从汶川地震到芦山地震

本文概述作者在龙门山断裂带中、小地震精确定位、地震活动性以及2008年汶川MW7.9(MS8.0)地震和2013年芦山MW6.7(MS7.0)地震破裂过程等方面所做的研究工作.这些工作表明,青藏高原东缘的龙门山断裂带不但是一条规模宏大的断裂带,也是一条非常活跃的地震带.通过对地震构造、地震活动性、地震矩释放"亏空"区以及余震活动规律的分析,作者在汶川地震后提出了龙门山断裂带西南段宝兴-小金一带存在发生MW6.7～7.3地震的潜在危险性的地震趋势估计.芦山地震的发生初步验证了这一估计.芦山地震发生后作者进一步做的分析结果表明,芦山地震的发生并没有显著地缓解龙门山断裂带西南段的地震危险性,该地段整体上仍存在发生MW7.2～7.3地震的潜在危险性;特别是,其北段(即邛崃大邑西-宝兴北-汶川南一带)存在发生MW6.8地震的潜在危险性;其南段(即天全-荥经-泸定-康定一带)存在发生MW7.2地震的潜在危险性.作者认为,应当强化对上述具有潜在地震危险性区域的监测与多学科综合研究.     

四川芦山7.0级地震及其与汶川8.0级地震的关系

2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生M7.0级地震.根据四川省台网资料和收集的国内外相关资料,我们分析了芦山地震的基本参数、余震分布、序列衰减等特征.结果表明:芦山地震位于龙门山断裂南段,其震源力学机制显示为纯逆冲性质,与龙门山断裂构造特征相符合;芦山地震的余震较丰富,震后15天震区已发生7800多次余震,其中,5级以上余震4次,最大余震是4月21日17时5分芦山、邛崃交界M5.4级地震;余震分布形成的图形显示其长轴走向与龙门山断裂构造走向一致,余震分布显示密集区长轴约40 km,短轴约20 km.与汶川M8.0级地震在震源力学机制、破裂过程、余震空间展布以及地表破裂等对比分析后表明:芦山地震与汶川地震的震源错动类型、破裂过程、地表破裂以及余震活动等特征存在明显差异;芦山地震与汶川地震震中位置相距90 km,两次地震的余震密集区相距50 km;汶川8.0级地震造成龙门山断裂中北段较充分破裂,芦山7.0级地震则展布于龙门山断裂南段且破裂尺度有限;两者有发震构造上的联系,但两次地震是相对独立的地震事件.     

汶川地震和芦山地震的孕震机理及震前中长期地震危险性研究

运用非连续变形分析法与三维有限元法相结合的方法,以GPS资料作为位移速率和震源机制的约束条件,通过数值模拟研究了青藏高原及其东侧邻区构造地块的运动、变形、相互作用及其与近30年来发生于该区的大地震之间的关系。研究中引入了以应力与摩擦强度的比值定义的断层“失稳危险度”,通过数值模拟计算得到了研究区地壳块体边界断层的失稳危险度分布。结果表明,失稳危险度高的地段与近期该区发生的M_S≥7.0地震所在的位置基本一致,其中龙门山断裂带上包括汶川和芦山大地震的发震断层均为失稳危险度最高值地区。计算得到的应变率强度分布图显示,青藏高原东部边缘整条地带均为应变率强度的陡变带,特别是以龙门山断裂带上的陡变最为明显,其西侧应变率强度为东侧的近4倍,而且,这个带位于宽度相同、走向与龙门山断裂带走向相一致的高应变能密度带中,表明这两次大地震前,作为其发震断层的龙门山断裂带已积累了相当高的应变能,失稳危险度高,处于力学上的不稳定状态。模拟计算得到在上地壳层中,2001年昆仑山口西M_S8.1地震引起汶川、芦山地震发震断层的库仑破裂应力增加约0.016 MPa,相当于龙门山断裂带约两年的应力积累,也就是说,使汶川、芦山地震发震断层的失稳破裂提前了约两年。 此外,关于2008年汶川M_S8.0地震的模拟计算表明,汶川地震的发生也使包括芦山地震发震断层的龙门山断裂带西南段和东昆仑断裂带东南端的库仑破裂应力增大,应变能积累增强,这说明汶川M_S8.0地震的发生对已处于失稳危险度较高状态的2013年芦山地震和2017年九寨沟地震发震断层的提前失稳破裂起到了促进作用。      

2013年4月20日四川芦山M7.0级地震介绍

2013年4月20日四川芦山M7.0级地震发生在龙门山断裂带南段,震源机制解为逆冲型.震后3天震区已发生3000多次余震,其中M5级余震4次,最大余震是4月21日17时05分芦山、邛崃交界M5.4级地震,余震区长轴约45 km,短轴约20 km.芦山M7.0级地震与2008年5月12日汶川M8.0级地震均位于龙门山断裂带,但汶川地震发生在该断裂带中-北段,两个地震的余震区存在约45 km的间隔,芦山M7.0级地震不是汶川地震的余震,但两者密切相关.     

用接收函数方法研究汶川和芦山地震之间未破裂段的地壳结构

芦山与汶川地震之间存在约40 km的地震空区.震源区和地震空区的深部构造背景的研究对深入了解中强地震的深部孕育环境及地震空区的地震活动性具有重要科学意义.利用本小组布设的15个临时观测地震台以及21个芦山科考台站和21个四川省地震局固定台站记录的远震数据,用H-κ叠加方法得到各个台站的地壳厚度和平均泊松比,并构建了接收函数共转换点（CCP）偏移叠加图像以及反演得到台站下方的S波速度模型.我们的结果揭示了震源区和地震空区地壳结构特征差异：（1）汶川震源区的地壳平均泊松比为~0.28;芦山震源区为~0.29;而地震空区处于泊松比变化剧烈的区域;（2）汶川地震与芦山地震的震源区以西下方的Moho面呈现深度上的突变（这与前人的研究成果基本一致）,分别从~44 km突变到~59 km,~40 km突变到~50 km,而地震空区地壳平均厚度呈现渐变性变化;（3）地震空区Moho面下凹且具有低速的上地壳.综合一维S波速度结构和H-κ以及CCP的初步结果,这可能显示汶川地震的发震断裂在深部方向上向西倾斜并形成切割整个地壳的大型断裂;芦山地震则可能是由于上、下地壳解耦引起的;而地震空区处于两种地震形成机制控制区域的过渡带中.

     

汶川和芦山地震之间地震空区综合研究进展

为了探索汶川与芦山地震之间的地震空区的深部结构,探讨该地区的物质运移方式及动力学模式,评价区域断层的地震活动性,本研究小组于2015年5月至今共开展了2期共约3年的地震观测.前期得到的主要结论包括：（1）地震空区两端应力状态差异显著,且存在沿断裂带的横向应力差;（2）接收函数分析发现一个平行于马尔康断裂的Moho面上隆,泊松比较高的条带状结构从地震空区延伸到龙日坝断裂,可能是下地壳撕裂和部分熔融的结果;（3）地震空区以下,上地壳速度相对偏低,在下地壳存在明显的部分熔融体,这可能是地震能量不能积累的原因之一;（4）地震空区完整性震级M_c=0.2以上的地震的活动性仍然很低;基于密集的监测台阵（约70台地震计）的走时定位也初步显示了龙门山断裂带的地震空区段仍然很平静,但是其东边的断裂带（包括大邑断裂等以及一些隐伏断裂）上地震活动比较活跃.判断这些断裂可能是该区域应力积累的主要断裂,值得进一步关注;（5）提出了地震空区产生的机制：空区北东-南西两端水平应力差导致空区地壳的撕裂,地幔物质上涌,产生部分熔融,空区地壳抬升以塑性形变为主,穿过空区段的龙门山断裂带地震活动性低,地表地形较平滑.     

汶川MS8．0地震前后龙门山断裂周边地壳形变特征及地震危险性分析

2008年5月12日发生在青藏高原东缘龙门山断裂带的汶川Mj8．0大地震,使中国大陆遭受了自1976年唐山Ms7．8地震以来最大的人员伤亡和财产损失。统计结果显示,死亡或失踪人数近9万,直接经济损失达9000亿人民币。根据震后的重新定位,此次地震的震中位于103．352。N,30．961。E,震源深度约为16km。震源机制以逆冲为主,兼具右旋走滑。地震形成长达约240km的地表主破裂,地面最大垂直错距和右旋水平错距分别为5．0m和4．8m,整个地表破裂的平均错距达2～3m。     

2008年汶川8．0级地震前川青块体及邻区地震活动性分析

本文简要分析了2008年5月12日汶川8．0级地震前川青块体及邻区的地震活动性特征。结果表明,汶川地震发生的龙门山断裂本身历史地震活动水平不高,其周边的鲜水河断裂、岷江断裂、虎牙断裂等历史上强震多发;汶川8．0级地震前龙门山断裂带3级以上中小地震活动增强或平静异常现象不明显,地震活动参数值均在正常变化区间内;4级以上地震异常平静,形成了地震空区;2007年底到2008年初位于龙门山断裂带及其附近台站的0．1级以上小震月频度增强明显。     

芦山地震、汶川地震与龙门山地区水汽异常

对龙门山地区水汽动态的分析研究表明,在2013年芦山MS7.0地震和2008年汶川MS8.0地震前,龙门山地区大气相对湿度异常频次都出现了先逐年下降,然后快速回升的过程;下降时间较长,10a以上,上升时间较短,1~2a;震中位于异常频次相对下降和上升幅度都是最大的中心或邻近区域。在地震孕育中期阶段发生水汽异常趋势变化的原因可能是由于岩层裂隙的张合、地下流体的运动和地热能的变化,影响地面温度和潜热交换的速度所致。在地震孕育的中长期阶段(10a~几a),地壳岩石受压缩变形,孔隙、裂隙不断闭合或减少,由地下释放的热水、热汽减少,潜热交换速度也随之降低,相对湿度异常频次表现为逐年下降的趋势。在地震孕育的中短期阶段,地壳岩石变形进一步加大,可能导致微破裂不断扩展,由地下释放的热水、热汽由减少转为增加,潜热交换速度由降低转为迅速增加,相对湿度异常频度也表现出由逐年下降转为突发的快速上升。     

芦山地震和汶川地震中空心砖填充墙震害反思

空心砖砌体填充墙框架结构是我国现阶段应用广泛的建筑结构形式之一。2008年四川汶川地震和2013年四川芦山地震中,不同地震烈度区均有大量填充墙框架结构发生不同程度的震害。基于广泛且深入的现场调研,系统介绍了空心砖填充墙的震害特征,并探讨了其震害原因。研究发现,空心砖砌体填充墙在地震中极易发生破坏,即使在地震烈度相当于或低于设防烈度的地区,空心砖砌体填充墙的震害亦非常普遍。空心砖砌体强度低、门窗洞口或墙内管线对填充墙的削弱、以及楼梯间形成的抗震薄弱部位等都是造成空心砖填充墙极易发生震害的原因。现行规范所规定的拉结筋、构造柱和水平系梁等抗震构造措施,对防止地震中填充墙整体平面外坍塌有一定的贡献,但不能有效改善填充墙自身平面内的拉压承载能力。空心砖填充墙发生严重破坏时,框架梁柱可能仍完好无损。建议抗震设防类别为甲类、乙类和装修标准很高的丙类建筑,不宜采用空心砖砌体填充墙。     

Earthquake potential of the seismic gap between the Wenchuan and Lushan earthquakes: Current status,thoughts, and challenges

1.Background on the seismic gap between the Wenchuan and the Lushan earthquakes The 2008 Mw7.9 Wenchuan earthquake and the 2013 Mw6.9 Lushan earthquake, which ...     

从库仑破裂应力和余震分布角度探讨汶川地震和芦山地震的关系

本文以龙门山及周边地区为研究对象,考虑区域地质构造差异、主要活动断裂带、地表附加重力影响,建立能反映地表起伏和岩石圈分层结构的龙门山地区三维粘弹性有限元模型。以地壳水平运动速率观测值为约束条件重建研究区现今构造背景应力场,在此基础上分别模拟了汶川地震和芦山地震的发生机理。通过分析同震库仑破裂应力变化与余震空间分布的关系,探讨了2次地震主震对余震的触发作用以及汶川地震对芦山地震的影响。研究表明,汶川地震和芦山地震的余震大部分由其主震触发,汶川地震对芦山地震的余震有约6.78%的触发作用。汶川地震的同震库仑破裂应力在芦山地震主震位置的增加值约为0.016MPa,如果龙门山断裂带南段库仑破裂应力年累积速率按照0.4×10-3-0.6×10-3MPa·a-1计算,汶川地震使芦山地震提前了约27-40年。计算还表明汶川地震和芦山地震的发生使鲜水河断裂带南段和虎牙断裂的库仑破裂应力增加,这些断裂带在未来发生地震的可能性增加。     

汶川及芦山地震余震分布的空间尺度效应

基于GIS点格局方法,从余震点分布的不确定性以及烈度区与点空间距离格局的关系角度研究了汶川及芦山余震点格局．结果表明：余震在较小尺度内接近随机分布且关联效应明显; 在较大尺度内余震聚集分布,空间距离关联仍呈幂律关系,无标度区间的上下限与不同烈度区的长短轴间存在关联．汶川、 芦山余震形成东北—西南向矩形的热点、 次热点分布区,区域内最邻近指数为0.99,0.76; 映秀Ⅺ度、 芦山Ⅸ度烈度区内最邻近指数分别为1.02和0.95,显示余震点在强烈度、 高聚集区内趋向随机分布．余震点距离关联特征表明：汶川余震在13.5—20 km和30—43 km区间,芦山余震在7—14.5 km区间内关联程度显著; 汶川余震在66—82 km、 225—236 km、 317—321.5 km区间以及芦山余震在15.5—22 km、 23—32.5 km、 33.5—43.5 km区间仍呈幂律关系. 该结果与汶川地震Ⅺ—Ⅸ度、 芦山地震Ⅸ—Ⅶ度烈度分布区域的长短轴存在一定关联,321.5 km和40 km与两次地震主破裂面长度也较为吻合. 对比核密度估计与地震烈度图可以看出: 带宽越小,核密度面积与较高烈度区域的一致性越大; 随着带宽的扩大,核密度面积与烈度区的差异也越大．     

集集与汶川地震在大地构造特性上之比较(英文)

The Chi-Chi earthquake, after 10 years of study, is arguably the one of the best constrained and best studied large thrust-belt earthquake worldwide, considered from a number of perspectives, including geophysical instrumentation, strong ground-motion records, geodetic constraints on surface displacements, post-earthquake borehole data and surface geologic studies.     

2008年汶川Ms8.0地震在2013年芦山Ms7.0地震和2014年康定Ms6.3地震破裂区引起的库仑破裂应力

2008年5月12日四川汶川发生M_S8.0地震发生之后, 先后于2013年4月20日和2014年11月22日分别在汶川M_S8.0地震震中西南约80 km的芦山县和约178 km的康定县发生了M_S7.0和M_S6.3地震。 芦山地震位于龙门山前主边界处, 康定地震位于鲜水河断裂带上。 芦山地震发生前有几位作者先后计算了汶川M_S8.0地震引起的库仑破裂应力, 分析了其对周围断层的影响。 本文对这些研究结果进行了简要回顾, 并根据芦山地震和康定地震的实际发震断层面参数, 计算了汶川M_S8.0地震在芦山地震和康定地震震源深度处的水平面上以及其发震断层面上产生的库仑破裂应力, 还给出了其震中处库仑破裂应力随深度的变化。 结果表明, 汶川M_S8.0地震发生使芦山地震震源断层面上有利于其错动发震的应力大面积增加而使康定地震震源断层面上有利于其错动发震的应力大面积减小。 在芦山地震初始破裂点处引起的库仑破裂应力达0.245 MPa, 在康定地震初始破裂点处引起的库仑破裂应力为-0.00063 MPa。 因此, 汶川M_S8.0地震的发生对芦山地震具有明显的促进作用, 而对康定地震的作用不明显。 在目标断层面参数已知的情况下, 根据库仑破裂应力在目标断层面上的分布, 可能为未来地震发生的地点提供线索, 进而对地震发生的危险性进行预测。 若一次地震的发生使目标断层面上有利于其错动发震的应力大面积显著增加, 这种情况下库仑破裂应力对未来地震具有预测意义。     

四川芦山7.0地震和汶川8.0地震震源区地壳岩石圈变形特征分析

地壳和岩石圈变形特征研究对于深入了解中强地震的深部孕震环境具有重要科学意义.本文联合P和S波远震接收函数偏移成像结果,对发生过芦山7.0地震和汶川8.0地震的龙门山断裂带及附近区域地壳和岩石圈结构进行分析.结果揭示出在青藏高原向四川盆地过渡的龙门山断裂带,Moho面和岩石圈底界面(LAB)呈现出强烈变形,特别是芦山地震和汶川地震震源区下方地壳出现了错断、下凹,岩石圈也呈现下凹变形特征.这种地壳及岩石圈变形所代表的高应力的积累可能是汶川和芦山地震发生的重要深部地球动力学背景.     

几种仪器烈度算法在汶川地震与芦山地震中的可靠性比较

破坏性地震发生后, 特别是在通信中断的情况下, 利用仪器烈度快速估计地震动强度(烈度)的分布情况, 可为开展最有效的地震应急救援提供决策依据. 该文介绍了现有的几种仪器烈度算法, 并利用汶川地震与芦山地震中获得的强震加速度记录对各种算法的可靠性进行了比较. 结果表明, 在这两次地震中只利用地震动峰值参数确定仪器烈度的算法可靠性较低, 而考虑反应谱特性的算法可靠性更高. 在未得到更多强震数据的检验前, 建议采用袁一凡提出的仪器烈度算法, 或利用谱烈度值确定仪器烈度的算法, 或利用加速度反应谱值确定仪器烈度的算法.     

Partial breaking of a mature seismic gap: The 1987 earthquakes in New Britain

To better understand the mechanics of subduction and the process of breaking a mature seismic gap, we study seismic activity along the western New Britain subduction segment (147°E–151°E, 4°S–8°S) through earthquakes withm _b 5.0 in the outer-rise, the upper area of subducting slab and at intermediate depths to 250 km, from January 1964 to December 1990. The segment last broke fully in large earthquakes of December, 28, 1945 (M _s =7.9) and May 6, 1947 (M _s =7.7.), and its higher seismic potential has been recognized byMcCann et al., (1979). Recently the segment broke partially in two smaller events of February, 8, 1987 (M _s =7.4) and October 16, 1987 (M _s =7.4), leaving still unbroken areas.We observe from focal mechanisms that the outer-rise along the whole segment was under pronounced compression from the late 60's to at least October 1987 (with exception of the tensional earthquake of December 11, 1985), signifying the mature stage of the earthquake cycle. Simultaneously the slab at intermediate depths below 40 km was under tension before the earthquake of October 16, 1987. That event, with a smooth rupture lasting 32 sec, rupture velocity of 2.0 km/sec, extent of approximately 70 km and moment of 1.2×10²⁷ dyne-cm, did not change significantly the compressive state of stress in the outer-rise of that segment. The earthquake did not fill the gap completely and this segment is still capable of rupturing either in an earthquake which would fill the gap between the 1987 and 1971 events, or in a larger magnitude event (M _s =7.7–7.9), comparable to earthquakes observed in that segment in 1906, 1945 and 1947.