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。     

四川断层活动性分析及汶川、芦山地震活动关联性研究

基于龙门山、鲜水河、安宁河-则木河断裂带上跨断层水准资料,计算不同场地年均形变速率和断层垂直形变累积率,分析断层年变速率和Dc空间分布等值线变化,揭示汶川地震前后断层活动规律、区域应变、应力场的能力聚集程度,进而探讨汶川、芦山两次地震的关联性。结果显示：1）汶川地震的发生明显加剧了龙门山断裂带中南段的断层活动性,年均形变速率由震前<1 mm/a,到震后最大达10.01 mm/a;汶川地震的发生对安宁河-则木河断裂带上的汤家坪、西昌场地影响较大,年变速率显著增加,断层活动性得到加强;2）汶川地震发生前,龙门山断裂东北段存在Dc高值区,随后Dc值逐渐减小,汶川地震的发生存在一定的应力累积背景;汶川地震发生后明显改变了整个龙门山断裂带的Dc空间分布,加速形成围绕双河场地的Dc高值环绕区,而芦山地震的震中位置位于高值与低值交界区域,空间差异较为显著。     

2008年汶川MS8.0地震与2017年九寨沟MS7.0地震成因关系探讨

利用2008年汶川地震破裂模型及2017年九寨沟地震接收断层参数和断层面有效摩擦系数等不同模型参数,计算2008年汶川地震造成的库仑应力变化。结果显示,在考虑不同模型参数条件下,2017年九寨沟地震震源处的库仑应力增量（同震及震后）约为3~7 kPa,尚未达到地震触发阈值10 kPa。综合分析认为,2008年汶川地震对2017年九寨沟地震有一定的触发作用,但作用十分有限,九寨沟地震的发生主要受控于区域构造活动及地壳流变结构。分析不同参数对计算结果的影响发现,不同破裂模型的选取对2018年汶川地震计算结果的影响最大,这可能是导致前人研究结论产生差异的原因之一。     

临潭-宕昌断裂及附近地区静态库仑应力变化及地震活动性研究

基于Okada的弹性半空间模型,分别计算岷县MS6.6、MS5.2地震和岷县-卓尼MS5.0地震对后续地震的静态库仑应力变化,分析应力扰动对后续地震的影响。结果显示：1）研究区内3次中强地震的共同作用促进了后续地震的发生,后续地震绝大部分位于应力增加区内;2）临潭-宕昌区域背景地震活动性较强,尤其是宕昌及周边地区,地震活动呈条带状展布,与临潭-宕昌断裂走向垂直,研究区整体地震活动性变化以宕昌地区为中心向外呈辐射状减弱;3）岷县段、西段和中段处于应力累积阶段,未来发生强震的可能性较小,宕昌段未来一段时间内地震活动性高于区域背景地震活动性,值得高度关注。     

横断层作用下汶川地震与芦山地震发震机制新探

在分析龙门山断裂带区域构造背景、青藏高原东缘新构造运动特征的基础上,阐述龙门山断裂带的构造格局,并利用横断层对龙门山断裂带进行分段;同时,对汶川地震与芦山地震的发震机制及其相互关系进行探讨,并对未来强震危险区进行预测。结果表明:汶川地震具有深部构造的控震作用,其深部孕震机制十分复杂,而芦山地震没有明显的地表破裂带,为一次盲逆断层型地震;卧龙—怀远一线为地壳物质运动方向和主断裂走滑方向发生反向的转换带,发生在其两侧的地震是各自独立的,即汶川地震与芦山地震相互独立;汶川地震与芦山地震发震时,龙门山断裂带中未活动的区域存在较高的地震危险性,尤其是卧龙—怀远和小金横断层之间的断块为强震危险区,虎牙断裂与主断裂交汇处也是强震较危险区。     

从波速比变化看汶川与芦山地震的孕震过程

为研究汶川和芦山地震的孕育过程,利用单台单震法,将地震丛发区内发生的地震粗略视为“广义重复地震”,系统分析龙门山断裂带及附近区域1990～2015年波速比时空变化过程。结果发现,波速比在汶川地震前降低,芦山地震后明显恢复。对于龙门山断裂带北段的地震丛发区,大部分台站波速比的同步时间变化过程可分为两个阶段：一是在汶川地震前,2000年～2008-05波速比出现异常降低-回返-发震过程,低值异常持续时间约8 a。汶川地震后,波速比快速回升。二是2010年开始再次显现波速比持续性稳定下降,在2013-04降至最低点,发生芦山地震,震后波速比再次快速回升到正常值。对于龙门山断裂带南段及附近的地震丛发区,大部分台站波速比的同步时间变化从2000年～2013-04波速比维持长时间的异常低值状态,低值持续时间约13 a,直至2013-04芦山地震后波速比快速回升。不论是龙门山南段还是北段,均可看到波速比基本一致的变化,2000～2013年的异常降低-恢复过程,显示了汶川8级地震与芦山7级地震的整体性和差异性,孕震过程长达14 a。由此可见,汶川地震和芦山地震很可能是同一动力学过程孕育的两次先后发生的强震。     

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%。     

华北地区应力累积变化及其对现今地震活动的指示

基于分层粘弹性流变介质模型和中小地震震源机制解反演得出的区域应力场,给出历史强震对华北地区的库仑应力加载情况.结果 显示,华北地区当前中等地震活动与历史强震的应力加载相关.超过85％的中等地震发生在应力加载区,表明其主体活动区域受控于历史强震的库仑应力加载.     

汶川 Ms8.0地震前后鲜水河断裂南段的变形特征

对鲜水河断裂南段康定和石棉两个剖面的GPS观测结果的研究表明:离断层较近的站点,由汶川地震前的左旋走滑变为震后的右旋走滑、震前的挤压变为震后拉张;不管是右旋走滑量、拉张量,还是影响范围,汶川地震对石棉剖面的影响明显大于对康定剖面的影响;由于鲜水河断裂南段具有左旋走滑背景,汶川地震的发生在一定程度上缓解了鲜水河断裂南段的地震危险性.     

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。     

邯郸地区主要断裂库仑破裂应力模拟与地震危险性分析

首先基于粘弹性有限元模型,结合邯郸地区活动断裂探测、历史强震数据及区内岩石圈介质分布,建立三维粘弹性有限元断层模型;然后代入运动学特征边界条件,模拟目标区活动断裂上发生地震引起的应力应变场变化;最后计算1830年磁县地震引起的周围断裂面和滑动方向上产生的库仑破裂应力变化,分析未来目标区强震危险性。根据实际地质情况和现今运动学条件模拟出的模型结果显示,磁县断裂上1830年磁县地震震中附近库仑应力减小,表明磁县断裂活动减小了1830年磁县地震震中附近的地震危险性;但在磁县断裂中、西段两端与2条北东向断裂（紫山西断裂和太行山山前断裂）交接处附近库仑应力有所加强,未来该地区的地震危险性值得关注。     

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。     

1966年邢台地震静态库仑应力触发分析

通过分析1966年邢台5次地震的静态库仑应力触发情况发现,前2次地震对后面的地震有较好的触发,而MS7.2以后地震的触发不理想。从而认为,随着地震的发生和震源深度的增加,岩浆活动对地壳介质的影响越来越大,地壳介质弹性性能越来越弱,即该区域浅部可以用均匀弹性半空间来近似,而深部在岩浆等因素的影响下,用均匀弹性半空间来近似存在较大的误差,不适合用弹性位错理论计算地震的触发关系。这从侧面反映了该地区岩浆活动的剧烈性和超壳断层存在的客观性。     

仙女山-九畹溪断裂带附近地区地震活动性与静态库仑应力变化研究

基于仙女山-九畹溪断裂带附近地区地质构造,讨论三峡水库蓄水前后该断裂带附近地区的地震活动特征,同时分析该区域2014-03 M4.5与M4.7地震间的触发关系及2次地震对后续小震的影响。结果表明：1）M4.7地震可能由M4.5地震与库水渗流产生的较大孔隙压力共同触发。2）M4.5与M4.7两次地震的应力扰动导致研究区内地震活动增加,后续地震中约66.9%的地震发生于库仑应力增强区。3）2次地震产生的静态库仑应力变化导致仙女山断裂带附近地区地震活动增加,后续地震活动水平将处于背景地震活动水平之上;九畹溪断裂带活动性相对较弱,略小于背景地震活动水平,且处于应力积累阶段。     

1970年通海Ms7.7地震后青藏高原东南部小江断裂带和红河断裂带的库仑应力变化研究

基于1970年通海MS7.7地震的破裂参数,利用模型对不同岩石圈流变特性下库仑破裂应力的变化进行研究,探讨通海地震的静态同震变形和短期震后变形对小江断裂带和红河断裂带上潜在地震活动的影响。结果表明,这2条断裂带的一些断裂段在深度7.5 km处库仑破裂应力增量(ΔCFS)的震时变化达到0.12~0.50 bar,48 a后由于下地壳和上地幔的应力松弛,相同位置的库仑破裂应力增量高达0.22~0.90 bar。说明1970年通海MS7.7地震增强了小江断裂带和红河断裂带上潜在的地震活动性,在将来的地震工作中应加强对其的研究,并通过增加野外观测的方式监测其地震活动与地壳运动模式。     

汶川地震同震形变的静态和动态分析

汶川8.0级地震的同震形变在郫县、绵阳、中江和成都等GPS测站的水平形变分别达70 cm、31 cm、23 cm、20 cm,变形方向约N45°W,垂直于断裂带方向,且成都平原呈下降趋势.动态GPS数据处理结果显示,地震的动态变形在郫县达1 m.根据四川GPS网络参考站各站记录的汶川地震的确切发震时间,反算得到了汶川地区S波的平均传播波速.     

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。     

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。     

首都圈地区现今断层活动的数学模拟及地震危险性讨论

以首都圈地区现今活动断层上近２０年的位移测量资料为依据，用二维线弹性有限元对该区断层的活动特征进行了拟合，并结合有关资料讨论了该区的地震危险性。结果表明：１９７７－１９８６年间该区主压应力优势方位与华北较一致，约为Ｎ４５°－８０°Ｅ；１９８６－１９９０年其主压应力方向向北偏转，约为Ｎ５°－６０°Ｅ；１９９０年至现在其主压应力又向东偏转，角度大于第一阶段，约为Ｎ８０°－９５°Ｅ。该区的张家口－延庆一带近期有发生中强震的可能；丰镇－阳高－大同地区和凉城－古营盘地区应力较高，也应引起注意。