川滇活动块体中-北部主要活动断裂带现今应力状态的分区特征

恢复2009年1月1日-2015年12月31日间川滇活动块体中-北部1012次2.0≤M_L≤5.0地震的震源谱,计算标量地震矩M_o、震源尺度r和应力降△_σ等震源参数并拟合各参数间的定标关系,基于区域地震构造背景、活动断裂展布以及地震活动的成丛分布将研究区划分成四个统计单元,分别讨论各构造单元的应力分布特征、地震应力降随地点位置的变化以及应力-应变加载作用与区域变形的动力学过程的关联.结果显示:中小地震释放的应力降△_σ在0.1~10 MPa;标量地震矩M_o与近震震级M_L呈现较好线性关系(lgM_0=0.92M_L+10.46);应力降与地震大小的关系与Nuttli的增加应力降(ISD)模型比较吻合(1g△_σ=0.31 1gM_0-3.92).震源应力降结果显示:①金沙江断裂端部为低应力区,断裂单元整体滑动速率较高、强震活动极少,不具备强震发生的应力高度集中条件;在3条次级断裂构成的条带断裂结构中,理塘断裂上的应力-应变加载作用自北西向南东逐渐减弱,相对闭锁的北西段较其他部位更易积累应变.②鲜水河断裂带的地震应力降以康定为界南低北高,南段(康定-石棉)短期内难以积累较高应变,北段(甘孜-康定)应力水平较高,已发生的中强地震尚未能填充地震矩释放的亏空区,段落局部仍有较高的应力积累.③安宁河-则木河断裂上高应力降地震事件集中,该单元的应变积累强、应力水平最高,地震危险性大.④丽江—小金河断裂上不同震级地震的应力降特征并不相同,推测与当地复杂的构造背景有关,具体原因尚需深入探讨;木里地区应力背景较低,可能受当地构造环境的影响.研究表明,地震应力降随地点位置而系统变化,高应力降地震事件多发生在断裂与断裂的交汇部位,而断裂无闭锁条件、断裂以蠕滑为主且断面松弛、断裂端部为高温或破碎塑性变形带时,多以低应力降地震事件为主;与通常所认为的"走滑断裂不易积累应力"相反的是,鲜水河断裂带、安宁河—则木河断裂带均表现出较高的应力水平,其原因一方面可能是因为已发生的中强地震无论数量还是强度都尚不足以释放已经积累的能量,另一方面也许是在区域变形的复杂动力学过程中,当构造单元间阻碍断层运动和协助积累应力的作用占主导时,相同震级的地震会释放更多的应力.     

邢台地震序列的应力释放调整过程

利用邢台地震序列震源机制解反演邢台老震区分时段应力场,并对震源机制和应力场结果进行分析。研究结果显示:邢台老震区的震源错动类型以走滑类型为主,遍布整个震源区;序列整体和3个时段的应力场反演结果基本一致,且与华北地区其他强震的应力方向相同,表明邢台地震的发生受华北区域构造应力场控制;应力场反演得到的邢台地震序列现今的摩擦系数显示处于拜尔利摩擦系数的范围,区域应力方向有利于断层活动,而地震活动频度和强度偏低,推断目前震源区处于某种平衡状态,需要进一步研究震源区深浅应力状态的耦合关系。     

云南地震的震源参数特征

本文研究了云南地震用波谱求得的震源参数:地震矩(M_o)、震源尺度(r)、应力降(Δσ)和震级(M_s)之间的相关关系,证明了只有地震矩和震级之间存在线性关系,而震源尺度及应力降与震源的性状关系较大,与震级之间基本不存在线性关系。考察应力降变化与发生大震的时空相关性,发现大震发生的地区大震前中小地震的应力降值普遍较低,用此指标提出剑川—大理地震带上的评源一带有可能发生7级左右大震。     

由地震活动参数分析安宁河-则木河断裂带的现今活动习性及地震危险性

利用区域台网地震资料, 分析了川西安宁河-则木河断裂带不同段落的现今活动习性，进而鉴别潜在大地震危险的断裂段. 文中由异常低b值的分布圈绘出凹凸体，发展和应用了由多个地震活动参数值的组合判定断裂分段活动习性的方法，尝试了利用凹凸体段的震级频度关系参数估计特征地震的平均复发间隔. 结果表明，该研究断裂带存在5个不同现今活动习性的段落. 其中，安宁河断裂的冕宁-西昌段属于高应力下的闭锁段，其核心部分为一较大尺度的凹凸体；则木河断裂的西昌-普格段则表现为低应力下的微弱活动状态. 重新定位的震源深度分布，显示出上述闭锁段和微弱活动段的断层面轮廓. 冕宁-西昌段是未来大地震的潜在危险段. 该段从最晚的1952年6.7级地震起算，至未来特征地震的平均复发间隔估值为55～67年, 未来地震的震级估值为7.0～7.5. 本研究也初步表明，同-断裂段的活动习性可随时间动态演变.      

广西及邻区中小地震应力降研究

选取广西数字地震台网记录的2007～2018年广西及邻区2.0≤M_L≤5.0地震事件,计算得到594个中小地震震源参数,得到应力降值,分析研究应力降与震级的关系、应力降时间空间分布特征。研究结果表明:应力降随震级的增大而出现不同尺度的变化,lgΔσ的分布大致分为2种情况:①M_L≤4.0级地震,随着震级增大,lgΔσ呈增大的趋势;②M_L4.0级地震,lgΔσ不随震级的增大而增大,稳定在一范围内。本区M_L2.0～2.9级地震应力降平均值为0.84 MPa,M_L3.0～3.9级地震应力降平均值为3.99 MPa,M_L4.0～4.9级地震应力降平均值为8.62 MPa。凌云凤山震群和平果震群的应力降较低,2016年7月31日苍梧5.4级地震前2年,广西多次发生高应力降地震。应力降平面等值线分布图显示北部湾及粤桂交界地区是广西及邻区应力降背景最高的地区。     

震源应力场的量值估算

本文用几种不同的方法讨论了震源应力场的能量、应力与应变量值。认为震源应力场的初始应力量值与震级无关,主要依赖于真实地质体中岩石的剪切强度和断层面上的静摩擦力值;震源断层附近的应变量值约在10~(-3)～10~(-4)之间;应力降的数值很小,与震级关系不大。根据本文的计算结果,一般地震效率在0.05～0.15之间,能量释放率在0.04～0.12之间。     

2013年芦山地震序列震源机制与震源区构造变形特征分析

基于四川区域地震台网记录的波形资料,利用CAP波形反演方法,同时获取了2013年4月20日芦山M7.0级地震序列中88个M≥3.0级地震的震源机制解、震源矩心深度与矩震级,进而利用应变花（strain rosette）和面应变（areal strain）As值,分析了芦山地震序列震源机制和震源区构造运动与变形特征.获得的主要结果有：（1）芦山M7.0级主震破裂面参数为走向219°/倾角43°/滑动角101°,矩震级为M_W6.55,震源矩心深度15 km.芦山地震余震区沿龙门山断裂带走向长约37 km、垂直断裂带走向宽约16 km.主震两侧余震呈不对称分布,主震南西侧余震区长约27 km、北东侧长约10 km.余震分布在7~22 km深度区间,优势分布深度为9~14 km,序列平均深度约13 km,多数余震分布在主震上部.粗略估计的芦山地震震源体体积为37 km×16 km×16 km.（2）面应变As值统计显示,芦山地震序列以逆冲型地震占绝对优势,所占比例超过93%.序列主要受倾向NW、倾角约45°的近NE-SW向逆冲断层控制;部分余震发生在与上述主发震断层近乎垂直的倾向SE的反冲断层上;龙门山断裂带前山断裂可能参与了部分余震活动.P轴近水平且优势方位单一,呈NW-SE向,与龙门山断裂带南段所处区域构造应力场方向一致,反映芦山地震震源区主要受区域构造应力场控制,芦山地震是近NE-SW向断层在近水平的NW-SE向主压应力挤压作用下发生逆冲运动的结果.序列中6次非逆冲型地震均发生在主震震中附近,且主震震中附近P轴仰角变化明显,表明主震对其震中附近局部区域存在明显的应力扰动.（3）序列整体及不同震级段的应变花均呈NW向挤压白瓣形态,显示芦山地震震源区深部构造呈逆冲运动、NW向纯挤压变形.各震级段的应变花方位与形状一致,具有震级自相似性特征,揭示震源区深部构造运动和变形模式与震级无关.（4）不同深度的应变花形态以NW-NWW向挤压白瓣为优势,显示震源区构造无论是总体还是分段均以NW-NWW向挤压变形为特征.但应变花方位与形状随深度仍具有较明显的变化,可能反映了震源区构造变形在深度方向上存在分段差异.（5）芦山地震震源体尺度较小,且主震未发生在龙门山断裂带南段主干断裂上,南段长期积累的应变能未能得到充分释放,南段仍存在发生强震的危险.     

2021年9月16日四川泸县MS6.0地震序列特征及孕震构造环境

2021年9月16日,四川省泸州市泸县发生MS6.0地震,是继 2019年6月17日长宁MS6.0 地震后在四川盆地发生的又一次6 级强震.泸县MS 6.0地震震中位于NE走向的华蓥山褶断带内部,极震区烈度达Ⅷ度,共造成3人死亡,159 人受伤.MS6.0主震后余震活动频度低、强度弱,截止到 9月23日,发生的最大余震为 9月16日 4时 55 分MS2.8(ML3.4)地震,与主震震级差3.2,呈现孤立型地震序列特征.利用四川区域地震台网宽频带波形资料,通过CAP波形反演,获取的本次MS6.0地震震源机制解节面Ⅰ走向 286°、倾角 45°、滑动角 103°,节面Ⅱ走向88°、倾角46°、滑动角 77°,显示该地震为逆冲型.P轴方位 187°、俯仰角 1°,反映震源区主压应力呈近 NS向水平推挤特征,与华南地块构造应力场NW-SE向主压应力方向存在显著差异,揭示本次地震应受局部应力场控制.泸县MS6.0地震的矩震级为MW5.36,远低于面波震级;震源矩心深度为 3.5 km,与重新定位后的震源初始破裂深度5.1 km较接近,表明该地震发生在四川盆地上地壳浅部沉积盖层内,符合最近 3 年四川盆地中强地震活动深度分布普遍较浅的特征,也反映本次地震的震源破裂尺度相对较小.其震源机制解两节面走向均与震中附近的华蓥山褶断带西支断裂及附近的已知地表断层几何结构不匹配,结合重新定位的前震和早期余震空间展布近 NWW向优势特征,本文初步判定走向 NWW的节面Ⅰ为同震破裂面,发震断层倾角 45°,推测此次泸县MS6.0 地震为沉积盖层内 NWW向隐伏逆冲断层在近 NS向水平主压应力作用下挤压错动所致.     

川东南地区地震视应力时空分布特征

利用四川数字地震台网记录资料,计算2008年汶川地震后,川东南地区ML 3.0以上地震的震源动力学参数特征,分别得到视应力、应力降与震级之间、震级和地震矩之间,以及地震矩和视应力之间的定标关系。通过扣除震级影响,计算归准化视应力值的时空变化特征。得到结果如下:1从时间分布图来看,研究区4级以上地震频发时段刚好对应视应力涨落较明显时段,而该时段当地工业采矿注水活动强烈,故该区域视应力水平或许反映了工业活动对区域应力场的影响;2从空间分布图来看,自贡隆昌一带震级偏大,视应力反而偏小的现象可能与该区域应力释放不充分、构造应力水平偏低有关,未来要关注该区域发生中强地震的可能。     

应力降、滑动类型、震级和地震危险性的关系

在地震易发区有工业设施和众多民用建筑的大城市中,大地震易于产生巨大的生命和经济损失,因此,必须注意提供可靠的抗震设防。抗震设防不仅需要考虑地面振动,而且也需要考虑地基失效,尤其是地表断裂活动危险。土耳其和中国台湾最近的地震惨痛地说明了这一点。本文目的是对震源参数,如矩震级(M,M_w)、面波震级(M_s)、地震矩(M_o)、应力降(△σ)、破裂长度(L)和断层位移(D)之间理论关系的认识现状进行调查.利用简单的破裂模型,提出了M_s与L和△σ相联系的一个关系:M_s=2logL+1.33log△σ+1.66。利用世界范围的破裂长度、断层宽度(W)、断层位移和面波震级等地震数据,并且结合地质观察(△σ_1)和前面提出的公式(△σ_2),可以计算出每个地震的应力降值。结果表明:直到大约15km深度处(相当于脆塑性的边界处),应力降随着断层宽度(深度)增加而增加。在逆断层情况下,应力降的增加比走滑和正断层的情况下更加显著。用公式△σ=kW~n拟合了这些数据,初步给出了3种滑动类型的k和n值。断层深度超过15km,△σ_1、△σ_2没有显示太大的波动(△σ<100bar)。上述结果和大陆岩石层的一些实验模型所得的结果相一致。虽然需要更多的数据,特别是大地震的数据,来确定是W模型还是L模型能较好符合地震的标度定律,然而应力降的大小似乎不依赖于断层长度,故支持乙模型。地表断裂活动的危险依赖于断层所处的动力环境,即应力降、破裂长度和断层宽度。尽管统计表明,很多情况下出现地表断裂活动的最小震级是6.1,但有时5.5级的超浅地震就伴有地表断裂活动,这说明了标度律有变化。因此可以看到,产生地表断裂活动的临界震级依赖于断层区域材料的流变性以及应力环境。     

云南盈江地区中强地震序列特征分析

基于云南数字地震台网记录的2008年、2011年和2014年盈江地震序列资料,采用双差定位方法对盈江地区3组6次中强地震序列进行重定位,分析其空间分布特征,结果显示序列分布的优势方向主要为北东向和近南北向。采用Brune模型理论,计算盈江地震各序列震源参数。分析了各地震序列应力降与震级的关系,研究表明应力降随震级增大有着某种增大的趋势,4.0级以下地震应力降与震级关系不显著,4.0级以上地震的应力降与震级有一定的线性趋势相关性,随震级增大而增大是显著的。分析了各地震序列应力降的统计特征,结果表明2008年8月、2011年3月和2014年5月地震的前震序列累积应力降值约为20 MPa左右,大致相当的前震序列应力降值是盈江3个地震序列的主要特征。     

景谷6.6级、鲁甸6.5级地震序列应力降变化对比研究

利用云南2014年10月7日景谷6.6级、8月3日鲁甸6.5级地震序列的波形与震相资料,消除区域地震波衰减与台站场地响应后,计算得到2次地震序列的应力降。结果显示,在研究所涉及的震级范围内,应力降呈现随震级增大而增大的趋势。为尽可能消除震级对应力降的影响,对比了相同震级档地震的应力降,结果显示,景谷地震序列的平均应力降明显高于鲁甸地震,这可能与2次6.5级左右地震后震源区的应力状态有关。从序列余震应力降的时、空变化对比来看,景谷6.6级地震后至2014年12月6日5.8、5.9级强余震发生前,应力降变化呈现先缓慢下降、进而转折升高并持续高值的变化过程;同时,高应力降地震在空间上主要集中于5.8级强余震区域。这表明,主震发生后经过一个较短期的调整之后,5.8级强余震震源区的应力环境可能持续增强。5.8、5.9级强余震发生后,地震序列应力降快速下降至相对稳定状态。研究表明,2次6级左右强余震发生后,震源附近区域应力得到一定程度的释放,应力环境降低,地震序列活动也趋于结束。对于后续没有强余震发生的鲁甸地震序列,余震应力降小于景谷地震序列相同震级档地震的平均应力降,同时,主震后余震序列的应力降在时间上几乎未发生太大的变化;结合主震能量释放特点推测,震源区的应力在主震破裂过程中已得到较多的释放,主震后震源区应力变化呈现逐渐恢复的过程,这可能是鲁甸地震余震活动明显较弱,后续亦未有较强余震发生的原因之一。     

从活动断层分段到地震地质灾害与财产人口损失风险——以鲜水河-小江断裂带为例

活动断层是强震的孕育场所,强震通过地震动对周边地震地质灾害源、房屋等进行作用从而引起地震滑坡、财产损失和人口伤亡.通过分析活动断层分段和危险性给出强震的地点和震级以及危险概率,这是目前地震预测最可行的方法之一,并且该方法可以给出潜在地震作用下的地震地质灾害与财产人口损失风险.本文通过计算滑动速率和震级-频度关系约束下的鲜水河-小江断裂断层分段以及级联破裂地震发生率,给出了鲜水河-小江断裂11个级联破裂和单独破裂危险段,以及它们的概率分布.针对上述11个设定地震,本文计算了这些地震可能引起的潜在居民住宅财产损失,其中损失最大的是安宁河断裂F19段引起的76.5亿人民币潜在居民住宅损失.根据深度学习神经网络方法和历史地震的伤亡人口数据,预测出的11次潜在地震可能伤亡人口,显示安宁河断裂F29段和F30段级联破裂的潜在伤亡人口最多,约为279～317人.对于地震滑坡灾害预测显示,现今挤压作用强烈的地区滑坡不稳定度高,潜在地震可能引起的地震滑坡概率较高,如玉科断裂南段、鲜水河断裂南段、大凉山断裂南段与莲峰断裂交错部位,其概率高值均为10%.研究结果为活动断层资料在地震地质灾害与财产人口损失方面...     

九寨沟7.0地震余震震源参数特征研究

根据四川测震台网记录的九寨沟7.0地震余震波形,通过扣除传播路径、场地响应和仪器响应等的影响,恢复3.0≤M_L≤5.0中小余震的震源谱,采用ω~2震源模型拟合震源谱后,利用Brune的圆盘模型计算得到81次余震震源参数,对这些震源参数的空间变化特征和彼此间的对应关系进行初步研究。结果显示:九寨沟余震应力降存在分段特征,SE段应力降值分布范围为1.0~5.0 MPa;NW段应力降值分布范围为0.5~10.0 MPa;中段应力降值分布范围为1.7~8.5 MPa。地震矩、矩震级与近震震级M_L之间存在明显的线性关系。     

盈江地区构造应力场和断层识别的联合迭代式反演研究

搜集了盈江及其邻区5组地震序列震源机制解并反演得到该区域的构造应力场。研究结果显示：盈江地区整体主压应力以NNE向为主,主张应力以ESE向为主;但其局部应力场不完全一致,沿苏典断裂分布的主压应力轴走向随着断裂走向由北向南延伸角度逐渐向北偏移,而盈江地区的西南部,其主压应力走向更偏向于东,这可能与大盈江断裂的横向拉伸有关。此外,本研究通过应力场反演识别出了5组地震序列震源机制解的主发震断层节面的走向、倾角、滑动角及发震断层的摩擦系数,为今后该区域的地震研究及地壳动力学变迁提供了参考。     

浙江地区水库地震与构造地震应力参数特征研究

利用浙江区域数字地震台网记录到的地震波数据,采用布龙模式下近震源记录计算震源谱参数的方法,系统测定了发生在温州珊溪水库、宁波皎口水库库区以及浙江地区构造地震共326次地震的应力降、视应力等参数。给出了两个水库区地震与构造地震的应力降与视应力参数特征,并进行了对比分析。初步研究发现,皎口地震的应力降和视应力值均低于浙江地区构造地震;珊溪水库地震与构造地震在应力降和视应力值上具有震级分段的特征:震级ML<4.0级的地震,同震级的应力降和视应力值两者相差不大,而震级ML>4.0级的地震,构造地震的应力降和视应力值均高于珊溪水库地震。此外,测定的应力降、视应力的对数与震级ML之间存在较好的线性关系。     

2022年9月5日四川泸定MS6.8地震深部构造特征

2022年9月5日四川省泸定县发生M_S6.8地震.本次地震发生在鲜水河断裂南东段端部,位于鲜水河断裂与龙门山断裂、安宁河断裂相交汇的Y形区域.本文利用四川泸定地区的三维S波速度结构,结合地壳厚度、泊松比、GNSS应变场、构造应力场以及各向异性等资料,综合分析了震源区的深部结构.结果显示：泸定M_S6.8地震发生在地壳厚度、泊松比、布格重力异常以及最大剪切应变率的快速变化区内;震源附近S波速度在横纵向均表现为高、低速的过渡区域.震源西南侧有一个相对较小的低速体,可能是泸定地震发震的主要深部构造原因.GNSS应变场显示泸定地震位于最大剪切应变率显著高值区.震源机制解显示本次地震震中处于WNW向挤压、ENE向拉张的走滑应力结构,与鲜水河断裂的构造应力场一致.构造应力方向与GNSS主压应变方向有良好的一致性.近场地震记录得到的上地壳S波分裂结果显示,Y形交汇区内快S波主要有两个优势偏振方向,其中WNW(近EW)方向为交汇区的主压应力方向.本文推测,鲜水河断裂是泸定地震的主控断裂,但龙门山断裂对本次地震有重要影响.     

汶川M_W7.9和集集M_W7.6地震前应力场转换现象及其可能的前兆意义

2008年四川汶川MW7.9地震和1999年台湾集集MW7.6地震均为挤压推覆构造环境条件下发生的板内逆断层型地震。本文对比分析了两次地震前的CMT解、震区附近的中小地震震源机制解及其反演的应力场可知,集集地震主震震源机制解与用台湾内陆中西部的CMT解反演得到逆断层类型构造应力场吻合,而震区附近中小地震具有随机发生的性质,反演得到了震前与构造应力场不一致的走向滑动类型的局部应力场,但当局部应力场变化到与构造应力场一致时,数月后发生主震;同样,用青藏高原东部的CMT解震源机制反演得到走向滑动类型的构造应力场,逆冲类型的汶川主震与构造应力场的压应力轴吻合,震区附近中小地震反演得到了与构造应力场一致的区域应力场,但震前局部应力场变化为逆冲类型应力场一致时,随即发生主震。说明逆断层型主震区附近随着震源区应力积累,在震前会出现相似的应力场转换现象,当最终转换到与发生主震的应力状态一致时,表明震源区附近应力已达到相当高的应力水平,是发生大地震的征兆,应引起进一步的关注。     

大青山山前活动断裂带分段与潜在震源区划分

潜在震源区的划分主要包括潜在震源区范围的划定以及震级上限的确定,目前遵循地震构造类比和地震活动重复等原则。而活断层的分段特性也是潜在震源区划分时必须考虑的一个重要因素。大青山山前断裂带至今有3种不同的分段方案,文中比较分析了前人对大青山山前断裂带的分段,并在此基础上对大青山及山前盆地的潜在震源区作了新的划分。鄂尔多斯块体周缘被拉张性断陷盆地围绕,这些断裂系地震构造相似,且除呼包盆地外均有历史8级以上地震记录。文中将大青山山前断裂带与鄂尔多斯块体周缘断裂系进行了构造对比,特别是与华山山前断裂进行了断裂活动性定量对比,得出雪海沟到土左旗段的震级上限为8级,断裂两端潜源震级上限均为7.5级     

川西安宁河断裂上的地震空区

通过综合分析区域地震活动图像随时间的演变、沿断裂的历史强震背景以及精定位的小震时-空分布特征, 结合已有的地震活动性参数和形变测量分析结果, 探讨了川西安宁河、则木河断裂地区最近30 a来地震平静的含义. 结果表明: 研究区自1977年1月以来M_L≥4.0级地震的平静一直持续, 并伴有第二类地震空区—安宁河地震空区的形成与演化. 安宁河地震空区具有第一类地震空区的背景, 其形成是由于安宁河断裂在最近30 a中发生闭锁以及显著应变积累的结果. 目前, 该空区内沿安宁河断裂存在2个小震空段, 指示出2个紧邻的闭锁断裂段: 冕宁以北段和冕宁-西昌段, 长度分别为65和75 km, 最晚大地震的离逝时间分别为527和471年. 安宁河地震空区的第一类地震空区背景与第二类空区的图像、以及现代小震的深度分布特征等分别与2001年可可西里8.1级地震前和1989年加州Loma Prieta 7.1级地震前的相似, 反映该空区可能正趋于“成熟”, 因而其强震或大地震的中-长期潜势值得重视. 已估计出安宁河断裂2个闭锁断裂段潜在地震的最大可能震级均为7.4级.