江苏南部地区现今震源机制和应力场特征

利用2000年3月至2014年4月江苏及邻区数字地震波形资料,采用P波、S波初动和振幅比求解方法计算了江苏南部地区123次中小地震震源机制解。分析震源机制解特征表明,研究区中小地震震源类型以走滑型为主,其次为正断层类型,P、T轴优势方向分别为NEE—SWW和NNW—SSE向。依据盆地和断裂发育、历史及现代中小地震分布、震源机制等特征将研究区划分为A区和B区。采用Gphart方法分别反演了这两个区域应力张量,结果显示:A区最大主应力方位角为78°,倾角为23°,最小主应力方位角为340°,倾角为17°;B区最大主应力方位角为60°,倾角为25°,最小主应力方位角为330°,倾角为1°。两个分区应力场结果的差异显示了局部应力场的不均匀性,体现了局部地区地质条件、构造活动等差异性。各分区应力场特征与区内的中强地震震源机制特征较为一致,这在一定程度也佐证了反演结果的可靠性。     

2013年8月香格里拉德钦—得荣M_S5.9地震序列震源机制与应力场特征

利用中国区域台网地震波形记录,采用CAP方法反演了香格里拉德钦(位于云南省)—得荣(属于四川省)2013年8月28日MS5.1、8月31日MS5.9地震及8次MS4余震的震源双力偶断层面解和震源质心深度.结合震区地质构造、余震分布、烈度分布、动力学背景等资料,分析了此次地震序列的震源机制和应力场特征.反演结果表明,此次地震序列为节面倾角倾斜的正断层型地震,发震断层为NWW向活动构造带.序列中最大地震MS5.9和次大地震MS5.1地震的破裂节面分别为走向299°、倾角53°、滑动角-73°;走向290°、倾角55°、滑动角-72°.震源区受到强烈的水平拉张力、垂直挤压力作用.MS5.9地震后续余震T、P轴方位角随时间变化强烈,表明MS5.9地震后震源区应力调整作用明显.震源区应力场反演结果显示,地震发生的构造带上最大主拉应力为NNE-SSW向,最大主压应力为NW-SE向,与GPS观测所反映的地表最大主应力分布方向基本一致,表明震源区的应力状态可能主要受到背景大尺度构造应力场的控制.此次地震序列填充了川滇地区震源机制及应力场的空间分布图像,1976年以来可靠的震源机制解资料表明香格里拉次级块体是川滇块体及周边区域显著的拉张作用区域.香格里拉次级块体和保山次级块体正断层地震的断层节面及震源应力轴分布的空间变化,与GPS观测反映的地表最大主拉应力分布较一致,其空间分布特征反映了在青藏高原物质挤出背景下,块体之间相互作用、地势差异等作用对构造活动的影响.     

2010年玉树M_S 7.1地震发震断层面参数的确定

本研究将利用余震分布和区域应力场确定大震断层面参数的方法应用于2010年玉树MS7.1级地震发震断层面参数的确定,获得了本次地震断层面参数为:走向294.6°,倾角78.0°,滑动角7.5°,属于左旋走滑型地震和甘孜—玉树断裂带的性质相一致.主震前后应力场反演结果表明该区域的应力场为:中间主应力轴近直立,最大和最小主应力轴近水平,且发现玉树地震前后震源区应力场存在偏转现象,最大主压应力轴由震前的NEE向逆时针旋转至震后的NNE向,震后最大主压应力轴与断层走向近垂直,表明主震对震源区应力释放较为充分.     

关中盆地地壳应力场特征分析

通过收集整理关中盆地1972-2018年中小地震的震源机制解,分析其震源破裂类型与空间分布特征,反演得到关中盆地地壳应力场特征为:最大主压应力轴方位261.8°,倾角48.8°;中等主压应力轴方位74.3°,倾角40.9°;最小主压应力轴方位167.4°,倾角3.7°。同时结合活动构造,探讨关中盆地构造变形和强震发生的动力学机制。     

伽师震源区中等强度地震矩张量反演及其应力场特征

使用区域数字地震台站记录的宽频带长周期波形资料,在时间域反演了1997~2004年伽师震源区52次中等强度地震的矩张量.反演结果揭示,在小尺度的伽师震源区内,震源机制解的P轴、T轴和N轴呈现出明显的分区特征.本文进一步把伽师震源区分为东区和西区,分别反演了东区与西区的应力场.应力场反演结果表明,东区的应力场主压应力轴走向为321°,基本水平.最大主张应力走向68°,倾角40°.截至2004年7月,伽师震源区西部的应力场一直较为稳定,最大主压应力方向为12°,最大主张应力方向282°,二者都基本水平,中等主应力轴基本直立.自西向东,伽师震源区最大主压应力轴逆时针旋转了49°,并且西区张应力的水平作用较为显著,东区压应力的水平作用显著.应力场的这种非均匀变化特征与GPS观测得到的地壳运动速率的空间分布以及塔里木盆地边界附近的地形地貌特征有很好的一致性.震源区深部结构的陡变以及位于震源区东部边界规模较大的NW走向的普昌断裂和色力布亚隐伏断裂可能对产生这种横向非均匀的局部应力场起了重要的作用.     

2012 年6 月30 日新疆新源-和静MS 6. 6地震序列震源机制解

利用CAP方法反演了2012年6月30日新源-和静Ms6.6地震序列震源机制解.反演得到Ms6.6地震节面Ⅰ的参数为:走向299°,倾角68°,滑动角164°;节面Ⅱ的参数为:走向35°,倾角75°,滑动角23°;P轴方位角166°,倾角5°,T轴方位角258°,倾角26°;矩震级Mw为6.3;矩心深度为21km.此次地震序列破裂优势方向为NWW,倾角以60°～90°为主,滑动角以±180°±30°为主;P轴方位的优势取向为近NS向,T轴优势取向为近EW向.初步分析表明,主震节面Ⅰ为发震断层,是走向为NWW、近乎直立的左旋走滑断层.此次6.6级地震震源断错性质和主压应力方向以及序列P轴优势方位与震源区周围构造应力场特征基本一致.     

郯庐断裂带鲁苏皖段构造应力场及分段特征研究

利用Snoke方法求解和收集得到的77次中小地震的震源机制解资料, 采用Gephart应力张量反演方法, 获得了郯庐断裂带鲁苏皖段构造应力场, 最大主压应力方位角为80°, 最小主压应力方位角为172°, 最大、 中等和最小主压应力倾角分别为15°、 65°和19°, 反映了研究区处于近EW向水平作用和近NS向的水平拉张作用环境下。 根据地震活动、 地质构造及震源机制解差异, 我们将郯庐断裂带鲁苏皖段分5个区段开展研究, 结果显示: 5个分区应力场存在局部差异, 最大主压应力方位角处于63°～88°之间, 从北往南总体方向成顺时针偏转的趋势。 跨郯庐断裂带两侧的应力场研究结果显示, 从西到东最大主压应力方向有一个逆时针偏转的趋势, 西侧最大主压应力方向更接近EW向, 东侧更接近NE向, 郯庐断裂带内处于两侧的过渡地段。     

茅山断裂带及邻区地震震源机制解计算及应力场反演

利用2001年1月~2014年4月江苏及邻区数字地震波形资料,采用P波、S波初动和振幅比联合求解方法计算了茅山断裂带及邻区149次中小地震震源机制解。震源机制解特征分析表明,研究区中小地震震源类型以走滑型为主,兼有一定比例的正断层类型,而逆冲型相对较少,P、T轴优势方向分别为NEE-SWW、NNW-SSE向。利用149次地震的震源机制解,采用自助线性应力反演(LSIB)方法反演了研究区应力张量。结果显示,最大主应力S_1方位角为254.2°,俯角为2.6°,最小主应力S_3方位角为163.9°,俯角为9.5°。为了进一步印证所得应力张量的可靠性,又利用1970年以来M_L≥3.5地震震源机制解再次反演,所得结果中最大主应力S_1方位角为252.4°,俯角为8.4°,最小主应力S3方位角为160.4°,俯角为12°。2份不同的震源机制解资料反演所得应力张量十分接近。应力张量结果表明,茅山断裂带及邻区处于以NEE-SWW向水平压应力和NNW-SSE向水平张应力为主的现代构造应力场中。     

西宁盆地周围区域中小地震震源机制解的计算及其构造意义

采用震中距范围约200 km内的P波初动资料,确定了西宁盆地及邻近区域2008~2011年发生的62个M_L2.3~5级的中小地震的震源机制,并统计了与震源机制解对应的主应力轴的方向性等参数.结果显示,地震性质主要显示为逆断层和走滑断层,小震的震源机制解虽然具有一定的随机性.北部区域应力场计算结果表明P轴方位角可确定范围为47°~52°,仰角为4°~5.5°,T轴方位角可确定范围为142°~148°,仰角为43°~45°;南部区域应力场计算结果表明P轴方位角可确定范围为155°~255°,仰角为1°左右,T轴方位角可确定范围为0°,仰角为89°~90°.综合数据结果显示,北部区域地震的性质以逆走滑为主,南部区域较为复杂,但显示出地震性质仍以逆断层性质为主.从区域应力场统计特征来看,看似无规律的小震震源机制卖质上主要受北东—西南向压缩应力及北西西—东南东方向上的拉张应力所控制.分析表明,在区域应力场的构造背景下,地震(尤其是小地震)的震源机制解可能存在多样性,但大量样本反映的主应力轴仍然与该区域内的构造背景一致.这一现象可为相关工作,如小区域震源机制解和余震震源机制解的统计等方面研究,提供必要的借鉴和参考.     

1997-1998年伽师强震群震源区应力场特征

利用1997-1998年伽师强震群中强地震震源机制系统聚类及震源区应力场反演,得到以下主要结果:(1)伽师强震群中强地震主要以走滑和正断层为主,伽师震源区主压应力方向为NNE或近NS向,与相邻的柯坪块体区域构造应力场方向不一致;伽师强震群的破裂面沿NEE方向,属左旋破裂;(2)4~5级中强地震应力场反演得到最大主压应力轴为NNE向,最小主压应力轴为NWW向,中等主应力轴倾角为65°,比较直立;(3)伽师强震群震源区应力场在强震前后经历了一系列变化。最后对所得结果进行了一定的讨论。     

丽江7.0级地震前地震分形异常

本提供了丽江７．０级地震前滇西北地震活动空间容量维、关联维、信息熵十分显的异常图像；这些异常是在大震孕震区形成、应变释放加速阶段之后出现的，恰好揭示了源区、近源区大释放前的非线性变化过程。这与１９６５年以来云南及邻区８组大震前地震分形研究的结论完全一致；进一步说明地震活动分形异常对地震孕育的短临阶段具有重要的指示意义。     

汶川MS8.0级大震前后的水压致裂原地应力测量

在汶川M_S8.0级大震发生前一周,采用水压致裂技术在龙门山发震断裂带±400 m深度上测得的最大水平主应力值为21～22 MPa,与其附近下盘之差高达8～10 MPa.大震后的原地重复测量结果表明,发震断裂带上的最大、最小水平主应力值分别降低了29％和23％,而在下盘大震前后的地应力作用状况并无变化.测量结果分析表明,活动断裂带的地应力高值异常是圈定地震危险区的可靠依据,是强震孕育和发生的警示标志.     

2003年12月1日新疆昭苏6.1级地震序列特征分析

通过分析昭苏6．1级地震序列特征、震源与介质破裂特性、震源环境与历史地震活动类比及区域地震和前兆资料的异常变化等，对该震前的区域地震活动背景、震后的震情趋势等有了较为细致的了解和判定。主要结果有：①在2003年新疆境内中强地震成组活动的背景下，于现代地震活动很弱的昭苏盆地内发生了6．1级地震；②6．1级地震为主一余型地震序列，震后序列衰减正常；③主震震源机制解结果与现代区域构造应力场特征吻合，表明构造活动具有明显的继承性，并对地震活动有着控制作用；④震源区域构造应力释放充分，区域应力场处于相对稳定的调整状态。综合各类分析结果后认为，震区发生更大地震的可能性很小。     

Variation of seismic source parameters and stress drops within a descending slab and its implications in plate mechanics

A least-squares searching technique has been developed to estimate the source dimensions of intermediate and deep focus earthquakes using azimuthal variations of body wave pulse-widths. With this method and also amplitude data, modes of rupture propagation, seismic moments, and stress drops of 17 intermediate and deep focus earthquakes in the Tonga-Kermadec region have been determined in order to investigate variations in source properties and the state of stress within the descending slab there. Three different modes of rupture; unilateral, bilateral, and circular faults, are compared and tested against observations. Results indicate that the unilateral fault is the best model for most of the earthquakes studied. Stress drops of the 17 events vary within a very large range, from 20 bar to about 4.6 kbar, and change significantly with depth. The magnitude of stress drops for depths between 220 and 430 km is very much higher than at shallower depths. This change in stress drop magnitude at about 220 km-depth seems to reflect a change in material properties both in the mantle and within the slab. Two regions of high stress drop are observed at depths of about 360 and 640 km. A relative minimum of stress drop is found at about 450–560 km where the earthquake frequency is particularly high. Earthquakes at the northern end to the Tonga arc, where the Benioff zone is laterally bent, show systematically higher stress drops than other events at comparable depths, but away from the bend. Also, events in regions of low seismicity appear to have higher stress drops than those in regions of high seismicity. The upper bound of seismic efficiency is found to decrease with depth, implying an increase of frictional force with depth at the earthquake source.     

地震活动因子A值在丽江7.0、宁蒗6.2、永胜6.0级三次地震前异常变化特征

引用地震活动因子A值作为基本参量，对1996年丽江7．0、1998年宁蒗6．2、2001年永胜6．0级地震前一年间的M≥3．0级地震资料进行空间扫描，并采用动态跟踪方法，结果发现，三次地震前一年左右，震中周围A值均出现高值异常，并且震前1-2月异常区域面积都明显扩展．因此根据异常面积明显扩展可对M≥6．0级地震进行短临预测。此外，当有多个强震孕育时，常常会有多个异常区出现，因此，当出现多个异常区时，要警惕其后强震的连发。     

APPARENT STRESS VARIATION CHARACTERISTICS BEFORE AND AFTER BADONG EARTHQUAKE IN THE THREE GORGES RESERVOIR AREA

The causes of earthquakes in the Three Gorges reservoir area are complex. In order to study the cause of earthquakes happening in the region, we calculated the source parameters of 394 M_L ≥ 2.0 earthquakes occurring in Three Gorges reservoir area based on waveform data observed by the regional seismic network of Hubei Province and Three Gorges, obtained the apparent stress spatial-temporal variation map of Three Gorges reservoir area, and analyzed apparent stress spatial-temporal variation characteristics before and after the main earthquakes in the Three Gorges reservoir area. The results show that:1)Before the Badong M_L5.5, Zigui M_L4.7 and Zigui M_L5.1 earthquake, high apparent stress of earthquakes with different magnitudes is concentrated in Xinhua-Shuitianba Fault and Gaoqiao Fault. The distribution of high value area shows the high degree of synergism before the earthquake and the scattering after the earthquake, which indicates that the area accumulated a high stress before the earthquake, and the fault was in a locked state; 2)In the study area, the apparent stress before and after the earthquake showed significant rise in the first and then decline, the earthquake occurred in the process of rising; 3)Apparent stress depth profiles show that apparent stress at different depths has a positive correlation with the size of magnitude of earthquake, and the phenomenon of "small magnitude and strong apparent stress" did not appear. The small earthquakes occurring after the major earthquakes in the study area belong to low strain release under the background of low stress release, and there are no new apparent stress anomaly concentration areas appearing, this indicates that the Badong-Gaoqiao Fault, Zhoujiashan-Niukou Fault and Zigui Xiannushan Fault have been effective in releasing after the Badong earthquake and Zigui earthquakes and the probability of destructive earthquake is small on these faults.     

Recognition of a Locked State in Plate Subduction from Microearthquake Seismicity

—A tectonic state of a locked subduction is considered to be a possible source of a future interplate earthquake. Discriminating an actually locked state to verify its extent is therefore essential in constructing an accurate prospect against the forthcoming earthquake. Micorearthquake seismicity is an effective tool for such an analysis because it is considered to be a faithful indicator of the stress state, and is expected to exhibit a characteristic pattern in the area where the locked state in the subduction appears with a certain stress concentration. Focusing on the microearthquake seismicity around the Tokai district in central Japan, where a large interplate earthquake is feared to occur, we tried to identify such an area of locked subduction on the Philippine Sea plate, possibly related to the future earthquake. We investigated the microearthquake seismicity from various perspectives. First, the hypocenter distribution was analyzed to identify the extent of the locked area. The characteristic profile of the distribution was presumed to represent a stress concentrated area induced from the mechanical contact between both plates. The second approach is to interpret stress patterns reflected in focal mechanisms. The locked state was recognized and verified by a comparison of the P-axis distribution pattern with that expected from a model imaging a partially locked subduction. The third approach is to monitor the temporal change of the seismic wave spectrum. Analyzing predominant frequencies of P and S waves and monitoring their changes for a period of 10 years, we found a trend of gradual increase common to both waves. This means an increase of stress drop in microfracturings, and in its turn implies accumulation of stress around the focus area. The rate of the stress change converted from the frequency change was compared with the result derived from a numerical simulation. The simulation, performed on the basis of a constitutive friction law for a stick sliding on the plate interface, computed a changing rate of the maximum shear stress around the locked zone and showed its spatial variation along the subduction axis. Thus the simulated result indicated a certain compatibility with the observed one. Although ambiguities and uncertainties still exist in the study, all the results derived here seem to indicate an identical conclusion that the plate subduction is actually locked in this region at present.     

由震源机制解推断唐山地震序列发震断层的分段特征

使用唐山地区2002年1月—2015年11月M_L≥2.5地震的255个震源机制解, 采用构造应力场均匀性的分段方法对唐山地震序列的发震断层进行分段． 在已有唐山地区震源机制解分区特征的基础上, 给出了5个参考应力张量, 并通过差异显著性的z值检验计算将唐山地震序列的发震断层分为宁河、 唐山、 滦县和卢龙等4个子段, 进而分别对4个子段的应力场进行反演． 结果显示: 4个子段的最大主压应力方向均呈近EW向, 且唐山、 宁河和卢龙子段的应力场均表现出较大的拉张分量; 唐山、 宁河子段的最佳应力张量与唐山主震对唐山断裂带两端点所产生的引张应力场的作用方式一致． 此外, 唐山子段的应力场符合基于接收函数给出的上地幔物质隆升模型, 滦县子段走滑型的应力状态反映了该区的共轭构造运动, 卢龙子段的最佳应力张量为正断兼右旋走滑． 从当前唐山地震序列发震断层分段的应力场特征可以推断, 现今唐山地区的地震活动具有继承性, 主要受区域构造应力场和该区深、 浅共存的断裂构造体系控制．      

水库诱发地震与构造地震震源参数特征差异性研究——以龙滩水库为例

首先讨论龙滩库区水库蓄水与地震活动之间的关系,发现龙滩水库诱发地震特征十分明显,地震共分5丛呈丛集分布.利用库区架设的24个固定和流动台站记录的数字记录资料,在研究得到龙滩库区非弹性衰减和台站场地响应的基础上,精确测定得到了该地区总共1616个ML≥0.1级地震的震源参数,比较了水库诱发地震与构造地震震源参数特征的差异,得到了以下主要结论:1)龙滩水库地震活动与水库蓄水关系密切,不同蓄水阶段5丛的地震活动状态不同,局部断裂构造发育以及岩石透水性能影响着地震活动对蓄水过程的响应.2)龙滩水库诱发地震的地震矩M0随震级ML的增大而增大,两者之间存在较好的线性关系,统计关系为LogM0=1.07 ML+10.17.应力降与地震大小之间的关系和Nuttli的板内地震为增加应力降(ISD)模型的结果比较吻合,统计关系为LogΔσ=0.71 ML-2.89.3)龙滩水库地区地震辐射能量和地震视应力均随震级的增大而增大,后者意味着大地震是比小地震更高效率的地震能量辐射体.4)总体上不同丛地震应力降水平存在差异.地震应力降空间分布上与库水深度有较好的一致性,即库水深的区域应力降水平高.5)与同震级的构造地震相比,水库诱发地震的应力降值比前者明显偏低,大约小10倍.这可能是由于水库蓄水造成地下介质孔隙压力增大或者水的润滑作用,从而导致在一个比较低的构造应力情况下发生水库诱发地震.     

1999年台湾集集地震余震区——嘉义地区地震的剪切波分裂参数随时间变化的研究

本文利用台湾中央气象局布设的嘉义台CHY、民雄台CHN2和义竹台CHN8记录的地震波形资料,使用波形互相关的SAM分析方法(剪切波分裂系统分析方法),对发生在1999年9月20日台湾集集大地震（M_W7.6）余震区的嘉义M_L6.4和M_L60级地震的震前序列,开展了长达22个月的大震前近场源剪切波分裂参数随时间变化的应力预测研究.研究结果表明,在正常情况下,快剪切波的偏振方向大致近东西向,与嘉义地区最大主压应力场的方向一致,表明该区的各向异性受区域构造应力场控制;根据剪切波分裂参数——快剪切波偏振方向和慢剪切波时间延迟随时间的变化,我们认为,临震期慢剪切波时间延迟的快速下降和快剪切波偏振方向90°跳跃事件的频繁发生,可以作为临震期大震应力预测的前兆指标.近场源剪切波分裂参数随时间的变化在揭示震源区应力变化方面将发挥重大作用.