汶川地震序列b值的分析研究

采用Aki等（1965）和Shi等（1982）计算b值及标准差的方法,分析了2008年5月12日～2008年8月31日四川地震台网所记录到的汶川地震序列ML≥2．0地震的b值,在空间、时间以及随震源深度的变化特征。结果显示：汶川地震序列b值在震源区上分布是非均匀的,但基本在[0．5,0．9]之间变化,震源区的中段b值高于两端;同时发现,几次M≥6．0余震都发生在b值较低的区域内;震源区b值具有随震源深度增加而减小的趋势,在20km左右处,减小的趋势最为明显;随着时间的推移,b值波动变化幅度逐渐减小,周期变大。     

汶川地震前的b值变化

Gutenberg-Richter定理给出了地震频度随震级的分布特征.大量研究表明频度-震级关系的斜率（b值）在大地震孕育的过程中会出现减小.为了考察b值在汶川地震孕育过程中的时间演化特征,本文尝试基于破裂断层选取研究区域,考察了2000年1月至2008年4月间,汶川地震（M_S8.0）破裂区的地震活动性,并对该区域b值的变化进行了探讨.结果表明,在2005年中至2006年底,地震月频度及季度频度有一个较明显的下降.b值从2002年始至地震前呈现出一个长期趋势性减小;在地震前约半年,出现快速、显著的下降.b值的这一时间变化特征与其他研究者报道的日本东北M_W9.0级地震前的b值变化特征具有很高相似性,可能反映了大地震准备过程中的应力变化.以上结果有益于认识和理解大地震孕育演化过程,同时也表明b值在中长期地震灾害评估中具有潜在价值.

     

地震b值研究进展综述

地震b值是迄今为止地震活动性研究中应用较多的重要参数。介绍了b值的基本概念、计算方法、物理意义和不同断裂所主导的构造区域b值显著不同的观点,并简要叙述b值在强震地点判定、地震震级预测以及强震超越概率预测的相关应用,最后对未来b值综合性研究进行展望。     

邢台地震b值的深度变化特征分析

对1966~1984年邢台地震目录进行了整理,应用基于MATLAB的Z-MAP软件分析了地震目录的完整性,将目录划分为地震活跃时段、地震活动过渡时段、地震活动相对稳定时段。主要分析了各时段地震深度b值、沿断层深度剖面扫描b值,根据深度b值变化对邢台地震演化特点进行了分析。     

江淮地区地震精定位及b值随深度的变化研究

使用双差地震定位法,利用安徽及邻省50个地震台站记录的1976年到2008年的551次M_L≥2.3地震,其中初始定位有205个无深度数据,包括数字化资料和传统的模拟资料,共5464条P波走时资料。经重新定位后得到其中468次地震的基本参数。重新定位结果显示了本地区较精细的震中分布图像和震源深度剖面图像,震源深度优势分布在6—10km,平均深度为10km,部分震中位置与震源深度变化较大的地震向断裂带靠近。基于地震精确定位结果,系统地计算了不同深度段的b值,发现研究区b值随震源深度的增加具有系统减小的趋势,且在地壳10km左右的减小趋势最为突出。表明江淮地区的地壳分层结构相对明显,在地壳浅部(0—10km)以小震为主,大地震较少,故b值高;而在深处(10—25km),大地震相对较多,b值减小。这一现象的背后物理机制可以从地壳介质复杂程度与应力状态的变化得以解释,破裂易于在地壳介质相对均匀、岩石静压力较高的地壳深处成核形成大地震。推测江淮地区未来强震多发生在10km以下的地壳深部。     

小滇西地区M≥5地震前b值时空变化特征

同时使用完整地震目录和去余震目录,采用最大似然法对小滇西地区进行b值时空扫描,研究该地区M≥5.0地震前b值的时空变化特征。结果显示:2种地震目录b值时间曲线的整体变化趋势无明显的差异,去余震目录的空间扫描结果低值异常更加突出;小滇西地区M≥5.0地震前,b值随时间变化趋势呈现出多样化的特征,但是75%的地震发生之前,该地区处于低b值状态;该地区M≥5.0地震均发生在低b值区域或者高低b值过渡地区。另外,在不同空间尺度的b值时间曲线中,均发现了较长时间的低b值现象,尽管起始时间不同,但是结束时间相同,分析认为该现象可能是2014年盈江M6.1地震的前兆异常。因此,小滇西地区低b值是本区M≥5.0地震的一个异常指标,可以根据空间扫描的低b值地区确定未来可能的震源位置,但是b值无法单独作为一个临震指标,需要与其他地震活动性参数联合使用;b值时间曲线上的长期低值,可能是较大地震的前兆异常。     

汶川、 芦山地震前后四川地区应力场时空演化

基于四川地区2000年1月~2014年6月M_L≥3.0地震震源机制解, 首先分析了四川地区各次级地块和不同断裂带的地震震源机制类型及整体应力场特征, 其次以汶川8.0级、 芦山7.0级地震为例, 研究两次强震发生前后四川各次级地块的主压应力时空演化特征。 获得的主要认识为: ① 四川各次级地块的地震震源机制比较紊乱, 反映了块体内部构造的复杂性, 而断裂带的地震震源机制则相对比较单一, 与其运动类型一致; ② 四川各次级地块及断裂带的整体应力方向比较一致, 优势方位呈现NW和NWW向, 倾角接近水平; ③ 汶川8.0级、 芦山7.0级地震发生前, 震中所在的龙门山断裂带中南段及川青地块的主压应力方位均出现过较好的一致性, 而在芦山地震后, 龙门山断裂带及川青、 川中地块的主压应力优势方位则转变为NE向。     

长岛震群b值随深度变化特征

利用双差定位方法对2017年2月~2018年5月长岛震群进行重定位, 根据重定位结果计算长岛震群地震集中活动区域b值在深度上的变化分布。 结果显示: 长岛震群重定位的结果主要表现为北、 南两个地震活动区域。 北部地震活动区域的地震数量多, 时间跨度长; 南部地震活动区域的地震数量较少, 形成时间较晚, 震源深度主要集中在地壳深度4~25 km之间; 长岛震群北、 南两个地震活动区域的b值总体上均随深度增大而减小, 在8.5 km深度左右均存在转折上升的情况。 长岛震群b值的深度变化特征表明, 其应力主要受围岩静压力影响, 受断裂活动影响较小。     

青海玛多MS7.4地震前b值时空变化特征

大量研究表明地震孕育过程中存在相对平静期,该阶段b值会相对下降,b值变化在地震活动性研究中起着十分重要的作用。2021年5月22日青海玛多发生MS7.4地震,为研究地震前b值时空变化特征,本文截取2009年至震前地震目录,将地震目录分为去除余震目录、完整地震目录,对比研究b值变化特征。研究发现,玛多MS7.4地震前1年b值开始低于均值且不断下降,至b值有上升趋势时地震发生,扩大到区域内其它5级以上地震,也符合此规律,地震发生后b值明显上升,短时间内又下降至较低位置,并一直处于较低位置直至下次地震发生;从b值空间扫描结果看,玛多MS7.4地震前,震中位于低b值区域,该位置为b值最低处;通过不同时间段的b值空间扫描结果,可发现玛多MS7.4地震发生前低b值区域向震中不断迁移,表明地震发生前震中附近应力不断集中;b值空间扫描时,完整地震目录掩盖了中强震震中区域低b值特性,去余震地震目录较好的凸显了中强震震中区域低b值特性。     

Depth and region dependence of b-value for micro-aftershocks of the May 12th, 2008 Wenchuan earthquake and its tectonic implications

Micro-aftershocks with magnitude range of 1.5?4 around the Wenchuan earthquake epicenter, the southern part of the Longmenshan fault zone, exhibit good frequency-magnitude linear relationships, thus enabling b-value analysis. The average b-value for micro-aftershocks of M1.5?4 from July to December of 2008 in our local study region is about 0.88, similar to the b-value for all aftershocks of M3.0?5.5 from May, 2008 to May, 2009 along the whole Longmenshan fault zone. The similarity between the local and regional b-values possibly indicates that the southern part of the Longmenshan fault zone has similar seismogenic environment to the whole Longmenshan fault zone. Alternatively, it may also imply that b-values derived from all events without consideration of structural variation can not discriminate local-scale tectonic information. The present study shows that the b-value for the Wenchuan earthquake micro-aftershocks varies with different regions. The b-value in southwest of the Yingxiu town is higher than that in the northeast of the Yingxiu town. The high b-value in the southwest part where the Wenchuan earthquake main shock hypocenter located indicates that the current stress around the hypocenter region is much lower than its surrounding area. The b-values are also dependent on depth. At shallow depths of < 5 km, the b-values are very small (~0.4), possibly being related to strong wave attenuation or strong heterogeneity in shallow layers with high content of porosity and fractures. At depths of ~5?11 km, where most aftershocks concentrated, the b-values become as high as ~0.9?1.0. At the depth below ~11 km, the b-values decrease with the depth increasing, being consistent with increasing tectonic homogeneity and increasing stress with depth.

     

汶川地震前后地震波速比和视速度变化特征的研究

2008年5月12日在中国四川省境内龙门山断裂带发生了8级巨大地震．在其主震前后随着震源区附近应力状态的改变,地壳介质的物性是否也存在相应的异常变化过程？该问题成为汶川地震研究的热点科学问题之一．本研究搜集和整理了中国地震局四川数字地震台网2001年1月1日-2010年5月31日产出的震相观测报告,和中国地震局地球物理研究所流动数字地震台网2008年5月12日——9月30日产出的震相观测报告,采用多台和达法和多地震联合测定法,根据入选的直达波Pg和Sg的震相数据,重点研究了龙门山断裂及其附近地区的P波和S波视速度的时间变化特征,并与波速比的时间变化特征进行了对比分析．为保证计算结果的可靠性和稳定性,对所收集到的数据进行了较为严格的筛选和限定．研究发现,龙门山断裂及其附近地区,在汶川地震前P波和S波视速度存在4年左右的明显降低过程,到震前约半年出现快速恢复．在震前P波和S波的视速度明显降低的过程中,波速比的低值异常过程仅为2年多,且幅度小持续时间较短．在波速比和视速度异常发展的进程中,进入发震中短期异常快速恢复是两者的共同特征．      

芦山MS7.0级地震余震序列重新定位及构造意义

利用四川省地震台网的震相数据和双差定位方法对芦山M_S7.0级地震及其余震序列进行了精确定位,根据余震分布确定了发震断层的位置和断层面的几何特征,并对余震活动进行了分析.结果显示,芦山M_S7.0级地震的震中位于30.28°N、102.99°E,震源深度为16.33 km.余震沿发震断层向主震两侧延伸,主要分布在长约32 km、宽约15~20 km、深度为5~24 km的范围内.地震破裂带朝西南方向扩展范围较大,东北方向略小,余震震级随时间迅速衰减.震源深度剖面清晰地显示出发震断层的逆冲破裂特征,推测发震断层为大川—双石断裂东侧约10 km的隐伏断层.该断层走向217°、倾向北西,倾角约45°,产状与大川—双石断裂相比略缓,它们同属龙门山前山断裂带的叠瓦状逆冲断层系.受发震断裂影响,部分余震沿大川—双石断裂分布,西北方向的余震延伸至宝兴杂岩体的东南缘,与汶川地震的破裂带之间存在50 km左右的地震空区,有可能成为未来发生强震的潜在危险区.     

b-value and fractal dimension variations in Iran

Iran sits on a region with a high intrinsic level of seismic activity due to its tectonic setting. Through statistical examination of the earthquakes listed in the catalogue from International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES), this research attempted to calculate some seismicity factors and find correlation between them. A preliminary analysis indicated changes in the b-value of the Gutenberg-Richter relationship over the study region. Thus, the study area was divided into five zones (Alborz, Zagros, Azerbaijan, Central and East) and b-value was computed for each zone. Considering faulting mechanism styles and the b-values in the region, it was found that the lowest b-values belong to the thrust events and strike-slip faulting earthquakes have intermediate values. These findings support previous studies. Furthermore, results of b-value calculation were used for the estimation of accumulated differential stresses (σ₁–σ₂) over each zone. Overall, the b-value for Iran is averagely low which signifies the high stress tectonic regime in this region. Also, by having calculated fractal dimension (D) in each zone, a correlation obtained showing that in Iran region, the b-value correlates to fractal dimension by D = 4.2b–2 relation which does not support Aki's (1981) speculation of D = 3b/c.     

蒙宁交界区b值时空变化特征

选取1970—2019年蒙宁交界区中国台网中心地震目录,结合研究区地质构造,分析震级与地震频次以及时间与地震频次的关系.利用极大似然法,设定不同的窗长和步长,对研究区进行b值时空扫描,对比b值时间曲线,发现某些中强震发生在b值下降到异常水平然后上升的过程.采用矩形窗和圆形窗分别进行空间扫描,对比发现,研究区低b值分布在...     

汶川8.0级地震前后四川及邻区构造应力场研究

收集整理了四川、云南、重庆3省市的数字地震波记录资料,反演该区域的中小地震震源机制解,并利用这些结果采用力轴张量法计算给出5个主要构造带(区)在汶川8.0级地震前后的平均应力场.对比汶川地震前后各主要构造带(区)应力场的状态发现,龙门山构造带南段、鲜水河构造带南段在汶川地震前后局部应力扰动明显,即震后平均应力场方位扰动值相对变化较大;鲜水河构造带南段、龙门山构造带南段和华蓥山构造带中段震后逆倾型地震明显减少.分析认为,这是巨大地震前后大范围地壳应力状态变化或调整的一种反映.     

MS8.0汶川地震对MS7.0芦山地震成核失稳的影响

依据速率-状态依赖性摩擦本构关系,并结合中下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应,以震后库仑破裂应力变化和同震动态库仑破裂应力变化的计算为基础,模拟了两种应力变化对芦山地震断层的失稳发震时间的影响,研究了2008年M_S8.0汶川地震与2013年M_S7.0芦山地震之间的触发关系.计算得到,汶川地震在芦山地震震源断层面上产生的动态应力变化的峰值为0.127 MPa;此外,经过近5年中下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应,芦山地震震源断层面上受到的震后应力变化值为0.025 MPa.结果表明,芦山地震的震源断层在应力积累逐渐接近临界状态的某一特定时期内,受到了汶川地震产生的动态应力变化、静态应力变化以及黏弹性松弛效应造成应力变化的共同触发作用,且动态应力的延迟触发作用可能更为显著.最后对芦山地震之后研究区域的应力变化场进行了初步探讨.     

汶川地震前的地磁场日变化特征分析

近来很多学者报道强地震前地磁日变化异常现象.本文利用地面地磁观测台站分析了2008年5月12日汶川ML=8地震前约37天的地磁场的日变化特征,探讨了地震前地下电磁感应磁场的相对变化.分析结果表明:1)在地震之前,成都台(CDP)观测到地磁日变化的形态与其他台站相似,未见与地震相关变化; 2) CDP的Z/H高于周边台站,在4月20日Z/H出现一个最大峰值(>2.5); 3)以4月20日为分界点,成都CDP台站的Z/H与恩施ENS台的Z/H的比值RCDP/ENS先增加后降低,周期越短变化趋势越明显.这些结果间接反映了震前CDP台地球内部电导率的变化信息.     

河套地震带的b值时空变化特征分析

本文以b值作为研究对象,在b值由应力状态和介质性质共同决定的理论框架下,开展了河套地震带的b值时空变化特征分析。选取1970年发生在河套地震带的ML≥1.5地震作为考察对象,运用EMR方法定量检测了最小完整性震级Mc的时序非均匀变化,并根据研究区地震活动实况,确定b值的起算震级为ML2.0。运用最小二乘法进行了b值时间扫描计算,结果显示,b值时序变化较好地对应了研究时段内的中强地震活动、台网分布和余震剔除等变化因素。运用极大似然法进行了b值空间扫描计算,结果显示,河套地震带的b值空间差异可能由地壳介质体性质和应力环境共同引起,相对来讲,b值的构造相依特征更为明显。此外,满足各震级档有足够多的地震样本依然是提高b值计算精度的关键环节。