1966年邢台地震引起的华北地区应力场动态演化过程的三维粘弹性模拟

利用三维粘弹性有限元模型，首先研究了1966年3月22日邢台7.2级地震所引起的库仑破裂应力的震时变化，以及百年时间尺度流变效应的动态演化图象及其特征，然后模拟了自该地震开始，经过1976年7月28日唐山7.8级地震，直到1980年的15年间，两次7级以上强地震对华北地区应力场的震时扰动作用及其引起的１年时间尺度的库仑破裂应力的动态变化速率，探讨了一次强地震对潜在的下一次强地震可能的加速触发作用．      

基于断层倾角分段变化的玛多地震发震断层构造应力场演化数值模拟分析

2021年M_S7.4玛多地震是发生在青藏高原巴颜喀拉块体内部的一次左旋走滑型地震,地表沿发震断层——江错断裂形成了150 km长的破裂带和分叉现象.本研究基于玛多地震主震及余震的三维空间分布特征,依据断层走向与倾角的分段变化构建了江错断层的三维精细模型,并顾及GNSS速度场、采用黏弹性本构关系、依据库仑破裂准则,利用ANSYS有限元计算并分析了江错断层面上的应力演化过程.结果表明：江错断层面西段末端浅部区域(＜10 km)、中段深部区域(＞10 km)以及东段末端区域的库仑破裂应力积累速率和等效应力要显著大于其他区域,与玛多地震主震及余震序列存在较好的空间对应关系,意味着高水平的应力积累是诱发玛多主震及余震发育的主要原因.同时,地表沿江错断层分布的高应力区与玛多地震地表破裂带位置基本一致,表明玛多地震对地表高应力区产生的扰动是导致地表破裂的原因.而在震源深度(17 km)水平面内,江错断层东段末端应力集中区的空间范围远大于该处已发余震的分布范围,暗示玛多地震序列并不会使得江错断裂东段积累的构造应力全部释放;结合模拟揭示的江错断裂断层面上应力扩展趋势,推测巴颜喀拉块体东南区域可能是未来发震的高风险区.

     

华北地区主要断裂带上的库仑应力变化及地震活动性分析

华北地区活断层丰富、地震频发。由于所处地理位置具有特殊性,其频繁的地震活动备受关注。为此,文中根据弹性位错理论和分层岩石圈模型,计算了1820年以来华北地区中强地震(M_S≥6. 0)引起的同震及震后介质黏弹性松弛产生的库仑应力变化。计算结果显示,自1888年渤海湾地震发生后的24个地震中,共有19个落在了库仑应力变化的正值区域,触发率达79%;计算结果进一步表明,宁河—新乡地震带的滦县-乐亭断裂、潘庄西断裂、东明-成武断裂、郓城断裂、隆尧断裂,郯庐地震带的营口-潍坊断裂,首都圈地区夏垫断裂,黄庄-高丽营断裂带上的库仑应力变化增加,其地震危险性相对较高,仍需要进一步的深入研究。     

1976年7月28日唐山7.8级地震触发的区域地震活动和静应力场变化

研究了1976年７月２８日唐山7.8级地震（3928N,11811E）前后区域地震活动的变化．结果表明,在震源区以外的３个区域中观测到地震活动增强,该变化通过信度0.99的Z-统计检验,认为可能是由唐山大地震触发的．最大触发地震震级为5.5．这些区域地震的震中距为几十至300ｋｍ．采用半空间弹性位错模型,计算了唐山地震诱发的区域库仑破裂静应力场的变化△S c f s．在上述３个区域中的地震优势破裂面上,△S c f s＞0．     

红河断裂带库仑应力演化及未来地震危险性估计

现今地震活动性显示红河断裂带强震主要发生在断裂带的北段,中段长期存在地震空区.为了更好地理解红河断裂带不同段落地震活动性差异和评估未来潜在地震危险性,本研究基于分层半无限空间黏弹性地球模型计算了自1833年嵩明M8.0地震以来,红河断裂带上及其周边共25次强震由于同震应力阶变、震后黏滞松弛和震间构造应力加载的综合作用,红河断裂带上库仑应力变化的演化过程.结果表明,在近180年红河断裂带南北两段得到加载,中段始终位于应力影区,这可能部分解释红河断裂带南北段地震相对活跃、中段长期存在的地震平静现象.假设未来三十余年该地区不再发生大震,考虑震后和震间作用,红河断裂带中段应力影区仍然存在,但范围在缩小;洱源附近、大理至大斗门以北地区、元江以南地区应力增加超过0.1 MPa,可能仍是地震潜在危险区段.

     

伪三维有限元地震活动模型及其在华北地区的应用

对伪三维地震活动模型做了进一步研究，主要是对无预设破裂方向的单元，引入应力摩尔圆方法来判定破裂发生的时间。该方法首先在一个简单的理论模型上加以应用，给出了一些计算结果，以检验所提方法的可行性。在此基础上，将这个模型应用到华北地区，得到了一些初步计算结果。这些研究结果为将地震活动的理论模型应用到实际地震活动中，提供了一种可能的研究途径。     

华北地区断层运动与三维构造应力场的演化

利用华北地区断层形变测量资料，通过三维有限元模型，数值模拟了华北地区三维构造应力场的演化过程，得到了1986～1997年以一年为时间尺度的演化图象，并分析了应力场的演化特征；结合华北地区该时间段内的地震活动性，初步探讨了应力场的演化过程与地震活动性的关系．      

华北地区的共轭地震构造带

本文采用小地震活动图象和４．０级（Ｍｓ）以上地震震源机制资料的构造分析方法，得到一幅华北地区震源构造在地面的投影分布图，它显示４条ＮＮＥ－ＮＥ向和１条ＮＷＷ－ＮＷ向地震构造带交切成的共轭剪切构造格架。每条地震构造带又由一系列共轭剪切构造组成。由发生在带内的５个大震序列共轭破裂特征发现，共轭地震构造的孕震与控震作用是地震构造带形成的机制。     

华北地区库仑应力演化与强震活动关系

采用更加符合长期变形和震后短期变形的Burgers流变模型,模拟了华北地区1303年以来6.5级以上地震引起的同震和震后库仑应力演化.结合华北地区历史地震期幕活动特征,分析了不同活跃期之间、同一活跃期内不同地震之间的库仑应力加卸载效应.结果表明：华北地区不同活跃期的强震主体活动区受控于历史强震的库仑应力加载作用;每个活跃期内强震活动主体区在空间上的迁移与该活跃期内首个7.5级以上地震的触发作用有关;华北地区每个活跃期内强震活动在时间上表现出的"平静期—活跃警告期—高潮期—剩余释放期"应该是区域动力加载过程的一种表现.岩石圈流变松弛效应引起的库仑应力变化对华北地区强震活动时空演化有显著的促进作用.本研究讨论了库仑应力变化在华北地区历史地震活动时空演化过程中可能扮演的角色,为探索华北地区强震活动空间迁移和韵律特征蕴含的构造动力学过程,以及与之相关的地震危险性判定提供参考依据.     

邢台老震区库仑应力演化及地震危险性分析

基于Burgers粘弹性层状模型,综合考虑同震位错和震后粘滞松弛效应,利用PSGRN/PSCMP程序计算地震破裂面上产生的库仑破裂应力变化,分析邢台地震序列中每次6级以上地震前的所有6级以上地震对本次地震的综合库仑破裂应力变化,探讨强震间的应力触发关系.结果表明:除3月26日6.2级地震外,其余地震均发生在库仑应力增加...     

Crustal Stress Evolution over the Past 700 Years in North China and Earthquake Occurrence

INTRODUCTIONThe effect of the Coulomb failure stress change (CFSC) caused by large earthquakes on thelocation and time of subsequent earthquake occurrence have attracted much attention in theseismological community during recent years ( Harris , 1998 ; Stein, 1999) . Many studies ofearthquake cases showedthat the increase in Coulombfailure stress (CFS) could obviously encouragethe occurrence of subsequent moderate-strong earthquakes (Deng and Sykes ,1997 ; Stein,et al .,1997 ;Nalbant…     

华北北部构造应力场

本文根据震源机制、原地应力测量、小震应力降和形变测量等资料，结合有限元数值计算的结果，研究了华北北部的构造应力场特征，并根据库仑剪切破裂准则，进一步研究了强震危险区的应力标志。结果表明，强震危险区的应力标志是：（１）最大剪应力相对集中的高值区；（２）围压相对较小的引张区；（３）发震断裂走向与临界走向断裂的走向相同或相近，据此，综合判定研究区未来的强震危险区主要有４个，若依危险程度的大小顺序排列，则     

华北地区库仑应力演化与强震活动关系

采用更加符合长期变形和震后短期变形的Burgers流变模型,模拟了华北地区1303年以来6.5级以上地震引起的同震和震后库仑应力演化.结合华北地区历史地震期幕活动特征,分析了不同活跃期之间、同一活跃期内不同地震之间的库仑应力加卸载效应.结果表明：华北地区不同活跃期的强震主体活动区受控于历史强震的库仑应力加载作用;每个活跃期内强震活动主体区在空间上的迁移与该活跃期内首个7.5级以上地震的触发作用有关;华北地区每个活跃期内强震活动在时间上表现出的"平静期—活跃警告期—高潮期—剩余释放期"应该是区域动力加载过程的一种表现.岩石圈流变松弛效应引起的库仑应力变化对华北地区强震活动时空演化有显著的促进作用.本研究讨论了库仑应力变化在华北地区历史地震活动时空演化过程中可能扮演的角色,为探索华北地区强震活动空间迁移和韵律特征蕴含的构造动力学过程,以及与之相关的地震危险性判定提供参考依据.     

伽师强震群活动过程的应力触发作用研究

2003年2月24日位于1997~1998年伽师震区东南约20km的新疆巴楚-伽师地区发生了MS6·8地震,其余震丰富、强度大。1997~1998年伽师强震群的发生是否会对2003年巴楚-伽师MS6·8地震产生触发作用?1996年阿图什发生MS6·7地震,时隔10个月距其70km处又发生了伽师强震群,1996年阿图什地震的发生是否有利于1997~1998年伽师强震群的发生?1997~1998年伽师震区接连发生9次6级以上地震,伽师强震群中各强震之间会产生怎样的影响?针对上述问题,本文结合伽师周围地区地震活动特征分析研究了自1996年阿图什MS6·7地震及1997~1998年伽师强震群至2003年巴楚-伽师MS6·8地震在整个伽师强震群活动过程中的应力触发作用。研究结果表明:1996年阿图什MS6·7地震在一定程度上有利于1997~1998年伽师强震群的发生;伽师强震群中先发生的6级地震产生的累加静态库仑破裂应力变化对后续6级地震有一定触发作用;1997~1998年伽师强震群折合为1次地震产生的静态库仑破裂应力变化表明,其对2003年巴楚-伽师MS6·8地震触发作用明显。     

华北地区中强震前中小地震活动的动态演化特征研究

应用地震活动加速指数AI算法对华北地区1970年以来M_L≥6.0地震进行了回溯性研究。 利用该方法统计中强震前的中小地震活动频度, 分析结果显示在空间上能够反应出中小震活动频度的异常。 另外, 应用有关地震活动的频度面积S值方法, 对M_L6.0级以上强震前后的中小地震活动在时间分布上进行了研究, 此方法对AI算法的计算结果在时间上给予了支持。 结果表明: AI指数能够量化地给出中强震前中小地震活动的相对增强或减弱程度, 中强震的S值在震前表现为高值或低值异常, 震后下降或上升。 S值的异常点与AI扫描值的异常结果在时空分布上相辅相成。 在地震目录完整的情况下, 中强震震中区及其附近地区震前1 a的中小地震活动与之前3 a、 5 a的活动背景相比, 出现明显的“加速”或“减速”现象。 利用这两个参量的变化, 可为该地区中强震的预测分析提供一定的判定指标。     

近10年华北地壳水平运动的若干特征

根据近10年华北网高精度GPS复测资料、“中国地壳运动观测网络”GPS复测资料、山西断陷带的GPS资料等，分析了华北地区最近10年来地壳水平运动状态与演化，结果表明：①燕山构造带(张渤带)是华北地区水平应变最大的活动构造带，相邻块体的趋势性差异运动以燕山块体与华北平原块体之间为最大，约2mm／a(左旋)；②华北地区周边差异性水平运动最显著的特征为该区西界中北段(银川等活动构造带组成)呈右旋走滑活动，南段以压性活动状态为主，该区北界西段的阴山断陷带以拉张活动为主，其它各界带的差异活动均不太明显；③从整体上看，每个时段的结果均有所不同，这其中除了误差因素外，可能还包含着运动的非线性成分。与此同时，文中也给出了华北各个块体、边界带不同时段的相对运动和应变结果。     

Study on Stress Triggering During the Activity Process of the Jiashi Strong Earthquake Swarm

The Bachu-Jiashi earthquake of Ms6.8 occurred on February 24, 2003, about 20km from the southeast of the 1997 - 1998 Jiashi seismic region in Xinjiang, and its aftershocks are rich and strong. Did the 1997 - 1998 Jiashi strong earthquake swarm trigger the Bachu-Jiashi Ms6.8 earthquake？ The Atushi earthquake of Ms6.7 occurred in 1996, and the 1997 - 1998 Jiashi strong earthquake swarm occurred about 70km from the Atushi earthquake 10 months later. Did the Atushi earthquake of Ms6.7 encourage the 1997 - 1998 Jiashi strong earthquake swarm？ There were 9 earthquakes with Ms6.0 from 1996 to 1997 in the Jiashi seismic region, how did they act on each other？ To answer the above questions, the article studies the triggering effect of the activity process of the whole Jiashi earthquake swarm from the 1996 Atushi earthquake of Ms6.7, the 1997 - 1998 Jiashi strong swarm to the 2003 Bachu-Jiashi earthquake of Ms6.8, and analyzes the seismicity characteristics around the Jiashi region. The results show that the 1996 Atushi earthquake of Ms6.7 encouraged the 1997 - 1998 Jiashi strong swarm to some extent, the accumulative Coulomb stress change from the previous M6.0 earthquakes of the Jiashi strong swarm had certain triggering effects on the following M6.0 events, and the Coulomb stress change converted from the Jiashi strong swarm strongly encouraged the 2003 Bachu-Jiashi earthquake with Ms6.8.     

Characteristics of Horizontal Crustal Movement in the North China Region in the Last Decade

Based on high-precision data obtained in the past decade from GPS re-measurement in the North China Network, the Crustal Movement Observation Network of China (CMONOC) and GPS measurement along the Shanxi graben zone, the status and evolution of horizontal crustal movement in the North China region are analyzed. The results show that (1) the Yanshan tectonic zone (Zhangjiakou-Bohai Sea zone)is an active one with the largest horizontal strain in the North China region; The largest tendency differential movement of adjacent blocks is seen between the Yanshan block and the North China plain block; about 2mm/a (left lateral) ; (2)The significant horizontal differential movement along the boundaries of the North China region is characterized by right-lateral strike-slip movement at the middle-north segment on its west boundary (composed of Yinchuan and other active tectonic zones) and compressive movement at the south segment; while the Yinshan rift zone located along the west segment on its north boundary is dominated by tensile movement. Other boundaries and zones have no obvious differential movement; (3) On the whole, measurements of each period differ from one another, which might result from the nonlinear movement component as well as from the error effect. In the paper, results of the relative movement and strain in different periods are given for different blocks and boundary zones.     

大同地震与华北北部地壳异态垂直运动

本文根据笔者提取异态信息的新数据处理方法，分析了华北北部地区近十年来地壳异态垂直运动，结果显示出以大同地震为界，震前的整个华北北部地区均处于应变的积累阶段，而且震源区具有非常清晰的四象限分布图像，呈一种典型的水平应力作用下的点源理论垂直形变场图象，震后整个华北北部地区则出现了截然相反的异态垂直运动，这又清楚地表明了具有弹性回跳的理论特征。迄今为止，这是我们唯一获得中强地震前后地壳异态垂直运动在空间