慢地震慢前兆的机制研究

通过岩石高温高压破裂实验与有机玻璃破裂试验的应力—应变曲线对比、地震波形记录(观测资料)与试样破裂波形(实验资料)对比、地震前后定点应变与主破裂前后应变形态变化的对比，认为慢地震是临界或亚临界破裂或预先滑动所致，是低频应变波动。它是材料屈服、弱化或塑性变化的必然结果。而慢前兆则是临近大地震(大破裂)前出现的诸如形变、低频地震波(破裂弹性波)等的短期及临震前兆现象，它比较可靠。但由于许多岩石主破裂前并无明显的临界破裂或预滑动现象，也并非所有岩石都一定出现明显屈服，所以也并非每个地震前都有慢地震，因此，也就不一定都出现低频波动。从而，也并不一定都出现相同的短期、临震前兆现象。     

破裂速度和地震

设计了一个二维脆性玻璃板的破裂模拟实验,以研究脆性介质的破裂传播过程。从实验中,发现破裂的传播有两种截然不同的方式,一种是破裂速度极缓慢的蠕裂,另一种是破裂速度极快的崩裂,它们之间相差7个数量级。 联系实验中的破裂现象和地震及崩塌现象,认为:在地震破裂过程中,尤其前、主震之间,很可能存在蠕裂过程;在大规模崩塌之前,也可能存在蠕裂过程。     

大尺度花岗闪长岩试件缓慢破裂过程的倾斜变化

本文叙述了1986年夏季在四川省西昌地震中心站进行的岩石膨胀破裂试验及伴随试件缓慢破裂过程的倾变观测结果。岩石主破裂前的异常倾变及破裂时的倾斜阶跃,较好地印证了实际地壳倾斜观测中记录到的一些现象(地震前兆、同震阶跃等)。文章还对“尺度效应”等问题进行了讨论。     

1932年昌马地震破裂错动过程的初步探讨

以1932年12月25日发生在甘肃省境内祁连山西部的昌马地震(Ms=7.5)造成的宏观地表破裂带的调查与分析为基础,结合有关断裂活动的资料与室内模拟实验结果,本文着重探讨昌马地震发震断裂的构造演化及其应力集中部位的破裂错动过程。从宏观的角度提出了多破裂错动起始点的昌马地震断层模式     

地震序列类型的岩石破裂实验研究

采用花岗岩和砂岩拼合的岩样，做单面直接剪切破坏实验，并以微破裂信息存储分析系统连续采集信号。通过波形图研究发现，诸如“前破-主破-余破型”、“主破-余破型”、“群破型”、“双破或多破型”、“孤立型破裂”等都有波形记录，而大破裂前的“平静”、“密集”、“低频扰动”及“慢破裂”现象也有波形显示。这些结果与天然地震很相似。几乎所有天然地震的类型和震兆异常都能在声发射破裂实验中得到发现和验证。实验还显示，在低应力阶段破裂类型较单一，但随着应力升高和逼近主（大）破裂，破裂类型越来越多，而且低频成分变多的破裂增多，慢破裂也增多。     

2011年日本MW9.1地震前后破裂区内视应力时空变化

2011年3月11日, 一个 M_W9.1地震袭击了日本本州地区, 为了分析这次地震前后主震破裂区内应力时空变化, 我们选取1996年1月~2016年6月期间发生在破裂区内的563个5.0≤M_S≤6.9地震, 研究了视应力随时间的变化和空间分布。 日本M_W9.1地震前从2002年中起视应力开始呈趋势性上升变化, 到2009年初以0.18 MPa/a的速率从0.6 MPa上升到1.76 MPa, 相差约3倍, 直到地震发生前夕一直保持在1.5 MPa之上。 地震发生之后, 直到2016年6月在破裂区内视应力呈缓慢下降变化, 但仍保持在1.5 MPa之上较高水平。 视应力在地面上和断层面上的分布显示, 1996—2005年间破裂区仅存在个别视应力高值, 从2006年到2011年2月, 破裂区大面积出现视应力高值。 在日本M_W9.1地震发生之后的近3个月内, 破裂区视应力整体处于高值水平, 之后在较高的水平上缓慢减弱。 视应力是地震断层面上平均应力的下限, 视应力的高低在一定程度上反映的是震源断层面上平均应力的高低。 在日本M_W9.1地震前, 发生在破裂区内的地震, 其断层面上的平均应力经历了大约8.5年的趋势上升变化过程。 这次大地震前破裂区所在的地壳应力逐渐增加, 最后导致断层面错动发生日本M_W9.1地震。     

川西理塘活动断裂最新同震地表破裂形成时代与震级的重新厘定

在开展理塘左旋走滑活动断裂带的同震地表破裂实测填图基础上,结合历史地震资料及地震事件测年,对该断裂带的最新同震地表破裂形成年代和震级进行了重新厘定。结果表明:理塘活动断裂带的最新同震地表破裂可分为南、北2段,其中北段最长约25km,最大左旋错动量1.8m;南段最长约41km,最大左旋错动量3.2m。综合探槽揭露的地震事件及AMS-14C测年结果和历史地震资料的分析结果,北段和南段同震地表破裂应为2次地震沿理塘断裂带不同段先、后破裂的结果,属典型的分段破裂现象。其中北段破裂极可能是历史记载的1729年地震活动的产物,而南段由1948年大地震所产生。根据震级和地表破裂长度的经验关系计算结果,前者的矩震级(MW)约为6.7,后者约为7.0。2次大地震沿同一断裂分段破裂的现象表明,该断层带尚未破裂的段可能是未来强震活动的危险地段。     

2012年6月30日新疆新源、和静交界M_S6.6地震的破裂过程

利用IRIS全球台网记录到的远场波形对2012年新源、和静交界MS6.6地震的破裂过程进行了反演,同时,结合发震构造喀什河断裂东段的构造特征和MS6.6地震前天山中段区域应力场状态,对MS6.6地震的可能发生机理进行了讨论。结果表明:1)MS6.6地震破裂持续时间约35s,地震能量主要在前16s内释放。整个破裂过程由2次子事件组成,第1次破裂强度大于第2次。此次地震破裂过程相对简单,具有双侧破裂特征,最大滑移量为45cm。MS6.6地震初始破裂点位于高滑动量区域的边缘,深部主体破裂区以逆冲兼右旋走滑错动为主,浅部以右旋走滑错动为主;2)MS6.6地震的3级以上余震主要分布在主震破裂大滑动量区域的外围或滑动量变化梯度较大的区域,主震发生后短期内余震的震源机制特征与主震破裂面在断层面上产生的滑动矢量分布较为一致;3)新源、和静交界MS6.6地震前,新疆地区逆冲类型的中强地震明显增多,尤其是天山中段,且这些地震的震源机制与区域应力场的状态较为一致。显示了天山中段受构造应力场控制作用增强,进而有利于具有右旋扭错性质的喀什河断裂东段发生右旋走滑运动,这可能是6.6级地震发生的直接原因。     

2010智利莫尔M_W8.8地震对其破裂区及附近地区地震活动性的影响

强震的发生与地壳中应力增加有关。库仑破裂应力被用于研究由于某次强震发生所产生的应力变化。2010年智利莫尔M_W8.8地震发生之后,其破裂区以南地区没有发生M≥6.0地震,而在其以北地区于2015年在智利发生了伊亚佩尔M_W8.3级地震。在这两个地区地震活动性悬殊。本文利用库仑破裂应力研究了2010年智利莫尔M_W8.8地震在这两个地区产生的应力变化。结果表明,2010年智利莫尔M_W8.8地震在其破裂区以北地区产生的应力变化为正值,有利于断层错动发震,而在其破裂区以南地区产生的应力变化为负值,具有抑制断层错动发震的作用。     

区域宽频地震波形反演所揭示的2022年青海门源MS6.9地震震源破裂过程

基于有限断层模型反演方法,利用区域宽频带数据反演了2022年1月青海门源M_S6.9地震的震源破裂过程,并结合地质构造与地震重定位结果判断发震断层走向.综合反演结果表明:此次地震的发震断层走向为WNW向,主要以走滑为主;破裂主要发生在震源两侧,可能存在着双侧破裂,在震后2 s和9 s出现破裂极大值,最大错动量约为1.5 m,位于深度约6km处,发生明显破裂的深度约为16 km,地表破裂长度约20 km;此次地震释放的标量地震矩为1.23×10¹⁹N·m,相当于矩震级M_W6.7,地震能量主要在前15 s释放;发震断层面的倾角为84.6°,接近于垂直,由于破裂范围较大,所以发生明显错动分布的地表投影也长达34 km.