日本南海海槽地震区域应力场及其板块构造动力学特征

为了研究海沟型巨大地震发生机制及其构造动力学特征，详细研究了地震活动与震源机制结果，根据地震俯冲带几何形状及其内应力场区域特征，南海海槽下的俯冲带可划分为两段: 东部的四国-纪伊半岛段和西部的九州段. 东部的菲律宾海板块地震俯冲带呈现出低角度俯冲(10°～22°)，且俯冲深度相当浅(60～85km)的特征;而西部九州段的俯冲带为高角度俯冲(40°)，且俯冲深度较深(160km). 东、西部俯冲带内部应力场也截然不同. 东部的四国大部分地区和纪伊半岛的俯冲带内表现为俯冲压缩型应力场， 而西部的九州段则为明显的俯冲拉张型应力场. 本文在综合分析了重力异常、GPS、热流量等地球物理观测结果后指出，南海海槽东部， 即四国-纪伊半岛以南的海槽区域， 具有与智利海沟极其相似的地震发生板块构造动力学背景和高应力积累等特征， 属于年轻活动俯冲带的高应力型俯冲. 而西部的九州段，虽然也是海沟型地震活动区， 但不具有大地震发生的构造动力学背景和高应力积累， 不属于年轻活动俯冲带的高应力型俯冲. 俯冲带年龄的不同很可能是造成南海海槽东、西段板块构造动力学以及应力场不同的根本原因之一.     

从同震和震后形变分析日本东北Mw9.0级大地震对近场地震活动性的影响

2011年日本东北大地震后,不断有报道认为日本南海海槽可能会发生强震,日本东北大地震对南海海槽断层活动有何影响?本文采用粘弹性半无限空间模型,利用反演得到的日本东北大地震的断层模型,计算了岛内部分断层的同震和震后形变以及库仑应力变化.结果表明:2011年日本东北大地震,使得平行于日本海沟的岛内逆冲断层应力释放明显,5km深度,库仑应力降低值都在50 kPa以上,按照该地区每年应力积累1～10 kPa计算,相当于释放了5～50年的应力积累;平行于南海海槽的岛内逆冲断层,同震库仑应力增加了1 kPa左右,相当于0.1～1年的正常构造运动应力积累;对于岛内的走滑断层,若其滑动方向与同震或震后形变方向一致,则库仑应力增加,反之则降低,如1948年福井地震发震断层库仑应力增加10 kPa左右,相当于1～10年的正常构造运动应力积累,地震危险性明显增加.同时,分析了不同软流圈粘滞性对震后形变和库仑应力的影响,发现对于不同的软流圈粘滞性系数,震后的形变和库仑应力相比同震都会有所增加.因此,对于平行南海海槽的岛内逆冲断层和岛内部分滑动方向与同震形变一致的走滑断层,震后地震危险性相比同震会进一步增强.     

沂沭带地震活动性异常与邻区中强地震的关系

利用沂沭带1970～1989年6月M_L≥1.8的地震资料,对地震释放能量E和b值按时间进行滑动计算,按时序进行的分析表明,在邻区中强地震前沂述带出现了低能值、高b值异常。对邻区几次中强地震前震中周围区域与该带同期出现的低能值、高b值异常进行了对比讨论。认为,可利用沂沭带出现的低能值、高b值异常监视邻区中强地震的活动。     

内蒙古东部扎兰屯地区的b值时空变化特征

内蒙古东部的扎兰屯地区位于大兴安岭地震带北段,区域地质构造复杂,历史及现代中强地震较为活跃。本文以该地区地震活动作为研究对象,在区域地震序列完整性分析基础上,用最小二乘法进行b值时间扫描计算,用最大似然法进行b值空间扫描计算。时间扫描中的b值为每个扫描窗口内研究区的平均b值,因此其变化幅度不大,b值变化范围基本维系在0.78～1.13,误差范围为0.04～0.065。空间扫描结果显示,扎兰屯地区b值空间分布范围基本维系在0.4～1.8,误差范围为0.045～0.085;低b值区域为阿伦河断裂中北段,b值大致分布在0.5～0.7,表明该区域地壳介质处于高水平应力积累状态,可能是未来发生中强以上地震的危险区域。     

鄂霍次克微板块东部俯冲带区域地震b值及应力场特征

古登堡-里克特震级-频度关系式中的b值与剪切应力(或偏应力)大小被认为存在着负相关的关系,因此b值常被用作估算区域应力大小的指标.本文利用1970—2018年鄂霍次克微板块东部俯冲带区域的地震目录,使用最大似然法对该区域的b值进行空间扫描,得到了该区域沿海沟走向不同区域及不同深度的b值分布,进而调查与分析其应力状态及地球动力学特征.结果显示不同俯冲区域的b值分布具有4个共同特征:1)地壳范围内的高b值特征,表明其剪切应力较低;2)俯冲板片与上覆板块耦合强烈的区域b值较低,表明该位置剪切应力较高;3)弧前区域b值较高,表明其剪切应力较低;4)海沟东侧的太平洋板块与软流层接触的区域b值较高,表明该位置剪切应力较低.上述这些b值分布结果及其剪切应力分布,是能够与俯冲带的地球动力学结构与特征相关联的.我们也发现在水平方向上,在浅部区域(0～40km深度范围),勘察加地区的剪切应力相对于北日本地区和千岛地区更低;在更深的区域(40～80km深度范围),千岛地区弧前区域的剪切应力较低.由本文俯冲带区域力平衡估算得到的俯冲接触面上的剪应力大小能够解释鄂霍次克微板块东部俯冲带不同接触界面上的b值大小及...     

1990年代期间b值和地壳形变的相关变化能够确定1999年8月17日伊兹米特M_W=7.4级地震的破裂起始

在30.1°E和30.8°E之间的北安纳托利亚断层系,从平直段到释放弯曲段,其b值从1.1上升到1.7。GPS资料对这个弯曲段的扩张特性给予了证实,观测到的扩张速率为0.3μ应变/a。在该区域断层面解从大量右旋走滑变为弯曲段中部的带法向分量的斜向滑动,这与拉张盆地构造相吻合。我们认为,由于切向和法向断层运动的叠加,地壳体高度破碎,相当于一个短的平均裂纹长度。由于现存裂纹上的低正应力,摩擦滑动被认为是地震活动产生的主要机制,引起b值升高。研究区中的最低b值(b～0.8)是在断层弯曲段和毗连段之间的交汇处发现的,这个地段恰好穿过1999年伊兹米特地震的震中。沿几何障碍体的地震活动数值模拟预示着,在这个交汇处有局部应力集中。因此,b值最低的场地被认为是大地震最容易发生的地方,这个结论被伊兹米特地震所证实,震中离预测位置约13km。在1992年年初,沿断层弯曲段的中部和西北部空间平均b值开始上升,并且对应一个强烈的水平拉张期。由于1992年没有记录到任何大地震,因此假定这种异常拉张和应力的相关变化是由无震断层滑动引起的。根据可使用的地震构造信息,计算出了因深处缓慢位错而造成的地表位移。GPS资料通过深度为10km、等效震级M_W=5.9的正断层震源而得到很好的解释。不同孕震深度的应力变化也计算了出来,基于的假设是偏应力和平均应力下降而库伦应力变化为正的地段最容易观测到b值上升,也就是说,断层已接近破裂。对于右旋走滑断层,满足这种应力条件的地点是b值上升最大的地方。伊兹米特地震的地表破裂仅同研究区西部和东部的已知断层迹线有关。沿断层弯曲部分,地表破裂从地图上标示出的断层迹线脱离出来,贯穿推测的1992年慢地震引起的正库伦应力变化区域。最大地表滑动(5m)是在最大库伦应力变化(～3bar)场地附近观测到的,这表明1992年的慢地震可能已部分地松开了其后发生的伊兹米特地震的破裂面。我们认为,沿复杂断层弯曲部分观测到b值的明显变化可用来描述构造形变在时空上的不同状态。     

日本东部内陆地区2011年大地震前后的应力状态与诱发地震

通过反演震源机制数据,得到了东日本大地震前后日本东部内陆地区的应力场。地震前,在东北部(Tohoku),σ1轴呈EW方向,但在关东-东部(Kanto-Chubu)地区则呈NW-SE方向。地震后,在Tohoku北部和靠近磐城市(Iwaki City)的Tohoku东南部,应力场发生了变化,主应力取向大致等同于与地震相关的静应力变化取向。这说明地震前这些地区的差应力值小于1MPa。在Tohoku中部,虽然地震后加载的应力取向几乎逆转,但其应力场没有发生变化,说明那里的差应力值大大超过1MPa。在Kanto-Chubu,地震后加载了与背景应力方向近乎相同的应力,且应力场没有发生预期的变化。这可能就是Kanto-Chubu地区高地震活动水平的诱因。     

日本东部内陆地区2011年大地震前后应力状态与诱发地震

通过反演震源机制数据,得到了东日本大地震前后日本东部内陆地区的应力场.地震前,在东北部(Tohoku),σ1轴呈EW方向,但在关东-东部(Kanto-Chubu)地区则呈NW-SE方向.地震后,在Tohoku北部和靠近磐城市(Iwaki City)的Tohoku东南部,应力场发生了变化,主应力取向大致等同于与地震相关的静应力变化取向.这说明地震前这些地区的差应力值小于1 MPa.在Tohoku中部,虽然地震后加载的应力取向几乎逆转,但其应力场没有发生变化,说明那里的差应力值大大超过1MPa.在KantoChubu,地震后加载了与背景应力方向近乎相同的应力,且应力场没有发生预期的变化.这可能就是Kanto-Chubu地区高地震活动水平的诱因.     

汶川地震前后b值的时空变化及构造意义

地震b值与地应力具有密切的关系,即高应力对应低b值,研究汶川地震区b值的时空变化可以获得地震前后的应力演化过程.本文通过震源位置和速度模型联合反演的方法和双差定位法对龙门山地区汶川地震(M_s8.0)前后的地震进行了重定位工作,在此基础上精确计算了汶川地震前后不同时间段内b值大小的变化趋势及b值空间分布.结果显示:(1)b值在深度上存在明显的分层性,15 km以上b值较高,15 km以下b值较低,反映上部岩石为脆性,下部岩石为韧性的特征;(2)区域平均b值在汶川地震之后出现下降,而后有所恢复并逐渐增加,芦山地震后又降低,反映了龙门山断裂带的同震变化和震后愈合过程;(3)分时段b值空间分布结果显示,在芦山地震之后,汶川地震破裂区b值下降,即应力增加,这意味着汶川芦山地震之间的空段存在韧性变形,且芦山地震的发生促进了汶川地震破裂区的愈合;(4)映秀附近彭灌杂岩区在震前呈现低b值异常,反映该区域存在较大的差应力,可能是震后最大位错发生在该区域的根本原因.     

关中陕南地区一些小地震震源参数和环境剪应力的研究

对2001年9月～2002年6月间发生在关中陕南地区42次小地震,利用数字地震记录资料,进行了波谱分析和震源参数的测定,并分析了环境剪应力分布特征。结果显示关中陕南地区环境剪应力处于较低水平,应力值3.3×105～32.2×105Pa之间,西部12×105～32×105Pa略高于东部8×105～17×105Pa,中部最低。西部有两个应力值较高区,一个是宝鸡、眉县、凤翔附近区域较高值区,应力值20×105～32×105Pa,另一个是留坝、凤县附近区域较高值区,应力值20×105～37×105Pa之间。东部的较高值区是高陵、耀县、三原附近地区,应力值在16×105～18×105Pa之间,该区域曾发生1998年1月5日泾阳MS4.8级地震。     

喜马拉雅东段及其周边地区地震b值和分形维数时空分布特征（英文）

基于1964—2020年1373次地震(Mc=4.0),采用滑动窗口方法对喜马拉雅山脉东段及其周边地区(26°N–31°N和87°E–98°E)地震b值和分形维数时空特征进行分析。论文将研究区划分为3个子区,即A区(87°E–92°E), B区(92°E–94°E)和C区(94°E–98°E)。在A区包括尼泊尔东部,b值要高于其他区域,说明该区域可能存在高应力集聚和凹凸体。同时,A区地震具有高空间(D_c>1.5)和低时间分形维数(D_t<0.31),说明地震孕育断层接近于2维结构,且震中具有群聚群发特征。A区、C区地震b值与空间分形维度弱负相关,两者在B区则呈弱正相关。基于b值和分形维数,论文解释了喜马拉雅山脉东段孕震结构的时空变化的特征,可为理解区域强震发生规律提供理论基础。     

赤峰及通辽地区b值时空分布特征

基于中国地震台网1970—2021年地震目录,结合赤峰及通辽地区地质构造和地震活动分布,采用最大似然法,对研究区域进行b值时空扫描,结果显示,低b值主要分布在研究区西北侧NE向大兴安岭断块隆起带两侧和赤峰—开原断裂及一系列NE向断裂相交汇区域,符合研究区域应力分布特点。对研究区域内15次中强地震及1次小震群活动进行震例回溯,发现5次地震事件发生在低b值及周边区域,表明b值变化对区域中强地震的发生有一定指示作用,但效果不够理想。     

陕西地区中小地震视应力时空变化特征

正地震视应力是对引起地震滑动平均应力水平的一种估计,也是对当地绝对应力水平的一种估计。大量研究表明,中强地震之前会出现视应力升高过程,高视应力集中的区域可能是未来中强地震的震源区。通过研究低震级视应力的时空变化特征,对于判断未来可能的中强地震震源区会有所帮助。本文基于Brune圆盘模型理论,选取2009年1月—2018年6月陕西地区     

在不同频带上分析的1997年日本山口地震的震源过程

使用强地面运动资料的反演分析,构造了１９９７年日本山口地震的一组震源破裂模型。对低频带和高频带,分别采用合成格林函数和经验格林函数（ＥＧＦ）,高频模型的滑动区在空间上相应于低频模型的大滑动区边缘,在时间上相应于初始破裂。计算的滑动－应力关系显示,高频模型的应力衰减速率更快,并且所有模型在恒定应力水平时几乎没有滑动。     

2017年九寨沟7.0级地震前应力状态及b值异常特征研究

2017年8月8日青藏高原东缘四川九寨沟地区发生7.0级强震,依据前人研究结果分析九寨沟7.0级地震发震构造,并计算震前应力状态。结果显示:本次地震受到构造和历史强震的影响,是发生在历史强震引起的应力加载区域。另外,采用中国地震台网1990年以来的地震目录,在评估目录完整性的基础上,利用最大似然法计算得到2017年8月8日九寨沟7.0级地震前震源区及邻区地震b值空间图像。结果显示,九寨沟7.0级地震发生在四川北部地区显著低b值高应力异常区域内部(0.82b0.75)。所以,研究区域内外历史强震可能促进了九寨沟7.0级地震的发生。     

信宜-廉江断裂地震活动状态分析

利用1972年1月1日至2016年3月31日粤桂交界地区地震台网记录的地震资料,获得了信宜-廉江断裂带及附近区域b值、a值和T_L值等多个地震活动性参数的空间分布图像,讨论了断裂带的应力状态。研究结果表明:信宜-廉江断裂带地震活动性参数分布具有明显的空间差异性。断裂带西南端的北部湾海域段落具有低b值、低a值和最短的复发间隔T_L值的参数组合特征,表明该段落已处于高应力闭锁状态,具有发生中强地震的应力条件。信宜-廉江断裂带中部与遂溪断裂带交汇的区域应力水平和闭锁程度低于北部湾地区,但需要关注遂溪断裂带上中强地震对该断裂带的应力触发作用。高州水库区域小地震活跃,应力释放以小震持续活动为主。     

川滇地区b值空间分布特征及其与震源类型关系的初步探讨

本文利用川滇地区1980—2013年震级M2.2—5.9的12924条地震资料,对该地区进行了精细b值计算;利用川滇地区321个M≥4.7的中强地震震源机制解资料,结合b值的空间分布特征,划分震源区,并探讨了不同类型震源区b值的变化规律。研究结果显示:川滇地区b值分布存在较大差异,川滇菱形块体的东边界和西南边界的低b值范围较大,菱形块体内部高b值区域相对集中,研究区内其余地区的b值分布较为零散;结合我国现行的地震区带划分方案,b值分布没有表现出带内的一致性;结合地震的震源机制,倾滑断层型的地震表现出逆断型震源区地震的b值低于正断型震源区内同类型地震的b值。这将为b值统计单元的划分提供有益的参考。     

长江三峡地区的地震活动性

本文利用三峡地区近二十余年的地震记录、震源机制、地震宏观等震线、地形变以及地应力测量等资料。作出并讨论了三峡地区的区域b值;研究了该区地晨活动的空间分布特征和地震活动的周期性;作出了北北西向的仙女山断裂带和远安断裂带的平均滑动速率,得到应用历史地震的地震矩求出的平均滑动速率与形变测量所求得的滑动速率基本符合。此外,还讨论了该区中强地震前的地震活动图象,从而得到中强震前小震活动的某些信息。 通过地震活动性与地质构造及区域应力场关系的讨论,认为三峡地区无论是地震活动性,还是区域应力场,均与其相邻地区不同。得出三峡地区地震活动主要受北北西向构造带控制和不具备发生六级以上强震的初步认识。     

川滇菱形块体东边界断层闭锁程度与滑动亏损动态特征研究

利用1999—2007期和2009—2013期中国大陆GPS速度场数据,采用DEFNODE负位错反演程序估算了川滇菱形块体东边界——鲜水河—安宁河—则木河—小江断裂带在汶川地震前后的断层闭锁程度和滑动亏损空间分布动态变化特征,讨论了汶川地震对该断裂系统的影响范围和程度,并结合b值空间分布和地震破裂时-空结果分析了断裂系统的强震危险段.结果表明,汶川地震前鲜水河断裂最南端为完全闭锁(闭锁深度25km),中南段地表以下10~15km深度为强闭锁状态,中北段基本处于蠕滑状态;安宁河断裂最南端闭锁很弱,其余位置闭锁深度为10~15km;则木河断裂除最南端闭锁较弱以外,其余位置基本为完全闭锁;小江断裂在巧家以南、东川以南、宜良附近、华宁以北等四处位置闭锁较弱,其余位置为强闭锁.10年尺度的GPS速度场反演所得断层闭锁程度所指示的强震危险段,主要为鲜水河断裂道孚—八美段、安宁河断裂中段、则木河断裂中北段、小江断裂北段东川附近、小江断裂南段华宁—建水段,该结果与地质尺度的断层地震空区和30年尺度的b值空间分布所指示的危险段落具有一致性.汶川地震后断裂带远、近场速度分布和块体运动状态发生变化,这种区域地壳运动调整使得负位错模型反演得到的断裂带闭锁情况发生一定变化.汶川地震前后川滇菱形块体东边界平行断层滑动亏损速率均为左旋走滑亏损,且在安宁河断裂北端、则木河断裂中北段滑动亏损速率最大;除鲜水河断裂中南段与最南端和小江断裂东川附近以外,其余断裂震后滑动亏损速率均有所增加.垂直断层滑动亏损速率既有拉张亏损也有挤压亏损,且鲜水河断裂最南端由震前挤压转变为震后拉张,其余断裂除了安宁河断裂和小江断裂中段与最北端存在挤压滑动亏损速率外均为拉张速率.     

用环境应力参数对云南地区进行地震短临跟综监视

利用云南区域台网数字化地震资料,直接用峰值速度估算环境应力参数的方法,实现了对云南及邻区环境应力场的短临实时跟综;获得了一大批中小地震的环境应力参数值;估算了云南不同地区长期环境应力场本底值。根据动态跟踪得出云南地区应力场强度在空间分布上是极不均匀的,总体表现出西部地区高、东部地区低的基本特征。从2002年9月～2003年2月,逐月对云南及邻区发生的M≥3．0级地震进行预测及检验,认为未来较大的地震容易发生在应力场强度较高的地区及其附近。