从能量及地质条件探讨主-余震型地震序列活动的特征

一、前言观测表明,在地壳形变区域中,如果发生一次较大的地震,那么由主震所激发而与主震有关的余震便立即进行活动,余震释放能量的总和与主震释放能量的比值,取决于地震序列活动的类型、根据我国境内6.0级以上地震统计的研究,大致分为下列几种类型。1.孤立型这种类型的地震序列活动,其能量基本上通过主震一次释放;前震和余震能     

2003年云南大姚6.2、6.1级地震序列特征分析及地震触发研究

本文采用双差定位法对2003年7月21日、10月16日云南大姚先后发生的6.2、6.1级地震及其余震序列进行精定位。结果表明,两个主震的震中位置相当接近,余震序列的空间分布呈明显的线性分布,地震序列精定位后的结果同震源机制解吻合很好,两个地震的发震断层均是近乎直立的右旋走滑断层。此次大姚6.2、6.1级双震,和云南地区大多数其它双震有所不同,余震分布并不呈现共轭分布,而近乎一条直线,两者间有部分重叠,表明两者受控于同一发震断层。相对主震而言,余震都呈不均匀分布,近乎一种单侧分布,6.2级地震的余震集中于主震的西北方向,6.1级地震的余震集中于主震的东南方向,并且6.1级地震是6.2级地震在同一断层向东南端延伸的另一次破裂。库仑破裂静应力变化Δσf研究结果表明,7月21日6.2级地震对10月16日6.1级地震有明显的触发作用,两个主震对断层外余震的发生均有不同程度的应力触发作用,并且2000年姚安6.5级地震对大姚两次地震的发生也有触发作用。     

高密度地震观测揭示的2004年新潟县中部地震的凹凸体和障碍体

使用由极密集的临时地震台台网观测的余震到时,阐明了2004年新潟县中部地震主震断层的高分辨率速度结构。评估了速度结构与滑动、应力变化及余震分布的空间关系。根据运动学滑动模型,结合三维地壳结构,计算了断层上静态应力降的分布。具有低余震活动性的高速体十分接近主震的震源,并扩展到了断层的东北侧。该高速体大致与凹凸体重合,其同震滑动量和静态应力降高于周边地区。相比之下,在该高速体的浅外围观测到了负应力降区,沉积厚度向西南方向急剧增加且该区余震活动频繁。我们认为断层破坏区周围围岩的结构非均匀性具有控制主震断层动态破裂过程的显著潜势。     

1973~1976年四川松潘强震序列的应力触发过程

本文计算和研究了1973~1976年四川松潘4次强震组成的序列引起的库仑应力变化图像,分析了由该序列各次事件引起的近场应力变化及其与后续强震发生以及余震分布的关系,同时分析了该序列引起的远场应力变化与随后25年区域中-强地震活动的关系.结果显示：1973年8月11日松潘黄龙6.5级地震导致虎牙断裂带中段上库仑应力的显著增加并触发了1976年8月16日的7.2级地震;此后,又沿断层向南相继触发了1976年8月22日的6.7级地震和8月23日的7.2级地震.该序列的绝大多数余震主要发生在主震发震断层的近场库仑应力增加区.另外,在该强震序列发生后的25年中、在距该序列发震断层中部约200 km范围内,6次5.0~6.6级地震均发生在由该序列引起的远场、微量的库仑应力变化增加区中.     

2014年四川康定MS6.3和MS5.8地震的应力触发研究

以2014年四川康定M_S6.3和M_S5.8地震为研究对象,计算了2次主震在近场和周围断层造成的库仑破裂应力变化,研究主震与余震的触发关系,以及2次主震对周围断层施加的应力负荷作用。结果表明:2次主震的共同作用控制了后续地震活动的演化趋势,其中康定M_S6.3地震产生的库仑破裂应力变化对后续余震事件的触发占主导作用。鲜水河断裂带南段和安宁河断裂带受到了一定的应力加载作用,未来地震活动的趋势可能会加强。     

中国大陆中强地震余震序列的部分统计特征

依据1970年以来记录相对完整的294次50级以上地震序列资料,研究中国大陆中强地震余震序列统计特征,探讨序列类型、最大余震震级、强余震活动持续时间等与主震震级及主震断层性质之间的关系.中国大陆孤立型、主余型及多震型地震余震序列分别约占23%、59%及18%.其中走滑型、具有倾滑分量的走滑型、具有走滑分量的倾滑型及逆冲型分别占48%、24%、17%及11%. 余震序列1年内最大余震震级与主震震级正相关,但主震震级较低时相对离散,孤立型序列离散程度较高,主余型及多震型序列线性相关性较好.绝大多数序列最大余震均发生在震后200天内,少数具有晚期强余震的序列主要属主余型序列,孤立型及多震型序列通常没有晚期强余震发生.68%的序列1年内最大余震发生在震后10天内,77%发生在震后30天之内,95%发生在震后120天之内.序列最大余震发生时间及5、6级强余震活动持续时间与序列类型及主震震级大小有关,多震型序列最大余震发生最快,孤立型次之、主余型最长.若仅就主余型序列而言,当主震震级较高时最大余震与主震间时间间隔相对较短,主震震级较低时最大余震与主震间时间间隔相对较长.     

强余震的断层面解特征

本文分析了我国及邻区16次大地震的前震、主震和强余震的断层面解.其结果表明:前震和主震具有很好的一致性;一部分强余震同主震相比具有明显的差异, 具有明显差异的强余震发生的时间, 一般都在主震之后的一、二天内.这些特点有助于对地震趋势的估计.断层面解的差异性可能由于局部应力场引起, 也可能由于震源区断层面错动性质的多样性所致.      

1989—1999大同地震序列的隐伏断层研究:库仑应力分析和余震JHD重定位

1989年到1999年,大同—阳高地区发生了一系列MS≥5的中强地震.本文基于前人对1989年三次MS≥5地震的震源机制反演的结果,通过建立不同断层模型,利用库仑应力方法,计算前震对于主震,以及前震和主震对于余震的库仑应力触发关系,提出了一种可能的破裂模型,即1989年前震沿北西西方向发生左旋破裂,之后主震和余震沿北北东方向发生右旋破裂.根据这种破裂模式计算得出,前震发生后,主震震源处的库仑应力增加了约2×105 Pa,余震震源处的库仑应力出现下降;主震发生后,余震处的库仑应力出现回升,最后余震处的库仑应力几乎没有变化.基于大同地震台网的近场观测数据,用JHD(Joint Hypocentral determination)定位方法,对1999年11月1日MS=5.6地震后一个月的余震进行重定位,得到一条走向118°,倾角85°的左旋走滑断层,余震的深度分布在5km至20km范围内,显示该断层是隐伏断层.另外提出对主震震中位置约10km的修正.本文对1989年三次MS≥5地震序列和1999年MS=5.6地震余震空间分布的研究揭示该地区存在两条活跃的共轭隐伏走滑断层(1989年主震的北北东方向和1999年地震的北西西方向),并且推断已知的大王村断裂和团堡断裂是地下这两条共轭的隐伏走滑断层构造/地震活动在地表的响应.     

澜沧、耿马地震序列图象与发震构造讨论

本文分析了1988年11月6日云南澜沧、耿马地震序列的震中分布及迁移图象,发现其地震序列中主震及余震明显地沿北北西向分布。7.2级地震所形成的形变带沿北北西向旱母坝断层分布,表明该断层即为此次地震的发震构造。7.6级地震时,沿北西向木嘎断裂和北北西向澜沧—勐海断裂均形成明显的地震形变带,表明其发震构造较复杂。主震后的强余震活动与北东向断裂有密切关系。本文认为澜沧、耿马地震序列具有复杂的发震构造和破裂图象。     

新疆中强地震序列特征参数与主震震级的统计关系

系统分析了1970~2007年间新疆境内70个5级以上地震序列的余震持续时间和余震区长轴与主震震级的统计关系,以及主震破裂方式对余震时空特征参数的影响。研究结果表明,新疆及分区地震带余震持续时间和余震区长轴分别与主震震级弱相关,主震震级较低时两者关系离散,震级较高时则呈线性增强。不同的地震带这种线性关系存在差异,对于相同的主震震级,天山地震带余震持续时间一般大于西昆仑地震带,而余震区长轴前者小于后者。新疆地区主震破裂方式对余震的持续时间影响不大,但对余震区长轴影响较大,走滑型主震余震区长轴一般大于逆断型地震。     

1976年7月28日唐山大地震震源区的前兆地震活动平静

本文以完整性最小震级M_L=1.7的地震目录(1970年—1976年)作为基础资料,研究对比了1976年7月唐山大地震前震源区(余震区)及其周围的四个研究分区中,地震活动速率的时间过程。研究表明:(1)在余震区西半部的分区中,主震前出现了持续时间为38个月的异常地震活动平静,异常在置信水平大于0.99上通过β统计显著性检验。(2)在余震区外围的两个研究分区中,分别记录到16和34个月的活动速率减小的变化,但是,它们仅在置信水平为0.80和0.85上通过β统计显著性检验。考虑到唐山主震、两次最强的余震、与它们相关的地震断层和85％的四级以上的余震都出现在余震区的西半部,作者认为余震区西半部在主震前的地震活动平静是中期前兆现象。前兆地震活动平静区的面积与整个余震区面积之比值为0.7。     

有关科里奥利力效应与昆仑山口西8.1级地震余震活动趋势的讨论s

根据物理学中的科里奥利力定义和计算原理，在对中国大陆20次7.5级以上特大地震余震强度与科里奥利力效应关系的统计研究基础上，重点对2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震时所受到的科里奥利力情况进行了研究，并以此来讨论该地震后期的余震活动趋势．结果表明: ① 利用科里奥利力效应预测中国大陆特大地震的余震强度是一个有效的方法．对于左旋走滑断层和上盘错动方向通过震源子午面右侧（向北看）的逆断层，其科里奥利力效应是使断层两盘相互拉离，它降低了断层错动时断层面上的摩擦阻力，地震能量主要在主震时充分释放，故余震强度小；对于右旋走滑断层，其科里奥利力效应是使断层两盘相互挤压，它增加了断层错动时断层面上的摩擦阻力，不利于主震能量的充分释放，所以余震强度大；② 2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震的发震断层错动以左旋走滑为主，受到的科里奥利力使断层两盘相互拉离，大小约为0.06 MPa．经过类比分析后认为，该地震后期的余震活动水平不会太高，整个序列的最大余震震级估计为6级左右．      

玉树MS7.1级地震部分余震重新定位及发震构造分析

综合利用玉树震区应急流动台站观测数据和青海地震台网固定台站观测数据,依据最新的人工地震宽角反射/折射剖面的速度模型,采用Hypo2000地震定位法,对2010年4月18日至4月29日期间玉树震区发生的部分余震进行了重新定位.重新定位后,震源位置的水平和垂直方向平均误差分别为1.35 km和4.68 km,走时残差为0.49 s.震源深度分布范围为1.48～19.85 km,平均震源深度为10.28 km.定位研究结果表明:玉树地震余震沿北西-南东向的甘孜-玉树断裂带的北支,即玉树-隆宝断裂分布,长约97 km.余震分布特征在主震(微观震中)两侧存在差异,可能反映了两侧构造特征存在差异.截止到4月29日,主震东南仍是应力的主要释放区域,余震强度大且活动密集的区域位于主震东南距主震约5 km、横向范围约20 km.主震破裂区的大部分应力在主震过程中得以释放,主震时应力未释放的区域成为主要的余震分布区.余震的连续发生可能已造成主震破裂区相互连通,且破裂范围向西北方向扩展.玉树主震及余震的发震构造为甘孜-玉树断裂的北支,即玉树-隆宝断裂段,断层性质为北东倾向的高角度左旋走滑断层.发震断层的倾角和宽度在帮洞两侧有所不同,帮洞以东发震断层宽度约为12 km,倾角约为83°;而帮洞以西发震断层宽度约为6.5 km,断层倾角约减缓为63°.     

松原5.7级地震震中区土壤氢气变化特征

2018年5月28日吉林松原发生5.7级地震,为了探究地震对断层气的影响以及震后断层气变化特征,震后在震中区进行了多期土壤氢气浓度观测工作,得到了震中区氢气浓度的最大值、背景值等多项指标。结合地震前后氢气浓度数据,分析震中区震前、震后氢气浓度趋势性变化情况,结果显示:在此次地震活动中,氢气浓度变化有"震前缓慢升高—临震下降—震后迅速升高—强余震前再次骤升"的现象;氢气浓度变化与地震活动间有很好的映震关系,主震对氢气浓度的上升起主要作用,而余震则起诱发作用,余震的活动会使赋存在地下岩石裂隙的氢气释放量增大,表明氢气对余震活动的响应较灵敏;另外,震后某一时刻空气中的氢气浓度也会升高,这可能与区域断层中的氢气逸散到大气中有一定关系。     

宁洱地震序列的震源机制解分析

利用云南数字地震台网资料得到宁洱地震序列的主震、5.1级强余震和52个余震震源机制解.分析表明,该地震序列的发震断裂呈NW走向,倾角陡立.在接近水平的近南北向压应力作用下,断裂具有右旋走滑的错动性质.主震、强余震和众多的余震都发生在同一发震断裂上.大量的余震震源机制解结果与主震一致,是地震序列的主要破裂类型,但还存在与主要类型不一致的倾向滑动类型,这可能与余震破裂起始点的微构造控制作用有关,但是它们呈水平向的应力轴与主震的主应力轴一致.NW向断层作右旋走向错动,滑动断层推挤的象限都是逆冲类型的余震,而拉张的象限都是正断层类型的地震.宁洱地震序列的震源机制和周围4次5级以上地震的震源机制相同,表明震源区应力场和区域应力场完全一致,宁洱地震的孕育和发生受区域应力场的控制.     

云南鲁甸M_S6.5地震余震重定位及其发震构造

整合了鲁甸震区周边的云南省地震台网、昭通市地震台网、巧家台阵,以及流动台站2个月的震相观测数据,对鲁甸地震序列进行了重新定位,得到了1 750个地震的震源参数。重定位结果显示,余震有2个优势分布方向,分别为SE向和SW向,具有不对称的共轭分布特征。2个余震条带的展布长度相当,约为16km,夹角约100°。余震分布显示鲁甸地震的发震断层为高倾角的走滑断层。主震位于2个余震条带中间略偏西南的位置,早期余震主要沿NW-SE向垂直于昭通-鲁甸断裂分布,主震西南侧的余震可能为后期触发的。根据余震分布与周边断层的关系、主震震源机制、烈度分布的长轴方位,以及滑坡分布等资料,认为鲁甸地震的发震断层为NW向的包谷垴-小河断裂。包谷垴-小河断裂南北两侧无论是在地震活动、深部速度结构,还是块体运动方向和速率方面都存在显著差异,断裂北侧的高速异常可能是阻止余震向北继续扩展的主要原因。     

广东新丰江地区地震研究

从水库水位变化与地震活动的关系、地震序列统计、地震活动性等方面探讨了广东新丰江地区的地震特征。地震与水库蓄水变化的研究表明,1965年至今该区地震活动的增强与库水位的上升没有明显的线性关系,并且ML≥4.0级地震65％发生在库水位下降或由下降转为平稳波动的过程中,因此,更应关注水库卸荷阶段的地震活动。对于1970年以来该区记录完整的71次ML3.5级以上地震资料研究显示,主余型、多震型和孤立型地震序列所占比例分别为60％、25％和15％;绝大多数序列最大余震均发生在震后30天内。78％的序列三个月内最大余震发生在震后2天内。94％发生在震后10天内：就主余型序列而言,当主震震级较高时最大余震与主震间时间间隔相对较长,主震震级较低时最大余震与主震间时间间隔相对较短：ML4.O级以上地震活动成丛分布明显。     

唐山、海城、盐源-宁蒗地震强余震特征

对大地震发生后强余震的震源机制,基于主要地震断层上小余震的时空分布进行了详细研究.近期在中国境内发生的强烈板内地震,如1976年唐山、1975年海城、1976年盐源——宁蒗等地震曾被中国地震台网很好记录.主震刚发生后的小余震以及强余震前后的小余震的震源用 S——P 时间的收敛法进行测定.强余震的断层是依靠这些小余震的震中分布来描绘的.可以看出有三种情况.第一,在主震断层区内,一次强余震发生在较小余震的比较不密集的部位;第二,一次强余震沿断层发生并与主震断层是共轭的;第三,一次强余震在沿平行并离开主震断层的断层上发生.可以认为,地质条件控制着强余震的发生.作为强余震的可能前兆,则有唐山地震的一次强余震,震级为7.1.其发生前,出现一些前震以及在接近主震断层方向上的某些地震台所记录的初动方向有变化.可以设想,这里的应力场在强余震发生前是有所变化的.      

四川盐源-云南宁蒗间5.8级地震发震特征

本文根据区域历史地震活动、地震地质、震源机制以及地震序列分析,研究表明2001年5月24日的盐源5.8级地震应属于1998年11月19日宁蒗6.2级地震的持续活跃地震.整个地震活动持续时间长达58.6个月.盐源5.8级地震序列特征为主震-余震型,四川地震台网记录自2001年5月24日至2002年5月31日共记录到0.0级以上地震1409次(不含5.8级主震),其中:4.0～4.9级地震6次,最大余震4.7级.余震优势分布大致为北北东-南南西,与地震等震线长轴方向基本吻合,与震源机制解的节面Ⅱ大体一致.推测该地震与近南北走向的构造有关,即近南北向的节面Ⅱ应是地震断层面.     

2017年九寨沟地震序列南北分布不一致的成因分析（英文）

2017年九寨沟地震序列主震北部的余震分布较为分散,而主震南部的余震分布较为平直且集中。本研究基于地震震源机制的水平应变花、面应变和基于区域应变率的适应系数,分析上述不一致的动力学成因,得到以下结论：(1)主震北部具有震源机制的余震中约有三分之一为逆冲型地震,而且由于区域构造主压应变方向与主震北部断层走向垂直,确实也容易促使低倾角断层上逆冲型地震的发生,同时由于主震北部整体震源机制为逆冲型,以及主震北部的地震序列引起的断层运动与板块构造运动的一致性较差等原因,都导致主震北部余震较分散。(2)主震南部具有震源机制的余震中只有1个逆走滑型,但是有30个为走滑型地震,而且区域构造主压应变方向与主震南部断层走向的夹角较大,这使得主震南部断层更容易产生走滑型地震,同时主震南部整体震源机制为走滑型,以及主震南部的地震序列引起的断层运动与板块构造运动的一致性较好等原因,都使得主震南部余震较平直且集中。本研究结果对研究巴颜喀拉东北缘虎牙断裂隐伏断层的活动性及发震性质也有一定意义。