四川长宁6.0级地震库仑应力变化及其对余震的触发作用

2019年6月17日四川长宁发生6.0级地震,截至8月20日总共记录到3级以上余震64次。此次地震发生在一条北西向的隐伏断层。为分析区域地震危险性,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应力变化,分析长宁6.0级地震的长时间尺度库仑应力演化特征及其对3级以上余震的触发作用。结果表明3级以上余震发生在应力触发区概率达到96.9%。同时计算Burgers粘弹性模型的长时间尺度库仑应力动态变化。结果显示应力触发区主要分布在震区的北北西、南南东、北东东和南西西向,将库仑应力动态演化特征应用到本区地震危险性分析时,重点关注上述应力触发区,为后续余震发生提供地点依据。     

地震应力触发研究

介绍地震应力触发基本理论．从地震静态和动态应力触发、粘弹性模型在地震应力触发中的应用、火山喷发或爆炸与地震触发及地震触发的其它解释等几个方面，综述近年来地震应力触发的研究进展，并对地震应力触发研究近期的发展进行展望．      

动态应力触发的余震

通常认为断层永久位移产生的小“静态”应力变化可以改变附近断层上发生地震的可能性或者说可触发地震(Harris，1998)。许多近场的触发地震，特别是触发余震的研究(Dieterich，1994；Toda，et al，1998；King，et al，1994)，将这种静态变化视为触发因素，并认为它与断层上负载的变化是等价的(Toda，et al，1998；King，et al，1994；Jaume and sykes，1992；Harris and Simpson，1992)。这里我们报道矩震级Mw=7.3的兰德斯地震的余震图象与应力变化的比较，不仅与静态应力做对比，而且与地震波传递的瞬态、振荡应力变化(即，“动态”应力)做对比。动态应力不会永久地改变加载情况，仅能通过改变断层区的力学状态或性质来触发地震。这些被动态弱化的断层在地震波通过后可能破裂，甚至能导致如果没有动态应力就不会发生的地震。我们发现余震和动态应力图象都具有类似的不对称性，动态应力来自于破裂的传播，而静态应力变化没有这种不对称性。先前的研究表明，动态应力在远距离处可促使破裂(Anderson，et al，1994；Gomberg and Bodin，1994；Gomberg，1996；Gomberg and Davis，1996；Hill，et al，1993，1995)，然而本文表明在近处也是如此。     

由同震应力得到的地震危险性--去年发生在印度尼西亚的地震使该地区的地震危险性增加

由于印尼苏门答腊-安达曼地震以及由它引起的海啸造成了大量人员伤亡,与其比邻的巽他海沟俯冲带触发地震的可能性引起了真正的关注。我们已经计算了这个区域以及临近区域——苏门答腊直立走滑断层的同震应力分布,发现两个构造上的应力都增加了,从而极大地提高了原已很大的地震危险性。尤其是这个区域发生大的俯冲带地震的可能性增加,     

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...     

粘弹性应力转移延迟了1999年赫克托矿地震的触发

在某些情况下,由地震引起的地壳应力转移可以加快邻近断层的破裂,并引起地震序列的发生(Stein,et al,1992;King,et al,1994;Deng and Sykes,1996;Harris,et al,1995;Stein,1999)。1999年南加州赫克托矿地震(震级7.1)在1992年兰德斯地震(震级7.3)的7年后,在距其震中仅20km处发生。这表明赫克托矿地震是以某种方式被     

云南禄劝地震对余震有触发作用吗——静态应力触发地震的讨论

采用Okada（1992）计算地震产生的静态应变场的解析表达式，对云南禄劝地震的15次余震，计算了主震在余震节面上产生的正应力和静态库仑破裂应力。分析了正应力和静态库仑破裂应力是否对余震有触发作用。结果表明，主震产生的正应力和库仑破裂应力变化并没有明显的证据“有利于”余震的发生。另外，还比较了运用与主震相同的余震机制和反演得到的余震机制在库仑破裂模型中计算结果的差异。使用反演的余震机制得出的结果稍优于假定余震与主震有相同震源机制得到的结果。     

昆仑山口西8．1级地震的应力触发作用及对周边断层的影响

采用可变滑动震源模型,计算Ms8．1昆仑山口西地震产生的库仑破裂应力变化,解释余震的空间分布特征。以此为基础,分析了此次大地震在周边断层上产生的应力变化及其对地震活动性的影响。结果表明,两个模型和两种方法计算得到的应力变化均呈现相似的分布特征。应力增加区与后续地震活动的对应关系,反映昆仑山口西地震对后续地震活动的触发效应。玛尼断裂带和东昆仑断裂带受应力变化影响最明显。     

云南禄劝地震对余震有触发作用吗--静态应力触发地震的讨论

采用Okada(1992)计算地震产生的静态应变场的解析表达式,对云南禄劝地震的15次余震,计算了主震在余震节面上产生的正应力和静态库仑破裂应力.     

云南禄劝地震对余震有触发作用吗--静态应力触发地震的讨论

采用文献[1]计算地震产生的静态应变场的解析表达式,对云南禄劝地震的15次余震,计算了主震在余震节面上产生的正应力和静态库仑破裂应力变化。分析了正应力变化和静态库仑破裂应力变化是否对余震有触发作用。结果表明,主震产生的正应力变化和库仑破裂应力变化并没有明显的证据“有利于”余震的发生。另外,还比较了运用与主震相同的余震机制和反演得到的余震机制在库仑破裂模型中计算结果的差异。使用反演的余震机制得出的结果稍优于假定余震与主震有相同震源机制得到的结果。     

用断层长度量度板内地震复发间隔及对地震危险性评估的意义

虽然关于一些重要参数值仍存在显著的不确定性，地学家们还一致认为断了从幂次律标度。将这些幂次律标度关系和地震幂次律标度关系结合起来可以用断层长度作为板内地震复发间的标度。     

断层位错引起的应力场变动与地震危险性预测

断层运动引起的应力场影响相邻断层的稳定性, 研究断层相互作用与地震危险性预测有密切关系。按弹性位错理论计算半无限弹性介质中矩形断层错动产生的应力场, 结果表明, 在中国西南与华北地区, 多数后继大地震发生在剪应力Sxy增大和正应力Syy减小区。地震发生概率的增益与作用于断层上的应力增量呈函数关系, 剪应力增加和正应力减少可引起地震触发。定义地震触发活化系数At表示地震活动度变化, At值空间扫描有助于确定具体的危险地点。最后讨论了大范围相互作用问题。      

1937年花石峡地震滑动亏损和后续地震应力触发研究

在1937年花石峡7 1/2级大地震后，沿该地震断裂带上，于1963、1971年又先后发生了7级和6．3级2次地震。这2次地震不仅震中位于1937年地震断裂沿线上，而且所形成的地表破裂也与1937年地震地表断裂重合，断错方式也完全一致。中计算了沿1937年花石峡地震地表破裂带及其延长线上的库仑破裂应力变化，发现2次后续地震都发生在库仑破裂应力变化为正的断层单元上，而且其震级和库仑破裂应力变化为正的断层单元长度有很好的对应关系。这说明，1937年花石峡地震产生的库仑破裂应力变化触发了同一断裂带上的2次后续地震。在1937年花石峡地震地表破裂带东端，有一段库仑破裂应力变化为正、长度大于34km断层单元，这可能是未来中长期6．5级以上地震易发地段。     

静态应力转移及地震触发：看不到应力下限吗？

本研究的主要目标是检验地震触发是否存在更低的阈值.解决这个问题对于理解地震机制及灾害分析来说都是十分重要的。我们通过叠加每个 M≥4.5地震前所有前面的 M≥4.5地震产生的应力变化,求出这种变化的时间函数,从而计算加在1969～1998年间加利福尼亚中部的63个 M≥4.5地震上的累积静态应力变化。我们发现,应力变化量级>10 kPa(>0.1 bar)时,地震破裂时85%的累加应力变化为正,应力变化<10 kPa(<0.1 bar)及<1 kPa 时,70%为正。将这些结果与地震时间或震源机制随机的合成地震目录作比较,说明这种触发的程度几乎不可能在随机目录中找到.因此,我们的结论是,在加利福尼亚中部至今未发现地震触发的应力下限.我们的结果表明,抑制破裂应力变化的时间分布与时间延迟随应力变化增大而加长的理论预测是一致的。     

评地震危险性分析方法

本文对目前我国地震危险性分析中普遍采用的概率方法,即洪华生模型进行了分析和评述。指出上述方法忽略了断层间的相互影响;将未来大震看作小概率事件是对古登堡震级与频次关系的误解;同时,该方法中极值理论的时间概念是不可靠的。     

1992年兰德斯地震对1999年赫克托矿地震的粘弹性应力触发

1999年MW7.1级赫克托矿地震发生在离1992年MW7．3兰德期地震断层仅20km的地方。两个地震相距较近表明，兰德斯地震触发了赫克托矿地震。基于弹性半空间模型，USGS、SCEC和CDMG（2000）的科学家发现兰德斯地震引起赫托矿地震震源处产生了负的库仑应力变化。这一负的应力变化与静态应力触发假说不一致。本文中，我们给出由下地壳的粘弹性流动控制的过程兰德斯地震对赫克托矿地震应力触发的证据。这种粘弹性流动产生了已为GPS和InSAR测量技术观测到的大尺度震后回跳。本项研究的结果是，粘弹性流动明显改变了兰德斯地震后莫哈韦沙漠地区的区域应力场。包括粘弹性流动的演化应力场逐渐使赫克托矿震源处的库仑应力演化到正应力的水平。就在赫克托矿地震前，库仑应力增长超过1bar，使赫克托矿破裂趋近灾难性破裂的边缘。     

关于应力触发地震机理的讨论

应力触发地震问题的研究对于地震机理和预测具有重要的意义。 该文围绕潮汐力触发和地震应力触发问题, 简要回顾应力触发地震的野外观测与研究概况, 综述应力触发实验和模拟取得的成果, 简述新的实验结果, 并在此基础上探讨应力触发地震的机理, 分析取得的进展和存在的主要问题。     

唐山地震序列应力触发的粘弹性力学模型研究

根据前人对唐山地震破裂分布、地壳波速和粘性结构的研究,考虑局部应力场、孔隙流体压力和断层附近软介质的影响,计算了唐山地震产生的,投影到后续大余震断层面和滑动方向上的库仑破裂应力变化。结果表明,随后发生的滦县地震和宁河地震均发生在唐山地震产生的库仑破裂应力变化为正的区域。为研究唐山地震、滦县地震和宁河地震对后续小震的触发作用,根据前人对该地区构造应力场和地震破裂分布的研究,假定构造应力量值为10 MPa,求得了震源附近各处可能的小震震源机制。将上述3次地震产生的应力变化投影到可能的小震破裂面和滑动方向上,发现唐山地震、滦县地震和宁河地震产生的正库仑破裂应力变化的ldquo;蝴蝶rdquo;形分布与后续小震发生的空间分布具有较好的一致性,95%的余震发生在库仑破裂应力变化增加的区域,说明唐山地震序列中前面的大震对后续小震的发生起到了调制作用。该研究结果对大震后余震的危险性快速评估具有一定意义。如果大地震发生后能够快速确定详细的破裂分布和震源区域详细断层及滑动特性资料,本文方法可用来预测未来大余震的发震位置。      

2016年以来门源2次6级地震的应力触发及其对祁连—海原断裂带地震危险性的指示

祁连—海原断裂带是青藏高原东北缘的边界断裂带,调节着青藏高原北东向的推挤和阿拉善地块的东向运动.前人动力学模拟指出,该断层有效摩擦系数可低至0.05,远小于通常在库仑应力计算及相关地震危险性分析中采用的0.4.本文基于库仑应力理论讨论了2016年门源6.4级对2022年门源6.9级地震的应力触发,并讨论了其对青藏高原东北缘地震危险性的指示意义.结果显示：随着有效摩擦系数降低,断层面最大库仑应力加载可达0.013 MPa,表明2016年门源6.4级地震可以增加2022年门源6.9级地震震源区的地震危险性.库仑应力随着有效摩擦系数的降低而增加,暗示祁连—海原断裂带的低有效摩擦系数可以促进2016年门源6.4级地震对2022年门源6.9级地震的应力触发.本文同时给出了祁连—海原断裂带两个库仑应力增强的区域,即西段的托莱山断裂和中段的天祝空段,这两个区域同时也是历史大震破裂空段和断层高闭锁段,预示着这两个断层段未来地震危险性高,值得进一步关注.