控震结构面的抗剪强度与地震震级的线性相关性、地震震级与抗震设防烈度的关系进行了定量研究,对评价区域构造稳定性的关键问题进行了探讨。结果表明,推覆体型活动地块边界带中的滑脱层是对推覆体区域构造稳定性起主要控制作用的构造结构面--控震结构面,地震震级与滑脱层的埋深、抗剪切强度存在显著相关性：8级地震的震源深度接近20 km、7级地震的震源深度接近14 km、6级地震的震源深度接近10 km,据此对研究区及邻近的古地震进行了深度核定,圈定了龙门山活动推覆体-岷山地块的6级以上强震可能发生的范围、对应Ⅶ－Ⅺ度的抗震设防烈度范围。此研究成果弥补了以往根据活动断裂-发震断裂-历史最大震级与对应地震烈度评价工程区域构造稳定性,因历史地震资料疏漏不全、活动断裂带研究平面与深度范围局限以及忽视区域构造稳定性的岩体力学实质而导致评价结果常常出现误判与漏判的诸多缺陷。     

新疆于田及周边地区地震活动性与重力异常特征

基于最新重力场模型对2014年于田M_s7.3地震震区的重力异常特征进行分析, 并应用Crust1.0地壳模型计算得到震区的深部构造形态, 结果显示: 震中位于地壳厚度陡变带上.同2008年于田M_s7.3地震相比, 震中虽位于不同位置, 但发震机制均与深部地壳结构变化密切相关.统计研究区内历史地震活动性与重力异常之间的关系, 发现震中的自由空气异常与地形存在明显的线性相关性, 而布格异常和均衡异常的结果则明显不同.进一步地分别计算不同重力异常的水平总梯度和线性信号, 结果表明: 重力异常梯度量与地形的相关特性更明显.研究表明: M_s7.0以上大震活动与重力异常之间具有明显的统计特性学, 这可能与重力异常反映的深部结构和壳内质量分布的不均匀有关.      

中国西部及邻区大地震时空特征、地质背景及发展趋势分析

在中国西部及邻区有一个以中国南北地震带—蒙古东部地震带、喜马拉雅地震带和帕米尔—天山—阿尔泰山—蒙古西部地震带为3条边而组成的巨型中亚三角形地震带,其大地震发生的强度之大、频度之高以及重复率之高、重复周期之短,在世界大陆上绝无仅有。这些大地震在空间上受到大地构造位置、构造应力场-滑移线场、介质力学条件、壳内低阻流变层和先存力学脆弱带等五位一体的复合控制,震中主要分布于3条边与活动断裂带交叉处的中—上地壳中;在时间上存在以21.5 a±为最小单元的多种周期。印度板块的持续顶撞和推挤,是该带大地震孕育的能源,而太阳黑子活动和地球自转速率变化可能是该带地震的触发因素。以2001年昆仑山大地震和2008年汶川大地震为标志,中亚三角形地震带可能进入了一个新的107.5 a活动中周期。果真如此,则未来数十年内在该三角形的3条边及其周缘,可能分别发生若干个M≥8.0级大地震和多个M≥7.0级强地震。     

Mechanism of the spatial distribution and migration of the strong earthquakes in China inferred from numerical simulation

Strong earthquakes that occurred in the Chinese continent are usually characterized by grouped activity, long-distance jumping migration, and different main activity areas formed in different times. In the present study, a three-dimensional (3-D) finite element model was set up for the Chinese continent involving surface topography, major active fault zones and initial stress field to study the mechanism of the long-distance jumping migration of main active areas for the strong earthquakes that occurred in the Chinese continent. A number of numerical simulation experiments have been made by introducing the birth and death of element groups under different boundary loading configurations. Our results show that (1) in an environment where always exists an initial stress field in the Earth’s crust, the areas where strong earthquakes have occurred (taken as a killed element in the model) have no longer abilities to concentrate the stress largely enough and can cause the stress adjustment by an order of MPa in a large area, which may be one of the main factors affecting the long-distance jumping migration of the follow-up strong earthquakes, and (2) it is hard to accurately predict where the follow-up strong-earthquakes will occur because it could be affected by many factors such as the loading manner, geological structure, active fault zones, initial stress field, or stress field adjustment induced by strong earthquakes, but in an active period of earthquakes, the major activity area migration of strong earthquakes may be affected largely by the boundary loading configurations. These results suggest that it is helpful to predict a trend of the strong earthquake migration by investigating various kinds of boundary loading manners and the relationship between stress field adjustment induced by strong earthquakes and the regions where the strong earthquakes occurred.     

Earthquake generation in Cyprus revealed by the evolving stress field

Strong earthquake occurrence (M ≥ 6.0) onshore and offshore the Cyprus Island constitutes significant seismic hazard because they occur close to populated areas. Seismicity is weak south of the Island along the Cyprean Arc and strong events are aligned along the Paphos transform fault and Larnaka thrust fault zone that were already known and the Lemessos thrust fault zone that defined in the present study. By combining the past history of strong (M ≥ 6.0) events and the long-term tectonic loading on these major fault zones, the evolution of the stress field from 1896 until the present is derived. Although uncertainties exist in the location, magnitude and fault geometries of the early earthquakes included in our stress evolutionary model, the resulting stress field provides an explanation of later earthquake triggering. It was evidenced that the locations of all the strong events were preceded by a static stress change that encouraged failure. The current state of the evolved stress field may provide evidence for the future seismic hazard. Areas of positive static stress changes were identified in the southwestern offshore area that can be considered as possible sites of future seismic activity.     

鄂尔多斯块体周缘地区近期地震活动性与汶川地震应力触发作用的关系

采用β统计对汶川地震前后鄂尔多斯块体周缘地区的地震活动率进行了空间扫描分析,并采用JiChen的震源破裂模型计算了汶川地震产生的库仑破裂应力变化,以研究鄂尔多斯块体周缘地区近期地震活动性与汶川地震应力触发作用的关系。结果发现,鄂尔多斯块体西南缘弧形断裂束的南东段与南缘渭河盆地的地震活动率在汶川地震后提高显著,其他区域的地震活动率没有明显提高,库仑破裂应力计算得到两个区域的应力变化范围分别为0.005～0.02 MPa和0.001～0.01 MPa,表明汶川地震有可能触发了这两个区域的地震活动。鄂尔多斯块体东缘的山西断陷带处于库仑破裂应力计算的应力增加区,应力变化范围为0～0.012 MPa,2009年3月以来发生的4次ML4.5～5.2级强有感至微破坏地震有可能被汶川地震所延迟触发。b值、地震能量释放率与空间相关距离SCL等地震活动性参数随时间变化扫描结果显示,该区域可能处于不断趋近高应力累积的状态,其未来大震有可能提前发生。西缘地区为应力减小区,其目前的地震活动处于正常水平状态。