唐山、海城、盐源-宁蒗地震强余震特征

对大地震发生后强余震的震源机制,基于主要地震断层上小余震的时空分布进行了详细研究.近期在中国境内发生的强烈板内地震,如1976年唐山、1975年海城、1976年盐源——宁蒗等地震曾被中国地震台网很好记录.主震刚发生后的小余震以及强余震前后的小余震的震源用 S——P 时间的收敛法进行测定.强余震的断层是依靠这些小余震的震中分布来描绘的.可以看出有三种情况.第一,在主震断层区内,一次强余震发生在较小余震的比较不密集的部位;第二,一次强余震沿断层发生并与主震断层是共轭的;第三,一次强余震在沿平行并离开主震断层的断层上发生.可以认为,地质条件控制着强余震的发生.作为强余震的可能前兆,则有唐山地震的一次强余震,震级为7.1.其发生前,出现一些前震以及在接近主震断层方向上的某些地震台所记录的初动方向有变化.可以设想,这里的应力场在强余震发生前是有所变化的.      

Rigidity of rocks of an earthquake source region in the period of aftershock activity

Aftershock series of known strong earthquakes differ in duration and energetics. The study of geological properties of an earthquake source region is of interest in two aspects: (1) acquisition of constraints on the source development process and (2) detection of precursors of strong aftershocks. The latter are dangerous because they complete the process of damage of industrial and civil structures. Cases of aftershocks comparable in energy to the main event are known in seismological practice (the Tashkent, 1966, and Gazli, 1976, earthquakes). The seismic situation in Koryakia (2006) is very significant in this respect. The paper assesses the possibilities of rigidity monitoring for the study of the aftershock stage of the source development process with the use of earthquakes in California (the United States) as an example.     

中国大陆共轭破裂强震

依据地震破裂、地震形变带、前震和余震分布,对中国大陆共轭破裂强震进行了初步研究。结果表明,强震共轭破裂现象较普遍,据资料至少有12个单强震、7个双主震和2个主震——强余震为共轭破裂强震。其共轭破裂特征在地震形变带展布、烈度等震线形态、前震和余震分布等方面表现明显。另外,共轭破裂强震具有共轭破裂面方位之一多为北北西向、双主震之间和主——强余震之间相隔时间为“7”和“9”的节律这2个主要的共同点。     

Crustal Heterogeneity in the Source Region of the 2004 Mid Niigata Prefecture Earthquake: Inversion Analysis of Coda Envelopes

The 2004 Mid Niigata Prefecture earthquake (M_JMA 6.8) and its aftershock sequences generated complicated, i.e., several conjugate fault planes in their source region. In order to understand the generating process of these earthquakes, we estimated a 3-D distribution of relative scattering coefficients in the source region. The large slip area during the main shock rupture seems to be bounded by strong heterogeneous zones with larger scattering coefficients. Hypocenters of the main shock and major large aftershocks with M 5-6 classes tend to be located close to stronger scattering areas. We found that one of these strong heterogeneities already existed before the occurrence of the M 5.9 aftershock on November 8. We suppose that heterogeneous structures in the source region of this earthquake sequence affected the initiation and growth of ruptures of the main shock and major large aftershocks.     

1976年唐山MS7.8地震余震序列持续时间及对地震危险性分析的意义

1976年7月28日唐山MS7.8大地震对唐山及其周边地区造成了重大的人员伤亡和财产损失. 主震之后约15小时滦县又发生了MS7.1地震; 同年11月15日宁河也发生了MS6.9地震. 唐山MS7.8主震后的余震一直持续至今,使该区域至今保持了与主震前相比具有较高的地震活动性．如何估计余震的持续时间,并进一步将余震从主震目录中去除,一直是地震学中所关注的问题．该文通过对数线性回归和理论计算,从不同角度求取并讨论了1976年唐山MS7.8大地震的余震持续时间．结果表明,由对数线性回归计算得到的余震持续时间约为80 a．而基于Dieterich的余震触发理论所得到的余震持续时间则与区域剪应力变化率有关．区域剪应力变化率可有几种不同方法求得: ① 根据剪应力变化率和静态应力降Delta;tau;e及地震回复周期tr之间的关系求取应力变化率,该方法所得到的余震持续时间约为70——100 a;② Ziv和Rubin对Dieterich的方法进行了修正,给出了通过远场加载速率和断层宽度求取应力变化率, 该方法得到的余震持续时间约为80 a;③ 由背景场地震活动性求取远场剪应力速率, 可以得到该地区二维分布式的余震持续时间,此方法得到的研究区域内余震持续时间为130——160 a．综上,唐山地区余震持续时间约为70——140 a,据此, 该地区现今所发生的地震仍为MS7.8唐山地震所触发的余震．      

Aftershock sequences of the strongest earthquakes of the world: Stages of development

Analysis of aftershock sequences of the strongest earthquakes of the world showed that previously discovered empirical relations are not universal. Båth’s law is found to be invalid in the majority of cases, while Omori’s law is valid only in a short initial interval of aftershock activity. It is supposed that aftershocks of the strongest earthquakes of normal depths are related initially to fracture of zones that preserved their integrity after the rupture in the source of the main shock and at a later stage to relaxation of stresses in the medium adjacent to the rupture.     

唐山地震序列空间分布复杂性原因研究

本文采用唐山地震序列定位精度较高的资料, 对不同时段余震震中分布进行再分析, 取得了余震密集带和序列3次强震(唐山7.8级、 滦县7.1级、 宁河6.9级)破裂面分布的清晰图像, 其中判定7.1级地震为NWW向破裂面。 其复杂图像与震前地震活动异常所揭示的震源及与震源孕育有关的三组区域性断裂带存在密切联系。 简单说来, 震源位于NE向、 NWW向、 NW向三组断裂带交汇的区域, 位于震源的余震密集带显示了这3次强震的破裂面, 它们分别可看作是三组区域断裂的闭锁段。 据此解释了形成唐山地震震源和序列震中分布复杂性的原因。     

Spatio-temporal variation and focal mechanism of the Wenchuan MS8.0 earthquake sequence

Based on abundant aftershock sequence data of the Wenchuan M_S8.0 earthquake on May 12, 2008, we studied the spatio-temporal variation process and segmentation rupture characteristic. Dense aftershocks distribute along Longmenshan central fault zone of NE direction and form a narrow strip with the length of 325 km and the depth between several and 40 km. The depth profile (section of NW direction) vertical to the strike of aftershock zone (NE direction) shows anisomerous wedgy distribution characteristic of aftershock concentrated regions; it is related to the force form of the Longmenshan nappe tectonic belt. The stronger aftershocks could be divided into northern segment and southern segment apparently and the focal depths of strong aftershocks in the 50 km area between northern segment and southern segment are shallower. It seems like 'to be going to rupture' segment. We also study focal mechanisms and segmentation of strong aftershocks. The principal compressive stress azimuth of aftershock area is WNW direction and the faulting types of aftershocks at southern and northern segment have the same proportion. Because aftershocks distribute on different secondary faults, their focal mechanisms present complex local tectonic stress field. The faulting of seven strong earthquakes on the Longmenshan central fault is mainly characterized by thrust with the component of right-lateral strike-slip. Meantime six strong aftershocks on the Longmenshan back-range fault and Qingchuan fault present strike-slip faulting. At last we discuss the complex segmentation rupture mechanism of the Wenchuan earthquake.     

1996年3月19日新疆阿图什6.9级地震震源破裂特征的研究

通过对1996年3月19日新疆阿图什6．9级地震余震分布特征的研究，分析了这次地震震源破裂过程．并结合柯坪断裂带的构造运动、区域应力场的分布特征以及1972年以来该带的另外3次6级地震的余震分布方向，探讨了柯坪断裂带附近地区不同构造部位震源破裂扩展方向与强震活动的迁移方向．结果表明，本次地震震源破裂为明显的单侧破裂．柯坪断裂带的阿图什震区和柯坪震区，余震分布具有一定规律性，震源破裂基本都为单侧破裂；震源断错以逆断层为主．区内主要受NW向压应力。不同地段强震震源破裂扩展具有明显的区域特征，强余震分布方向是应力集中的体现，它标志着同一构造断裂带附近近期强震活动的迁移方向．在柯坪断裂带上这种规律更为明显。     

1998年张北地震序列构造应力张量变化特征的研究

根据张北地震序列的地震活动特征,利用张北震区1998年1月～1999年3月间145个3 级左右地震的震源机制解资料,应用Gephart(1990)的应力张量反演方法,研究张北地震序列构造应力张量的总体变化特征和时序变化特征;研究发现强余震发生前,应力张量的波动幅度不是很大,震源及附近地区的构造应力作用较强,强余震发生后,应力因发生破裂而重新分布。而且震源区的构造应力场方向与华北地区的构造应力场方向基本一致,说明张北主震和强余震都是在华北统一构造应力场的作用下发生的。     

汶川MS8.0级地震发生背景与过程的研究

本文首先阐明汶川M_S8.0级地震发生在由区域布格重力异常和地震震中分布所确定的武都—松潘—茂汶—汶川—泸定地震带上.汶川地震所在地段是地震前兆和中小地震（M≤7.0）的空白区,震前出现明显的孕震空区,M_S8.0级地震发生在空区周围区域中小地震活动峰值之后的减少段里.地震的破裂超出孕震空区范围,空区内、外余震活动呈现出不同的衰减特征,依此将余震活动分为WS和NE两个区段.地震破裂过程、4级以上余震矩张量及震区应力场反演和余震应力降的测定结果表明,两个区域的位错、余震机制解和应力降及最大主应力的方〖JP2〗向等明显有别.根据这些特征和地震应力触发的研究,推测NE段地震的发生可能是〖JP〗由WS段主破裂的发生所触发.     

2014年新疆于田7.3级地震发震构造和震前地震活动过程讨论

2014年2月12日在新疆于田发生7.3级地震,震中位于阿尔金断裂西段,这是继2008年3月21日于田7.3级地震后在塔里木盆地南侧发生的第2次7级地震。这次于田7.3级地震的余震主体沿NE向分布,余震区的西南段呈近SN向分布;绝大部分余震与前震在余震区西南密集分布,强余震(全部的5级以上地震和81%的4级地震)绝大多数都分布在这个区域,第1天的余震主要在这个区域呈近SN向分布,余震由西向东扩展。在这次于田地震的近SN方向上曾在1982、2011以及2012年先后发生过几次6级左右的地震,而这次地震填补了其中的空段。文中从区域构造环境、地震震源机制解和余震分布特征等方面,分析这次地震的发震过程,认为地震发生在硝尔库勒盆地南缘的分支断裂,受阿尔金断裂带构造应力影响,硝尔库勒盆地受到局部近EW向的拉张作用力,首先沿近SN向破裂,这个构造部位的解锁,促进阿尔金断裂左旋错动,产生NE向破裂,应力向东传递;文中还对有历史记录以来,阿尔金断裂上7级地震的发震构造及其对阿尔金断裂带的影响进行了讨论。     

Characteristics of the May 12,2008 Wenchuan M_S8.0 Earthquake Sequence and Discussion on Relevant Problems

The aftershock activity of the May 12, 2008 Wenchuan Ms8.0 Earthquake Sequence shows an obvious segmented feature. Most of the large aftershocks were distributed in the north and south parts of the aftershock zone. Thrusting was dominant with a small amount of strike-slip component in the south part. The aftershock activity decayed gradually, presenting the sequence features of a mainshock-aftershock pattern. The north part was the ending area of the maiushock fracture where strike-slipping was dominant, showing an obvious swarm feature. Therefore it became the major area for large aftershocks. The modulation of the earth tide on aftershock activity is remarkable; most large aftershocks occur during the period of flood and neap tide. The time period around 16:00 was the dominant occurring time for large aftershocks. The p-value, a parameter of modified Omori formula, increases gradually with time, and reaches about 1 at the end. Based on previous study, the sequence patterns, magnitude of maximum aftershock, as well as the duration of aftershock activity has been discussed. The primary results also show that the magnitude difference between the maiushockand the maximum aftershock is proportional to the rupture size of the maiushock for huge earthquakes of about Ms8.0. This means that when the magnitudes of the earthquakes are nearly the same, large rupture size corresponds to sufficient energy release.     

RESTUDY ON HYPOCENTRAL LOCATION AND SEISMOGENIC TECTONIC OF THE JIUJIANG-RUICHANG MS5.7 EARTHQUAKE SEQUENCE,JIANGXI PROVINCE

We collected seismic records of 228 M_L≥1.0 Jiujiang-Ruichang M_S5.7 earthquake sequence from Dec.26, 2005 to Jun. 30, 2006. By using double-difference method combined with waveform cross-correlation, those earthquakes were relocated and finally the accurate source parameters of 224 earthquakes were obtained. The errors are about 0. 5km in horizontal and less than 2km in vertical direction, respectively. It was found that the depth of earthquake sequence concentrates in 8~14km range, and the epicenters are distributed along both NW and NE direction, and dominantly along NW direction. Combined with the focal mechanism, the distribution direction and the tectonic setting, we infer that the rupture of the NW-trending fault caused the M_S5. 7 main shock, and then the rupture probably encountered an asperity and triggered the M_S4. 8 strong aftershock. The NE-trending fault came into a seismically quiet period by stress adjustment in a short time, while the NW-trending fault released stress for a long time which caused a series of aftershocks. The M_S5. 7 main shock is caused by the NW striking Yangjisshan-Wushan-Tongjiangling Fault and the M_S4. 8 aftershock occurred on the NE striking Liujia-Fanjiapu-Chengmenshan Fault.     

Aftershock sequences as evidence for relaxation processes in a region containing an earthquake source

The time dependence of the aftershock energy is obtained for two strong earthquakes. An exponential form of the dependence indicates that aftershocks reflect relaxation processes in the source region.     

最小能量准则用于1995年河北沙城ML 4.1地震序列破裂性质的探讨

运用变分原理,我们得到了最小地震波辐射能量约束准则并用于研究震源的物理过程.通过研究1995年ML4.1河北沙城地震序列主震和余震的动力学过程,可知主震和余震震源的动态破裂过程明显不同;ML4.1主震的破裂速度与瑞利波速相近,约为剪切波速度的0.89倍;而28个余震的破裂速度远远小于剪切波速度,大约是剪切波速度的0.05到0.55倍.根据裂纹扩展模型,计算得到其余震的地震波辐射效率多在10%以下,这也说明了余震的地震效率较低.我们认为余震震源的动态破裂过程应与断层内部新生裂纹的扩展有关,而非简单的岩体间的相对滑动.余震震源的动态破裂传播与破裂能占主导地位的小地震有关.这些小震所带来的破裂能也导致了断层的进一步扩展.在对该地震序列的研究中,我们发现主震与余震的震源破裂过程在能量分配上有着本质的区别.因此当地震断层尺度相当小时,破裂能的贡献不能忽略,它的大小将显著地影响地震波辐射能的大小.     

1976年唐山强震群震后库仑应力演化及其与2020年古冶5.1级地震的关系

采用能够综合协调长期变形和震后短期变形的Burgers流变模型,模拟了1976年唐山强震群引起的震后形变场以及同震和震后库仑应力变化。结果显示:1976年唐山强震群中主震的两个破裂面以及滦县和宁河两次强余震均对2020年古冶5.1级地震表现为库仑应力加载。岩石圈粘弹性松弛效应引起的库仑应力变化显示,震后15年前后,库仑应力演化状态呈现显著的差异性:震后15年内,库仑应力变化剧烈;而震后15年后,库仑应力呈现缓慢的稳定增加状态。该过程与唐山强震群余震区地震活动过程相似,可能暗示1976年唐山强震群余震区应力调整过程已基本稳定。     

最小能量准则用于1995年河北沙城ML 4.1地震序列破裂性质的探讨

运用变分原理,我们得到了最小地震波辐射能量约束准则并用于研究震源的物理过程.通过研究1995年M_L4.1河北沙城地震序列主震和余震的动力学过程,可知主震和余震震源的动态破裂过程明显不同;M_L4.1主震的破裂速度与瑞利波速相近,约为剪切波速度的0.89倍;而28个余震的破裂速度远远小于剪切波速度,大约是剪切波速度的0.05到0.55倍.根据裂纹扩展模型,计算得到其余震的地震波辐射效率多在10％以下,这也说明了余震的地震效率较低.我们认为余震震源的动态破裂过程应与断层内部新生裂纹的扩展有关,而非简单的岩体间的相对滑动.余震震源的动态破裂传播与破裂能占主导地位的小地震有关.这些小震所带来的破裂能也导致了断层的进一步扩展.在对该地震序列的研究中,我们发现主震与余震的震源破裂过程在能量分配上有着本质的区别.因此当地震断层尺度相当小时,破裂能的贡献不能忽略,它的大小将显著地影响地震波辐射能的大小.     

余震序列的时空特征ht

研究我国东部9次余震序列的总体特征得到:余震频度符合 n=n1t-h关系;频度和强度随时间衰减较慢;最大地震后3、4天内发生的余震所勾划的余震区常常比最终余震区小;多数余震分布在地壳中5至10公里的深度上.一些强余震前的中小余震时空分布有下述特征:（1）强余震前几天至十几天,余震序列的频度偏离正常衰减值;（2）强余震前有中小余震震中向下一次强余震的震中附近扩展或形成空区的现象;（3）强余震前震级序列出现缺震现象;（4）余震序列有准周期性.上述特性预示其后将发生强余震,同时表明强余震有类似于大地震的孕震过程.种种现象还表明余震序列在时间和空间上可能是由主震的直接余震和强余震的次级余震相互叠加所组成的.最后将某些特性和岩石试验结果进行了比较和讨论.      

2014年新疆于田MS7.3地震序列重定位及其发震构造初步研究

2014年2月12日在新疆于田县发生了M_S7.3地震,主震前一天在震区发生了M_S5.4前震,震后余震活动频繁,由于震区台站十分稀疏和不均匀、地壳速度结构复杂,台网常规定位结果精度有限,很难从中获得序列的空间分布特征和活动趋势的正确认识.本文首先利用位于震区附近的于田地震台5年记录的远震波形数据,采用接收函数方法研究了震区附近的地壳结构,建立了震源区的地壳速度模型.在此基础上,联合震相到时和方位角对2014年于田M_S7.3地震序列(从2014年02月11日-2014年04月30日,共计577次地震)进行了重新绝对定位.结果显示,(1) 重定位后的前震和主震震中位置明显向地表破裂带及其附近的阿尔金分支断裂(南肖尔库勒断裂和阿什库勒-肖尔库勒断裂)靠近,两者相距5.4 km,主震位置为36.076°N、82.576°E,震源深度为22 km, 前震位置为36.055°N、82.522°E,震源深度为19 km;(2) 本文重定位结果显示,余震序列沿NEE-SWW展布,优势分布长度约73 km、宽度约16 km,平均震源深度为14.8 km,其中77%的余震分布在地表破裂带的西南端,这部分余震中少数沿阿什库勒-肖尔库勒断裂分布,绝大多数沿北东东向的南肖尔库勒断裂分布,位于地表破裂带东北端的余震沿阿什库勒-肖尔库勒断裂分布,但发生在地表破裂带的余震极少;重定位后,位于地表破裂带西南侧的震中分布由台网目录的近南北向变为北东向,与地表破裂带、南肖尔库勒断裂和阿什库勒-肖尔库勒断裂走向一致;(3) 沿重定位剖面的地震分布,可推断位于地表破裂带西南段的南肖尔库勒断裂与位于北东段的阿什库勒-肖尔库勒断裂倾向反向,南肖尔库勒断裂的倾向为SE,阿什库勒-肖尔库勒断裂的倾向为NW,这与本次地震野外考察得到的断裂性质一致.综合重定位结果、地表破裂带分布、震源机制解、南肖尔库勒断裂和阿什库勒-肖尔库勒断裂的性质认为,2014年于田M_S7.3地震的发震构造为阿尔金断裂西南尾段的两条分支断裂——南肖尔库勒断裂和阿什库勒-肖尔库勒断裂.