千岛—鄂霍次克海地区的地震分布、震源机制及应力状态

利用1971年1月至1982年12月的地震资料,研究了千岛岛弧地区的地震分布及震源机制解,进而讨论了贝尼奥夫带的形态及应力状态。地震分布于沿海沟展布的NE向的弧形带上,除地壳内地震外,形成明显的贝尼奥夫带,贝尼奥夫带最深达619公里,两侧较浅,少于200公里,倾向近于NW55°,倾角为45°。地壳内的压应力轴位于NW方向,且接近于水平,反映了太平洋板块的挤压;俯冲带上应力轴随深度变化:114公里以上的T轴沿俯冲方向,114公里至175公里震源机制解分为两组,T轴沿俯冲方向和P轴沿俯冲方向;320公里至440公里范围内P轴有接近俯冲方向的趋势,但较为分散;515公里以下P轴相当集中,且沿俯冲方向。本文对这种应力分布的成因进行了讨论     

西北太平洋俯冲带日本本州至中国东北段应力场反演

本研究基于Global CMT提供的1196个1976年11月—2017年1月MW4.6地震矩心矩张量解,对西北太平洋俯冲带日本本州至中国东北段的应力场进行反演计算,得到了从浅表到深部俯冲带应力状态的完整分布.结果显示:俯冲带浅表陆壳一侧应力场呈现水平挤压、垂向拉伸状态,洋壳一侧的应力状态则相反,即近水平拉张、近垂向压缩.沿着俯冲板片向下,应力主轴逐渐向俯冲板片轮廓靠拢,其中位于双地震层(120km深度附近)之上的部分,主张应力轴沿俯冲板片轮廓展布而又比其更为陡倾;双地震层内的应力模式同典型I型双层地震带内的应力模式一致,即上层沿俯冲板片轮廓压缩、下层沿俯冲板片轮廓拉伸;双地震层之下,应力模式逐步转变为主压应力轴平行于俯冲板片轮廓.通观所研究的整个俯冲系统,水平面内主压和主张应力轴基本保持了与西北太平洋板片俯冲方向上的一致性,同经典俯冲板片的应力导管模型所预言的俯冲带应力模式相符;而主张应力轴在俯冲板片表面之下的中源地震深度范围内转向海沟走向,或许同研究区域横跨日本海沟与千岛海沟结合带,改变的浅部海沟形态致使完整俯冲板片下部产生横向变形有关.     

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。     

琉球岛弧地区的地震分布、Benioff带形态及应力状态h

利用ISC及中国台网的资料,研究了琉球岛弧及冲绳海槽的地震分布及震源机制解,讨论了Benioff带的形态及应力状态.mb4.0的地震主要分布于琉球海沟西侧的弧形带,并形成明显的Benioff带.吐噶喇海峡以北俯冲带弯曲明显,深部倾角大,约92,70km以下张应力轴沿俯冲方向;吐噶喇海峡以南,俯冲带较平直,深部倾角较小,约55,压应力轴基本沿俯冲方向。冲绳海槽内处于NNW向近水平的拉伸,华北应力场与之类似,没有受到菲律宾海块挤压作用的影响.      

日本近畿北部的地壳应力状态及其变化

1.引言大地震前后,前震、余震的P轴方向发生变化,可从唐山地震等几个实例看到。一般认为这是大地震前在震源区应力集中,地震后应力释放形成应力再分配所致。笔者认为除这类大地震发生过程中的局部应力场变化外,在某种程度上存在周期性的应力场变化。至少在板块俯冲带,压缩应力向海洋板块俯冲方向作用,压应变增大。可以认为,由于非弹性变形,只要应力不松弛,水平应力就增大。可是,在俯冲口,因为大陆板块的摩擦阻尼或者软流层的粘性阻尼,俯冲板块并不以一定速度俯冲。     

俯冲带上特大地震静态库仑应力变化对后续余震触发效果的研究

地震静态触发研究在全世界范围内广泛开展,并取得显著成效;但是否所有的大地震,地震静态触发都有很好的效果,对此目前还不甚清楚.本文通过计算最近发生在俯冲带上的三次特大地震(2011年日本东北地震(M_w=9.1)、2010年智利地震(M_w=8.8)与2004年苏门答腊—安达曼地震(M_w=9.0))所产生的静态库仑应力变化,考察主震库仑应力变化对其后续余震空间分布的影响,从而研究俯冲带上特大地震对地震的触发效果.计算结果显示:对于2011年日本东北地震,仅有47%的后续余震发生在库仑应力增加的区域;2010年智利地震也只有47.6%的余震位置处于库仑应力变化的正值区;2004年苏门答腊地震触发了49.8%的后续余震.文中通过进一步改变模型参数(如:采用不同的有效摩擦系数,使用不同作者给出的震源模型等)进行计算,结果表明这三大地震对后续余震的触发比例仍然不高(最好情况下,触发比例也不超过60%).但对于板内地震(如:2008年汶川地震,1999年集集地震),主震对后续余震的触发比例超过85%.由此可以推知,对于俯冲带上的特大地震,地震静态触发效果不显著.因此,对于俯冲带上大地震的触发问题,还需深入研究.     

全球主要地震活动带上的应力分布图象

在陈培善(1981)提出的由体波震级mb和地震矩M0估算环境剪应力值0的关系式的基础上，利用EDR提供的地震报告中的矩张量和震源机制解资料，得到了一个全球范围内的包含剪应力量值和T轴及P轴方向在内的应力分布图象．其中，环境剪应力的量值在全球的分布为:板块内部最高，俯冲带其次，洋脊最小．本文得出的最大主应力的水平分向与Zoback等(1989)的结果具有很好的一致性．对汤加地区的应力状态的具体分析表明:俯冲板块在浅部受压而向下弯曲，在深部受到来自下面的阻力而向上弯曲，在中深部处于较均匀的状态中．汤加板块沿海沟方向存在不均匀性，在俯冲时北部向上折起．分析了全球的应力分布后我们认为:板块是由其基底的拖曳力所驱动的；板块的运动导致了洋脊处于张应力状态，俯冲带处于压应力状态．      

2009年日本骏河湾地震后东海俯冲带上应力转移之探讨

日本西南部位于菲律宾海俯冲板块和欧亚上冲板块交界处。1944年和1946年,东南海和南海分别发生一次8级大逆冲型地震,但与该板块边界相邻的东海却仍保持闭锁状态[1]。因此,东海地区有可能会发生一次大逆冲型地震。2009年,骏河湾发生6.4级地震,地震位于菲律宾海俯冲板块内,靠近东海地区。在此,我们利用断层滑动模型来研究由骏河湾地震引起的应力变化[2]对东海地区的影响。我们发现在这次地震之后,板块边界的地震活动发生率有所上升。东海地区推测的强闭锁地段大都位于应力逐渐增大的地区。其中一小块闭锁地段的破裂——发生在地震应力达到临界值之后——就会引起整个东海地区的破裂,最终引发一场大逆冲型地震。     

日本海-鄂霍次克海下俯冲带的应力状态及其深部形变

通过地震分布及地震机制解所反映的日本海-鄂霍次克海俯冲带的形态及应力状态,研究了俯冲带深部形变及650km间断面的穿透问题.日本海Benioff带较直,连续性较好;鄂霍次克海Benioff带弯度稍大,220-320km深度之间地震很少.两俯冲带在浅部及深部地震密集,100-200km深度之间有双地震层.应力状态随深度变化,200km深度以下P,T轴方向相对集中,P轴接近俯冲方向,在约100-200km深度附近,P,T轴均接近俯冲方向.观测和理论地震图拟合分析表明,地震断层面走向接近俯冲带走向,断裂的结果使俯冲带在深部倾角变小.     

全球主要地震活动带上的应力分布图象

在陈培善（１９８１）提出的由体波震级ｍｂ和地震矩Ｍ０估算环境剪应力值τ０的关系式的基础上，利用ＥＤＲ提供的地震报告中的矩张量和震源机制解资料，得到了一个全球范围内的包含剪应力量值和Ｔ轴及Ｐ轴方向在内的应力分布图象．其中，环境剪应力的量值在全球的分布为：板块内部最高，俯冲带其次，洋脊最小．本文得出的最大主应力的水平分向与Ｚｏｂａｃｋ等（１９８９）的结果具有很好的一致性．对汤加地区的应力状态的具体分析表明：俯冲板块在浅部受压而向下弯曲，在深部受到来自下面的阻力而向上弯曲，在中深部处于较均匀的状态中．汤加板块沿海沟方向存在不均匀性，在俯冲时北部向上折起．分析了全球的应力分布后我们认为：板块是由其基底的拖曳力所驱动的；板块的运动导致了洋脊处于张应力状态，俯冲带处于压应力状态     

中国东北地区地震活动特征及其与日本海板块俯冲的关系

分析中国东北地区深震 (mb≥ 6 .0 )及浅震 (MS≥ 5 .0 )的成组性活动特征 ,研究了深震“强震组”与浅震“强震组”的时、空相关性。着重探讨了西太平洋板块与欧亚板块碰撞带的地震分布特征及其与西太平洋俯冲带形态的关系 ,并着重分析了西太平洋板块对欧亚板块地震活动的影响。结果表明 :西太平洋板块俯冲倾角小的地区 ,板块碰撞带地震活动强烈 ,板块俯冲对欧亚大陆的影响也较强 ,俯冲带处于较强的挤压应力状态 ;西太平洋板块俯冲倾角大的地区 ,板块碰撞带地震活动较弱 ,板块俯冲对欧亚大陆的影响也较弱 ,深部俯冲带引张应力增强。分析认为 ,未来 10年中国东北地区将进入浅震“强震组”活动时段 ,期间可能发生MS≥ 5 .0地震 6次左右 ,应加强东北地区的地震监测预报工作     

帕米尔兴都库什地区板块俯冲及其应力状态

利用美国国家地震信息中心(NEIC)提供的1973;2006年地震目录、哈佛大学提供的1978;2005年地震机制解资料,精细地研究了帕米尔;兴都库什地区印度板块与欧亚板块的碰撞形态,分析了地震震源机制特征。研究结果认为:欧亚板块以约50;的倾角向南俯冲,地震最大深度为364km;印度板块以层间插入的方式与欧亚板块碰撞,在帕米尔;结附近碰撞强烈,地震活动明显增强,震源剖面显示字型分布形态;在帕米尔;结;两侧,随着印度板块俯冲动力减弱,地震活动也明显减弱,地震震源剖面显示,印度板块向北俯冲的剖面形态逐渐消失,欧亚板块向SE俯冲的剖面形态越加清晰,从地震震源剖面分布形态分析,印度板块没有穿过欧亚板块,印度板块向北的反复、多期的叠瓦式地震分布形态,可能反映印度板块向北俯冲;断离、再俯冲;再断离的过程。由于印度板块与欧亚板块间的强烈碰撞挤压作用,帕米尔;兴都库什地区处于以近SN向的挤压构造应力状态,逆断层数量约占70%,正断层数量约占11%,走滑断层数量约占19%。P轴优势方位显示帕米尔;兴都库什地区主压应力近SN向,倾角近水平,呈现由南向北倾斜;T轴倾角近垂直,整体接近俯冲带的倾向。帕米尔;兴都库什地区应力     

俯冲带库仑楔形体力学

楔形体理论研究楔形体在底部摩擦力、重力和边界外力共同作用下内部的应力状态,有助于我们定量分析断层强度和岩石性质与楔形体稳定状态之间的关系.本文首先简要介绍基于不同楔形体材料而得出的应力解析解.然后介绍基于理想弹塑性材料的俯冲带库仑楔应力解析解.最后介绍基于该解析解而提出的动态库仑楔形体理论.俯冲带地震反射剖面数据表明,...     

2015年智利Illapel M_W8.3地震同震效应及其对南美大陆地震危险性影响

基于高性能并行有限元方法,建立含地表地形和Moho面起伏的大规模非均匀椭球地球模型,计算了2015年9月17日智利Illapel M_W8.3地震同震效应,同时讨论2010年智利Maule M_W8.8地震和2014年智利Iquique M_W8.1地震对2015年智利Illapel地震的加载作用,进一步分析这3个地震共同作用对南美大陆及周围断层的地震危险性影响.结果表明:对此次智利Illapel地震CEA(中国地震局地球物理研究所)滑动模型计算的地表最大水平位移约为3 m,USGS(美国地调局)模型的最大水平位移约6 m.特大地震影响范围广,南美大陆接近一半区域同震水平位移量级达到0.5 mm;受3次地震共同作用,智利2010年Maule地震南部俯冲带、2015年Illapel地震和2014年Iquique地震之间俯冲带,以及2014年Iquique地震以北俯冲带,受到10 kPa东西向压应力加载;2010年Maule地震和2014年Iquique地震共同加速了2015年Illapel地震滑动;1960年Valdivia M_W9.5地震破裂区、2014年Iquique地震和1995年Antofagasta地震之间区域以及2010年Maule地震和2015年Illapel地震的未破裂区重合处库仑应力变化均超过10 kPa,有可能加速强震的发生.     

日本南海海槽地震区域应力场及其板块构造动力学特征

为了研究海沟型巨大地震发生机制及其构造动力学特征，详细研究了地震活动与震源机制结果，根据地震俯冲带几何形状及其内应力场区域特征，南海海槽下的俯冲带可划分为两段: 东部的四国-纪伊半岛段和西部的九州段. 东部的菲律宾海板块地震俯冲带呈现出低角度俯冲(10°～22°)，且俯冲深度相当浅(60～85km)的特征;而西部九州段的俯冲带为高角度俯冲(40°)，且俯冲深度较深(160km). 东、西部俯冲带内部应力场也截然不同. 东部的四国大部分地区和纪伊半岛的俯冲带内表现为俯冲压缩型应力场， 而西部的九州段则为明显的俯冲拉张型应力场. 本文在综合分析了重力异常、GPS、热流量等地球物理观测结果后指出，南海海槽东部， 即四国-纪伊半岛以南的海槽区域， 具有与智利海沟极其相似的地震发生板块构造动力学背景和高应力积累等特征， 属于年轻活动俯冲带的高应力型俯冲. 而西部的九州段，虽然也是海沟型地震活动区， 但不具有大地震发生的构造动力学背景和高应力积累， 不属于年轻活动俯冲带的高应力型俯冲. 俯冲带年龄的不同很可能是造成南海海槽东、西段板块构造动力学以及应力场不同的根本原因之一.     

俯冲带的应力方向和俯冲带大型逆断层的强度

正世界上大部分最大地震是由俯冲带大型逆断层引发的。虽然这些断层的物理性质难以直接观察,但其摩擦强度却可以由作用在其上的应力方向间接估算。有关全球俯冲带应力方向的研究发现,最大主压应力轴趋向于海沟方向倾伏,并且较为一致地与俯冲带大型逆断层面呈45°~60°的夹角。这些角度表明,大型逆断层与其周围物质相比,并没     

日本海沟俯冲带MW9.0地震震源区应力场演化分析

于2011年3月11日发生在日本东北部的M_W9.0级逆冲型板间地震是日本有地震记录以来震级最大的一次地震.本研究基于NIED F-net矩张量解目录中的震源机制解,选取两个长轴相互垂直的矩形区域进行应力场2D反演,获取了日本海沟俯冲带地区应力场的空间及时间分布图像.结果表明：主震前,俯冲带地区应力状态在空间上大体趋于一致,即应力轴（P轴、σ₁轴及S_Hmax轴）系统性地倾向板块汇聚方向,P轴、σ₁轴倾角整体偏缓（<30°）,且远离震源区及日本海沟东侧区域内的应力轴倾角普遍大于主震震源区内应力轴倾角;主震前,受2003年5月26日在宫城县北部发生的M_W7.0地震影响,位于M_W9.0地震震源区西北侧的应力场出现明显扰动,σ₁轴倾向顺时针偏转150°~180°,并于之后大体恢复至震前状态,同期其他地区没有明显变化,这种情况可能和主震断层局部（深部）的前兆性滑动有关;主震后,距离震源区较远处应力场变化不大,主震震源区内应力场发生显著改变,P轴及σ₁轴均以大角度（>60°）倾伏于板块汇聚方向,S_Hmax轴顺时针偏转60°~90°且在日本海沟附近普遍平行于海沟轴.这项研究以时空图像的方式展示了大地震前应力场变化的特点,反映了大地震孕震过程中构造与地震的相互作用,对于理解大地震孕震过程有重要意义.     

东亚地区现今构造应力图的编制

利用2993个浅源地震的地震矩张量解、404个Ｐ波初动方向震源机制解和47个深井孔的孔壁崩落资料，编制了东亚地区现今地壳构造应力场主应力方向和应力类型分布图．按200km的等距格点，算出有资料地区各格点半径为200km范围内的平均应力方向，绘制了平均主应力方向分布图，并绘制了东亚地区的震源机制解分布图．主应力方向分布特征表明，东亚地区的现今构造应力场除受印度 欧亚板块碰撞的强烈影响外，俯冲带的弧后扩张亦有重要影响．喜马拉雅山弧处的大陆碰撞和缅甸山弧处的弧后扩张之联合作用可能形成了青藏高原东南部主应力方向的显著转动．菲律宾海板块与欧亚板块在台湾的碰撞与琉球岛弧弧后扩张的联合作用影响了中国东部的应力场．爪哇海沟俯冲带的弧后大片地区现今没有强震活动，这里的弧后扩张可能是造成东南亚地区物质容易向南运动的因素．青藏高原内部大致以昆仑山为界，北部和东北部是大陆内部的宽阔挤压带，南部和西南部地壳上部主要处于正断层型应力状态中．      

帕米尔-兴都库什地区的板块俯冲特征

本文利用美国国家地震信息中心（NEIC）提供的1973～2006年地震目录,哈佛大学提供的1978-2005年地震机制解资料,研究了帕米尔-兴都库什地区印度板块与欧亚板块的碰撞形态,分析了印度板块向北俯冲对地震活动及其区域应力场的影响。地震震源三维图象显示：欧亚板块与印度板块在帕米尔＂结＂附近碰撞强烈,地震活动明显增强,震源剖面显示＂V＂字型分布形态;在帕米尔＂结＂东侧,随着印度板块俯冲动力减弱,地震活动也明显减弱,印度板块向北俯冲的剖面形态逐渐消失,欧亚板块向东南俯冲的剖面形态越加清晰;印度板块向北俯冲具有由浅向深、由南向北反复迁移的特征,可能反映印度板块向北俯冲→断离、再俯冲→再断离的过程。由于印度板块与欧亚板块间的强烈碰撞挤压作用,帕米尔-兴都库什地区处于以近南北向的挤压构造应力状态,逆断层数量约占70%,正断层数量约占11%,走滑断层数量约占19%。P轴优势方位显示帕米尔-兴都库什地区主压应力近南北向,倾角近水平,呈现由南向北倾斜;T轴倾角较大,近垂直,整体接近俯冲带的倾向。帕米尔-兴都库什地区应力场特征表明,印度板块向北的主动推挤,是形成这一区域应力场的主动力,向南倾的欧亚板块处于一种被动的被挤压状态。     

2007年宁洱6.4级地震序列视应力研究

利用云南省区域数字化观测资料,估算了2007年宁洱6.4级地震序列视应力,结果表明:①宁洱震区视应力在空间分布上明显呈NE向展布,视应力较高的地震大都分布在地震辐射能较高的地区;②宁洱6.4级主震发生的前4天,平均视应力为0.95MPa,主震发生4天以后,平均视应力为0.27MPa,恢复到云南平均背景应力水平;③视应力随拐角频率的增加而减小,大致呈负相关:lgσa=-0.36f 0.37,视应力与震源深度之间未发现明显的依赖关系。