基于库仑应力变化分析巴颜喀拉地块东端的强震相互关系

本研究基于分层黏弹介质模型,考虑同震位错效应和震后黏滞松弛效应,分析巴颜喀拉地块东端1976年松潘地震序列、2008年汶川8.0级地震、2013年芦山7.0级地震和2017年九寨沟7.0级地震等多次大地震的可能存在的触发关系,计算大地震引起的周边各主要断裂的库仑应力变化.结果显示,1976年松潘地震序列各次地震间关系密切,存在明显的相继触发作用;综合考虑同震和震后效应,汶川8.0级地震对同属于龙门山断裂带的芦山7.0级地震有触发作用,且震后效应影响不可忽略;1976年地震序列,特别是1976年8月16日7.2级地震促进了2017年8月8日九寨沟7.0级地震的发生;汶川地震对九寨沟地震的影响研究中,采用不同的汶川地震同震位错模型,计算结果有差异.综合考虑多次大地震对周边断裂带的影响,龙门山断裂带南段、鲜水河断裂带中南段、平武—青川断裂北段、灌县—安县断裂北段、文县断裂的累积库仑应力增加显著,巴颜喀拉地块东端的东昆仑断裂带东段、迭部—白龙江断裂带西段以及金沙江断裂带库仑应力亦有所增加.综合考虑各重要断裂带已有的大地震危险性分析结果和库仑应力变化计算结果,龙门山断裂带南段、鲜水河断裂带中南段、东昆仑断裂带玛沁—玛曲段和金沙江断裂带的发震紧迫性有所增强,需引起关注.     

1833年嵩明8.0级地震对周围断层的影响

应用粘弹性计算程序,计算1833年嵩明8.0级大地震产生的同震和震后应力场变化,并计算对附近的小江断裂带、安宁河断裂带、则木河断裂带及云南境内红河断裂带造成的同震和震后库仑应力变化。结果表明,嵩明8.0级大地震对滇中南地区应力分布产生较大影响,对周围断层的影响甚至持续数百年的时间。嵩明8.0级地震使震中附近的小江断裂中段、安宁河断裂南段和红河断裂带中段库仑应力减小,降低发震危险;而小江断裂带南北段、安宁河断裂北段、则木河断裂带和红河断裂带南北两段库仑应力增加,地震危险性增强。红河断裂带中段在数百年时间尺度内始终处于嵩明8.0级地震库仑应力的减小区域,该研究结果有助于解释此断裂段的地震平静现象。     

2008年汶川地震同震-震后应力演化及其对2017年九寨沟M_S 7.0地震的影响

2017年8月8日四川九寨沟发生了MS7.0地震,距离汶川地震震中约为140km.地震的发生会调整区域应力分布和影响区域地震活动性变化.那么,汶川地震的发生对此次九寨沟地震有何影响?区域应力如何演化?为回答这些问题,本研究基于高性能并行有限元方法和网格自适应加密技术,采用含地形起伏的黏弹非均匀椭球型地球模型,分别计算了汶川地震引起的同震-震后应力时空动态演化及其对此次九寨沟地震的影响.同时,考虑同震静态应力和震后黏弹性应力调整,计算了汶川、芦山和九寨沟地震的发生对周边断层应力积累的影响.计算结果显示汶川地震对九寨沟发震断层的同震库仑应力加载约为0.008 MPa,震后9年的黏弹性应力加载约为0.012~0.016 MPa,可能会使九寨沟地震提前发生.此外,汶川、芦山和九寨沟地震的发生引起龙门山断裂映秀以南段、东昆仑断裂、龙日坝断裂东段和岷江断裂北段及鲜水河断裂康定段应力加载大于0.01 MPa,增加了这些断裂带发生地震的危险性.     

2013年4月20日四川芦山M7.0级地震介绍

2013年4月20日四川芦山M7.0级地震发生在龙门山断裂带南段,震源机制解为逆冲型.震后3天震区已发生3000多次余震,其中M5级余震4次,最大余震是4月21日17时05分芦山、邛崃交界M5.4级地震,余震区长轴约45 km,短轴约20 km.芦山M7.0级地震与2008年5月12日汶川M8.0级地震均位于龙门山断裂带,但汶川地震发生在该断裂带中-北段,两个地震的余震区存在约45 km的间隔,芦山M7.0级地震不是汶川地震的余震,但两者密切相关.     

2008年汶川MS8.0地震对周边断层地震活动的影响

为分析2008年5月12日四川汶川M_S8.0级地震对周边断层地震活动的影响,本文首先基于Burgers体黏滞松弛模型计算汶川M_S8.0级地震引起的库仑应力动态演化,分析认为2008年汶川M_S8.0级地震在周边断层上引起的库仑应力显著增加的主要有四个断层段,分别为鲜水河断裂道孚-康定段、东昆仑断裂东段玛曲段、青川断裂和龙门山断裂南段.而且震后4年内黏滞松弛引起的库仑应力变化量可能与同震变化相当,相当于再发生一次汶川地震所造成的影响,因此震后效应在分析强震影响时不应忽略.本文基于强震引起的库仑应力变化动态演化,结合背景地震发生率、由Dieterich(1994)模型给出地震发生概率,结合相关构造地质、历史地震、余震活动等方面资料的综合分析认为,上述4个断裂段地震危险性由高到低依次为鲜水河断裂道孚-康定段、龙门山断裂南段、东昆仑断裂东段玛曲段和青川断裂.     

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.     

M_s8.0汶川地震对M_s7.0芦山地震成核失稳的影响Mw

依据速率-状态依赖性摩擦本构关系,并结合中下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应,以震后库仑破裂应力变化和同震动态库仑破裂应力变化的计算为基础,模拟了两种应力变化对芦山地震断层的失稳发震时间的影响,研究了2008年Ms8.0汶川地震与2013年Ms7.0芦山地震之间的触发关系.计算得到,汶川地震在芦山地震震源断层面上产生的动态应力变化的峰值为0.127 MPa;此外,经过近5年中下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应,芦山地震震源断层面上受到的震后应力变化值为0.025 MPa.结果表明,芦山地震的震源断层在应力积累逐渐接近临界状态的某一特定时期内,受到了汶川地震产生的动态应力变化、静态应力变化以及黏弹性松弛效应造成应力变化的共同触发作用,且动态应力的延迟触发作用可能更为显著.最后对芦山地震之后研究区域的应力变化场进行了初步探讨.     

2013年芦山M_S7.0地震产生的静态库仑应力变化及其对余震空间分布的影响

2013年4月20日芦山MS7.0地震发生在龙门山断裂带的西南段,距2008年汶川MS8.0地震仅约85km,时间上仅相隔5年.首先计算了汶川地震的静态库仑应力变化对本次芦山地震的影响,得出芦山地震是由汶川地震触发造成的(库仑应力上升了0.012 MPa);进一步计算了芦山地震与汶川地震这两次大地震共同产生的静态库仑应力变化.结果表明,芦山地震的余震受前面两次大地震的共同影响,而不仅仅是芦山地震单独作用的结果,超过85%的余震发生在两次地震共同产生的静态库仑应力变化增大的地方,而芦山地震本身触发不了本次的余震序列(仅48.7%的余震位于主震所产生的应力加载区).此外,计算结果表明芦山地震本身对周边断层影响较小,仅龙门山断裂带的东北段受到一定的加载作用;而由于汶川地震的作用,安宁河断裂、大凉山断裂、马尔康断裂、岷江断裂和虎牙断裂呈卸载趋势,仅鲜水河断裂东南段和龙门山断裂中段受到加载作用,这均会加速断层上新地震的发生.     

MS8.0汶川地震对MS7.0芦山地震成核失稳的影响

依据速率-状态依赖性摩擦本构关系,并结合中下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应,以震后库仑破裂应力变化和同震动态库仑破裂应力变化的计算为基础,模拟了两种应力变化对芦山地震断层的失稳发震时间的影响,研究了2008年M_S8.0汶川地震与2013年M_S7.0芦山地震之间的触发关系.计算得到,汶川地震在芦山地震震源断层面上产生的动态应力变化的峰值为0.127 MPa;此外,经过近5年中下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应,芦山地震震源断层面上受到的震后应力变化值为0.025 MPa.结果表明,芦山地震的震源断层在应力积累逐渐接近临界状态的某一特定时期内,受到了汶川地震产生的动态应力变化、静态应力变化以及黏弹性松弛效应造成应力变化的共同触发作用,且动态应力的延迟触发作用可能更为显著.最后对芦山地震之后研究区域的应力变化场进行了初步探讨.     

从应力演化角度讨论龙门山区域7级强震序列对芦山地震的影响

计算包括同震静态库仑破裂应力变化以及震后黏滞松弛引起的应力变化等,可以更好地解释余震分布、地震序列等地震观测结果。在芦山地震之前,从1900年以来龙门山区域发生了4次7级以上地震,分析这几次地震的同震应力变化以及震后黏弹性松弛对芦山地震的产生的影响,芦山地震以后区域断裂带上的应力伴随强震如何演化,芦山地震与汶川地震的破裂空段呈现何种应力状态,探讨这些问题可能会为了解芦山地震震源处震前的应力状态及该区域未来地震风险评估提供一定的依据。文中采用有限元数值模拟方法,根据地质构造、速度、密度结构深部反演结果以及GPS及应力观测资料等,建立龙门山地区三维黏弹性有限元模型进行研究。模拟结果显示:龙门山断裂带南段及鲜水河断裂带的库仑应力年变化速率在研究区域中相对更高,这与研究区域的地震活动性一致。芦山地震的前4次地震,除叠溪地震外,康定、松潘、汶川等3次地震在芦山地震震中位置产生的同震库仑破裂应力变化大于0,表明这3次地震可能促进了芦山地震的发生,汶川地震的同震库仑破裂应力超过了0.01MPa,同震触发效应十分显著。震间的黏弹性松弛对芦山震源处起加载作用,从1900年以来这种持续的加载作用也超过0.01MPa,因此在模拟应力演化的时候,介质的黏弹性松弛效应不能被忽略。从库仑破裂应力的角度计算龙门山区域断层的应力演化,可以发现龙门山断裂带上汶川地震和芦山地震破裂的空段,在芦山地震之后仍然属于相对应力水平较高的区域。     

The Large Earthquake Offshore West of Seoul, Korea, in the Southern Yellow Sea on June 22, 1518

On June 22,1518,a large earthquake,measuring M7~(1/2),occurred offshore west of Seoul,Korea in the southern Yellow Sea. This earthquake affected the whole Korean Peninsula,and caused damage to the coastal areas such as Seoul,where the seismic intensity was degree Ⅷ. Aftershock activity lasted for more than one month. The earthquake also affected the Eastern China region. This earthquake was possibly related to the activity of the western margin fault zone of the Korean Peninsula( the eastern margin fault zone of the southern Yellow Sea). The epicenter of the earthquake was located 36. 5°N and 125. 2°E.     

Enhancement of Seismicity Recorded by the Qiaojia Array before the 2013 Lushan and 2014 Ludian Earthquakes

A seismic array of twenty four seismometers(Qiaojia array) operated by the Institute of Geophysics,China Earthquake Administration was situated along the Zemuhe fault and the north end of Xiaojiang fault,which is a part of the east boundary of the Chuan-Dian( Sichuan-Yunnan) rhombus crustal mass. The Qiaojia array started operation at the end of February,2012. Since then the April 20,2013 Lushan MS7. 0 earthquake and the August 3,2014 Ludian MS6. 5 earthquake have occurred in the vicinity of the Qiaojia array. The earthquake catalogue recorded by the Qiaojia array since March,2012 is used in this study. The temporal variation of the earthquake count before the Lushan event and the Ludian event is analyzed. The results are as follows:(1) A very clear gradually increasing variation of the count of M ≥ 2. 0 earthquakes within the region,where all earthquakes recorded by the Qiaojia array coverage can be found before the Lushan event and the Ludian event,and the increasing range and duration of the count before the Ludian event are both larger than those before the Lushan event.(2) In the region covered by the Qiaojia array,for earthquakes with depth h ≤10 km a rising process of the count was manifested before both events,along with a nearly same duration of about five and a half months,and for earthquakes with depths h 10 km a rising-dropping process of the count was manifest before the Lushan event,before which the rising-dropping process appeared again. The variation of the count for earthquakes with depth h ≤ 10 km is the reverse of that for earthquakes with depth h 10 km.(3) Within and near the region covered by the Qiaojia array,the variation of the count manifests a rising process for earthquakes with depth h ≤ 10 km or h 10 km before the Lushan event and only for earthquakes with depth h ≤ 10 km before the Ludian event. The variation of the count manifests a weakening process for earthquakes with depth h 10 km before the Lushan event. It is shown from the above results that the seismicity within and near the regioncovered by the Qiaojia array showed a steeply rising change before both the Lushan event and the Ludian event. This phenomenon could be revelatory to understanding the process of seismicity development.     

用S波研究雅江地震序列震源波谱

利用成都区域数字化地震台网记录的雅江地震序列的S波段资料，使用波谱分析方法计算雅江地震序列的震源参数。在对不同时段的震源参数进行初步分析后，得到如下结果：①给出了适合于雅江地震序列的地震矩M0和矩震级Mw与里氏震级ML的关系；②拐角频率从5．0级地震前的1．4左右下降到5．0级地震后的1．3左右，6．0级地震之后又下降到1．2左右；③前震和余震的一些震源参数存在明显差异，可作为预测未来强震的重要指标之一。     

Study on the Source Parameters of the Barkam Earthquake Sequence

INTRODUCTIONAn earthquake ofML5·0 occurredin Barkamcounty,Aba Prefecture ,Sichuan Province onJan.1 ,2005 ,and was located at the northwest of the Songganfault ,an area betweenthe Songgangfault ,Yukefault , Darlag fault and Madoi-Gad毢fault . TheML5·0 earthquake is the biggest one in AbaPrefecture since theM6·6 Xiaojinearthquake of 1989 and alsothe biggest oneinthe area betweentheSonggangfault ,Yuke fault ,Darlagfault and Madoi-Gad毢fault since Nov.8 ,1970·Since the commencem…     

辽宁岫岩、新疆伽师强震群显著地震地方平太阴时分布特征的研究

运用1999年辽宁岫岩MS5.4地震和1997年新疆伽师强震群两组地震的序列,计算了这两次地震地方平太阴时τ,并计算两相邻地震的地方平太阴时夹角Δτ,研究了这两次地震的地方平太阴时的分布特征,并对后续地震的危险性进行了判定。分析计算结果表明:针对辽宁省的地方平太阴时的分布,若ML≥4.0并连续3次出现地方平太阴时夹角Δτ≤45°,则可将此作为一项具有短期或临震预报意义的异常项。而新疆伽师强震群显著地震地方平太阴时夹角的分布特征较复杂,若MS≥4.0并连续出现5次地方平太阴时夹角Δτ≤45°时则可视为突出异常,且多数情况下不会虚报。一个震群中的主要地震,连续保持地方平太阴时夹角Δτ≤45°,可判定为前震序列,且处于临震状态,同样可据此判定主震后的强余震。     

2003年6月青岛崂山4级震群序列初步分析

从震群监测、地震影响、地震地质构造、序列特点及性质判定等方面对2003年6月青岛崂山王哥庄发生的4级震群进行了介绍及初步分析。此次地震的活动强度、频次、持续时间均为青岛历史上所罕见。地震时整个青岛市普遍有感，震中区有一定破坏，造成较大的社会影响。     

预警地震在地震预测中的意义

对新疆1970-2002年地震资料以不同范围、不同震级进行全时空扫描。结果表明，新疆台网监测能力较好地区绝大多数6级以上地震前地震活动关联图较为清晰。提出了预警地震的概念，认为预警地震在短临预报方面有一定的作用。     

时间结构变异分析法在伽师-巴楚震群序列中的应用研究

1997～2003年新疆伽师-巴楚地区发生了包含27次5级以上地震的罕见强震群活动。震群活动分别经历了1997、1998和2003年3个不同强度的地震时段。在不同时段内的5级以上地震前,地震活动均出现过不同程度的增强-平静变化。为了有效界定序列丛集(增强)-平静变化的前兆意义,寻找临震预测的时间判据,本文从地震活动过程的非线性特征入手,分析研究震群序列的时间结构特征,判定发震系统的随机性大小,确定当前序列的变异程度,进而预测序列未来的发展趋势。以震群活动区附近的喀什地震台记录的序列目录为资料,以序列中MS≥5地震为起点,以下一个5级以上地震为终点,分段统计分析地震序列的时间结构关系。主要结果为:①序列绝大部分5级以上地震前,时间变异系数均有不同程度的异常显示。②在定义δ≈1之后的10天之内,震群中发生5级以上地震的可能性很大。③时间变异系数有3种类型,即持续变异、单点变异、无变异。④5级与6级地震前的δ值变化过程相似,其值域大小没有明显区别。在震群型序列中,依据δ≈1无法准确界定当前序列的属性(前震序列还是余震序列)和判定后续震级,只能判断序列中可能会发生5级以上地震。⑤序列临界丛集性质是分层次的。只有在某一震级时,序列才会出现临界丛集变异状态。⑥时间变异系数有明确的物理意义。当地震活动出现丛集-平静现象之后,它可以清晰地描述发震系统的随机状态,进而有效界定这种丛集-平静变化是否具有前兆意义。在地震频次衰减基本正常(h>1)且无突出的丛集-平静状况下,通过时间变异系数也可以发现序列的异常变化。反之,在震群活动晚期,当出现许多地震平静现象之后,即使在h<1的状态下,时间变异系数也并未出现异常显示,这表明δ值诊断法具有较好的普适性。     

当前潜在震源区研究的主要方向

本文讨论了当前潜在震源区研究中强震发生的构造条件、潜在震源区的两级划分、确定潜在震源区的原则、潜在震源区的方向和范围及其震级上限的确定以及数值方法在确定潜在震源区中的应用等主要方面的研究现状，并提出了今后工作中应重点研究的内容。