沿着横断板块边界地震滑动和无震滑动之间的相互作用：地震序列的一…

本文提出了或许能解释在同一孕震区经常观测到的地震多次发生的模型。这种地震序列或震群可能包含在空间上相距几十公里、在时间上相隔几天至数月的一些事件。本模型考虑了一条埋在弹性半空间内的长垂直走滑断层。断层的强度和一滑动类型（地震或无震）是非均匀的，并受到缓慢增加的周围剪切应力的作用。我们假设，断层面的一部分存在有稳定无震滑动的条件，并伴有非稳定的凹凸体。假设产生该序列中一次地震的凹凸体破裂，引起了远离     

两个自由度的滑块——弹簧模型中的幕式无震滑动

设想了一种两个自由度的滑块——弹簧模型，其中的2个滑块(滑块1和滑块2)由一根弹簧连接，并由一个慢慢移动的传动装置驱动。假设采用与速率和状态相关的摩擦定律，设定摩擦参数，使滑块1发生动态失稳。当摩擦参数接近稳定性转换点时，滑块2就会发生幕式无震滑动。在地震间隔期，当应力累积到大约稳态水平时，滑块2就开始缓慢滑动。随着振幅波动的衰减而成为稳态值，应力和滑动速度会发生准静态振荡。振荡衰减可能是自2001年以来日本东海地区观测到的幕式无震滑动的合理的产生机制。我们还在不同摩擦性质相互作用的双滑块模型的基础上，设想了板块边界上的各种滑动模式。     

断层分布及几何形态对川西及邻区应变分配的影响

川西及邻区分布着中国大陆数条重要的活动断裂带,这些断裂带上的滑动速率与地震活动有很大差异,如鲜水河断裂带的滑动速率在10mm/a以上,该断裂带上大地震频繁发生;而龙门山断裂带的滑动速率很小,虽然该断裂带上地震活动不频繁,但也发生了2008年5月12日汶川Ms8.0级大地震.利用弹黏塑性三维有限元模型,研究川西地区断裂带的几何形态及走向变化对断层滑动速率及区域应变分配影响.结果表明:鲜水河-小江断裂带的滑动速率随着断裂带几何分布及其走向呈现分段特征.结构简单,走向平直的分段滑动速率大;结构复杂,走向变化大的分段滑动速率低,区域应变主要集中在断裂带走向发生急剧变化的分段附近.鲜水河-小江断裂带中段的应变分配受到安宁河-则木河断裂带与大凉山断裂带相互作用的影响.龙门山断裂带的走向与青藏高原的挤出方向近乎垂直,断层活动以逆冲为主,滑动速率较低.     

沿着横断板块边界地震滑动和无震滑动之间的相互作用:地震序列的一种模型

本文提出了或许能解释在同一孕震区经常观测到的地震多次发生的模型。这种地震序列或震群可能包含在空间上相距几十公里、在时间上相隔几天至数月的一些事件。本模型考虑了一条埋在弹性半空间内的长垂直走滑断层。断层的强度和滑动类型(地震或无震)是非均匀的,并受到缓慢增加的周围剪切应力的作用。我们假设,断层面的一部分存在有稳定无震滑动的条件,并伴有非稳定的凹凸体。假设产生该序列中的一次地震的凹凸体破裂,引起了远离断层、靠近另一凹凸体区域的地震滑动的开始和加速。后一凹凸体可能破裂而产生震级相似的另一次地震的条件,是作为周围应力速率、凹凸体强度、无震滑动的总量以及无震滑动面积的函数研究的。发现无震滑动对第二次地震的提前发生可能起了很显著的作用。     

1994年9月16日台湾海峡7.3级地震静态库仑应力变化及断裂危险性初步研究

利用1994年9月16日台湾海峡7.3级地震震源机制解及滑动分布模型的资料,计算了由台湾海峡7.3级地震造成的静态库仑应力变化.对余震的分布进行了研究与分析,从震后余震的分布与应力场的情况及历史上这一地区的震源地分布的角度对库仑应力的变化进行了分析.结果显示,基于滑动分布模型正演的静态库仑应力变化在距震中相对较远的区域与余震分布的一致性较好,约90％的余震发生在库仑应力增加的区域;在震中附近计算出的库仑应力变化比较复杂,与余震的分布序列并不完全一致.在距震中较远的区域,库仑应力变化能比较好的反映余震的分布,而在震中附近库仑应力变化与余震分布的对应关系则比较复杂.以闽粤滨海断裂带为接收断层计算了其上的库仑应力变化,结果显示其西南段上的应力增加,促使其活动性增强,认为在闽粤滨海断裂带与NW走向的上杭-东山断裂交汇的南澎岛-东山岛海域发生地震的潜在危险性较大.     

卡斯凯迪亚消减带的幕式颤动和滑动：静滑动震颤

发现在最初被认为不活动的北卡斯凯迪亚消减带的深部界面观测到的重复性缓慢滑动事件具有独特的非地震性地震学特征。颤动状的地震信号与用跨越过去6年的地壳运动数据识别出的滑动事件在时间和空间上相关。在滑动事件之间的时段内，颤动活动要么不存在，要么很小。我们称这种颤动和滑动相关现象为幕式颤动和滑动(ETS)。我们认为幕式颤动和滑动的活动可以作为卡斯凯迪亚特大逆冲地震区应力加载的实时指标。     

卡斯卡迪亚古陆俯冲带上的间歇式颤动和滑动: 静滑动的嘟囔声

我们在曾一度被认为很平静,具有独特非地震活动特征的地区,北卡斯卡迪亚古陆俯冲带下部界面上观测到一些重复发生的慢滑动事件。颤动式地震信号在时空上与过去6年里连续的地壳运动数据中识别出来的滑动事件相关。在滑动间隔期内,颤动活动小到几乎不存在。我们称这一相关的颤动和滑动现象为“间歇性颤动滑动(ETS)”,并认为ETS活动可用于卡斯卡迪亚古陆大型俯冲地震带应力聚集的实时监测。     

岩石摩擦滑动中声发射的多普勒效应

在双剪摩擦滑动实验中可观测到声发射的多普勒效应。对于单个声发射事件，顺断裂扩展方向上的探头可记录到较短周期的初动波半周期，而在断裂扩展反方向上的探头记录则反之，在扩展过程中，声发射前续波由初始破裂引起的前激波、声源破裂扩展的扩展相和停止相组成，显示出声源破裂有一由静到动的加速过程。而在时间序列上，声发射事件存在着３个阶段：较强声发射事件发生初期，前激波时间超前较长，停止相不明显，声发射源的破裂速度较慢；第二阶段停止相突出，扩展速度加快，前激波到时超前量减小；最后，在原初始半周期处叠加了较大振幅的高频波     

两个自由度的滑块一弹簧模型中的幕式无震滑动

设想了一种两个自由度的滑块—弹簧模型,其中的2个滑块(滑块1和滑块2)由一根弹簧连接,并由一个慢慢移动的传动装置驱动。假设采用与速率和状态相关的摩擦定律,设定摩擦参数,使滑块1发生动态失稳。当摩擦参数接近稳定性转换点时,滑块2就会发生幕式无震滑动。在地震间隔期,当应力累积到大约稳态水平时,滑块2就开始缓慢滑动。随着振幅波动的衰减而成为稳态值,应力和滑动速度会发生准静态振荡。振荡衰减可能是自2001年以来日本东海地区观测到的幕式无震滑动的合理的产生机制。我们还在不同摩擦性质相互作用的双滑块模型的基础上,设想了板块边界上的各种滑动模式。     

2004年苏门答腊-安达曼地震的破裂过程

2004年12月26日苏门答腊－安达曼地震是缓慢地发生的，在初始的40～60s内，滑动和破裂速度均很小。尔后破裂以约2．5km／s的速度沿着安达曼海槽向北北西方向延伸达1200～1300km。沿苏门答腊西北部和尼科巴群岛南部的近海板块边界600km长的段上，最大的位移达约15m。而在余震区北部400～500km区域滑动量则很小，但在该地区地震频带的时间尺度以外至少可能已经发生了某些滑动。     

日本西南丰后水道的无震滑动和低频地震

对全球定位系统(GPS)数据的分析显示出，自1996～1997年类似事件之后6年的2003年8月底以来，日本西南丰后水道发生了瞬时地壳形变。考虑到许多GPS测点东南向运动以及1996～1997年事件与2003年事件有类似之处，这些瞬变过程很可能是由菲律宾海板块和阿穆里板块之间板问瞬时无震滑动所引起的。估计2003年这次无震滑动发生在丰后水道下，其相对滑动在西侧随时间增加，矩震级(Mw)达到7．0。与开始和结束都与2003年事件一致的低频地震逐渐平息不同，2003年瞬时地壳形变以大致为常数的速率进行，一直到2003年11月底。丰后水道区可能通过无震滑动释放了来自菲律宾海板块消减而聚积的能量。     

断层蠕变的动力学(机制)

沿加利福尼亚以及其它地方的活动断层的地表出露迹线的观察结果表明:构造位移的形式有地震滑动和无震断层蠕变。断层蠕变表现为缓慢的位移和位移作用幕,被称之为“蠕变事件”,可持续几小时至几天,产生位移为几毫米至几十毫米。蠕变期间实测的位移与时间关系表明:许多蠕变都有一种独特的、简单的形式,开始时运动剧烈,随后按位移速率逐渐衰减。一些蠕变有少量前兆滑动,很多蠕变都是由若干相继的简单蠕变事件组成的。通过设在断层附近的若干蠕变仪对各蠕变进行同时观测以及对蠕变期间应变的连续观测结果进行动力学模拟,已经推断出沿加利福尼亚州的圣安德烈斯,Calaveras和帝国断层发生的蠕变过程。断层蠕变可能起因于三个因素的相互作用:外部源作用于断层上的应力;由于周围介质对滞弹性断层带本身位移的弹性响应而引起该断层上的位移的分布和几何形状的改变产生的应力:以及表征阻止断层滑动的本构关系。对下面两种模型已提出了解析解:一是假定断层带流交特性具有     

雷达干涉测量对1992年兰德斯地震的运动学过程分两步反演的贡献

研究了1992年兰德斯地震的破裂过程。采用了两步法以限定滑动幅度和破裂时间之间的相互影响，否则会影响仅用地震资料得到的解。首先用独立的大地测量资料来约束滑动分布及其不确定性，然后获取破裂传播的时间特征。第一步用干涉测量数据和全球定位系统测量数据进行独立反演和联合反演，以给出三段断层模型上沿走向和倾向的滑动分布特征。我们采用遗传算法来检验解的唯一性，并使用最小二乘找出拟合最佳的模型。根据大地测量的反演结果我们认为：用干涉测量数据足以给出兰德斯地震的滑动分布。由于在我们的构型中地表形变对浅层滑动比较敏感，因而所得到的地表滑动幅度比深层要高。得出的滑动分布与地表的地质观测结果一致，并证实了兰德斯地震的不均匀特征。霍姆斯特德谷断层（第2段）上绝大多数滑动发生在浅层，最大深度约为7m。另一个滑动较大的区是在8km深的约翰逊谷断层上（第1段）。第二步则反演了强地面运动数据，使用了预设的最终滑动幅度和由大地测量数据推断的不确定性，对破裂过程的时间进程进行了约束。第二步强调地震随时间的强烈变化。高滑动区破裂前缘传播速度快，当破裂沿断层传播遇到阻力时其速度会减慢。平均而言，破有缘传播速度接近S波速度，并在开始后约20s约束。滑动幅度和破裂速度的较大变化表明：对破裂过程的描述用凹凸体的连续破裂比用匀速脉冲传播更为准确。     

逆冲和消减地震的应力触发及圣安德烈斯南部及其邻区逆冲和走滑断层的相互作用

指出逆冲地震的触发、抑制和丛集的主要特性可以用库仑破裂应力变化来解释。解释中我们采用了一套代表模型及详细实例。虽然地表破裂的逆冲断层使得大部分周围地壳的应力降低，但逆冲盲断层的滑动却使得某些附近区域，特别是震源断层上方的应力增加。这样逆冲盲断层可以触发浅部次生断层的滑动，并产生广泛分布的余震。短逆冲破裂对于触发大小相差不多的邻近逆冲断层特别有效。我们的计算结果表明，在加利福尼亚中部连续的逆冲序列中，1983年Mw6．7级科林加地震使得1983年Mw6．0级努涅斯地震和1985年Mw6．0级凯特尔曼山地震破裂与库仑破裂应力分别接近了10bar和1bar。理想化的应力变化计算与伴随大逆冲事件的地震活动性分布一致，这与前人的研究结果是一致的。俯冲带破裂的计算结果促使了俯冲前缘隆起发生正断层事件，并有利于地震破裂带周围及其下倾延伸区发生逆断层事件。这些特性在1957年Mw9．1级阿留申地震和其他大逆冲地震是明显的。我们进一步研究了能得到详细滑动模型的1960年Mw9．5和1995年Mw8．1级智利地震引起的破裂面上的应力变化。计算的库仑破裂应力增加为2-20bar，与余震地点和震后滑动密切相对应，而应力降低10bar的地区余震缺失。我们也提出主走滑系统的滑动调制了附近逆冲和走滑断层的应力。我们计算得到圣安德烈斯断层上1857年Mw7．9级蒂洪堡地震以及后续震间滑动使得科林加断层接近破裂约1bar，但抑制了全部海岸山岭的逆冲断层。1857年的地震也促使于1952年发生Mw7．3级科恩县地震的怀特沃尔夫逆冲断层接近破裂约10bar，但抑制了自1857年以来从来没有破裂的左旋加洛克断层上的滑动。于是我们有充分理由认为，应力转移在很宽的时间和空间尺度上对逆冲断层的地震活动性有控制作用。     

相互作用断层失稳的前兆变化的分析

本文从理论上研究贯通地壳的两条相互平行的具有滑动—弱化型本构律的断层的相互作用。采用有限单元—松驰迭代方法,分别对走滑断层,正断层和逆断层三种不同情况的断层相互作用问题进行了模型计算,并对位移场、应力场、应变场以及弹性应变能随时间的变化进行了数值分析。结果表明,在所讨论的几种情况下,两条相互作用的断层相继发生失稳,从动态角度反映出断层的相互作用。断层失稳前,在不同区域有截然不同的前兆变化,而同一区域对不同断层失稳的前兆响应也不相同,有些区域为“前兆灵敏点”,而有些地方则为“前兆盲点”。这些结果对于研究合理的观测条件和最佳观测布局有一定的理论意义,对于分析大震的前兆异常也有所裨益。     

由GPS测量确定的2002年阿拉斯加迪纳利断层Mw7．9级地震的同震滑动分布

2002年11月3日，阿拉斯加中部发生了一次Mw7．9级的地震。该地震使部分苏西特纳冰川断层、迪纳利断层及托茨春达断层发生破裂。反演GPS测量的位移场表明，该事件以沿迪纳利断层复杂的右旋走滑破裂占优势。最靠近震中的GPS测点显示出苏西特纳冰川断层有逆冲运动的影响。优选的Mw7．9级地震同震滑动模型表明，在破裂的西段滑动相对较小，而在震中以东约60km至在迪纳利断层和托茨春达断层的交汇处滑动相对较大。我们发现大多数浅层滑动从地表至深15km，但反演却表明在震中以东110km有一大的深部滑移层。我们的模型预示地表滑动与地表地质观测非常一致，模型分辨率也非常好。     

1983年11月16日夏威夷Kaoiki地震(Mssub>=6.6)前后的小震震源机制解

1983年11月16日夏威夷Kaoiki 6.6级强震是一次近乎直立断层面上的走滑型破裂事件。然而,在主震发生前后,小震(ML3.0)的震源机制解却表现出两种类型:(1)高倾角断面上的走滑型破裂;(2)地壳内低倾角间断面上的滑动,它们随时间交替和系统地变化。      

蛇纹岩断层泥地震与非地震滑动的标志

在实验中观察到的变形蛇纹岩结构提供了可用于识别自然界断层带地震行为的信息。室内摩擦实验的蛇纹岩显示了两种变形模式：一种导致稳态断层蠕动，另一种为有导致发生地震可能性的稳态滑动。这些实验形成的显微结构显示了蛇纹岩变形的类型：非地震断层蠕动产生的均匀变形和地震滑动产生的局部变形。均匀变形引起蛇纹石产生结晶学上的优选方位（S叶理），局部变形形成雷德尔剪切。加利福尼亚蒙特雷县蛇纹岩剪切带具有类似的结构，这暗示该处曾经历了带有周期性地震事件的稳态断层蠕动的历史。     

地震预测的科学(五)

5地震预测的未来现在是地震预测的时间“现在是地震预测的时间”，电视中传来了地震预测人士的声音。他开始解说一天的地震活动。在通常情况下，播报的内容并不怎么让人担心。但有时也会用紧张的声音进行地震预测播报：“○○县近海板块边界的黏着状态发生了变化，除了深部低频颤动活跃以外，电磁和地下水的成分也都出现了异常，在位于20km深的假想○○地震的凹凸体上也发生了前兆滑动。     

惠灵顿—哈特谷断层段的地震危险性评估

惠灵顿断层是一条石旋走滑大断层，它控制着惠灵顿地区的地震危险。惠灵顿断层由库克海峡延伸到Ｋａｉｔｏｋｅ的这一部分可能这是一个单一的地震破裂段，它就是惠灵顿－哈特谷断层断。沿该段最近一次地表破裂发生在距今３００－３５０年（距今的１４Ｃ年龄），再前一次地表破裂事件发生在距今８００－８５０年，这两次事件间的时间间隔是４５０－５５０年。根据在埃默拉尔德山计算得到的６．０－７．６ｍｍ／ａ的水平滑动速率和ＴＥ