汶川8.0级地震和芦山7.0级地震对周边断层的影响

采用分层粘弹性介质模型,研究龙门山断裂带发生的两次大地震(2008年5月12日汶川8.0级和2013年4月20日芦山7.0级地震)的同震位错和震后粘滞松弛效应引起的周边断裂带上的库仑应力变化。结果表明,汶川8.0级地震同震和震后效应均引起了芦山7.0级地震震中位置的库仑应力增加,有利于芦山地震的发生;汶川和芦山地震的同震和震后效应引起的周边各断层上的累积库仑应力变化分布显示,这两次大地震引起了其间的破裂空段的库仑应力显著增加;此外,累积库仑应力显著升高的断裂还有:鲜水河断裂带中段、灌县一安县断裂北段、文县断裂的一.部分、平武一青川断裂北段、略阳一勉县断裂。累积库仑应力显著降低的断裂有:马尔康断裂、岷江断裂南端、虎牙断裂、龙泉山断裂北端、北川一映秀断裂北段。     

汶川地区区域构造应力场特征及汶川MS8.0地震对周围主要断层面的影响

为剖析2008年汶川M_S8.0地震对后期地震的影响及发震区域构造应力场特征,首先利用2008年5月12日—2013年4月19日汶川地震及其邻区的1660条震源机制解,同时采用同一地震多个震源机制中心解的方法筛去重复地震事件的震源机制解,最终获得911个震源机制解。其次,通过网格搜索法分段反演出区域构造应力场。结果显示:东北区主要受WNW-ESE向的挤压,西南区受W-E向的挤压,中区受WSW-ENE向的挤压。西南到东北主压应力轴方向有所变化,这可能与龙门山地区受到来自印度板块北北东方向的俯冲推挤、四川盆地的阻挡和巴颜喀拉块体东南向挤压的联合作用有关。然后,基于USGS给出的汶川M_S8.0地震的破裂模型,计算出该地震对附近强震的触发关系,结果表明,本次汶川地震对同属龙门山断裂西南端的芦山地震触发作用明显,对位于东昆仑断裂上的玛多地震也有一定的触发作用。最后,计算汶川M_S8.0地震对周围断层的同震库仑应力变化,发现本次地震造成龙门山断裂南北两端、秦岭南缘断裂、鲜水河断裂东南端、东昆仑断裂、白玉断裂的库仑破裂应力增加,龙门山断裂南北两端和秦岭南缘断裂增加最为明显,对分析地震危险性有一定的参考意义。      

2008年汶川大地震震源机制的时空变化

本文提出了一种基于恒定破裂速度和固定子事件震源时间函数的假定、利用远场地震波形资料获取大地震震源机制的时空变化图像的线性反演方法,并利用这种方法及全球范围内48个台站的长周期波形资料反演建立了2008年汶川MS8.0地震的震源机制随时间和空间变化的图像.根据这个图像可知,汶川大地震断层的西南端震源机制接近于逆冲,随着破裂向东北方向延伸,震源机制的走滑分量逐渐增大,走滑分量超过逆冲分量的转折点在震中东北大约190 km的位置.为了检验反演方法的有效性和反演结果的可靠性,我们特别设计了一个数值试验对反演结果进行了检验.检验结果表明,我们在本文中提出的反演方法是有效的,关于汶川大地震的反演结果也是可靠的（除长周期信号较弱的一段外).通过比较发现,反演结果与震后野外考察的结果也相当吻合.     

汶川MS 8.0地震库仑破裂应力变化及断层危险性初步研究

利用四川省汶川MS8.0地震的震源机制解及滑动分布模型,反演了由汶川地震造成的同震库仑破裂应力变化;从余震效应与断层相互作用的角度对库仑破裂应力变化进行了分析。结果显示:基于滑动分布模型反演的库仑破裂应力变化能较好地反映与余震分布的对应关系,以最大余震断层面参数(走向/倾角/滑动角:204°/56°/98°)为接收断层,反演结果最佳,83%M>4的余震均发生于库仑应力增加约0.01MPa的区域;库仑破裂应力变化的主要特征为断层北盘大部分区域为库仑破裂应力下降区,断层南盘主要为增加区,断层两端均显示库仑破裂应力变化增加,且分别沿NE和SW两个方向发展。最后,基于活断层分布模型,计算由此次地震造成的已存断层面上的库仑破裂应力变化,结果显示多条左旋走滑断裂库仑破裂应力变化值增加     

2008年新疆于田7.3级地震对周围断层的影响及其正断层机制的区域构造解释

计算了2008年3月21日新疆于田Ms7.3地震导致周围断层的库仑破裂应力变化. 结果表明,库仑应力在贡嘎错断裂的西南段和东北段、康西瓦断裂东段和西段、普鲁断裂西段、龙木错-邦达错西段、阿尔金断裂和西昆仑山前逆冲断裂增加分别达6.9×104 Pa、4.4×103 Pa、8.0×105 Pa、2.8×103 Pa、2.3×104 Pa、5.7×103 Pa、1.6×103 Pa和1.1×103 Pa,而使得贡嘎错断裂中段、康西瓦断裂中段、龙木错-邦达错东段、普鲁断裂中段和喀喇昆仑北段断层上的库伦破裂应力减小分别达3.9×105 Pa、5.8×105 Pa、1.5×104 Pa、1.5×104 Pa和1.1×103 Pa. 根据康西瓦的断层滑动速率估计该地震使得中段特征地震延迟1~127年,使得东段特征地震提前2~138年. 计算还得到2005年10月8日巴基斯坦Mw7.6地震在于田地震破裂面和滑动方向上产生的库仑破裂应力增加为10~20 Pa,虽然有利于于田地震的发生,但数值太小,难以看到明显的触发作用. 分析了该地震及其周围已发生地震出现正断层机制的原因. 认为在印度板块向欧亚板块北北东向推挤作用下,相对塔里木块体,青藏高原北缘的柴达木块体沿阿尔金断裂东向运动,而兴都库什块体沿喀喇昆仑断裂整体北西向运动. 地震发生区位于此两块体之间,在双边动力相互作用下导致了东西向拉张的形变模式.     

2008年中国四川汶川大地震的地震断层

1 四川大地震概况 2008年5月12日西藏高原和四川盆地交界处发生大地震,从中国中部到西部的广阔地区遭到严重灾害.据中国政府发表的信息,到7月1日为止,已有69 195人死亡,18 404人下落不明,374 177人受伤,受灾总数达4 600万人.这次中国内陆发生的四川大地震,因震源在汶川而被正式命名为汶川地震.     

由构造应力场研究汶川地震断层的分段性

采用构造应力场均匀性对断层或板块边界进行分段的方法, 利用ldquo;裁剪-粘贴rdquo;法给出的余震震源机制解资料, 进一步从应力场角度确定汶川地震发震断层南、 北段分界点位置及南、北段震后应力场. 研究结果表明, 发震断层南、北段分界点位于北川附近, 与先前的研究结果较为一致. 南、 北段震后应力场反演结果显示, 南、北段的最大主应力轴方位均呈北东东向, 且近水平. 南、北段应力场反演的平均拟合残差和置信区间均较大, 主要原因可能是因为南、北段内应力场不均匀性造成的. 因为本文仅由大余震给出了震源断层的一级分段, 南、北段内应做进一步的细分.      

2008年5月12日Mw7.9汶川地震导致的周边断层应力变化

2008年5月12日,四川龙门山断裂发生Mw7.9强烈地震,导致重大的人员伤亡和经济损失.据预测,汶川地震余震将持续至少1年,并且不排除发生强余震可能.因此,判断余震可能发生区域,圈定震区周边未来可能发生地震活动的范围,对灾区人员安置、灾后恢复重建以及加强震灾及次生灾害防御具有重要的参考价值.同时,汶川地震及邻区地震活动性为将来研究板内逆冲型地震的同震应力变化,并检验地震的应力触发作用提供了一个非常难得的机会.根据地震的静态触发原理,利用弹性位错理论和分层地壳模型计算了汶川地震引起的周边断层同震应力变化,分析了汶川地震对龙门山及周边各主要活动断层地震活动性的作用和影响.结果表明,汶川地震增加了鲜水河断裂（道孚-康定段）、东昆仑断裂（玛曲-南坪段）、青川断裂、岷江断裂南端以及彭县-灌县断裂、江油-广元断裂、江油-灌县断裂上库仑应力的积累,将提升这些断层上地震发生的概率.由于这些地区人口密集,应加强这些地区的地震监测和灾害预警.青川断裂上记录到的余震表明主震已经触发了该断层的地震活动,余震有向该区迁移的趋势,应密切关注地震向北迁移的态势.彭县-灌县断裂、北川-映秀断裂南段目前发生的余震很少,所积累的构造应力未充分释放,同震库仑应力的加载有可能在今后触发该区较强余震,应对该区实施重点监测.汶川地震有效降低了抚边河断裂、虎牙断裂、哈南-青山湾断裂、龙泉山断裂以及迭部-白龙江断裂上库仑应力的积累,这些区域的地震发生概率将因库仑应力减小而降低.汉中一带、西秦岭北缘断裂上库仑应力变化微小,汶川地震的静态触发效应不足波及此处.     

2008年汶川地震中破裂的近平行倾斜断层

研究了2008年汶川地震期间一条复杂断层系的运动学破裂。我们假定为Hao等（2009）使用干涉合成孔径雷达（InSAR）数据计算的滑动分布,尝试拟合两个近断层台站记录的地震图,其中一个台站位于两个近平行倾斜断层之间。正演数值模拟结果显示,2008年汶川地震期间,两个近平行倾斜的断层同震地产生了破裂。这一结果为逆断层地震的动态断层相互作用提供了约束,与自由表面不影响破裂分支的分支走滑断层不同。     

2008年汶川地震的破裂模型及引起的余震活动分析

用两种发震构造的破裂位移分布模型对2008年汶川地震造成的区域主要断裂的库仑应力变化进行了模拟.通过对这两种破裂位移模型模拟结果的对比分析,表明破裂位移模型的逆冲兼右旋滑动的位移模式及南北两段分别有两个滑动量高值区这样的特点控制了区域库仑应力变化的总体分布特征.汶川地震的余震分布和计算结果还显示:所获得的区域主要断裂的库仑应力变化分布和正应力变化分布同时控制了该地震发生后余震的分布,库仑应力变化增强同时断层面受到主震断层位错拉张的区域和余震的分布强烈吻合,而库仑应力变化增强但是相应部位断层面受到主震的挤压作用却没有余震发生,显示了强震后区域断层受到的正应力变化和库仑应力变化均对余震的发生起到了重要作用,而不仅仅是库仑应力变化增强是触发余震的机制;两种模型计算结果的细微差异显示了倾角向下变缓的震源破裂模型能更好地解释余震在破裂断层北部的分布特点.对昆仑山断裂、鲜水河断裂等周边强震多发断层的库仑应力变化及对未来地震活动的可能影响进行了初步评价.     

Numerical simulation on the influences of Wenchuan earthquake on the surrounding faults

On 12 May 2008, the devastating Wenchuan earthquake struck the Longmenshan fault zone, which comprised the eastern margin of the Tibetan Plateau, and this fault zone was predominantly a convergent boundary with a right-lateral strike-slip component. After such a large-magnitude earthquake, it was crucial to analyze the influences of the earthquake on the surrounding faults and the potential seismic activity. In this paper, a complex viscoelastic model of western Sichuan and eastern Tibet regions was constructed including the topography. Based on the findings of co-seismic static slip distribution, we calculated the stress change caused by the Wenchuan earthquake with the post-seismic relaxation into consideration. Our preliminary results indicated that: (1) The tectonic stressing rate was relatively high in Kunlun mountain pass-Jiangcuo, Ganzi-Yushu, Xianshuihe and Zemuhe faults; while in the east Kunlun and Longriba was medium; also the value was less in the Minjiang, Longmenshan, Anninghe and Huya faults. As to the Longmenshan fault, the value was 0.28×10^-3 MPa/a to 0.35×10^-3 MPa/a, which is coincident with the previous long recurrence interval of Wenchuan earthquake; (2) The Wenchuan earthquake not only caused the Coulomb stress decrease in the source region, but also the stress increase in the two terminals, especially the northeastern segment, which is comparatively consistent with the aftershock distribution. Meanwhile, the high concentration areas of the static slip distribution were corresponding to the Coulomb stress reductions; (3) The Coulomb stress change caused by Wenchuan earthquake showed significant increase on five major faults, which were northwestern segment of Xianshuihe fault, eastern Kunlun fault, Longriba fault, Minjiang fault and Huya fault respectively; also the Coulomb stress on the fault plane of the Yushu earthquake was faintly increased; (4) We defined the recurrence interval as the time needed to accumulate the magnitude of the stress drop, and the recurrence interval of Wenchuan earthquake was estimated about 1 714 a to 2 143 a correspondingly.     

汶川地震对芦山地震及周边 断层发震概率的影响

大震后区域静态库仑应力变化常常被用于解释区域地震活动性速率的变化、 主震断层外余震的发生以及即将失稳断层的地震发生概率的变化. 2013年4月20日芦山M_S7.0地震的发生重新引起了对2008年5月12日汶川M_S8.0大地震的热议. 利用含(滑移)速率和状态的摩擦定律, 结合汶川大地震前后的地震活动性水平, 定量化计算了汶川地震后雅安地区发震概率的变化, 并着重解释了芦山地震发震的可能根源. 此外, 还对库仑应力明显增加的鲜水河断层和熊坡断层进行了发震概率的定量化计算, 计算结果与中国地震台网中心的地震目录基本符合. 鲜水河断层从汶川地震后至今近5年来未发生M>6.0地震, 而M>6.0的发震概率已约为60%; 熊坡断层自汶川地震以来尚未发生M>4.0地震, 芦山地震后M>4.0的发震概率已接近90%. 所以, 我们认为鲜水河断层附近将成为M>6.0地震的重点防范地区, 熊坡地区将来仍旧存在发生中强地震的危险性.     

Stress changes on major faults caused by M_w7.9 Wenchuan earthquake,May 12,2008

On May 12,2008,a magnitude 7.9 earthquake ruptured the Longmenshan fault system in Sichuan Province,China,collapsing buildings and killing tens of thousands people.As predicted,aftershocks may last for at least one year,and moreover,large aftershocks are likely to occur.Therefore,it is critical to outline the areas with potential aftershocks before reconstruction and resettling people as to avoid future disasters.It is demonstrated that the redistribution of stress induced by an earthquake should trigger su...     

汶川地震发震断层破裂触发过程

2008年汶川大地震造成北川断裂、彭灌断裂、小渔洞断裂等多条断裂的破裂,呈现出复杂的破裂过程. 对此,以往地震学的研究没有对于各个发震断层的破裂先后顺序给出充分论证. 本文计算由于断层破裂在其他断层段上造成库仑应力的变化,根据其相互触发关系确定断层可能的破裂顺序. 结果表明,各断裂带可能的发震顺序为:主震在北川断裂南端(小渔洞断裂以南的北川断裂虹口段)起始,造成北川断裂的后续段落龙门山镇—清平段和彭灌断裂同时破裂,进而触发小渔洞断裂发生破裂.     

Stress changes on major faults caused by <Emphasis Type="Italic">M</Emphasis><Subscript>w</Subscript>7.9 Wenchuan earthquake,May 12, 2008

On May 12, 2008, a magnitude 7.9 earthquake ruptured the Longmenshan fault system in Sichuan Province, China, collapsing buildings and killing tens of thousands people. As predicted, aftershocks may last for at least one year, and moreover, large aftershocks are likely to occur. Therefore, it is critical to outline the areas with potential aftershocks before reconstruction and re-settling people as to avoid future disasters. It is demonstrated that the redistribution of stress induced by an earthquake should trigger successive seismic activity. Based on static stress triggering theory, we calculated the coseismic stress changes on major faults induced by the Wenchuan earthquake, with elastic dislocation theory and the multilayered crustal model. We also discuss the stress distribution and its significance for future seismic activity under the impact of the Wenchuan earthquake. It is shown that coulomb failure stress (CFS) increases obviously on the Daofu-Kangding segment of the Xianshuihe Fault, the Maqu and Nanping segment of the Eastern Kunlun Fault, the Qingchuan Fault, southern segment of the Minjiang Fault, Pengxian-Guanxian Fault, Jiangyou-Guangyuan Fault, and Jiangyou-Guanxian Fault. The increased stress raises the probability of earthquake occurrence on these faults. Since these areas are highly populated, earthquake monitoring and early disaster alarm system are needed. CFS increases with a magnitude of 0.03–0.06 MPa on the Qingchuan Fault, which is close to the northern end of the rapture of Wenchuan earthquake. The occurrence of some strong aftershocks, including three events with magnitude higher than 5.0, indicates that the seismic activities have been triggered by the main shock. Aftershocks seem to migrate northwards. Since the CFS change on the Lueyang-Mianxian Fault located on the NEE of the Qingchuan Fault is rather small (±0.01 MPa), the migration of aftershocks might be terminated in the area near Hanzhong City. The CFS change on the western Qinling Fault is around 10 Pa, and the impact of static triggering can be neglected. The increment of CFS on the Pengxian-Guanxian Fault and Beichuan-Yingxiu Fault southwest to the main rupture is 0.005–0.015 MPa, which would facilitate earthquake triggering in these areas. Very few aftershocks in these areas indicate that the accumulated stress has not been released sufficiently. High seismic risk is predicated in these areas due to co-seismic CFS loading. The Wenchuan earthquake released the accumulated CFS on the Fubianhe Fault, the Huya Fault, the Ha’nan-Qingshanwan Fault, and the Diebu-Bailongjiang Fault. The decrement of CFS changes on the Longquanshan Fault east to Chengdu City is about 0.002 MPa. The seismic activity will be depressed by decrement of CFS on these faults. Supported by Knowledge Innovation Program of Chinese Academy of Sciences (Grant No. KZCX-SW-153), National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40574011 and 40474028)     

Influence of 2008 Wenchuan earthquake on earthquake occurrence trend of active faults in Sichuan-Yunnan region

The Wenchuan earthquake coseismic deformation field is inferred from the coseismic dislocation data based on a 3-D geometric model of the active faults in Sichuan-Yunnan region. Then the potential dislocation displacement is inverted from the deformation field in the 3-D geometric model. While the faults' slip velocities are inverted from GPS and leveling data, which can be used as the long-term slip vector. After the potential dislocation displacements are projected to long-term slip direction, we have got the influence of Wenchuan earthquake on active faults in Sichuan-Yunnan region. The results show that the northwestern segment of Longmenshan fault, the southern segments of Xianshuihe fault, Anninghe fault, Zemuhe fault, northern and southern segments of Daliangshan fault, Mabian fault got earthquake risks advanced of 305, 19, 12, 9.1 and 18, 51 years respectively in the eastern part of Sichuan and Yunnan. The Lijiang-Xiaojinhe fault, Nujiang fault, Longling-Lancang fault, Nantinghe fault and Zhongdian fault also got earthquake risks advanced in the western part of Sichuan-Yunnan region. Whereas the northwestern segment of Xianshuihe fault and Xiaojiang fault got earthquake risks reduced after the Wenchuan earthquake.     

2008年汶川MS8.0地震对周边断层地震活动的影响

为分析2008年5月12日四川汶川M_S8.0级地震对周边断层地震活动的影响,本文首先基于Burgers体黏滞松弛模型计算汶川M_S8.0级地震引起的库仑应力动态演化,分析认为2008年汶川M_S8.0级地震在周边断层上引起的库仑应力显著增加的主要有四个断层段,分别为鲜水河断裂道孚-康定段、东昆仑断裂东段玛曲段、青川断裂和龙门山断裂南段.而且震后4年内黏滞松弛引起的库仑应力变化量可能与同震变化相当,相当于再发生一次汶川地震所造成的影响,因此震后效应在分析强震影响时不应忽略.本文基于强震引起的库仑应力变化动态演化,结合背景地震发生率、由Dieterich(1994)模型给出地震发生概率,结合相关构造地质、历史地震、余震活动等方面资料的综合分析认为,上述4个断裂段地震危险性由高到低依次为鲜水河断裂道孚-康定段、龙门山断裂南段、东昆仑断裂东段玛曲段和青川断裂.     

汶川8.0级地震的余震触发作用和对断层的应力加卸载作用

采用可变滑动震源模型,计算和研究了汶川M_S 8.0地震产生的应力变化及对后续6次强余震的应力触发作用,并定量分析了汶川地震对附近活动断裂带的库仑应力加卸载作用。结果显示:汶川地震产生的库仑破裂应力变化分布图案复杂性强,主要由发震断裂复杂的空间展布形态以及震源断层活动具有逆冲兼右旋走滑两种性质决定。汶川地震产生的库仑破裂应力变化对多数强余震存在一定的触发作用。汶川地震的发生对附近的断裂带有不同程度的影响,其中青川断裂中段和北段、岷江断裂南段和灌县-江油断裂南段,主要是以强烈的库仑破裂应力加载作用占主导地位,有利于强余震序列的孕育、加速以至于发生;东昆仑断裂带和鲜水河断裂带受到了轻微的应力加载作用;龙泉山断裂带、华莹山断裂带和西秦岭北缘断裂带主要受到了轻微的卸载作用。