2017-08-08四川九寨沟MS7.0地震对周边区域应力影响

基于2017年九寨沟M_S7.0地震破裂模型及区域均匀分层粘弹性地壳模型，计算此次地震引起的周边地区同震及震后库仑应力变化，讨论地震对周边若干活动断层的影响。结果表明，此次地震增加了虎牙断裂北段发震破裂区两端的库仑应力，最大同震库仑应力增量为148 kPa，在很大程度上超过地震应力触发阈值10 kPa，震后50 a内破裂区两端的库仑应力有所增强，但增量较小，仅在3~5 kPa左右；虎牙断裂南段同震库仑应力增量较小，在3 kPa左右，震后50 a内应力基本无变化；塔藏断裂带西北段的同震应力增量在5～33 kPa之间，在大部分区域超出应力触发阈值，震后应力有所加强，但是增量较小(约为3 kPa)。库仑应力加载有可能增加以上活动断层的地震危险性，需加强监测。地震对雪山断裂带西段(以虎牙断裂与雪山断裂交叉点为界)的影响较小，其同震库仑应力最大增量仅在6.15 kPa左右，未超过地震应力触发阈值。同时，地震还减小了雪山断裂带东段、白龙江断裂舟曲段、岷江断裂北部以及龙日坝断裂北部地区的库仑应力，可能短时间内减小了这些地区的地震危险性；而对距离震中较远(150 km以外)的地区(如青川断裂)影响十分微弱，其同震与震后应力变化可忽略不计。     

汶川地震和芦山地震对青藏高原东缘主要活动断层应力变化的影响

根据弹性无限半空间位错理论,结合汶川地震和芦山地震的同震破裂模型,以及该地区活动断层几何学和运动学特征,应用Coulomb程序,计算了2008年汶川地震静态库仑应力变化,并和余震分布特征进行对比;同时,计算了2008年汶川地震和2013年芦山地震共同作用产生的静态库仑应力变化,并将结果投影到青藏高原东缘主要活动断层上。结果表明:汶川地震产生的余震大部分分布在其造成的静态库仑应力增加区;汶川地震在芦山地震震中区域产生的静态库仑应力显著增加,增加值为0.010~0.050MPa,汶川地震产生的静态库仑应力变化使得芦山地震提前到来;鲜水河断裂北部、东昆仑断裂、秦岭南缘断裂西段、青川断裂东段、茶坝—林庵寺断裂西段、灌县—江油断裂、大川—双石断裂的静态库仑应力均有不同程度的增加;岷江断裂、虎牙断裂、汶川—茂县断裂、江油—广元断裂、鲜水河断裂南部的静态库仑应力有不同程度的降低;考虑到青藏高原东缘历史大地震和余震分布情况,未来应加强对鲜水河断裂西北段和东昆仑断裂地震危险性的监测与研究。     

2008年汶川MW7.9地震库仑应力变化的可靠性研究

基于2008年汶川M_W7.9地震精细的同震滑动分布模型,计算此次地震引起的周边地区库仑应力变化;利用变化系数(CV)评价库仑应力变化的可靠性,并评估接收断层走向、倾角、滑动角、摩擦系数、Skempton系数对库仑应力变化可靠性的影响;根据CV可靠阈值剔除不可靠库仑应力变化,分析可靠库仑应力变化与余震分布之间的关系。结果表明,库仑应力变化在正值区或负值区内部的可靠性较高,在接近正负值交界处库仑应力变化的可靠性急剧下降;接收断层倾角对库仑应力变化可靠性的影响最大;79.3%的余震位于可靠库仑应力变化分布区域,剔除不可靠库仑应力变化及不可靠库仑应力变化分布区域内余震后,余震触发率下降3.1%。     

新疆精河2017年6.6级地震对2018年5.4级地震的应力影响分析

基于2017-08-09新疆精河6.6级地震同震破裂位错模型和区域地壳速度结构,利用粘弹性模型计算其地表位移、同震及震后应力场扰动变化,分析其对2018-10-16精河5.4级地震的应力触发关系。结果表明,精河6.6级地震造成的同震位移主要为地表垂向位移,最大位移量为84 mm,地表水平位移最大位移量为25 mm;地震引起发震断裂及其与博阿断裂交会区、库松木楔克断裂东段及分支断裂、喀什河断裂东段库仑应力增加,这些断裂靠近精河6.6级地震震中部分库仑应力增加超过10 kPa,但5~10 a尺度内的应力扰动基本为弹性响应,并未随时间显著变化。精河6.6级地震造成的精河5.4级地震震中位置同震库仑应力变化显著低于10 kPa的触发阈值,两者不存在同震或震后应力触发关系。     

2010年玉树地震库仑应力变化对2016年杂多地震的影响及区域危险性评估

在以往研究的基础上，利用弹性位错理论和岩石圈分层粘弹性模型，进一步分析2010年玉树地震同震及震后应力变化对2016年杂多地震的影响，讨论玉树地震和杂多地震对研究区主要活动断裂的应力影响及未来地震危险性。结果表明，玉树地震同震库仑应力使杂多地震震中位置应力升高1.476 kPa。2010年玉树地震至2016年杂多地震的6 a内，震后粘弹性松弛作用使研究区域库仑应力增强区域应力持续集中，并使应力影区进一步释放应力，杂多地震位于玉树地震导致的库仑应力增强区域。2016年杂多地震发生时，其震中位置应力升高3.902 kPa。采用多组不同模型参数的研究结果均显示，玉树地震对杂多地震孕育起促进作用。2016年杂多地震同震破裂仅影响震中周边小范围区域的应力状态，在杂多断裂带西北端出现应力高值区域。2010年玉树地震同震及震后作用使甘孜-玉树断裂的叶诺卡-结隆段、巴塘乡-洛须段、当江段、巴塘乡断裂中段及五道梁-曲麻莱断裂称多段应力明显升高。甘孜-玉树断裂西北段的叶诺卡-结隆段、巴塘乡-相古段地震空区的地震危险性较高。     

1923年仁达地震与1973年炉霍地震的破裂模型及触发关系研究

采用1923年仁达MS7.3地震和1973年炉霍MS7.4地震地质考察的同震破裂数据,基于弹性半空间位错模型和最小二乘方法反演历史地震破裂模型。以仁达地震的同震滑动分布为扰动源,采用PSGRN/PSCMP程序计算其在断层面上产生的同震和震后库仑应力变化。结果表明,仁达地震最大滑动量约为3.3 m,矩震级为MW7.0;炉霍地震最大滑动量约为3.7 m,矩震级为MW7.3。2次地震的最大滑动量均位于浅部0~5 km,且震源机制相似,以左旋走滑为主。仁达地震同震及震后效应引起炉霍地震震中区域的库仑应力增强约29.79 kPa,达到地震触发阈值10 kPa。     

2008年汶川地震破裂向东北传播的应力作用证据

基于采用混合大地测量数据反演得到的破裂分布模型，从库仑应力的角度计算北川断层的破裂过程，为北川断层从西南向东北破裂提供应力作用上的证据。将北川断层分为5个断层，分别计算前续断层在后续断层上产生的库仑应力变化。结果显示：1）映秀-虹口段在龙门山-清平段上、龙门山-清平段在高川-北川段上、高川-北川段在北川-屏东段上和北川-屏东段在南坝-青川段上产生的库仑应力变化为正的区域占绝大部分；2）高川-北川段上有约81.7%的区域破裂主要是由龙门山-清平段的破裂触发，而前续断层（映秀-虹口段）对高川-北川段上的破裂影响很小；3）北川-屏东段上有约83.2%的区域破裂主要是由高川-北川段的破裂触发，而前续断层（映秀-虹口段和龙门山-清平段）对北川-屏东段上的破裂影响很小；4）南坝-青川段上有约99.4%的区域破裂主要是由北川-屏东段的破裂触发，而前续断层（映秀-虹口段、龙门山-清平段和高川-北川段）对北川-屏东段上的破裂影响很小。同时，计算北川断层对彭灌断裂的应力触发作用，推测映秀-虹口段的破裂触发了彭灌断裂上大部分区域的破裂，龙门山-清平段的破裂触发了彭灌断裂上一小部分区域的破裂。     

2015年西藏定日MW5.7地震震源参数估计和静态应力触发研究

采用InSAR形变监测资料计算2015年西藏定日M_W5.7地震同震形变场,反演发震断层几何参数和滑动分布。在此基础上,研究尼泊尔M_W7.8主震对定日地震的静态库仑应力触发影响。综合分析地震滑动机制和构造特征,认为定日断层为西倾隐伏断层。反演结果表明,地震破裂相对集中,主要深度在6~9 km,破裂以正断滑动为主。发震断层走向约178°,倾角约 48°,破裂区长约5 km,宽约5 km,最大滑动量约0.2 m,释放的地震矩约3.7×10¹⁷ N·m,对应矩震级M_W5.6。尼泊尔主震同震库仑应力在定日地震震源处约为0.2 bar,造成藏南申扎-定结拉张地堑应变加载。     

汶川、芦山和康定地震造成的鲜水河断裂带库仑应力变化及对地震危险性的影响

通过估算汶川、芦山和康定地震造成的鲜水河断裂带库仑应力变化,并与其长期构造应力加载速率进行比较,分析3次地震对鲜水河断裂带未来地震危险性的影响。结果显示,汶川和芦山地震对康定地震的发生分别起到促进和推迟作用;3次地震造成的总应力扰动主要来自汶川和康定地震。在线性应力加载条件下,当断层面等效摩擦系数μ′=0时,3次地震的相继发生会使鲜水河断裂带八美至磨西(除康定地震破裂带外)的地震提前0~5a,其余地区推迟0~4a;当μ′=0.4时,3次地震会使道孚至猪腰子海子(康定地震破裂带除外)的地震提前0~6a,其余地区推迟0~2a。考察了不同流变学结构对计算结果的影响,发现下地壳上地幔粘滞性系数越低,介质粘滞性响应造成的库仑应力变化越大,沿走向的变化越剧烈,其贡献基本与同震相当,对地震提前/延迟时间估计结果的影响最大可达3a。     

九寨沟MS7.0地震强地震动模拟及参数敏感性分析

对2017年九寨沟M_S7.0地震进行强地面运动模拟,应用复合震源模型建立特定圆形子震分布的断层破裂运动学模型,对地震矩、应力降、破裂速度、子断层尺寸和震源深度等参数进行敏感性分析,得到一组合理的震源参数,然后基于复合震源模型计算得到该地区地震动,最后与观测的峰值加速度(PGA)、反应谱和PGA的空间分布特征进行对比。结果表明,该模型整体上可以再现各台站地震动强度特征,验证了复合震源模型计算强地面运动的有效性,同时敏感性规律也为复合震源模型计算缺乏强震记录区域的地震动参数的变化区间提供了依据。     

利用InSAR资料反演宁洱Ms6.4地震震源参数及库仑应力变化

首先利用ALOS PALSAR数据，通过D-InSAR技术获取2007-06-03云南宁洱MS6.4地震的同震形变场，然后基于Okada弹性半空间位错模型反演该地震的断层几何以及精细滑动分布，最后计算宁洱地震后周边断层的静态库仑应力变化。结果表明，形变主要集中在西盘，最大视线向形变量为51.6 cm；反演得到的震源位置为23.05°N、101.02°E，深度3 km，断层走向145°，倾向49.5°，平均滑动角153°，发震断层为NNW向普洱断裂，断层活动以右旋走滑为主，兼具逆冲分量；断层面最大滑动量为1.2 m，反演得到的震级为MW619。基于库仑应力场发现，磨黑断裂处于库仑应力增加区域，而2014年景谷地震位于负值区域。结合实地考察资料和反演结果表明，宁洱地震为浅源地震，但断层并未出露地表。     

2017年四川九寨沟MS7.0地震震前地壳密度变化特征

基于紧凑约束最小二乘优化反演算法，利用2014~2017年地表重力变化观测成果，反演得到2017年九寨沟MS7.0地震前震中及周边地区的地壳三维密度变化。结果表明：1）在震中及周边地区出现大范围的重力变化，并沿张掖-西宁-九寨沟一带形成最大值达9 μGal的重力变化梯度带；2） 地壳密度变化量随深度增加而增大，其中在45 km附近达到最大，为0.2 g/cm3；3） 震中及邻区范围内形成密度变化的正负四象限分布（2014-04~2017-04），其表现的物质运移方向呈左旋走滑式分布，与震源机制解基本一致。据此推断，在震前产生了与地震孕育相关的深部构造运动，而强震易发生在物质运移汇聚地方。     

基于GPS、InSAR和强震数据联合反演2017年九寨沟MS7.0地震同震滑动分布

以多源观测为约束,利用近场GPS、InSAR同震位移和强震观测数据联合反演2017年九寨沟M_S7.0地震发震断层的几何形状和破裂模型,并初步分析其地震成因。结果表明,九寨沟地震的发震断层走向154°,倾角80°,以左旋走滑为主,兼有少量正断分量;地震破裂主要集中在2~12 km深度范围,最大滑移量为1.6 m,位于地下6 km深处,断层在近地表没有滑移;地震释放的地震矩为5.59×10¹⁸ Nm,矩震级为M_W6.44。结合余震分布认为,该地震的发震断层为隐伏的虎牙断裂北段。     

九寨沟Ms7.0地震的InSAR观测及断层破裂研究

为提高九寨沟2017-08-08 MS7.0地震的InSAR同震形变场精度，厘清发震断层的构造形态及形成机制，对形变区相干系数进行统计分析并确定相干性阈值，利用GACOS对形变场进行大气校正，再根据余震分布和地质背景确定发震断层的基本形状，最后基于Okada弹性半空间位错模型反演发震断层的滑动分布。改正后的InSAR同震形变场显示，视线向最大下沉为25 cm，最大抬升为10 cm，分别位于震中西北和东南，形变长轴为北西向,主要形变区位于发震断层西部。改正后的InSAR形变场残差均方根较改正前小，最大滑动量为0.9 m，平均滑动角为-0.5°，破裂主要集中在地下1~20 km范围内，矩震级为6.5，与USGS和GCMT等机构的结果一致。研究表明，利用GACOS改正九寨沟InSAR同震形变场对提高形变场精度具有一定的作用，反演断层滑动分布的结果较改正前差别不明显，发震断层的属性与虎牙断裂北段的性质基本一致。结合余震重定位结果可以推断，发震断层为虎牙断裂的北向延伸部分，此次地震事件为巴颜喀拉地块南东向扭转与华南地块碰撞的结果，中下地壳粘性流体的差异分布是导致虎牙断裂倾角变化的主要原因。