1833年嵩明8.0级地震对周围断层的影响

应用粘弹性计算程序,计算1833年嵩明8.0级大地震产生的同震和震后应力场变化,并计算对附近的小江断裂带、安宁河断裂带、则木河断裂带及云南境内红河断裂带造成的同震和震后库仑应力变化。结果表明,嵩明8.0级大地震对滇中南地区应力分布产生较大影响,对周围断层的影响甚至持续数百年的时间。嵩明8.0级地震使震中附近的小江断裂中段、安宁河断裂南段和红河断裂带中段库仑应力减小,降低发震危险;而小江断裂带南北段、安宁河断裂北段、则木河断裂带和红河断裂带南北两段库仑应力增加,地震危险性增强。红河断裂带中段在数百年时间尺度内始终处于嵩明8.0级地震库仑应力的减小区域,该研究结果有助于解释此断裂段的地震平静现象。     

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.     

基于库仑应力变化分析巴颜喀拉地块东端的强震相互关系

本研究基于分层黏弹介质模型,考虑同震位错效应和震后黏滞松弛效应,分析巴颜喀拉地块东端1976年松潘地震序列、2008年汶川8.0级地震、2013年芦山7.0级地震和2017年九寨沟7.0级地震等多次大地震的可能存在的触发关系,计算大地震引起的周边各主要断裂的库仑应力变化.结果显示,1976年松潘地震序列各次地震间关系密切,存在明显的相继触发作用;综合考虑同震和震后效应,汶川8.0级地震对同属于龙门山断裂带的芦山7.0级地震有触发作用,且震后效应影响不可忽略;1976年地震序列,特别是1976年8月16日7.2级地震促进了2017年8月8日九寨沟7.0级地震的发生;汶川地震对九寨沟地震的影响研究中,采用不同的汶川地震同震位错模型,计算结果有差异.综合考虑多次大地震对周边断裂带的影响,龙门山断裂带南段、鲜水河断裂带中南段、平武—青川断裂北段、灌县—安县断裂北段、文县断裂的累积库仑应力增加显著,巴颜喀拉地块东端的东昆仑断裂带东段、迭部—白龙江断裂带西段以及金沙江断裂带库仑应力亦有所增加.综合考虑各重要断裂带已有的大地震危险性分析结果和库仑应力变化计算结果,龙门山断裂带南段、鲜水河断裂带中南段、东昆仑断裂带玛沁—玛曲段和金沙江断裂带的发震紧迫性有所增强,需引起关注.     

汶川8.0级地震和芦山7.0级地震对周边断层的影响

采用分层粘弹性介质模型,研究龙门山断裂带发生的两次大地震(2008年5月12日汶川8.0级和2013年4月20日芦山7.0级地震)的同震位错和震后粘滞松弛效应引起的周边断裂带上的库仑应力变化。结果表明,汶川8.0级地震同震和震后效应均引起了芦山7.0级地震震中位置的库仑应力增加,有利于芦山地震的发生;汶川和芦山地震的同震和震后效应引起的周边各断层上的累积库仑应力变化分布显示,这两次大地震引起了其间的破裂空段的库仑应力显著增加;此外,累积库仑应力显著升高的断裂还有:鲜水河断裂带中段、灌县一安县断裂北段、文县断裂的一.部分、平武一青川断裂北段、略阳一勉县断裂。累积库仑应力显著降低的断裂有:马尔康断裂、岷江断裂南端、虎牙断裂、龙泉山断裂北端、北川一映秀断裂北段。     

郯庐断裂带北段及邻区现代地震活动性与应力状态

收集了郯庐断裂带北段及邻区自1964年1月至2008年1月的1254个ML≥2.0的地震数据和191条震源机制解、198条原地应力测量数据,通过震中分布、震源深度、应变释放速率的分析计算和震源机制解及其它应力数据的统计,探讨了郯庐北段现今的地震活动性和应力状态。结果表明,郯庐断裂带北段及邻区的地震活动可分为日本海-长白山深震区、郯庐断裂带北段地震区、松辽盆地西缘地震区和松辽盆地内部地震区;郯庐断裂带北段现今地震强度较小,频度较低,但空间差异性显著,依兰-伊通断裂活动性比敦化-密山断裂强,且具有两端强而中间弱的分段活动特点;深震区P轴平均走向为288°,倾角约31°,断裂活动以逆断为主;郯庐断裂带北段附近浅震P轴走向以NEE-SWW向为主,倾角平均26°,T轴走向以NNW-SSE向为主,倾角平均23°,断裂活动以走滑和逆断为主。浅震区和深震区主压应力方位存在差异,这可能是在西太平洋板块低角度高速水平消减产生的NWW向挤压应力作用下,郯庐断裂北段右行走滑派生的次级应力场的影响     

由现今地震活动分析鲜水河断裂带中-南段活动习性与强震危险地段

利用最近25年的区域台网地震资料, 基于沿鲜水河断裂带中-南段的b值分布以及多个地震活动参数值的不同组合, 结合震源深度分布、 历史强震背景等, 分析了不同断裂段落的现今活动习性, 进而初步判别该断裂带潜在的强震危险地段。 结果表明, 鲜水河断裂带中-南段目前存在6个不同活动习性的段落。 其中, 道孚段自1981年强震后已再次趋于闭锁, 原因可能与断层面存在“凹凸体”有关, 但应变可能还会进一步积累; 八美段目前处于中偏高应力下的相对静止状态, 推测其断面正处于新的应力积累阶段; 塔公段已有255~300年的无强震期, 目前正处于高应力下的相对闭锁状态, 震源深度剖面上的小震空白区显示出闭锁断层面的轮廓, 应属于未来最可能发生强震的危险地段; 康定、 磨西二个段落表现出中偏低应力下的稀疏小震滑动及较频繁小震滑动的状态, 意味着最晚的一次大地震破裂后断层面尚未重新耦合; 石棉段表现出偏高应力下的频繁中-小地震活动与该段的多条断裂交汇有关。     

郯城-庐江断裂带北段现今活动习性及地震危险性分析

根据最近38年的地震资料,应用b值空间分布及多地震活动参数值组合的分析方法,分析了郯城-庐江断裂带北段各次级段落的现今活动习性,判别出潜在的强震、中强震危险段落。结果表明：郯城-庐江断裂带北段存在着4个具有不同现今活动习性的次级段落,其中,渤海中南段断层面现今活动习性处于中等应力背景下的相对闭锁状态,以小地震滑动为特征,应属于有一定应变积累的潜在强震危险段落;沈阳-昌图段断层面现今活动习性处于偏高应力背景下的相对闭锁状态,以稀疏小地震滑动为特征,有长期的应变积累,是未来最有可能发生中强震的段落;营口-海城段于1975年发生了7.3级强震后余震活跃,现处于震后震源断层面应力调整阶段,出现低-b值,高应力状态,以频繁中小地震滑动为特征,因此,短期内不可能再复发强震;辽东湾段落,其现今活动习性均具有偏低应力水平,以稀疏小震滑动为特征,未来不太久的时期内复发中强以上地震的可能性较小。     

原地应力测量在地震地质研究工作中的应用

原地应力测量是研究地壳应力状态的重要手段,在地震地质的研究工作中逐渐受到地球科学家的重视。本文介绍了近年来原地应力测量在地震区构造应力状态的研究、活动断裂带附近构造应力场特征和注水诱发地震的研究方面所取得的成果。     

5.12汶川地震后龙门山断裂带东北段现今地应力测量结果分析

5.12汶川大地震发生后,在龙门山断裂带东北段,开展了6个钻孔的原地应力测量工作.测量钻孔分别位于龙门山中央断裂带上下两盘的平武、北川、江油和广元等地.钻孔孔深在200~500 m之间,共取得了72个测试段的地应力测量数据,以及其中33个测段的印模定向试验数据,由此获得了每个测点处地应力的赋存状态,包括地应力量值随孔深的变化以及地应力作用方向.根据库仑准则,结合Byerlee定律对各测点实测数据进行分析,可以看出,龙门山断裂带上盘现今地应力的作用强度高于下盘.其上、下两盘现今地应力赋存状态特征及其差异性显示出该区域处于不均衡的应力环境,容易导致断裂失稳而产生新的活动;印模定向试验数据表明,龙门山断裂带东北段的北川、江油、平武的最大水平主应力优势方向为NEE向;广元附近为NWW或近东西方向.结合已有的研究成果,初步得到龙门山断裂带现今地应力作用方向的分段性特征,即大致以北川为界,龙门山断裂带东北段应力方向显示了与西南段不同的特征.其西南段现今地应力的优势作用方向为北西方向,而龙门山断裂带东北段,自江油、北川、平武一带至广元、青川附近,其现今地应力的最大水平主压应力的优势作用方向呈现了NEE→NWW的赋存状态和变化趋势.本文获得的研究结果对于认识5.12汶川特大地震的动力学机制具有一定的借鉴和启示作用.     

鲜水河断裂带库仑应力演化与强震间关系

以鲜水河断裂带为研究区,首先验证了该断裂带上1893年以来M6.7以上地震的相互触发作用,然后采用更符合实际的分层黏弹介质模型研究强震震后黏滞松弛引起的库仑应力变化对后续地震的影响,并基于负位错理论计算鲜水河断裂带10个断层段的震间长期构造加载作用引起的断层上的应力积累.在此基础上,讨论同震、震后、震间效应引起的累积库仑应力变化与区域强震活动的关系,给出断层上库仑应力随时间的演化.结果表明,鲜水河断裂带上1893年以来发生的7次强震均在其前面一系列强震及构造应力加载的驱使下发生,同震、震后、震间三方面效应均引起了鲜水河断裂带不可忽略的库仑应力变化.对断层上的库仑应力状态的研究,可进一步为揭示地震的发生规律、找寻危险断层段提供线索.     

汶川M_S8.0地震对龙门山断裂带附近地应力环境影响初探——以北川、江油地区为例

为探讨汶川MS8.0地震对龙门山断裂带现今地应力环境的影响,2009年10—12月,在龙门山断裂带的北川、江油地区开展了3个200m深度钻孔水压致裂地应力测量,获得了汶川MS8.0地震发生1年多以后断裂带附近地壳浅表层地应力环境.根据研究区内的原地应力测量结果及汶川MS8.0地震引起的断层错动等资料,运用线弹性有限元数值模拟方法,计算得到了由断层错动位移所产生的附加应力,并推算了ZK02和ZK03位置震前应力分布特征.通过对比分析,揭示了断裂带附近地应力场的变化规律,探讨了汶川MS8.0地震对龙门山断裂带附近地应力环境的影响.     

海城地震前后微震震源参数与介质品质因子

基于等效弹性球模型,由分析P波波谱的斜率和低频成分,测定了海城地震（M=7.3）前后,震源及其邻近地区内微震震源参数（地震矩、应力降和震源尺度）,以及相应路径上的介质品质因子-Q值。 结果表明:（1）海城地震前,发生在震源区内及沿北东向断裂带上的震级相近的小地震,其应力降高于震后相应地区小震的应力降,与此相应,震源尺度则震前比震后要小。（2）震前沿北东向断裂带应变能积累的范围大于余震分布区域,显示出北东向的构造运动在海城地震孕育过程中起了重要作用。（3）震前,海城地震震源区周围介质强度较高,Q值分布比较均匀,约为500-600;震后,在震中西南方向上Q值明显减小,约为180。 文中还初步提出了分析小震群震源参数,结合区域地质构造的特征,以及其他前兆现象预报未来大地震的可能性。     

鲜水河断裂带跨断层变形分析和数值模拟

鲜水河断裂带积累了20多年的跨断层变形资料, 如何解释这种变形是一个重要的问题。 该文采用了弹性上地壳覆盖在粘弹性Maxwell体之上的模型。 炉霍1973年M_S7.6地震按该粘弹性模型计算的震后形变曲线能够在很大程度上解释实测观测结果, 显示与一些断层(如圣安德烈斯断层某些段落)存在缓慢蠕滑而无大地震发生不同, 鲜水河断裂带观测到的跨断层变形, 有相当一部分可以用大地震后的粘弹性变形来解释。 当然, 计算得到的震后粘弹性形变幅度同跨断层短基线和短水准的实测形变幅度比较还存在一些差异, 不能完全解释, 表明了大陆断层活动的复杂性, 并值得进一步深入研究。     

岩石圈结构对大地震震后形变的影响——以1976年唐山大地震和2001年昆仑山大地震为例

大地震发生之后通常会诱发一系列的余震序列,对比1976年M_S7.8唐山大地震和2001年M_S8.1昆仑山大地震周边区域的地震事件可以看出,唐山大地震余震活动时间要明显长于昆仑山大地震余震活动时间.余震序列往往与震后形变密切相关,而影响震后形变的因素不仅与地震发震断层和震级有关,同时与岩石圈的结构有关.考虑到唐山大地震的发震区华北地块和昆仑山大地震的发震区青藏高原有着较大的岩石圈结构差异,本文采用PSGRN/PSCMP软件计算了岩石圈分层模型的大地震同震和震后形变,分析了地壳弹性模量、弹性厚度以及黏滞性系数对同震和震后形变的影响,进而讨论了影响唐山地震和昆仑山地震余震序列差异的原因.计算结果显示,震后形变会在黏弹性效应的作用下逐渐调整,震后形变的持续时间与地壳弹性模量、地壳弹性厚度和下地壳黏滞性系数有关.上地壳和下地壳弹性模量越大,震后形变达到稳定值的时间越短,弹性模量对震后形变稳定值影响很小.地壳弹性厚度越大,震后形变达到稳定值的时间越短,当断层面底端深度小于地壳弹性厚度时,地壳弹性厚度的增加会引起震后形变稳定值的减小;下地壳厚度对震后形变达到稳定值的时间和稳定值基本无影响.下地壳黏滞性系数越大,震后形变达到稳定值的时间越长,反之亦然.结合唐山地震区的华北地块和昆仑山地震的青藏高原深部结构发现,两者之间的上地壳弹性模型差别不大,唐山地震区地壳弹性厚度略大于昆仑山地震区,但昆仑山地震区下地壳黏滞性系数明显低于唐山地震区.这些因素均决定了昆仑山地震的震后形变持续时间短（余震时间序列短）而唐山地震的震后形变持续时间长（余震时间序列长）.由此可见,岩石圈结构差异可能是导致唐山地震和昆仑山地震余震序列差异的主要因素之一.     

由地震活动参数分析龙门山-岷山断裂带的现今活动习性与强震危险性

根据最近28年的区域台网地震资料,利用b值空间分布及断裂带分段的多地震活动参数值的组合方法,结合历史强震背景,分析了沿川北龙门山-岷山断裂带不同断裂段的现今活动习性,并初步判别出了潜在的强震危险段落。研究结果表明:龙门山断裂带中-南段存在6个具有不同现今活动习性的段落,其中,绵竹-茂县段处于相对高应力背景下的频繁中-小震活动状态,被认为是龙门山断裂带上未来最可能发生强震的地段;江油-平武段处于相对高应力背景下的稀疏中-小震活动状态,未来有可能发生中强地震。而岷山断裂带中的岷江断裂段和虎牙断裂段,以及叠溪隐伏逆断层地区均具有相对偏低的应力水平,可能与其不久前分别发生过大地震和强震有关,未来不太长的时期内复发大地震的可能性较小。     

祁连—海原断裂带强震库仑应力演化特征研究

研究祁连—海原断裂带及其附近区域自1920年海原M_S8.5地震后至今发生的6次M_S≥7.0强震间的相互触发关系,基于Burgers体构建粘弹性介质模型,模拟同震和震后库仑应力的演化过程;进一步针对祁连山北缘断裂带、西秦岭北缘断裂带及六盘山断裂带3条主要断裂带,分别计算自1920年至今6次强震在这3条断裂带上近百年尺度的应力累积。结果表明:1927年古浪M_S8.0地震受到1920年海原M_S8.5地震同震和震后库仑应力的共同加载,1954年民勤M_S7.0地震和1990年共和M_S7.0地震均受到之前发生强震的库仑应力的累积加载影响;西秦岭北缘断裂位于6次强震震后的综合累积应力卸载区,六盘山断裂带则位于累积应力加载区。研究强震间库仑应力演化特征及其对周围断裂带的较长时间尺度的累积影响,需要合理考虑粘弹性松弛效应下的震后库仑应力的累积作用,也可结合地震活动性进一步为明确危险断层段提供合理的参考。     

广西主要断裂带中小地震震源参数研究

选取广西数字地震台网记录到的2007~2013年广西主要断裂带2.0≤ML≤5.0地震事件,在已求得本地区非弹性衰减系数和台站场地响应的基础上,计算得到90个位于主要断裂带及附近的中小地震震源参数,并分析研究其相互间的标度关系和应力降空间分布特征。研究结果表明:广西主要断裂带上的中小地震的地震矩在1.10×1012~1.20×1015N·m之间,应力降在0.032~15.44MPa之间,震源半径在87~510 m之间;地震矩、应力降均与近震震级存在正相关,地震矩与震源半径存在正相关,拐角频率与地震矩存在负相关;应力降值主要分布在1~10 MPa之间,占58%,主要分布百色—合浦断裂中段以及与桂林—南宁断裂交汇区域。Δσ1.0 MPa(低应力降)的地震占37%,主要分布在桂西北地区。Δσ≥10 MPa(高应力降)地震主要分布在桂东南且历史上曾经发生过5级以上地震的原震区及附近,反映了原震区及其附近仍具有高应力背景。     

利用断层应力积累探讨大地震发生的地点——以日本2011年东北9级大地震为例

大地震在哪里发生是地震预报首先要解决的问题.利用反演GNSS观测数据得到的2011年日本东北9级大地震前7年(2004-2010年)断层上的应力变化,我们发现了这次地震断层的孕震区.为了进一步研究该孕震区的演化过程,本文继续反演这次大地震在1997-2003年间的断层应力变化过程.通过这两期的反演工作,我们看到,在这1...     

郯庐断裂带及邻区深孔地应力测量与地震地质意义

郯庐断裂带是中国东部大陆一条深大断裂带,也是规模最大的第四纪活动构造带和地震活动带,断裂带及邻区现代构造应力场明显控制了活动断裂的运动方式、活动强度和地震活动等,深入研究郯庐断裂带及邻区地壳浅层应力环境,对于探讨断裂带现今活动性无疑具有重要的科学意义.在总结前人研究成果的基础上,本文首先依据郯庐断裂带及邻区(山东-环渤海-辽宁)6个600~1000 m深孔地应力实测数据,初步揭示断裂带及邻区地壳浅层应力分布规律,并分析其在不同构造部位之间的差异;其次,结合研究区已有其他基础应力数据(震源机制解、钻孔崩落、应力解除及断层滑动矢量反演数据等),详细分析断裂带及邻区现今构造应力场及其对断裂活动方式的影响;最后依据库仑破裂摩擦准则,从力学角度分别探讨不同的应力状态和摩擦强度对郯庐断裂带山东、渤海及辽宁段现今活动稳定性的影响,同时参考断裂带及邻区近代地震活动分布特征,积极探索活动断裂带附近深孔地应力测量在地震地质研究领域中的应用思路.     

广西主要断裂带中小地震应力降特征分析

选取广西数字地震台网记录到的2007年至2013年广西主要断裂带ML≥2.5地震事件,采用Atkinson方法反演得到介质品质因子Q值,采用Moya方法得到各台站场地响应,在此基础上计算得到90个位于主要断裂带及附近的中小地震应力降,并对其应力降空间分布特征进行分析。研究结果表明,应力降值主要分布在1~10 MPa之间,占58%,主要分布在百色—合浦断裂中段以及与桂林—南宁断裂交汇区域;小于1.0 MPa(低应力降)的地震占37%,主要分布在桂西北地区;10 MPa及其以上的(高应力降)地震主要分布在桂东南,且历史上曾经发生过5级以上地震的原震区及附近,反映了原震区及其附近仍具有高应力背景。