2017年九寨沟7.0级地震断层破裂尺度初步研究

本文利用2017年九寨沟7.0级地震的余震序列数据,结合震源机制解确定的地震断层面,研究了地震断层的破裂尺度。基于余震序列在断层面上的投影,分析直接余震和间接余震以及不同起始震级条件下余震区的长度和震源深度分布,估算了地震断层破裂面的破裂长度和破裂深度,并探讨了地震断层破裂对地震烈度分布的影响。研究结果显示,九寨沟7.0级地震断层的破裂长度约33—35km,破裂深度约23—26km;地震断层破裂对Ⅷ度区分布有明显的控制作用,地震断层破裂长度接近Ⅷ度区的长度。     

震级与破裂长度统计关系研究

正本文在收集整理分析中国大陆1902—2014年132次板内浅源地震事件的相关数据(包括震级、发震时间、地点、断层类型、地震矩、地表破裂长度、余震分布长度、波谱反演得到的震源处破裂长度等)的基础上,给出了震级与震源破裂长度和余震分布长度的经验公式,并对震级与破裂长度之间的相关性进行     

华北地区MS≥6.5级地震震源断层参数的研究

本文根据地震和地震构造等资料，研究华北地区公元1300年以来MS≥6.5级地震的发震断裂的基本参数.利用1966年以来隆尧、海城、渤海和唐山等有仪器记录的地震的相关参数进行回归分析得出了地震烈度Ⅷ度区长轴长度与余震区长轴长度的回归关系式及震级与震源体破裂长度的回归关系式.用余震区长轴长度代替震源体的破裂长度，从而给出各次地震的震源断层破裂长度.利用地震测深的地壳结构构造剖面、地震序列的震源分布、壳内低速层和地壳上部的构造、盆地构造与居里面分布和已知地震震源分布等资料推断了震源破裂的上下界.基于一定的合理假定推导出了断层滑动角的估计方法，并应用于本研究区，得出了各次事件的断层滑动角.     

对汶川地震余震序列中最大余震事件的讨论

本文针对2008年5月12日四川汶川M_W7.9地震后的余震目录,采用2004年Shcherbakov和Turcotte提出的最大余震震级推断法,给出了最大余震震级的估计值。结果表明,采用现有的余震数据,在大震级区间可能存在一定数量的余震缺失,这造成了余震数据与Gutenberg-Richter定律曲线在大震级区间的差异,导致推断的最大余震震级与使用目录中的最大余震震级存在明显差异。利用震级与断层长度或地表破裂长度之间的经验关系可以看出,由灌县—江油断裂的破裂尺度得到的震级与推断最大余震震级基本一致。根据前人给出的断层摩擦失稳时间模型和Brune近断层质点运动模型,本文进一步探讨了汶川地震北川—映秀断裂对灌县—江油断裂的触发作用,认为北川—映秀断裂破裂所辐射出的S波可以在短时间内使得灌县—江油断裂发生失稳,进而产生宏观破裂并形成地震,因此由灌县—江油断裂破裂形成的地震可能为汶川地震的最大余震。      

中国大陆的地震破裂尺度关系

震级与破裂尺度的关系描述了断层破裂的长度、宽度和面积随地震震级变化的特征。地震危险性模型中需要这些参数,以便将模型地震拟合到断层上,并确定地震动预测方程所需的地震破裂距离。我们收集了中国大陆及邻区91次地震的震级和破裂参数,以研究中国大陆震级—破裂尺度关系,并发现由不同方法得到的地下破裂长度(RLD)与震级关系不存在系统性偏差。我们使用广义正交回归法给出了地下破裂长度与震级和破裂宽度之间的关系,然后推导出破裂面积与震级之间的关系式。如果不考虑中国东部1900年以前的5次大地震,则我们的关系式与使用全球数据给出的结果统计上无差异。但是,如果考虑这5次大地震,中国东部大型走滑地震的震级—破裂长度尺度关系计算出的破裂长度比中国西部和世界其他板块边界相同震级地震的要短。     

强震等震线、 余震区形状与地震构造关系的研究

本文通过对川滇和华北地区不同地震构造环境中, 1966年以来强震的等震线长宽比、 余震区长度的对比研究, 认为强震等震线的长宽比、 余震区长度都与地震构造环境和震级相关。 对于强震等震线的长宽比和余震区长度, 地震构造环境和震级的影响相同的是, 都与发震断裂是否位于活动地块边界, 位于哪一级活动地块边界, 是与边界方向一致的大断裂, 还是配套小断裂等有关。 最重要的是与活动断层的规模, 尤其是与发震断裂的长度有关, 也与震级有关。 不同的是, 强震等震线的长宽比明显受地表覆盖层的影响, 而余震区长度与地表覆盖层关系不明显, 似乎与震源破裂面长度的关系更密切。     

云南地区震源破裂长度与震级的经验关系

从云南地区１９６５ 年有台网记录以来主震震级 Ｍ Ｓ≥４ ．９ 的地震序列中选取５１ 个序列,根据直接余震的平面分布统计得到震源的破裂长度,用最小二乘线性回归模型得到了３ 种震级范围的破裂长度与主震震级的经验关系式     

强震地震数据统计及其地表破裂特性研究

以1900年以来,我国发生的6级以上地震为统计对象,选取我国大陆伴有地表破裂的地震数据44次进行统计分析。着重讨论了能够产生地表破裂的最小地震震级及条件;统计分析了我国伴有地表破裂强震的地表破裂长度分布规律,即地表破裂长度与震级、断层错动类型和震源深度的关系,拟合出震级与地表破裂长度的关系式及影响因素分析。     

华北地区地震活断层的震级-破裂长度、破裂面积的经验关系

为了建立适用于华北地区地震活断层的地震震级-震源破裂尺度经验关系,从1965年以来华北发生的地震中,系统整理出已由地震波谱、地形变、余震分布等方法获得和发表的震源破裂尺度参数,包括破裂长度L、破裂下倾宽度W以及破裂面积A(A=L×W),同时还基于余震分布重新确定出部分地震的破裂尺度参数。针对来源于不同方法的破裂尺度参数的不确定性及其主要影响因素,提出通过进一步分析和鉴别来确定出可靠参数的8条原则。依据这些原则的综合分析,共获得34次地震的可靠破裂长度以及其中20次的破裂面积。震源机制解反映这些地震破裂以走滑型占绝大多数。我们进一步采用最小二乘法,分别建立起华北地区的面波震级MS-破裂长度L的回归关系式MS=3·821+1·860lg(L)以及面波震级MS-断层破裂面积A的回归关系式MS=4·134+0·954lg(A)。与已有同类关系式的比较分析表明:文中新建的2个关系式可较好地适用于华北以及首都圈地区的走滑型地震活断层的潜在地震强度评价     

震级—破裂长度关系与断层破裂模型

现代工程地震的进展之一是对所论地区作概率的地震危险性分析。1968年,Cornell首先对地震危险性分析作系统的研究,提出了著名的“点源模型”。70年代,洪华生(A.H-S)等提出断层破裂模型。该模型假设,断层破裂长度仅由震级决定,场地烈度由场地到断层破裂区的最短距离决定。由于断层破裂模型的广泛使用,震级-破裂长度关系的研究已成为危险性分析工作的一部分。     

基于故障树分析的华北平原带地震空间分布函数的确定

应用故障树分析的方法,对华北平原地震带地震空间分布函数进行重新厘定。应用断层破裂长度与面波震级、地震矩、矩震级之间的关系公式确定华北平原带各潜在震源区的地质因子;应用最大似然法、贝叶斯预测方法和地震活动度方法确定各潜在震源区的因子;综合考虑各因子情况,建立动态概率安全性评价的空间分布函数故障树,计算得到华北平原带潜在震源区的空间分布函数,并由新的空间分布函数计算了实验场地的地震危险性。     

烈度衰减椭圆模型用于地震危险性分析

本文提出了一种地震危险性分析的烈度衰减椭圆模型及其计算方法.该模型是对Der. Kiureghian, Ang提出的断层—破裂模型的修改.基于大多数地震等烈度线都是椭圆这一事实,我们直接利用烈度的长轴向和短轴向衰减关系式进行危险性分析计算,舍弃了断层—破裂模型中的两个关系式(滑动长度—震级关系式;烈度—场地到断裂最短距离关系式).文中叙述了烈度衰减椭圆模型的思路和主要计算步骤.用该模型对河南两个场地进行了地震危险性分析,结果表明该模型是切实可行的.     

地震引起的地表破裂长度与震级之间的经验关系

本文根据历史及现今六十年代以来的现场调查数据建立了我国西部、东部和台湾的震级与断层地表破裂长度和断层地表破裂长度与所对应的震级之间的线性回归方程。同时指出,这两种回归方程之间不是反函数关系,按回归分析的定义,前者适用于估算已知断层地表断裂长度对应的地震震级;而后者适用于估算地震震级可能伴随的地表破裂长度,可供评定研究场地的影响烈度时参考。     

论震级和断层破裂长度之间的统计回归关系

人们在土工技术的实施中,对震源破裂长度和震级之间的统计关系的需要日益增长(例如:Tocher,1958;Slemmons,1977;Bonillaet al.,1984)。根据余震研究和震源理论提供的证据,我们想要指出,将某些通常的回归关系加以外推,由短的活断层段长度估算的震级很可能是不准确的。对30公里以下的特定断层破裂长度常常需要作出震级估计。对这种短破裂源来说,通常用以量度震源破裂长度的两种结果,即地表断层破裂长度和余震带长度之间可能会有显著的差别。     

2008年3月21日新疆于田MS7.3 地震破裂过程研究

利用IRIS全球地震台网30°—90°的长周期P波记录, 反演了2008年3月21日新疆于田M_S7.3地震的破裂过程, 得到了此次地震的破裂时空图像, 并初步分析了余震分布与主震断层滑动量分布的关系. 结果表明, 此次地震是一个破裂尺度长100 km、 宽20 km的破裂过程; 破裂持续时间约为40 s, 在第13 s时地震矩释放速率达到峰值, 断层面上一次大的破裂行为几乎构成了整个地震的破裂过程. 地震所释放的标量地震矩为4.23×1019 N·m, 其矩震级为M_W7.02. 由主震断层静态滑动量分布图可以看出, 整个破裂区以正断左旋走滑为主, 显示出双侧破裂特征, 最大滑动量为151 cm, 位于初始破裂点沿断层出露地表处. 精定位后的余震在断层面上的投影结果显示, 80%以上M_L4.0—4.9余震和全部M_L≥5.0余震均发生在初始破裂点附近区域及其南西方向, 位于主震破裂滑动位移量迅速减小的区域, 反映了震源区介质强度的不均匀性.      

2021年美国阿拉斯加半岛MW8.2地震震源特征分析

采用远场地震波资料和有限断层反演方法获得2021年7月29日6时15分(UTC)美国阿拉斯加州以南海域MW8.2地震的震源破裂过程模型,探讨此次地震发生的动力学背景。破裂过程反演的结果显示这次地震的滑动量分布比较集中,破裂长度约为160km,地震主体破裂发生在20～40km深度范围内,破裂由深部向浅部发展,表明此次地震释放了俯冲带浅部的应变能,破裂持续时间近120s,破裂面上最大滑移量达5m。此外,主震破裂区域中的余震分布较小,大部分余震发生在主震南部,出现这种现象表明震源区的破裂较为彻底并触发了俯冲带浅部位置的地震,本次地震的有限断层反演结果和余震分布均显示破裂向东发展,但未破裂至震中以西的舒马金空区,表明舒马金空区东部的地震危险性仍然存在。     

GPS资料获取的静态库仑应力变化与余震分布的相关性分析

本文以2008年汶川地震为例,利用震中附近GPS观测资料,选择断层破裂模型,计算汶川主震产生的静态库仑应力变化空间分布,并与JI模型、经验公式模型结果进行对比分析,初步探索GPS破裂模型下的静态库仑应力变化特征以及与余震的空间分布关系。结果表明,当使用最优断层面作为接收断层时,GPS模型的结果对后续余震空间分布具有较好的对应关系,90%的余震分布在应力增强区域;在龙门山断裂以走滑为主的北东段(北川—青川段),5级以上的强余震均分布在应力增强区;以龙门山断裂南西段作为接收断层的计算结果表明,芦山地震震中正好处于库仑应力的正值区,汶川地震的发生在一定程度上使得芦山地震提前发生。     

中国西部地区震源破裂尺度与震级的经验关系

为了获得震源地下破裂尺度与震级的经验关系,搜集了12个中国西部地区强震的震源反演获得的地下破裂尺度,并且与通过余震分布获得的破裂尺度进行比较,得到了反演获得的震源破裂尺度小于据余震分布得到的破裂尺度的结论;并通过最小二乘法线性回归建立了震源破裂尺度L与面波震级MS的经验关系式:lg L=0.635Ms-2.8084;δ(lg L=0.64);本文的经验关系在震级较小时与Wells等(1994)的经验关系较为接近,在震级较大时与龙锋等(2006)建立的中国华北地区的经验关系接近。将本文经验关系与冉洪流(2011)建立的中国西部地区走滑断层的地表破裂尺度与震级的经验关系进行比较,验证了地表破裂尺度比震源地下破裂尺度小的结论。通过各种比较,本文提出了需要更多的反演地下破裂尺度的数据来得到更为准确的经验关系的建议。     

震源参数之间的定量关系

本文根据建立在平均二维破裂模式基础上的地震定标律,导出了地震矩 M0与各常用震级之间（1gM0-MS,ML,mb）,各种震级之间（Ms-ML,Ms-mb,ML-mb）,各震源参数之间（断层长度IgL,断层面积 lgS,平均错距 lgD-Ms,拐角频率 1gfc-ML）的各种常用的关系式.利用这些关系式,由一个震级值就可以估算出一系列震源参数.本文还求出了平均破裂速度 Vr=2.65km/s,总破裂时间 T（s）=0.5L（km）,平均位错速度 D（t）=11.4m/s.用矩震级 Mw 度量地震的大小,有四个优点:（1）地震矩反映了形变规模的大小,因此是度量地震大小的最佳物理量.（2）它是一个绝对力学标度,对任何大小地震都有意义,可测量,且不产生饱和问题.（3）它和我们已熟悉的震级标度可衔接.（4）它是一个均匀的震级标度,适用于宽尺度的地震统计.因此,Mw 是一种值得推广的震级标度.      

地震序列性质与断层分维研究

本文引入地震断层的自扩展破裂模式,用以解释地震序列的特征并计算地震断层的分维数。由自扩展破裂模式,本文导出地震断层的分维数为D=ln(1+Abln q/1+q)/ln q/1+q,其中q为余震区长度与主震的破裂尺度之比,A=2.1。在q≥1时,D=Ab,这与Aki的公式b=D/2是一致的。