基于库仑应力变化分析2015年尼泊尔MS8.1地震对中国大陆的影响

本文采用分层黏弹性介质模型, 模拟了2015年4月25日尼泊尔M_S8.1地震产生的同震和震后地表位移场, 计算了尼泊尔大地震引起的青藏高原及其周缘主要断裂上的同震和震后库仑应力变化。 地表位移场结果显示, 此次尼泊尔8.1级地震对中国大陆的影响区域主要是拉萨地块和羌塘地块, 对拉萨块体的影响主要表现为水平向南朝喜马拉雅构造带的汇聚作用, 垂直同震位移以下降为主, 震后以上升为主。 静态库仑破裂应力变化的计算结果显示, 尼泊尔大地震对青藏块体中南部的拉张性断层影响最为显著, 其中, 使尼泊尔地震北部的拉张断层的库仑应力显著增加, 个别断层库仑应力增加量超过0.01MPa, 而使其两侧的拉张断层库仑应力明显降低; 对青藏块体中部的走滑断裂则以正影响为主; 另外, 对南北地震带主要以负影响为主, 但量值微小。     

2015年尼泊尔强震序列对中国大陆的应力影响

基于2015年尼泊尔地震序列的破裂模型及均匀弹性半空间模型,计算了该地震序列传递到中国西藏境内发生在定日县地震和聂拉木县地震的应力.2015年尼泊尔地震序列导致定日县地震和聂拉木地震节面和滑动方向的库仑应力增加(2~3)×103 Pa和(2.4~3.1)×105 Pa,表明这两个地震受到尼泊尔地震序列的触发.其次,我们计算了2015年尼泊尔地震序列在中国大陆及其附近主要活动断层上产生的库仑应力变化.喜马拉雅主山前逆冲断裂和青藏高原内部的拉张正断层上的库仑应力有较大的增加,而青藏高原的走滑断裂,如阿尔金断裂、东昆仑断裂、玉树玛曲断裂、班公错断裂西部、嘉黎断裂的库仑应力有较大的降低.天山南北两侧的断裂库仑应力降低.而华北及东北、华南地区的库仑应力变化几乎可以忽略不计.最后,计算了该地震序列造成的水平应力变化.水平面应力在2015年尼泊尔地震序列北向(青藏高原大部和新疆区域)增加(拉张),而在地震序列东侧的西藏南部和川滇地区南部降低(压缩),在华北和东北仅有少许增加,在华南地区有少许降低.在中国西部,主压应力表现为以2015年地震序列为圆心的向外辐射状,而主张应力方向与同心圆切线方向大体一致.水平主压应力方向在东北地区为北东向,在华北地区为北东东向,在华南地区为南东东向.这种模式与现今构造应力场方向相似,表现了2015尼泊尔地震序列所代表的印度板块和欧亚板块的碰撞是中国大陆构造变形的主要动力来源.     

尼泊尔8.1级地震对西藏地区及邻区地震形势的影响

依据西藏地震台网地震目录,对比了美国地震台网(NEIC)记录,收集了喜玛拉雅弧型带和西藏地区及邻区5级以上的历史地震资料,同时收集了2015年4月25日尼泊尔8.1级和西藏定日5.9级地震机制解资料。研究了喜玛拉雅弧型带发生的8级地震对青藏块体产生的重要影响,分析了西藏定日5.9级与尼泊尔8.1级两次地震的关系。结果显示:2015年4月25日尼泊尔8.1级地震动态触发了西藏日喀则地区定日5.9级地震,反映了青藏块体本身具有较高的应力水平。震源机制解显示:2015年4月25日尼泊尔8.1级地震当日,西藏定日发生的5.9级地震为近南北走向的正断层张性活动,属于藏南拆离系与控制近南北向拉张断陷盆地的正断层型地震,西藏日喀则地区的定日5.9级地震与尼泊尔8.1级地震属于不同类型的地震。喜玛拉雅弧型带发生的8级地震会对青藏块体产生重要影响,2015年4月25日尼泊尔8.1级地震和历史震例均显示喜玛拉雅弧型带发生的8级地震会对青藏块体产生重要的影响,在1934年1月15日尼泊尔MS8.3级地震后三年内地震呈现北东—南西走向展布,2015年4月25日尼泊尔8.1级地震后西藏地区及邻区地震活动也呈现较明显北东向成带分布;2015年4月25日尼泊尔8.1级地震后,西藏地区出现3级以上地震起伏性丛集活动,该区的地震震级水平短时间也略显升高。     

2015年尼泊尔强震序列对中国大陆的应力影响

<正>基于2015年尼泊尔地震序列的破裂模型及均匀弹性半空间模型,计算了该地震序列传递到中国西藏境内发生在定日县地震和聂拉木县地震的应力。2015年尼泊尔地震序列导致定日县地震和聂拉木地震节面和滑动方向的库仑应力增加(2~3)×103 Pa和(2.4~3.1)×105 Pa,表明这两个地震受到尼泊尔地震序列的触发。其次,我们计算了2015年尼泊尔地震序列在中国大陆及其附近主要活动断层上产生的库仑应力变化。     

2015尼泊尔M_S8.1地震中等余震震源机制研究

本研究利用西藏台网记录的波形数据,采用gCAP方法反演了2015年4月25日尼泊尔MS8.1大震5次中等余震(5.0≤MS≤6.5)及西藏定日MS5.9地震震源机制解.结果显示,6次地震包含2个正断、2个走滑及2个逆冲型地震.其中2个正断型地震位于主震的东北方向,即发震断层的上盘,表明该区域受到主震同震位移的影响,表现出应力拉张的变化特征;2个走滑型地震在主震破裂的东南方向上,说明随着破裂往东南方向延伸,余震的走滑分量增强;另外2个逆冲型地震位于5月12日MS7.5强余震区域,与MS7.5地震的滑移状态一致,可能与主震同震位移引起该区域处于应力挤压状态密切相关.这些结果表明,尼泊尔MS8.1主震发生后,由于同震位移的影响,不同区域处于不同的应力状态,从而使中等余震表现出不同的震源类型.     

尼泊尔地震后喜马拉雅地区地震风险浅析

2015年4月25日,尼泊尔发生MS8.1地震,中国西藏、印度等周边多个国家和地区受到影响。此次地震是1934年1月15日尼泊尔Bihar 8级大地震后,尼泊尔遭受的最强烈地震。地震发生后,喜马拉雅地区的地震风险再度引起关注,在此,我们对相关研究做一简要梳理和总结,以供参考。     

2015年4月25日尼泊尔MW7.9地震的震源机制

<正>据中国地震台网测定,北京时间2015年4月25日14时11分尼泊尔发生MW7.9(MS8.1)强烈地震,震中位置为(28.2°N、84.7°E),震源深度为20km.这次地震位于尼泊尔首都西北部,距加德满都大约80km.截至2015年5月13日,该地震已造成8 219人死亡,17 866人受伤,尼泊尔、印度、孟加拉、不丹和我国西藏等地均有人员伤亡.为增进对尼泊尔MW7.9发震机制的认识,并对震害评估、震后趋势判定     

2015年4月25日尼泊尔M_S8.1大地震的同震效应

应用有限单元方法,计算了2015年尼泊尔MS8.1大地震发生产生的同震变形和应力变化.计算中考虑地球为球体以确保远场应力场变化得到可靠结果,采用PREM模型的地球分层模型,考虑了中国地震局(CEA)和美国地质调查局(USGS)各自提供的断层滑动模型.结果表明:尼泊尔MS8.1地震是一个比较典型的低角度逆冲地震,水平位移和应力降较大;地震造成南北方向上的水平位移最突出,且集中在首都加德满都附近区域.USGS断层滑动模型地表最大位移量达到3.5m,CEA滑动模型最大为1.2m;东西向和垂直方向上的同震位移相对较小;同震位移量级在0.1m的影响区域可达300km;地震造成尼泊尔地区最大库仑应力变化可达到MPa量级,地震危险性依然较大.此次MS8.1地震对我国西藏地区有一定影响,特别是雅鲁藏布江地区和拉萨块体南北走向的正断层,库仑应力变化为正,量级可达数千帕乃至十余千帕,应该注意该区被诱发中强震的可能性.     

2000年以来南美板缘强震对2014年智利M_S8.2地震触发关系的初步研究

计算了2000年以来南美板缘强震(先前地震)对2014年4月1日智利北部M_S8.2主震、2014年4月3日M_S7.6强余震以及本次主震对其后续余震的应力触发作用,研究结果表明:先前地震在主震震源机制解2个节面上产生的库仑应力变化均为正;采用不同的有效摩擦系数,在主震破裂面上产生的库仑应力变化超过阈值(0.01MPa)的子元最低占22.2%,库仑应力变化为正子元的比率最低和最高分别为74.3%、95.5%。先前地震和主震在4月3日M_S7.6地震震源机制解的2个节面上产生的库仑应力变化也均为正,且远大于触发阈值;最低有58.2%的破裂面子元上库仑应力变化超过触发阈值,最低有64.0%的破裂面子元上库仑应力变化为正。故先前地震有利于本次主震的发生,先前地震及本次主震又有利于M_S7.6强余震的发生。根据全球CMT目录搜索到的8次余震震源机制解资料,计算了本次主震在后续余震震源机制解节面上的库仑破裂应力变化,计算结果显示,主震对其后续余震的触发效果不明显,由于余震资料的有限性,主震对余震的触发作用还有待于进一步研究。     

2014 年于田MS 7. 3 地震产生的静态库仑应力变化及对周边断层的影响

计算了2008 年以来于田地区4 次MS5. 5 以上地震产生的同震静态库仑破裂应力场变化,分析它们之间的应力触发效应、4 次地震产生的应力变化与余震分布的关系及其对周边主要断层的影响。结果表明,2011 年MS5. 5、2014 年MS7. 3 地震均处于之前地震产生的库仑破裂应力增加区,增加值分别为0. 004、0. 021MPa,说明这两次地震明显受到之前强震触发作用的影响;而2012 年MS6. 2 地震位于之前地震产生的应力影区内,对其发生有延缓作用。此次MS7. 3 地震产生的库仑破裂应力场图像与目前余震空间分布特征较为吻合;但主震破裂面上部分应力增强区几乎没有余震发生,这些地区未来存在发生强余震的可能。距此次震中最近的贡嘎错断裂中段上不同断层段库仑应力扰动值变化很大,计算结果可能会受有限断层震源模型的一定影响,依然存在较强的地震危险性。此外,贡嘎错断裂东北段、普鲁断裂中西段及龙木错-邦达错断裂带西段受2008 年以来地震的累积库仑应力增加的影响也较为明显,其应力扰动最大值均超过0. 002MPa,同样存在一定地震危险性。     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震序列重定位和震源机制解研究

2022年1月8日青海省海北州门源县发生M_S6.9地震,震后产生了长约22 km的地表破裂带,青海、甘肃和宁夏等多地震感强烈。本文基于区域地震台网资料,通过多阶段定位方法对门源M_S6.9地震早期序列（2022年1月8日至12日）进行了重定位,并利用gCAP方法反演了主震和M_S≥3.4余震的震源机制和震源矩心深度,计算了现今应力场体系在门源M_S6.9地震震源机制两个节面产生的相对剪应力和正应力。结果表明:门源M_S6.9地震的初始破裂深度为7.8 km,震源矩心深度为4 km,地震序列的优势初始破裂深度主要介于7—8 km之间,而M_S≥3.4余震的震源矩心深度为3—7 km;该地震序列的震源深度剖面显示震后24个小时内的地震序列长度约为25 km,与地表破裂带的长度大体一致,整体地震序列长度约为30 km,其中1月8日M_S6.9主震和M_S5.1余震位于余震区西段,1月12日M_S5.2余震位于余震区东段。2022年1月8日门源M_S6.9主震的震源机制解节面Ⅰ为走向290°、倾角81°、滑动角16°,节面Ⅱ为走向197°、倾角74°、滑动角171°,根据余震展布的总体趋势估计断层面走向为290°,表明此次地震为近乎直立断层面上的一次左旋走滑型事件;M_S≥3.4余震的震源机制解显示这些地震主要为走滑型地震,P轴走向从余震区西段到东段之间大体呈现NE向到EW向的变化。现今应力场体系在门源M_S6.9主震震源机制解节面Ⅰ上产生的相对剪应力为0.638,而在节面Ⅱ上的相对剪应力为0.522,表明这两个节面均非构造应力场的最大释放节面,这与2016年门源M_S6.4地震逆冲型震源机制为构造应力场的最优释放节面有着明显差异。结合地质构造、震源机制和余震展布,2022年1月8日门源M_S6.9主震的发震构造可能为冷龙岭断裂西段,其地震断层错动方式为左旋走滑。根据重定位结果、震级-破裂关系以及剪应力结果,本文认为门源地区存在一定的应力积累且应力未得到充分释放,该地区仍存在发生强震的危险。      

2021年云南漾濞MS6.4地震动态应力对后续余震活动的触发作用

选取IRIS远震台站波形数据,反演了云南漾濞M_S6.4地震震源破裂过程,计算了断层破裂在近场产生的动态库仑破裂应力变化,并讨论了主震对近场余震活动的动态应力触发作用。结果显示:动态库仑应力演化过程与震源破裂特征反演结果一致,其大小分布与地震序列分布的疏密程度也具有较好的相关性。主震产生的静态和动态库仑破裂应力均促进余震的发生,但相比静态应力,余震位于库仑破裂应力正值区域的比例提高了21%,余震与动态库仑应力变化的正负区域有更好的一致性,动态应力能更好地解释震后余震分布的空间特征。垂直于地震序列主干10 km处出现小震丛集,该现象可能是由主震产生的动态库仑破裂应力占主导作用所致。定量分析主震对余震的动态应力触发结果显示,主震后一周内M_S4.0以上的8次余震接收点均受到了动态库仑破裂应力的触发作用。      

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。     

FOCAL MECHANISM SOLUTIONS AND STRESS FIELD OF THE 2019 CHANGNING,SICHUAN MAINSHOCK AND ITS MODERATE-STRONG AFTERSHOCKS(MS≥4.0)

A M_S6.0 earthquake with shallow focal depth of 16km struck Changning County, Yibin City, Sichuan Province at 22:55: 43(Beijing Time)on 17 June 2019. Although the magnitude of the earthquake is moderate, it caused heavy casualties and property losses to Changning County and its surrounding areas. In the following week, a series of aftershocks with M_S≥4.0 occurred in the epicentral area successively. In order to better understand and analyze the seismotectonic structure and generation mechanism of these earthquakes, in this paper, absolute earthquake location by HYPOINVERSE 2000 method is conducted to relocate the main shock of M_S6.0 in Changning using the seismic phase observation data provided by Sichuan Earthquake Administration, and focal mechanism solutions for Changning M_S6.0 main shock and M_S≥4.0 aftershocks are inferred using the gCAP method with the local and regional broadband station waveforms recorded by the regional seismic networks of Sichuan Province, Yunnan Province, Chongqing Municipality, and Guizhou Province. The absolute relocation results show that the epicenter of the main shock is located at 28.35°N, 104.88°E, and it occurred at an unusual shallow depth about only 6.98km, which could be one of the most significant reasons for the heavier damage in the Changning and adjoining areas. The focal plane solution of the Changning M_S6.0 earthquake indicates that the main shock occurred at a thrust fault with a left-lateral strike-slip component. The full moment tensor solution provided by gCAP shows that it contains a certain percentage of non-double couple components. After the occurrence of the main shock, a series of medium and strong aftershocks with M_S≥4.0 occurred continuously along the northwestern direction, the fault plane solutions for those aftershocks show mostly strike-slip and thrust fault-type. It is found that the mode of focal mechanism has an obvious characteristic of segmentation in space, which reflects the complexity of the dislocation process of the seismogenic fault. It also shows that the Changning earthquake sequences occurred in the shallow part of the upper crust. Combining with the results from the seismic sounding profile in Changning anticline, which is the main structure in the focal area, this study finds that the existence of several steep secondary faults in the core of Changning anticline is an important reason for the diversity of focal mechanism of aftershock sequences. The characteristics of regional stress field is estimated using the STRESSINVERSE method by the information of focal mechanism solutions from our study, and the results show that the Changning area is subject to a NEE oriented maximum principal stress field with a very shallow dipping and near-vertical minimum principal stress, which is not associated with the results derived from other stress indicators. Compared with the direction of the maximum principal compressive stress axis in the whole region, the direction of the stress field in the focal area rotates from the NWW direction to the NEE direction. The Changning M_S6.0 earthquake locates in the area with complex geological structure, where there are a large number of small staggered fault zones with unstable geological structure. Combining with the direction of aftershocks distribution in Changning area, we infer that the Changning M_S6.0 earthquake is generated by rupturing of the pre-existing fault in the Changning anticline under the action of the overall large stress field, and the seismogenic fault is a high dip-angle thrust fault with left-lateral strike-slip component, trending NW.     

2010年4月玉树M_S7.3地震序列的断层结构

利用双差定位方法对玉树地震序列2010年4月14日至10月31日间发生的ML≥1.0地震进行双差定位,得到1545个地震的重定位结果.综合分析地震双差定位结果和玉树地震序列中强地震震源机制解,发现玉树MS7.3地震发震构造由北西向和北东东向两条相交断层组成,主震发生在北西走向的甘孜—玉树断裂带上,5月29日的MS5.9余震序列发生在北东东走向的一条隐伏断裂上,两条断裂均接近直立.甘孜—玉树断裂是羌塘地块和巴彦喀拉地块的构造边界,由于羌塘地块和巴颜喀拉地块的差异运动使甘孜—玉树断裂强耦合段应力高度积累,在应变能超过岩石强度时破裂失稳发生了MS7.3地震.主震断层的左旋滑动导致北东东向断层的正应力减小,库伦应力增加,45天后触发了MS5.9余震序列的活动.     

2021年5月21日云南漾濞Ms6.4地震序列重新定位、震源机制及应力场反演

2021年5月21日云南省大理州漾濞县发生了Ms6.4地震,引起了社会的极大关注.本研究利用双差定位法对云南漾濞Ms6.4地震序列(2021年5月1824日)进行了重新定位,获得331个地震重新定位结果,主震震源位置为(99.869°E,25.689°N,8.8 km).利用远场Rayleigh面波振幅的频谱陷波相,通...     

四川芦山MS7.0地震余震序列双差定位、震源机制及应力场反演

2013年4月20日发生了四川芦山M_S7.0地震,主震中位于青藏地块与华南地块结合部的龙门山断裂带南端.本研究用双差定位法对芦山地震主震及余震序列进行重新定位,得到主震位置为(30.29°N,102.97°E,17.82 km)及4100多次余震重新定位结果.利用GSN/IRIS台网和国家台网及四川省区域台网的波形数据对主震及部分余震进行了震源机制解反演.结果表明,主震为一次逆冲地震,根据余震序列分布确定发震断层面走向为200°,震源机制解断层倾角为45°.基于震源断层面解和断层滑动方向,采用力轴张量计算法得到了研究区域的平均主压应力方向约为N112°E.     

RELOCATION OF THE HUTUBI MS6.2 EARTHQUAKE SEQUENCE ON 8 DECEMBER 2016 AND ANALYSIS OF THE SEISMOGENIC STRUCTURE

Based on the digital waveforms of Xinjiang Seismic Network, the Hutubi M_S6.2 earthquake sequence (M_L ≥ 1.0) was relocated precisely by HypoDD.The best double-couple focal mechanisms of the main shock and aftershocks of M_L ≥ 4.0 were determined by the CAP method. We analyzed the characteristics of spatial distribution, focal mechanisms and the seismogenic structure of earthquake sequence. The results show that the main shock is located at 43.775 9°N, 86.363 4°E; the depth of the initial rupture and centriod is about 15.388km and 17km. The earthquake sequence extends unilaterally along NWW direction with an extension length of about 15km and a depth ranging 5~15km. The characteristics of the depth profiles show that the seismogenic fault plane dips northward and the faulting is dominated by thrusting. The nodal planes parameters of the best double-couple focal mechanisms are:strike 292°, dip 62° and rake 80° for nodal plane I, and strike 132°, dip 30° and rake 108° for nodal plane Ⅱ, indicating that the main shock is of thrust faulting. The dip of nodal planeⅠis consistent with the dip of the depth profile, which is inferred to be the fault plane of seismogenic fault of this earthquake. According to the comprehensive analysis of the relocation results, the focal mechanism and geological structure in the source region, it is preliminarily inferred that the seismogenic structure of the Hutubi M_S6.2 earthquake may be a backthrust on the deeper concealed thrust slope at the south of Qigu anticline. The earthquake is a "folding" earthquake taking place under the stress field of Tianshan expanding towards the Junggar Basin.     

2020年西藏尼玛MS6.6和MS4.8地震震源机制测定

北京时间2020年7月23日04时07分,西藏自治区那曲市尼玛县发生M_S6.6地震,震源深度10 km,震中位置为（33.19°N,86.81°E）。主震发生当日18时50分,发生一次M_S4.8强余震,震源深度为10 km。本文基于西藏、青海、新疆区域波形资料,采用ISOLA近震全波形方法对这两次地震进行震源机制反演。结果显示,尼玛M_S6.6主震的最佳断层面解为:节面Ⅰ走向8°/倾角46°/滑动角?93°,节面Ⅱ走向191°/倾角44°/滑动角?87°;矩震级M_W6.4,最佳矩心深度7 km。震源区应力主轴的空间取向为:主压力轴P的方位角220°、倾伏角88°,主张力轴T方位角99°、倾伏角1°。M_S4.8强余震的最佳断层面解为:节面Ⅰ走向12°/倾角47°/滑动角?106°,节面Ⅱ走向214°/倾角45°/滑动角?74°;矩震级M_W5.0,最佳矩心深度6 km。震源区应力主轴的空间取向为:主压力轴P的方位角207°、倾伏角78°,主张力轴T方位角113°、倾伏角1°。震源机制反演结果表明,这两次地震均为以正断型为主的地震事件,与震源区附近先前地震的震源机制有较好的一致性。结合周边地质构造和余震分布,我们认为尼玛M_S6.6地震可能是由位于日干配错断裂和依布茶卡盆地西缘断裂之间的一条正断层活动所引发的。