海城地震序列的特征

本文对1975年2月4日发生的海城7.3级地震的震前地震活动背景、地震序列和空间分布上的特征进行了研究。 在海城地震的极震区附近,平时很少有地震活动。但自2月1日开始,距震中20公里的营口市石硼峪地震台连续记录到527次前震。这些前震的震中位置很集中,其P波初动符号比饺一致,在时间分布上出现了密集-平静-大震的现象。大震以后的余震很多。 主震极震区的长轴方向与余震分布区的长轴方向和主震震源机制的A节面相一致。由此推测,主震的错动面为北西西走向,可能是高倾角的左旋平移断层的滑动结果。 文中还对临震预报的方法进行了一些讨论。     

在地震孕育和发生过程中共轭断层活动的作用

根据海城、唐山和松潘—平武地震的地震前兆、地震序列和地质构造资料,提出了在地震孕育和发生过程中,不仅主震断层面有明显的活动,与之共轭的另一组断层面也有重要作用。在震中区,前震和余震可能分布于一对共轭断层面上,而不只是局限于主震断层面。地震前兆的分布范围存在于比震中区更为广大的一个区域内,该区内共轭断层网络中的某些断层带常成为前兆异常分布带或集中区。其形成原因可以用区域应力场中应力集中和沿共轭剪切网络所产生的破裂及滑动来解释     

1989年加州洛马普列塔地震前20年的地震活动性

引言洛马普列塔地震前,沿该破裂带至少已出现了20年的地震活动性。洛马普列塔地震前,沿该断层段观测到仅有的异常事件是发生在次级平行的圣安德烈斯和萨金特断层交叉点附近(洛马普列塔主震北北东11公里处)的两次中强地震:1988年6月27日.M=5.0和1989年8月8日 M=5.2的莱克埃尔斯曼(Lake Elsman)地震。本文分析了这一地震活动性的时空分布,试图更多地了解该破裂带的断裂力学和地震孕育过程。洛马普列塔地震前10年期间的地震活动性相对于该震的余震被重新定了位,对此我们提出了下述问题:洛马普列塔地震主震附近有任何前震吗?莱克埃尔斯曼地震与洛马     

1975年2月4日辽宁省海城地震的震源机制

由地震纵波初动符号的资料,求得了海城地震系列中Ms≥4.0的24个地震的断层面解。主震发生于1975年2月4日,它的一个节面走向N70°W,倾向NE,倾角81°;另一个节面走向N23°E,倾向SE,倾角75°。根据余震的空间分布以及地面形变资料选取N70°W的节面为断层面,主震是发生在这个近乎直立的断层面上的左旋走向滑动,略具正的倾向滑动分量。前震及大多数余震的震源机制和主震的相似,有四个Ms≥4.0的余震的震源机制和主震的迥然不同,表现出滑动向量和主震的滑动向量相反的断层错动方式。这种情况的一种可能的解释是主震时在断层的一些地段发生错动过头。 由野外资料及余震的空间分布资料计算了主震的震源参数。主震断层长70公里,宽20公里,平均错距45厘米,地震矩2.1×10²⁶达因·厘米,应力降4.8巴,应变降7.3×10^-6。它是发生在不能积累起较高应力的薄弱地带的一次低应力降的地震。 由地震纵波初动的半周期和振幅的资料计算了81个前震和余震的震源尺度、地震矩、应力降和平均错距。结果表明前震和余震的应力降都比较低,一般在0.1-1巴之间。余震区中有两个应力降相对说来比较高（高于0.8巴）的地区,它们恰好对应于主破裂错动过头的部位。这些结果意味着震前高应力、错动过头、相对高应力降和震源机制反向四者之间     

广西北流—广东化州MS 5.2级地震发震构造探讨

2019年10月12日广西北流与广东化州交界发生5.2级地震,地震发生前2 s,其北西侧发生4.2级前震。根据地震周边47个台站记录到的P波及S波震相走时数据,利用双差地震定位方法获取了104个地震的精定位结果 ,结合4.2级前震的震源机制解及5.2级主震的"中心震源机制解"进行研究探讨,综合分析认为NW-SE向米场—石窝断裂可能是北流4.2级前震和5.2级主震的主要发震构造,前震孕震过程有NEESWW向茶山断裂的参与。而5.2级主震位于米场—石窝断裂与NE-SW向信宜—廉江断裂交汇处,该交汇处应力薄弱且距离前震仅1km左右,推测4.2级前震的发生可能对5.2级地震具有触发作用,5.2级地震发生后余震主要沿米场—石窝断裂的延伸线分布。     

2011年Mw9．0东北近海地震高滑动片区周围的前兆地震活动

根据1923年以来的日本气象厅地震目录,参考以被低滑动区隔开形成两个高滑动（≥20m）片区为特征的滑动分布,研究了2011年Mw9．0东北近海地震之前的地震活动。北高滑动片区的滑动峰值位于海沟附近,而南高滑动片区的滑动峰值位于主震震中东南约40kin处,距海沟约70km。据估计,主震时首先使南高滑动片区发生破裂,然后扩展到更大的邻近地区,包括北高滑动片区。主震之前两天开始的前震活动的震中分布在北高滑动片区的西缘,此处过去90年曾发生过其他比较强烈的活动,例如1981年地震。根据这两个高滑动片区周围的地震活动时空分布图我们推断,2011年东北近海地震是由前震活动触发的,因为前震活动中持续增加的应力可以抵消南高滑动片区的强度,此处之前已经由于2003年以来的一系列周边大地震而变得足够脆弱了。其他主要活动,比如1981年地震,并没有触发如此巨大的地震,主要是之前类似的应力条件还没有具备。南高滑动片区峰值周围形成的环状地震活动图像表明存在极强的片区,这些片区在过去很长的时间并没有由于周围发生大地震而破裂。     

大地震前发生的前震

在时间间隔超过20年的两份全球地震目录里，选取所记录的浅源M≥6和M≥7主震以及M≥5的前震，计算了前震的发生率。当把它们各自的震级差范围作了归一化后，观测到的总比率与以前世界范围和区域范围的研究相似。把观测到的世界范围的比率同根据加利福尼亚小的和中等余震图象的普通地震成丛发生模型进行了比较。把余震模型推广到大主震前的中等前震的情况。总的来说，观察到的世界范围的前震比率超过了推广的加利福尼亚普通模型的2倍。发现由地震的震源机制和区域构造所划分的地震子序列之间，前震比率有很大的有不同，逆断层地震的前震比率高于世界范围的平均值，而走滑断层地震的前震比率低于世界范围的平均值。在逆断层地震之中，大多数位于浅源消减带的地震有高的前震比率，而少数位于大陆的逆断层带地震有低的比率。这些差别或许能解释为什么以前的地质调查发现在加利福尼亚（特别是南加利福尼亚）发生的逆断层为典型的低比率，而世界范围观测的主要是浅源消减带的地震，它们是多前震的。假设这是真的，那么加利福尼亚普通模型或许大大地低估了卡斯凯迪亚地区潜在（M≥7）前震之后发生特大（M≥8）地震的条件概率。在哈佛大学目录里，在已识别的前震-主震对中，震级差与观测范围的均匀分布一致。     

1999年岫岩地震序列研究

用相对定位法对1999年11月29日辽宁省岫岩地区5.4级地震序列的前震、主震和余震进行了重新定位。结果是该序列的主震震源位置为40.538°N,123.026°E,深度为6.958km;重新定位的前震震中分布长短轴差别不大,分布在长轴约1.38km,短轴约1.23km,深度为6～11km的震源范围内,其中4级以上前震明显沿NW向分布,主震位于前震震中NW向分布的东南端;重新定位的余震明显沿NW走向分布,长轴约3.26km,短轴约0.79km,深度为5～12km,余震分布范围比前震分布范围大,主要是后期余震活动向SE向发展的结果。分析表明,1999年岫岩地震序列主要沿NW向分布,这个方向与1975年海城地震序列的NW向分布一致,与海城7.3级主震和岫岩5.4级主震震源机制解NW走向节面一致,也与海城 岫岩震区活动构造方向和岫岩主震的等震线长轴方向一致。并认为岫岩5.4级主震可能被前震触发,这为主破裂成核过程提供了一次实例。     

我国八级大震前的地震活动图象

本文根据我国M≥8级地震的记录资料,研究了它们发生前的地震活动图象,发现主震前明显地存在有地震活动空白区、前兆性震中迁移和前震(包括广义前震)呈条带密集分布的异常图象,并提出了“地震活动空白带”的概念。根据b值和能量释放曲线外推,可以认为8级大地震的发生,是所在活动断裂带(或块体)长期活动的必然结果。     

1989—1999大同地震序列的隐伏断层研究:库仑应力分析和余震JHD重定位

1989年到1999年,大同—阳高地区发生了一系列MS≥5的中强地震.本文基于前人对1989年三次MS≥5地震的震源机制反演的结果,通过建立不同断层模型,利用库仑应力方法,计算前震对于主震,以及前震和主震对于余震的库仑应力触发关系,提出了一种可能的破裂模型,即1989年前震沿北西西方向发生左旋破裂,之后主震和余震沿北北东方向发生右旋破裂.根据这种破裂模式计算得出,前震发生后,主震震源处的库仑应力增加了约2×105 Pa,余震震源处的库仑应力出现下降;主震发生后,余震处的库仑应力出现回升,最后余震处的库仑应力几乎没有变化.基于大同地震台网的近场观测数据,用JHD(Joint Hypocentral determination)定位方法,对1999年11月1日MS=5.6地震后一个月的余震进行重定位,得到一条走向118°,倾角85°的左旋走滑断层,余震的深度分布在5km至20km范围内,显示该断层是隐伏断层.另外提出对主震震中位置约10km的修正.本文对1989年三次MS≥5地震序列和1999年MS=5.6地震余震空间分布的研究揭示该地区存在两条活跃的共轭隐伏走滑断层(1989年主震的北北东方向和1999年地震的北西西方向),并且推断已知的大王村断裂和团堡断裂是地下这两条共轭的隐伏走滑断层构造/地震活动在地表的响应.     

Time Distribution of Immediate Foreshocks Obtained by a Stacking Method

—We apply a stacking method to investigate the time distribution of foreshock activity immediately before a mainshock. The foreshocks are searched for events with M≥ 3.0 within a distance of 50 km and two days from each mainshock with M≥ 5.0, in the JMA catalog from 1977 through 1997/9/30. About 33% of M≥ 5.0 earthquakes are preceded by foreshocks, and 50–70% in some areas. The relative location and time of three types of representative foreshocks, that is, the largest one, the nearest one to the mainshock in distance, and the nearest one in time, are stacked in reference to each mainshock. The statistical test for stacked time distribution of foreshocks within 30km from and two days before mainshocks shows that the inverse power-law type of a probability density time function is a significantly better fit than the exponential one for all three types of representative foreshocks. Two explanations possibly interpret the results. One is that foreshocks occur as a result of a stress change in the region, and the other one is that a foreshock is the cause of a stress change in the region and it triggers a mainshock. The second explanation is compatible with the relationship between a mainshock and aftershocks, when an aftershock happens to become larger than the mainshock. However the values of exponent of the power law obtained for stacked foreshocks are significantly smaller than those for similarly stacked aftershocks. Therefore the foreshock–mainshock relation should not be explained as a normal aftershock activity. Probably an increase of stress during foreshock activity results in apparently smaller values of the exponent, if the second explanation is the case.     

Detailed Distribution of Accelerating Foreshocks before a M 5.1 Earthquake in Japan

—The M 5.1 event (May 23, 1993) which occurred in one of the most active swarm areas of Japan was preceded by foreshock activity. We obtained precise hypocenters of the foreshock-mainshock-aftershock sequences with a temporary seismic network installed just above the source region twenty days before the mainshock. The foreshocks are very unique in their accelerating activity; the acceleration in the number of foreshocks enabled us to estimate the time of the mainshock with time-to-failure analysis proposed by . Although substantial snow remained in the swarm area, we quickly installed the network because the time-to-failure analysis disclosed that the mainshock was impending. The temporary network provided detailed information on both the temporal and spatial distribution of the foreshock-mainshock-aftershock sequences. Foreshocks started fifty days before the mainshock and were distributed linearly at the base of the seismogenic layer with a length of 5 km and horizontal and vertical widths of about 1 km. The temporal change of the number of foreshocks is approximated by a power law, and the time of the mainshock can be estimated by extrapolating plots of the inverse of the daily number of events. An area of seismic quiescence appeared 40 hours before the mainshock and propagated with a rate of 20 m/hour. The mainshock occurred 2 km westward from the primary foreshock area. It was located at the base of the aftershock region. This process can be interpreted as source nucleation; preslip on the fault prior to the mainshock.     

The 2010 M w 7.2 El Mayor-Cucapah Earthquake Sequence, Baja California, Mexico and Southernmost California, USA: Active Seismotectonics along the Mexican Pacific Margin

The El Mayor-Cucapah earthquake sequence started with a few foreshocks in March 2010, and a second sequence of 15 foreshocks of M?>?2 (up to M4.4) that occurred during the 24?h preceding the mainshock. The foreshocks occurred along a north?Csouth trend near the mainshock epicenter. The M _w 7.2 mainshock on April 4 exhibited complex faulting, possibly starting with a ~M6 normal faulting event, followed ~15?s later by the main event, which included simultaneous normal and right-lateral strike-slip faulting. The aftershock zone extends for 120?km from the south end of the Elsinore fault zone north of the US?CMexico border almost to the northern tip of the Gulf of California. The waveform-relocated aftershocks form two abutting clusters, each about 50?km long, as well as a 10?km north?Csouth aftershock zone just north of the epicenter of the mainshock. Even though the Baja California data are included, the magnitude of completeness and the hypocentral errors increase gradually with distance south of the international border. The spatial distribution of large aftershocks is asymmetric with five M5+ aftershocks located to the south of the mainshock, and only one M5.7 aftershock, but numerous smaller aftershocks to the north. Further, the northwest aftershock cluster exhibits complex faulting on both northwest and northeast planes. Thus, the aftershocks also express a complex pattern of stress release along strike. The overall rate of decay of the aftershocks is similar to the rate of decay of a generic California aftershock sequence. In addition, some triggered seismicity was recorded along the Elsinore and San Jacinto faults to the north, but significant northward migration of aftershocks has not occurred. The synthesis of the El Mayor-Cucapah sequence reveals transtensional regional tectonics, including the westward growth of the Mexicali Valley and the transfer of Pacific?CNorth America plate motion from the Gulf of California in the south into the southernmost San Andreas fault system to the north. We propose that the location of the 2010 El Mayor-Cucapah, as well as the 1992 Landers and 1999 Hector Mine earthquakes, may have been controlled by the bends in the plate boundary.     

前震研究进展综述

介绍了当前国内外前震研究领域的一些进展。 对比了不同前震定义条件下前震序列的共性特征, 对几种主要的前震机理及主要的前震识别方法进行了简要综述, 对其特点及存在的问题进行了评述和讨论。 前震指主震之前在主震断层面上、 紧邻主震破裂起始点发生的小地震。 主震发生之前的一系列前震活动构成前震序列。 在不同的前震定义条件下, 具有“直接前震”的震例比例从10%至40%不等。 理论上前震可用级联应力触发或预滑动模型进行解释。 前震空间上主要集中分布在距离主震10~75 km范围内, 但其时间分布形式复杂, 大多发生在主震前1~2天, 部分前震序列的地震活动率显示明显的加速特征, 但许多前震序列单独来看却往往显示主-余型序列的衰减特征。 序列地震震源机制一致、 序列b值偏低是前震序列最突出的特征。 前震的发生与主震破裂形式和构造环境似有一定关系, 在有限的前震震例中, 逆冲型主震似乎具有相对较多的前震。 部分震例的研究结果显示, 随主震的临近, 前震震源深度有逐渐下迁的特点。 到目前为止, 震前很难判定一次地震或一个地震序列是否为前震或前震序列, 所使用的前震识别主要有基于统计类比的方法、 基于震源机制一致及衍生的相关方法以及基于对地震成核过程精细检测的方法。 从现有不多的震例研究结果来看, 尽管地震时空丛集和震源机制高度一致是前震序列的最显著特征, 但却不是判定前震序列的充分条件。 由于成核的破裂扩展速度和滑动位移有随时间较快增大的趋势, 因而基于对地震成核过程精细检测的方法有望在前震识别中发挥更为重要的作用, 但需更多震例进行验证。     

基于Dieterich地震发生率模型分析前震成因的力学机制

前震是地震前兆观测中的一个重要物理量,前震的研究对地震预测的发展尤为重要,前震序列的典型特征包括加速发生的小震与古登堡-里克特定律（Gutenberg-Richter Law）中的b值变小.本文在Dieterich提出的地震发生率模型的基础上,探讨前震发生的力学成因机制及前震-主震-余震时域演化特征.模型分析结果表明,前震震源区断层及其断层周边剪应力加载速率的变化可能是前震发生及地震发生率变化的一个关键原因.由于前震震源区次级断层之间剪应力加载速率受来自主震成核过程中断层自加速滑移的影响升高,从而可导致这些次级断裂的加速失稳,即加速前震的发生.当震源区内由前震所产生的静态应力扰动不可忽略时,应力扰动和主震成核的共同作用也可对后续前震发生率产生影响.当正向应力扰动出现时,后续的前震序列的地震发生率会出现陡增,随后其地震发生率逐渐下降.而当负向应力扰动出现时,地震发生率会出现陡降,然后再次逐渐上升.基于Kostrov模型,本文得到了剪应力加载速率与古登堡-里克特定律中b值的关系式,结果表明前震序列中b值的减小与前震区内的剪应力加载速率的上升有关.     

Using the match-and-locate method to characterize foreshocks of the July 2019 MW6.4 Ridgecrest,California earthquake

The July 2019 M_W6.4 Ridgecrest, California earthquake and its distinct foreshocks were well recorded by local and regional stations, providing a great opportunity to characterize its foreshocks and investigate the nucleation mechanisms of the mainshock. In this study, we utilized the match-and-locate (M&L) method to build a high-precision foreshock catalog for this M_W6.4 earthquake. Compared with the sequential location methods (matched-filter + cross-correlation-based hypoDD), our new catalog contains more events with higher location accuracy. The M_W6.4 mainshock was preceded by 40 foreshocks within ～2 h (on July 4, 2019 from 15:35:29 to 17:32:52, UTC). Their spatiotemporal distribution revealed a complex seismogenic structure consisting of multiple fault strands, which were connected as a throughgoing fault by later foreshocks and eventually accommodated the 2019 M_W6.4 mainshock. To better understand the nucleation mechanism, we determined the rupture dimension of the largest M_L4.0 foreshock by calculating its initial rupture and centroid points using the M&L method. By estimating Coulomb stress change we suggested that the majority of foreshocks following the M_L4.0 event and M_W6.4 mainshock occurred within regions of increasing Coulomb stress, indicating that they were triggered by stress transfer. The nucleation process before the M_L4.0 event remains unclear due to the insufficient sampling rate of waveforms and small magnitude of events. Thus, our study demonstrates that the M&L method has superior detection and location ability, showing potential for studies that require high-precision location (e.g., earthquake nucleation).     

前震研究进展综述

简要介绍了当前国内外前震研究领域的一些进展。对比了不同前震定义条件下前震序列的共性特征,对几种主要的前震机理及主要的前震识别方法进行了简要综述,对其特点及存在的问题进行了评述和讨论。前震指主震之前在主震断层面上、紧邻主震破裂起始点发生的小地震。主震发生之前的一系列前震活动构成前震序列。在不同的前震定义条件下,具有“直接前震”的震例比例从10%至40%不等。理论上前震可用级联应力触发或预滑动模型进行解释。前震空间上主要集中分布在距离主震10~75km范围内,但其时间分布形式非常复杂,大多发生在主震前1~2天,部分前震序列的地震活动率显示明显的加速特征,但许多前震序列单独来看却往往显示主-余型序列的衰减特征。序列地震震源机制一致、序列b值偏低是前震序列最突出的特征。前震的发生与主震破裂形式和构造环境似有一定关系,在有限的前震震例中,逆冲型主震似乎具有相对更多的前震。部分震例的研究结果显示,随主震的临近,前震震源深度有逐渐下迁的特点。到目前为止,震前很难判定一次地震或一个地震序列是否前震或前震序列,所使用的前震识别主要有基于统计类比的方法、基于震源机制一致及衍生的相关方法以及基于对地震成核过程精细检测的方法。从现有不多的震例研究结果来看,尽管地震时空丛集和震源机制高度一致是前震序列的最显著特征,但却不是判定前震序列的充分条件。由于成核的破裂扩展速度和滑动位移有随时间较快增大的趋势,因而基于对地震成核过程精细检测的方法有望在前震识别中发挥更为重要的作用,但需更多震例进行验证。     

唐山地震的破裂过程及其力学分析

由 P 波初动符号资料在 DJS-6机上计算了主震及17个较大余震的断层面解,并按照有限移动源模式测定了主震及三个最大余震的震源参数.主震是发生在一个近似直立的右旋走滑断层上,走向 N30°E,破裂方式为不对称的双侧破裂,以2.7公里/秒的平均速度向北东传播70公里,向南西传播45公里.测定的主震震源参数例如平均位错136厘米,地震矩1.24×1027达因·厘米,应力降12巴等.大多数M_L>5.0的余震是发生在主破裂面附近及主破裂面两端的扩展分支上,该扩展分支位于膨胀符号区并与主破裂偏离80°左右.较大余震的多数亦集中在这两个扩展分支上.本文试图从理论上分析这种断裂扩展的力学特征.对于脆性材料的复合变形情形,破裂不再沿原来平面扩展,而是与原来平面偏离一个角度的另一面内扩展.并提出一个力学模型,计算了断层扩展角,计算结果与观测事实比较吻合.根据以上结果,本文讨论了唐山地震特点及发生的力学条件,认为唐山地震不同于发生在大断层上能用粘滑机制解释的那类地震,它和海城地震类似的是,除水平应力场作用外,还可能有地下物质的变迁,由于这种变迁使局部地壳受到垂直力.它和海城地震不同的是,它发生在一个比较均匀的脆性介质内,因而能够积累能量发生大震而没有前震.      

关于2021年5月滇西漾濞MS6.4地震序列特征及成因的初步研究

2021年5月21日21时48分在滇西苍山西麓漾濞地区发生MS6.4(MW6.1)强震,相关地震活动表现为一个典型的前震-主震-余震序列.本研究分别就该地震序列的构造背景、M1.0以上地震的双差定位、主要地震的矩张量反演和破裂传播方向、应力场反演及断层滑动趋势以及潮汐作用等方面进行了初步分析.矩张量反演结果表明,矩心深...