华北地区库仑应力演化与强震活动关系

采用更加符合长期变形和震后短期变形的Burgers流变模型,模拟了华北地区1303年以来6.5级以上地震引起的同震和震后库仑应力演化.结合华北地区历史地震期幕活动特征,分析了不同活跃期之间、同一活跃期内不同地震之间的库仑应力加卸载效应.结果表明：华北地区不同活跃期的强震主体活动区受控于历史强震的库仑应力加载作用;每个活跃期内强震活动主体区在空间上的迁移与该活跃期内首个7.5级以上地震的触发作用有关;华北地区每个活跃期内强震活动在时间上表现出的"平静期—活跃警告期—高潮期—剩余释放期"应该是区域动力加载过程的一种表现.岩石圈流变松弛效应引起的库仑应力变化对华北地区强震活动时空演化有显著的促进作用.本研究讨论了库仑应力变化在华北地区历史地震活动时空演化过程中可能扮演的角色,为探索华北地区强震活动空间迁移和韵律特征蕴含的构造动力学过程,以及与之相关的地震危险性判定提供参考依据.     

华北地区库仑应力演化与强震活动关系

采用更加符合长期变形和震后短期变形的Burgers流变模型,模拟了华北地区1303年以来6.5级以上地震引起的同震和震后库仑应力演化.结合华北地区历史地震期幕活动特征,分析了不同活跃期之间、同一活跃期内不同地震之间的库仑应力加卸载效应.结果表明：华北地区不同活跃期的强震主体活动区受控于历史强震的库仑应力加载作用;每个活跃期内强震活动主体区在空间上的迁移与该活跃期内首个7.5级以上地震的触发作用有关;华北地区每个活跃期内强震活动在时间上表现出的"平静期—活跃警告期—高潮期—剩余释放期"应该是区域动力加载过程的一种表现.岩石圈流变松弛效应引起的库仑应力变化对华北地区强震活动时空演化有显著的促进作用.本研究讨论了库仑应力变化在华北地区历史地震活动时空演化过程中可能扮演的角色,为探索华北地区强震活动空间迁移和韵律特征蕴含的构造动力学过程,以及与之相关的地震危险性判定提供参考依据.     

河北唐山古冶5.1级地震前的重力变化

利用京津冀地区2018—2020年5月的流动重力观测资料,分析了2020年7月12日河北唐山古冶5.1级地震前不同时间尺度重力场变化.结果表明:0.5年尺度重力场变化图像较好地反映了此次地震"震前一年,重力场持续上升(正)变化→震前反向变化→在重力变化梯度带零等值线附近发震"的演化过程;震前0.5年和1年年尺度重力场均...     

2020年7月12日唐山古冶5.1级地震影响信息与启示

2020年7月12日发生了唐山古冶5.1级地震,其强震动影响波及京津唐地区,特别是北京城区也出现了强烈的震感。中国强震动观测台网、国家地震烈度速报台网及典型建筑结构地震反应观测台阵获得大量的强震动记录。这次地震震级不大,但为地震科学研究提供了较为丰富的信息。基于获得的地震影响信息,可开展以下方面的研究:①利用地震附近及区域范围内地震烈度速报台网的密集观测记录,开展地震影响烈度快速计算分析及台网功能可靠性检测;②利用北京和天津地区的强震动观测记录,探讨深厚覆盖土层和盆地场地地震动影响;③利用京津唐地区震中距至300 km的强震动观测记录,研究京津唐地区的地震动衰减特性;④利用北京城区的建筑结构地震反应观测台阵记录,分析典型工程结构地震反应特征;⑤其他,如场地土层参数和工程结构参数反演研究等。本文针对以上关注的问题,介绍了相关初步研究工作并开展了进一步探讨性分析研究,展示了唐山古冶5.1级地震影响的丰富信息和对相关研究的潜在推进作用。      

2020年唐山古冶5.1级地震前后岩石圈磁场异常变化分析

基于唐山及周边地区2019年9月—2021年4月连续4期流动地磁观测资料,获得唐山地区岩石圈磁场异常变化模型,以此分析2020年7月12日唐山古冶5.1级地震前后半年期岩石圈磁场的时空变化特征。结果表明:(1)岩石圈磁场变化的水平矢量在地震前出现明显的方向转向和幅值弱化的现象,地震前后经历了“由震中向周边分散由周边向震中汇聚发震方向反转”的时空演化过程;(2)震中附近各测点岩石圈磁场总强度值在地震前后具有规律性时序变化,均呈现“震前缓慢减小同震时期急剧增大震后急剧减小”的特征;(3)基于压磁效应和断层亚失稳模型分析,地震前后岩石圈磁场异常的时空变化特征或许是由震中附近主要断裂地应力的积累和释放所致。     

1976年中国唐山地震序列的应力相互作用

研究了1976年中国唐山Ms7．8级地震两个主震事件和两个最大余震之间的静态应力相互作用。断层参数取自前人大地测量和远震波形反演结果。对于序列中的每个事件，我们计算了前面所有事件产生的包括孔隙压力变化的库仑破裂应力（CFS）变化。我们发现，在所有情况下，对于最优的力学参数得到的增加的库仑应力变化几乎涵盖了有关的整个断层。我们认为，应力相互作用在确定主震以外地区中何处可能发生大余震是很重要的。快速确定主震位置和机制，并结合对附近主要断层的认识，对后续事件的危险性评估是有用的。     

2020年7月12日唐山古冶MS5.1地震的强震动特征

首都圈强震动观测台相对密集,区域强震动观测能力较强。2020年7月12日6时38分在河北省唐山市古冶区发生M_S5.1地震,强震动台和烈度台共收集到三分量强震动记录363组。通过强震动记录数据处理绘制了PGA和PGV的空间分布图,初步认识到此次地震强烈的地震动主要集中于震中附近区域,远离震中的天津塘沽—宁河—宝坻三角区域也观测到“异常增大趋势”的地震动,这与1976年唐山地震的宏观烈度异常区较为一致。同时分析了强震动记录PGA、PGV随距离的衰减规律,通过与为第五代区划图编制建立的东部强震区衰减关系的计算值对比,可以看出与此次地震中PGA、PGV的衰减具有一致的趋势。      

唐山古冶Ms5.1地震的多参数因子分析

以2020年7月12日唐山古冶Ms5.1地震为研究震例,选取反映地下介质、地震强度、时空特征等信息的多种地震活动性参数,筛选参数特征,应用因子分析的方法进行多参数综合分析,所得综合参数W曲线在古冶Ms5.1地震发生前有明显的异常变化.同时,不同单因子参数曲线在震前的不同时段出现了时间差异变化.     

1976年7月28日唐山7.8级地震触发的区域地震活动和静应力场变化

研究了1976年７月２８日唐山7.8级地震（3928N,11811E）前后区域地震活动的变化．结果表明,在震源区以外的３个区域中观测到地震活动增强,该变化通过信度0.99的Z-统计检验,认为可能是由唐山大地震触发的．最大触发地震震级为5.5．这些区域地震的震中距为几十至300ｋｍ．采用半空间弹性位错模型,计算了唐山地震诱发的区域库仑破裂静应力场的变化△S c f s．在上述３个区域中的地震优势破裂面上,△S c f s＞0．     

2020年河北唐山5.1级地震前震源参数变化

利用谱分析方法对河北省测震台网2016年1月—2020年7月唐山老震区(117.5°～119.5°E,39°～41°N)85次M_L≥2.5地震进行震源参数分析,发现该时段唐山老震区应力降范围在0.1～10.3MPa,主要集中在0.1～1.0MPa,其中应力降小于2MPa的地震占81%。当2.5≤M_L≤3.5时,应力降、拐角频率与震级之间无明显的对应关系;ML≥4.0地震较少,但应力降有随震级增大而增大的趋势,拐角频率有随震级增大而减小的趋势。2019年12月5日河北丰南M4.5地震和2020年7月12日唐山M5.1地震之间发生了 7次M_L≥2.5地震,震级范围为2.5≤M_L≤2.8,提取该震级范围的震源参数进行时空分析,发现唐山M5.1地震前有2次明显的高应力降事件,2次高应力降事件呈现出应力降数值高、拐角频率高、震源尺度小的特点,表明单位体积所释放能量较多。2次高应力降事件均发生在唐山M5.1地震震中17km范围内,可能是唐山M5.1地震前震源区构造应力较高的一个标志。     

1975年海城地震和1976年和林格尔强震与1976年唐山大震的关系讨论

从北纬40°纬向地震带活动的关系探讨了华北3次强震发生的同时性的原因,这条EW向地震带首先发生的地震传递的能量促使唐山积累了发震能量,而另一条由邢台、河间NE走向的下地壳蠕滑断层的能量传至唐山断层后,解锁了该孕震断层,从而发生了唐山大震。地震波的触发作用也是同步的另一个原因,除了震动的断层面的直接触发之外,对组合模式中单地震波的积累与调整也会产生触发作用而改变其性质。另外还从中国8级大地震发生的25年周期讨论了同步性。     

1976年唐山7.8级地震成因探讨

根据唐山地区莫霍面隆升、大地构造、新构造运动特征,探讨1976年唐山7.8级地震发生的地质构造背景。唐山地震区位于辽翼台向斜北部,北邻燕山台褶带,地表发育规模不大的基岩断裂,为燕山期活动形成,新生代断裂活动性不强;地下发育深切地幔的深大断裂,与地表断裂位置相当。由震前地震前兆及震后异常现象,提出了地震发生的成因机制。唐山地震是由震前地幔拱起、岩浆上涌垂直力作用下,受NEE-SWW向区域应力场水平挤压,NNE-NE向唐山右旋剪切逆断裂活动,受阻于NW向蓟运河左旋剪切正断裂,地壳岩石间摩擦、破裂,两断裂在深部共轭交汇区应力闭锁、释放,最终导致该次地震的孕育、发生。     

苍山地震库仑破裂应力变化与地震活动相关性探讨

本文收集了苍山地震周围断层的几何参数和运动学参数,选择不同的接受断层,研究了苍山地震库仑应力变化对余震及周边断层活动的影响.结果表明,苍山地震正的库仑应力变化对余震活动有促进作用,大部分苍山余震分布于库仑应力变化增加区域,应力增加量值为0.003～0.005 MPa.通过对比该地区苍山地震前后16年的地震资料,发现苍山地震正的库仑应力变化对苍山断裂附近地震活动增强亦有一定的促进作用,而对于周边其他断层,由于距离较远,库仑应力变化量较小,苍山地震库仑应力变化的影响可以忽略.     

伽师强震群活动过程的应力触发作用研究

2003年2月24日位于1997~1998年伽师震区东南约20km的新疆巴楚-伽师地区发生了MS6·8地震,其余震丰富、强度大。1997~1998年伽师强震群的发生是否会对2003年巴楚-伽师MS6·8地震产生触发作用?1996年阿图什发生MS6·7地震,时隔10个月距其70km处又发生了伽师强震群,1996年阿图什地震的发生是否有利于1997~1998年伽师强震群的发生?1997~1998年伽师震区接连发生9次6级以上地震,伽师强震群中各强震之间会产生怎样的影响?针对上述问题,本文结合伽师周围地区地震活动特征分析研究了自1996年阿图什MS6·7地震及1997~1998年伽师强震群至2003年巴楚-伽师MS6·8地震在整个伽师强震群活动过程中的应力触发作用。研究结果表明:1996年阿图什MS6·7地震在一定程度上有利于1997~1998年伽师强震群的发生;伽师强震群中先发生的6级地震产生的累加静态库仑破裂应力变化对后续6级地震有一定触发作用;1997~1998年伽师强震群折合为1次地震产生的静态库仑破裂应力变化表明,其对2003年巴楚-伽师MS6·8地震触发作用明显。     

Regional seismicity triggered by the Ms=7.8 Tangshan event on July 28, 1976 and the static stress field change

We studied the seismicity before and after the MS=7.8 Tangshan event on July 28, 1976 (39(28(N, 118(11(E) and the results show that in 3 regions outside of the source zone, seismicity rate increasing were observed, which was significant in 0.99 significance level using Z-statistic test and was proposed to be triggered by the MS=7.8 Tangshan earthquake. The magnitude of the greatest triggered event was 5.5. The epicenter distances of these earthquakes were several ten kilometers to 300 km. The static stress change (CFS of Coulomb failure was calculated using an elastic dislocation model in half space and the (CFS on the major rupture directions in these three regions were positive.     

Study on Stress Triggering During the Activity Process of the Jiashi Strong Earthquake Swarm

The Bachu-Jiashi earthquake of Ms6.8 occurred on February 24, 2003, about 20km from the southeast of the 1997 - 1998 Jiashi seismic region in Xinjiang, and its aftershocks are rich and strong. Did the 1997 - 1998 Jiashi strong earthquake swarm trigger the Bachu-Jiashi Ms6.8 earthquake？ The Atushi earthquake of Ms6.7 occurred in 1996, and the 1997 - 1998 Jiashi strong earthquake swarm occurred about 70km from the Atushi earthquake 10 months later. Did the Atushi earthquake of Ms6.7 encourage the 1997 - 1998 Jiashi strong earthquake swarm？ There were 9 earthquakes with Ms6.0 from 1996 to 1997 in the Jiashi seismic region, how did they act on each other？ To answer the above questions, the article studies the triggering effect of the activity process of the whole Jiashi earthquake swarm from the 1996 Atushi earthquake of Ms6.7, the 1997 - 1998 Jiashi strong swarm to the 2003 Bachu-Jiashi earthquake of Ms6.8, and analyzes the seismicity characteristics around the Jiashi region. The results show that the 1996 Atushi earthquake of Ms6.7 encouraged the 1997 - 1998 Jiashi strong swarm to some extent, the accumulative Coulomb stress change from the previous M6.0 earthquakes of the Jiashi strong swarm had certain triggering effects on the following M6.0 events, and the Coulomb stress change converted from the Jiashi strong swarm strongly encouraged the 2003 Bachu-Jiashi earthquake with Ms6.8.     

2020年古冶MS5.1地震序列微震检测及活动性研究

2020年7月12日河北省古冶(39.78°N, 118.44°E)发生M_S5.1地震, 震源深度10 km.本文通过对其周边500 km范围内的84个固定台站连续观测地震数据, 采用基于图形处理器的模板匹配定位识别技术(GPU-M&L)对地震前后(2020年6月1日至2020年8月31日)共三个月的连续数据进行了微震检测和地震活动性分析.我们首先从台网目录的362个古冶地震序列事件中挑选了信噪比较高的118个地震作为模板, 通过模板扫描和检测, 获得共1017个地震, 约为台网目录的2.8倍, 然后运用双差定位方法(hypoDD)对669个地震事件进行了重定位.最后我们对古冶地震的事件序列进行时空分布、震源机制解以及b值空间分布等分析.结果显示古冶M_S5.1地震前, 震中区周边地震活动性显著, 地震前后地震序列分布优势方向为NE向, 震源深度方向近直立分布; 发震断裂为唐山—古冶断裂或其延伸部分, 与1976年唐山M_S7.8地震同为唐山断裂带, 发震断层走向基本一致.据此, 我们推测古冶M_S5.1地震是1976年唐山M_S7.8地震后余震区应力调整所触发.

     

2007年宁洱6.4级地震强余震库仑破裂应力触发研究

运用Okada方法计算了2007年6月3日宁洱MS6.4地震在其MS5.1强余震破裂面上产生的静态库仑破裂应力变化。结果表明,该静态库仑破裂应力变化量为0.36MPa,超过"触发阈值"(10-2MPa)1个数量级,说明宁洱6.4级地震在其5.1级强余震破裂面上引起的应力变化可能触发了该强余震的发生。     

2008年汶川Ms8.0地震在2013年芦山Ms7.0地震和2014年康定Ms6.3地震破裂区引起的库仑破裂应力

2008年5月12日四川汶川发生M_S8.0地震发生之后, 先后于2013年4月20日和2014年11月22日分别在汶川M_S8.0地震震中西南约80 km的芦山县和约178 km的康定县发生了M_S7.0和M_S6.3地震。 芦山地震位于龙门山前主边界处, 康定地震位于鲜水河断裂带上。 芦山地震发生前有几位作者先后计算了汶川M_S8.0地震引起的库仑破裂应力, 分析了其对周围断层的影响。 本文对这些研究结果进行了简要回顾, 并根据芦山地震和康定地震的实际发震断层面参数, 计算了汶川M_S8.0地震在芦山地震和康定地震震源深度处的水平面上以及其发震断层面上产生的库仑破裂应力, 还给出了其震中处库仑破裂应力随深度的变化。 结果表明, 汶川M_S8.0地震发生使芦山地震震源断层面上有利于其错动发震的应力大面积增加而使康定地震震源断层面上有利于其错动发震的应力大面积减小。 在芦山地震初始破裂点处引起的库仑破裂应力达0.245 MPa, 在康定地震初始破裂点处引起的库仑破裂应力为-0.00063 MPa。 因此, 汶川M_S8.0地震的发生对芦山地震具有明显的促进作用, 而对康定地震的作用不明显。 在目标断层面参数已知的情况下, 根据库仑破裂应力在目标断层面上的分布, 可能为未来地震发生的地点提供线索, 进而对地震发生的危险性进行预测。 若一次地震的发生使目标断层面上有利于其错动发震的应力大面积显著增加, 这种情况下库仑破裂应力对未来地震具有预测意义。