基于三维粘弹性有限元研究汶川地震对川滇地区的震后影响

在考虑川滇地区地壳介质的横向分块、纵向分层特征,及汶川地震同震断层面静态位错上下盘非对称性的基础上,构建川滇地区地壳三维粘弹性有限元模型,研究了汶川地震对川滇地区的震后影响。结果表明:(1)震后10 a由于介质粘弹性松弛效应产生的远场水平变形在川滇菱形地块内部约0~20 mm,对其北部影响较大,南部较小,其产生的远场垂直变形较小,在川滇菱形地块大部分区域表现为0~4 mm的上升;(2)离发震断层较近的鲜水河断裂、东昆仑断裂,震后水平和垂直形变呈现高梯度带;(3)为了和汶川地震之后川滇地区强震活动进行对比,计算了主要块体边界活动断裂水平应力状态和库仑破裂应力变化。从同震及震后位移场空间分布特征、应力状态反映的断层活动特征及库仑破裂应力变化反映的断层面应力加卸载情况来看,与该区域强震活动分布在空间上存在一定的相关性。     

川滇地区Ms≥7.0地震时间对称特征及其周期解释

通过地震时间对称特征进行地震趋势判断的研究,对于地震防灾、减灾有重要意义。为验证地震时间对称性研究方法,揭示地震时间对称特征的机理,采用可公度计算、蝴蝶结构图和可公度结构系方法研究川滇地区MS≥7.0地震时间对称特征及趋势;然后利用小波分析所提取的川滇地区MS≥5.0地震能量释放周期和日月活动周期,对川滇地区MS≥7.0地震时间对称特征进行解释。研究结果显示:(1)川滇地区MS≥7.0地震具有明显时间对称特征,2017年发震信号最强,其随机概率为65.5%。(2)川滇地区MS≥7.0地震时间对称特征是地震能量释放周期更直观的表达。(3)川滇地区MS≥7.0地震时间对称特征是月球赤纬角周期和太阳黑子周期组合叠加的结果,月球赤纬角极值是强震的主要触发因素。     

基于四川雷电监测网的地震前兆静电信息研究

正川滇地区是我国地震活动较为频繁的地区之一,孕震期间,地质构造活动引起的动电效应和压电效应伴随着地面静电场异常变化。汶川、金口河、漾濞、九寨沟等多次中强地震前,均观测到震前地面静电异常变化。本研究利用川滇地区地震活跃地带的地面电场监测资料结合地震信息,通过雷电监测网排除雷电对地面静电场干扰,研究分析地震发生前后地面静电场异常变化特征及参考量,提出利用气象部门的地面静电观测对地震监测和地震前兆短临预报的新方     

缅甸弧强震对川滇地区主要断裂的应力影响

收集并分析了1969—2018年缅甸弧地区共170次地震的震源机制解,发现浅源地震主要分布在缅甸弧西侧和实皆断裂,且震源机制解以走滑为主;逆冲型地震主要位于缅甸弧中部,且以中源地震为主;正断型地震主要分布在缅甸弧南侧。基于缅甸弧至川滇地区粘弹性介质模型,以川滇地区51条主要断裂、129个断层段、2 112个断层离散点作为接收断层模型,分别计算了缅甸弧单次地震模型和1969—2018年所有M_W≥6.0地震在川滇地区产生的静态和累积库仑应力。结果表明:缅甸弧中源地震对川滇地区库仑应力影响较小,一般情况下可忽略不计;浅源地震在川滇地区产生的库仑应力大小明显高于中源地震;1969—2018年缅甸弧所有M_W≥6.0地震对川滇地区的最大累积库仑应力小于0.1 bar,应力加载作用最强的区域集中在小滇西—滇西北附近地区。     

川滇地区现今地壳形变及其与强震时空分布的相关性研究

本文通过分析80年代以来的川滇地区跨断层形变测量资料、区域垂直形变测量资料及部分大区域GPS测量资料，认为该时间域内川滇地区地壳形变处于相对弱状态，并直接导致了自1981年道孚6．9级地震后至今川滇地区6级以上地震基本上未沿主边界断裂展布，且具有准顺时针旋转迁移的分布特征。基于此，认为未来几年内川滇地区地震危险性预测研究的重点应是川滇地区中部。最后根据现今地壳形变测量资料和地震分布特征提出了川滇地区活动地块时段性划分的概念，并给出了初步的划分结果。     

基于断层相互作用理论的强震成组孕育发生初步研究

应用应力触发理论原理,基于断层相互作用理论,研究了川滇地区6级以上地震的库仑破裂应力变化。初步结果表明,后续强震大多发生在前一地震所触发的应力增长区,这证明了强震之间是相互作用、相互影响的。即强震是成组孕育、成组发生的,这对强震的地点预测有一定实际意义。     

地震活动的统计指标与发震时间的概率预报

本文选用某一给定地区三个连续时间段上地震活动性的六个基本统计指标,即地震的总次数N,最大震级M,地震频变与震级关系式中的系数r以及它们随时间的变化量N、M、r,从而算出下一个时间段上发生较大地震的总概率P_1。总概率P_1可用来对该地区较大地震的发震时间作统计预报。作为例子,探索了我国南北地震带银川——松潘段的M≥4.5地震(预报期在一个月之内)及我国西部二省(滇、川)的M_S≥7.0地震(预报期在一年之内)。初步结果表明,这种预报方法在实践中是可以使用的。     

川滇地区M_S≥7.0地震时空对称特征及趋势判断

地震时空趋势判断对于防灾、减灾有重要意义.选取1900年以来川滇地区M_S≥7.0地震序列数据,采用可公度计算、蝴蝶结构图和可公度结构系方法研究川滇地区M_S≥7.0地震时间对称特征及趋势;分析地震震中经纬度迁移,结合川滇地区地质构造和地震危险性判断准则研究川滇地区M_S≥7.0地震空间对称特征及趋势.研究结果显示:(1)川滇地区M_S≥7.0地震具有明显时间对称特征,2017年发震信号最强.(2)川滇地区M_S≥7.0地震具有明显空间对称特征,存在主、次对称轴带和对称中心,未来鲜水河—小江断裂带中段安宁河断裂带发震水平最高.     

云南漾濞6.4级地震后川滇地块地震活动性初步分析

本研究对云南漾濞64级地震后川滇地块及其周缘的地震活动性进行初步探讨,选取东经95°～110°和北纬20°～42°区域的M≥30地震,应用全国测震学科搭建的网络地震分析会商技术系统中“地震空区”扫描自动识别产出《地震空区扫描报告》(2021年6月6日),对研判川滇地块及其周缘地震活动的危险性和攀枝花地震监测中心站流体水温、流量观测数据变化进行了初步分析。根据研究结论推断川滇地块具有发生60级以上地震的背景。     

邢台“震情窗口”的再分析

在以往对邢台地震区的地震活动分析中,都将其作为“震情窗口”来观察华北地壳应力场的变化,预测这一地区的中强地震活动。本文用数理统计的方法,对邢台地震活动的异常进行了分析判断,提出了“震情窗口”除了能反映华北大范围的应力场变化或邻近邢台局部地点的应力变化外,还能反映邢台震区自身的应力集中现象。这是以往分析“震情窗口”时所忽视的。这对于发生过强烈地震并作为“震情窗口”的某些老震区的中强余震预报有一定的意义。     

我国西部地区一些强震前地震活动图象的初步研究

本文分两个部分研究了我国西部滇、川、甘地区一些强震发生前周围地区中强地震和小地震的活动特征。 首先研究了强震前周围地区中强地震围空区的一般形态、围空区形成时间与强震震级的关系、形成地震围空区各阶段的持续时间以及地震围空区特征与地质背景条件的关系。 其次还研究了近年来川、滇地区一些强震发生前震区及其周围地区3级以上小地震的活动特征。并从强震前震区及其周围地区小地震的空间分布图象,小地震的频度和强度随时间变化的特征以及有无直接前震等方面探讨了发生在“块间”地区和“块内”地区强震的不同特点。发现发生在“块间”地区的强震,震前小震活动性很低,形成“空区”,多无直接前震。而发生在“块内”地区的强震,震前小震活动性高,形成“条带”状分布,震前从几秒到几个月内有3.0—5.5级的直接前震活动。发生在“块间”地区和“块内”地区的强震前小震活动具有的这种不同的特征可能与发震地区的构造、结构条件、应力状态以及边界条件有关。     

第三类空区——环形图象与前兆震群

本文试图将地震活动空区划分为三类,并以川滇地区大量强震和中强震为例,着重研究第三类空区——环形图象及与之伴生的前兆震群的特征,给出了有关的经验公式。并对环形空区的出现与地震前兆阶段的关系及预报意义等问题进行了初步讨论。     

川滇地区强震序列间相互作用的数值模拟

汶川地震发生后,川滇地区陆续发生盈江Ms5.9,攀枝花Ms6.1和Ms5.6,姚安Ms6.0,盈江Ms5.9以及边缘区域玉树Ms7.1等系列Ms≥5.5强震,系列强震发生后该地区的地震危险性值得关注.利用川滇地区的三维有限元模型,对汶川等系列强震间应力转移和断层间相互作用进行模拟,并初步判定未来的地震危险区.     

“应力窗口”的数学模拟

本文采用二维平面应变问题的有限单元法,对唐山地震前华北冀中断块坳陷地区的“应力窗口”进行了数值模拟。初步讨论了模拟区的应力集中部位与介质杨氏模量、压应力值、主压应力取向、边界约束条件变化的关系,根据模拟区地震活动与唐山大震前“应力窗口”的时空分布特征,粗略地模拟了邢台余震区“应力窗口”显示、消失的过程。     

川滇地区强震序列库仑破裂应力加卸载效应的数值模似

通过建立较精细的川滇地区三维有限元模型,数值模拟了川滇地区主要活动断裂的强震活动对于其他活动断裂潜在强震孕育进程的库仑破裂应力加卸载效应.模拟结果显示在川滇地区主要活动断裂带的几何学展布形态和运动学性质的构造背景之上,川滇地区强震活动相互影响的主要特征是活动断裂面库仑破裂应力变化大多处于增大状态.其中,金沙江断裂带、小江断裂带、楚雄—建水断裂带、鲜水河断裂带和安宁河断裂带上的强震所产生的加载作用比较强,而丽江—小金河断裂带和腾冲—澜沧断裂带则较弱.1981～2000年川滇地区M≥6.5地震序列的模拟结果显示,后续地震全部位于已发生地震所引起的库仑破裂应力增大区之内.数值模拟结果显示,在川滇地区,一个强震发生之后,发震断层本身强烈卸载的同时,库仑破裂应力的加载效应在其他主要活动断裂带潜在强震孕育进程中占据了主导地位,强震活动之间相互作用的主要效应是应力加载,已发生的强震加速了下一个强震的孕育进程,进而导致一系列地震的发生,直至整个区域所积累的应变能处于较低水平之后,区域地震活动进入一个新的平静期.     

川滇地区强震序列库仑破裂应力加卸载效应的数值模拟

通过建立较精细的川滇地区三维有限元模型,数值模拟了川滇地区主要活动断裂的强震活动对于其他活动断裂潜在强震孕育进程的库仑破裂应力加卸载效应.模拟结果显示在川滇地区主要活动断裂带的几何学展布形态和运动学性质的构造背景之上,川滇地区强震活动相互影响的主要特征是活动断裂面库仑破裂应力变化大多处于增大状态.其中,金沙江断裂带、小江断裂带、楚雄—建水断裂带、鲜水河断裂带和安宁河断裂带上的强震所产生的加载作用比较强,而丽江—小金河断裂带和腾冲—澜沧断裂带则较弱.1981~2000年川滇地区M≥6.5地震序列的模拟结果显示,后续地震全部位于已发生地震所引起的库仑破裂应力增大区之内.数值模拟结果显示,在川滇地区,一个强震发生之后,发震断层本身强烈卸载的同时,库仑破裂应力的加载效应在其他主要活动断裂带潜在强震孕育进程中占据了主导地位,强震活动之间相互作用的主要效应是应力加载,已发生的强震加速了下一个强震的孕育进程,进而导致一系列地震的发生,直至整个区域所积累的应变能处于较低水平之后,区域地震活动进入一个新的平静期.     

云南双震型地震序列震源参数特征研究

采用云南区域测震台网资料,运用布伦模式方法测算云南地区震源参数,对盐津、腾冲和川滇交界地区3个典型的双震型地震序列震源参数进行了综合分析研究。结果表明双震型地震震源参数中,首次强震的应力降较低,可能是受震源区存在障碍体的影响,构造应力未能在首次地震中得以完整释放,再次发震其应力降值较高,表明已突破障碍体。从地震预测角度,首次地震的应力降大小,可以初步判定震区未来是否可能再次发震。     

利用震兆曲线非线性特征估计川滇区域地震危险性时间

对川滇及邻区特定构造区域地震活动的时间、强度和空间分布进行了分析,结合研究区1988年以来的8次地震发生前ML≥3.0级地震活动指标缺震(L值)、频度(N值)、活动度(S值)和危险度(D值)的曲线非线性特征进行了分析,给出了下一次地震危险性时间的估计方法。川滇及相邻地区的地震模型ML≥3.0级群体地震活动的震兆曲线,能够很好地描述川滇区域地震活动强、弱变化的异常信息,临震信号是地震失稳的标志,有震异常和临震前的短临异常反映出的时间变化非线性曲线特征能够有效地给出地震发生的时间判断。     

川滇地区壳幔地震各向异性研究进展

根据川滇地区已有的地震各向异性研究结果,利用体波、面波资料的结果,分析川滇地区不同构造尺度、不同深度的地震各向异性特征。对比不同方法研究川滇地区介质各向异性的特点,探讨了该地区的介质连续性及壳幔耦合状态。分析认为,地壳上地幔各向异性的差异表明,川滇地区具有复杂的地壳及上地幔形变机制。因此,对于川滇地区壳幔地震各向异性的深入理解,需在理论上和高密度数据资料基础上加强量化分析和综合研究。     

川滇地区成组强震活动的基本特征

研究了川滇地区强震成组活动的基本特征, 指出成组强震活动是该区地震活动高潮期中最重要的活动特征.成组强震活动期间的强震月均频度、月均应变释放分别为其它时间的15.67、21.19倍,组内强震最大间距平均为665km,可见川滇地区强震具有成组孕育相继发生的活动特征,因此抓住成组强震的预报问题是把握地震活动高潮的关键所在.