下关地区水压致裂应力测量及构造应力状态的研究(英文)

本文报导了下关附近500米深钻孔中的水压致裂应力测量结果。通过原地应力测量发现应力值随深度增加而增大;最大水平主应力方向随深度变化不大,平均方向为北20°东,与红河断裂带呈45°交角。最大主应力及最大剪应力随深度变化的梯度比华北和美国圣安德列斯断层附近的测值大得多。从测得的最大主应力值和最大剪应力值来看,下关地区处于高应力状态,发生地震的危险性是值得引起注意的。     

2021年青海玛多MS7.4地震对周围地区的应力影响

为了探讨 2021 年青海玛多MS7.4地震对后续地震的影响,基于 2021 年青海玛多MS7.4 地震的破裂模型及均匀弹性半空间模型,本文计算了该地震在震中附近主要断层面上产生的同震库仑应力变化,结果表明库仑破裂应力加载区主要集中在东昆仑断裂东段西部、玛多—甘德断裂中段、昆仑山口—江错断裂西段,而库仑破裂应力影区主要集中在东昆仑断裂中段东部、昆仑山口—江错断裂东段、玛多—甘德断裂西段、达日断裂.其次,本文计算了该地震对周围地区造成的水平面应力变化及位移场.位移场的水平分量表明震中西南和东北两侧物质向震中汇聚,而震中东南和西北两侧物质向外流出,从位移场的垂直分量来看,震中西南和东北两侧表现出明显的隆升,而在震中东南和西北两侧表现出明显的沉降.水平面应力在震中的北东-南西两侧(东昆仑—柴达木断块东侧和巴颜喀拉断块西侧)增加(拉张),而在震中的北西-南东两侧(东昆仑—柴达木断块西部和巴颜喀拉断块东部)降低(压缩),在昆仑山口—江错断裂段附近,水平面最小主应力近 NW向,水平面最大主应力近 SW向,在一定程度上抵消了该区域构造应力场(SW向挤压,NW向拉张),结合位移场说明该次地震是在构造应力场作用下的一次正常应力释放.从整体来看,水平面最小主应力和水平面最大主应力的方向分布类似于磁场线的分布,并且两者互相垂直.     

21世纪全球三次MW9.0左右地震的孕育过程研究

系统分析了21世纪以来全球范围内发生的三次M_W9.0左右地震的孕育过程.验证了实际地震孕育过程与岩石力学实验揭示的应力积累过程和后续的临界状态(或亚失稳阶段)特征具有一致性.研究中利用视应力和b值分析构造应力动态变化,以描述地震活动与地球自转之间的相关性的统计检验参量P值评价震中及其附近地区地壳介质的临界状态.得到的结果显示,三次M_W9.0左右地震前震中及附近地区构造应力都表现出明显而连续的增加过程,持续6～10年左右.通过对应力增长期间震中附近较大区域内的b值下降幅度空间扫描,发现震前在破裂区及其附近存在一个b值下降幅度高值区,其相对下降幅度比其他地区都大,反映的是这个地区的应力增加幅度比其他地区都大.低P值(<5%)表示地震活动与地球自转之间的相关性显著,即,与地球自转相关的地震活动所在区域地壳介质处于临界状态.P值随时间变化表明,一般低P值在震前约4年内出现.在P值达到最低值期间,低P值(<2%)在空间上的分布与未来强震震中关联性较好.低P值区是极不稳定区,初始破裂一般在其内及附近发生,这是完全可以理解的.文中也给出了其他一...     

中国近代构造应力场的分区及一些区域特征(英文)

本文总结了近几年来,以改进的水压致裂法,在我国东北、华北、西北和华南的部分沉积岩地区,最深达四千米的二百余测点应力测量结果,并结合震源机制解、地形变、地质和地球物理资料,分析讨论了地应力的空间分布,地震活动区与稳定区的差异,唐山地震前后震源区附近区域应力场的变化以及这些特征的形成与我国周围板块运动的关系。初步研究结果表明,(1)这些地区普遍存在以水平压应力为主的构造应力场,最大主应力方向在我国的东部地区为近东西向,在西北地区为近南北向。(2)深部水平主应力均与深度呈线性关系。(3)垂向主应力一般介于最大与最小水平主应力之间,断层活动多为走滑性质。(4)水平各向应力存在差异性,最大为最小水平主应力的1.2～1.7倍。(5)平均水平主应力与垂向主应力的比值分布,约在二千米深度逐渐从分散转向收敛。地震活动区和稳定区由于水平向驱动力的作用不同,这个比值呈现大于1与小于1的不同特点。(6)地震活动区和稳定区的断层滑动系数亦有所差异,前者在一、二千米深度易于滑动,后者在三、四千米以上深度易于滑动。(7)最大剪应力随深度增加相当缓慢,其梯度低于垂向主应力梯度近一个量级,地震活动区和稳定区的梯度差别达1.5倍。(8)震源区外围附近的区域应力场,大震前呈现的变化为:区域应力场受到     

从水压致裂结果讨论华北地区构造应力场

本文分析讨论了华北地区的应力场,认为本区深部水平应力东高西低。平原区各测点的水平主应力值是深度的线性函数,鄂尔多斯隆起区的水平主应力值随深度的增加而增大。平原区500米深度以内至今仍表现为引张性质。 京津唐渤地区,深部最大水平主压应力方向为北东东向或近东西向。30米深度以内,应力方向比较分散,30米以下,随深度增加,主应力方向有旋转趋势。 应力改变触发地震的机制,主要是由于最小水平主应力的减小,或两个水平主应力同时减小     

汶川8.0级地震前区域应力场动态研究

利用成都、昆明遥测数字地震波形记录资料,研究大量小震震源机制解和视应力值,分析了区域应力场动态和视应力值的时-空分布.给出川青地块平均应力场方位的时间变化.川青地块平均主应力场的方位在汶川8.0级地震前出现明显扰动,同时,地块力轴张量的倾角变化也很明显.得出2006～2007年川青块体逆冲型地震比例偏高,汶川8.0级地震前区域中小地震震源错动类型发生变化的结果,与区域地形变的分析结果是一致的.根据地震波形全波段计算辐射能量,求得的视应力σapp值揭示区域视应力值的微动态起伏过程与区域主压应力场方位的转折类似,可用于地块蕴震物理过程的探索.从汶川8.0级地震前的中短期视应力σapp值的空间分布看,震中所在的龙门山断裂带是低应力分布区,而相对高视应力则分布在外围地区.这些图像可能揭示了汶川8.0级地震前中短期发震构造附近呈现的闭锁现象.     

湖北巴东5.1级地震前的地震条带异常及视应力特征分析

2013年12月16日湖北巴东发生5.1级地震。对震前的地震条带和视应力进行了分析,结果表明:震前有两条M_L≥3.0级地震条带交汇于震中附近,条带上和条带外的地震地方平太阴时角度都较分散,条带上地震受到的调制作用不明显。震中周围M_L≥3.0级地震的视应力时间变化显示震前出现高值异常,空间分布显示视应力分布具有分区特征,东北部地区视应力明显高于西南部,震中位于高低值分界线附近。     

汶川MS8.0地震前后龙门山及其 邻区构造应力场时空分布特征

基于2000年7月—2009年6 月龙门山及其邻区的震源机制解资料, 采用Gephart & Forsyth方法, 反演得到了汶川地震前后该地区构造应力主方向的空间分布. 结果显示: 沿鲜水河断裂带及其北部地区, 构造应力场变化显著, 区域构造应力的最大主应力方位由NNW变为NW, 断层错动类型由正断型兼走滑型变为走滑型; 沿龙门山断裂带的构造应力最大主应力方向仍然为近EW和NE向, 但其EW向范围在向NE方向扩张, 其南部汶川地震震中附近异常带范围在收缩. 另一方面, 对上述时间段龙门山及其邻区不同时段构造应力场的反演结果表明, 其构造应力场的特征参数(包括R值、 应力洛德参数μ′以及3个主应力的方位角和仰角等)均从第13时窗开始出现显著变化, 这表明第13时窗(2006年12月—2007年1月)是一个构造应力显著变化的特征窗口. 在该时窗内, 地震能量积累达到一个临界状态, 是汶川M_S8.0地震发生的时间节点.      

2022年青海门源6.9级地震前岩石圈磁场异常变化分析

基于青海及甘肃部分地区2020—2021年2期流动地磁测点的观测资料,获得该地区的岩石圈磁场异常变化,通过研究岩石圈磁场各个分量的变化特征,系统分析2022年1月8日青海门源6.9级地震前岩石圈磁场的异常变化特征。结果表明：(1)门源地震前,震中区域岩石圈磁场各个分量具有较为明显的异常显示。具体表现为：震中区域附近岩石圈磁场变化的水平矢量具有方向转向及幅值弱化的异常变化现象;垂直矢量方向出现明显的南向、北向对冲的异常现象;磁偏角在震中附近具有“0”变线和高梯级带分布;总强度和垂直分量在震中附近具有“0”变线分布,并发生弯曲。(2)依据压磁效应分析,冷龙岭断裂北部岩石圈磁场增大,应力变化主要以释放为主,应力变化应处于较低水平;冷龙岭断裂南部岩石圈磁场强度减小,应力变化主要以积累为主,应力变化应处于较高水平。门源地震前,冷龙岭断裂构造应力调整引起的压磁效应可能是造成震中区域岩石圈磁场异常变化的主要原因。     

1994年9月16日台湾海峡7.3级地震静态库仑应力变化及断裂危险性初步研究

利用1994年9月16日台湾海峡7.3级地震震源机制解及滑动分布模型的资料,计算了由台湾海峡7.3级地震造成的静态库仑应力变化.对余震的分布进行了研究与分析,从震后余震的分布与应力场的情况及历史上这一地区的震源地分布的角度对库仑应力的变化进行了分析.结果显示,基于滑动分布模型正演的静态库仑应力变化在距震中相对较远的区域与余震分布的一致性较好,约90％的余震发生在库仑应力增加的区域;在震中附近计算出的库仑应力变化比较复杂,与余震的分布序列并不完全一致.在距震中较远的区域,库仑应力变化能比较好的反映余震的分布,而在震中附近库仑应力变化与余震分布的对应关系则比较复杂.以闽粤滨海断裂带为接收断层计算了其上的库仑应力变化,结果显示其西南段上的应力增加,促使其活动性增强,认为在闽粤滨海断裂带与NW走向的上杭-东山断裂交汇的南澎岛-东山岛海域发生地震的潜在危险性较大.     

唐山地震的孕育与强震的增震作用

唐山地震的孕震构造是唐山菱形块体,在NEE向的区域应力场的作用下,最大剪应力集中在它的对角线上,正好与唐山断裂带相一致,因此成了唐山地震大破裂的始发点.唐山地震前兆演化过程中,有两个显著特点:在空间上有“震中→外围→震中+外围”的转移过程;在时间上有明显的阶段性,前兆异常频次的每一次加速都发生在外围强震发生之后,本文用强震的增、减震理论,推测外围强震的发生对唐山地震的孕育有强化作用,在一个大的区域,强地震的增、减震效应可以形成多个高应力集中区,这些高应力集中区多数都是未来发生强震的地区.     

地震前地电阻率变化十例

本文再给出1976年7月唐山地震以外的我国10次地震前地电阻率(ρ_x)变化的震例,其中包括 M≥6的强震震例5次.每次地震前震中附近均有二个以上的台记录到(ρ_x)值同步变化.部分震例还对比给出地电阻率台附近测地基线的资料.发现不少地震前震中区浅层的(ρ_x)值有下降现象,这与唐山震例[1,2]相似,但也记录到(ρ_x)值上升或反复升降的例子.目的只是为了提供和积累更多的现象.因为一次大地震前,在震中附近设有地电阻率观测台而有记录的机会,就全世界来说尚是极少的.尽管这种变化仅局限于地表以下的浅层.      

地震前兆模糊分维特征的研究

本文利用模糊分维公式计算了大同6.1级和5.8级地震前震中及附近地区前兆观测资料的模糊维数。结果表明,震前前兆观测资料的模糊维数明显下降,且震中位于降维最大的地区附近。唐山7.8级地震前,短水准观测资料也有类似的情况。     

唐山大震前后震区构造应力场的光弹性模拟实验

本文根据唐山震区的地质构造模拟制作光弹模型,以N60°E方向加压进行唐山震前应力场的光弹性模拟实验。用打孔的方法模拟强震的应力释放。实验结果表明:1.在N60°E方向压缩时,唐山—丰南一带、滦县、野鸡坨和卢龙等地区是最大剪应力集中区,与唐山7.8级、滦县7.1级地震及强余震的震中分布基本吻合。说明唐山大震及余震的发生是近东西向压应力场作用的结果。2.当唐山7.8级地震应力释放后,震前具有高应力背景值的其它地区,应力进一步加强。说明唐山地震的发生导致了应力场的重新调整,增强了强余震发震的动力条件。3.实验结果证明,在断裂带两侧、端部或几条断裂的复合部位,其主应力方向与区域应力场的总体方向比较,大致有10°～25°的偏转。强震的应力释放导致震中区附近的主应力方向与震前相比也发生约10°～20°的偏差。     

强震水化学前兆场特征

研究了唐山、松潘两次７级以上强震的水化学前兆场特征。结果表明，两次强震水化学前兆场有相似的特征。在震源区，水化趋势性异常和短临突变异常所占的比例大，远离震源区所占的比例小，且有逐渐减小的趋势；在震源区，水化趋势性异常起始的时间早，远离震源区异常起始的时间晚，趋势异常的形态均为逐渐升高。水化学前兆场的形成与区域应力场有关，但与震源应力场关系密切，可能起主导作用的是震源应力场。     

1976年唐山地震前后的重力变化和震区莫霍面的变形

本文分析了1976年唐山地震前后十年的流动重力测量资料及其观测精度,通过降噪试验和可靠性分析,证实了重力趋势性异常变化的存在;分析了引起重力变化的物理因素,采用时域带通滤波的方法对资料进行预处理,用样条函数求得了重力测值的拟合曲面和分析区域等间距网点异常变化值,借助于窗口滑动求均方法滤去浅部短波长密度扰动的重力效应,根据剩余重力异常场作约束反演,发现震前、震时和震后该区莫霍面附近岩层可能出现过变形,尤其是震前数年,变形幅度可能更大。看来,莫霍面附近岩层的变形可能是造成壳内应力集中并孕育唐山地震的重要原因。      

1976年唐山地震前土层水平最大剪应变的时空分布

土层应变仪观测网的观测结果表明:土层水平最大剪应变在唐山地震前有异常,异常后便发生了主震;异常时间等值线从震中向外围传播,其传播速度为每天0.1—6.6公里,从震中区向外围加快,以沿着通过唐山主震震中区的北东和北西向断裂带的传播速度为最快;最高等值线圈闭震中或在震中附近     

1975年海城地震与1976年唐山地震前后的重力变化

1975年2月4日海城7.3级地震前后在震中以西不远的一条长约250公里的北西—南东向剖面上进行了五次重力测量,震前三次,震后两次.剖面上相邻两个测点的重力差的测量均方误差小于40微伽.自1972年6月至1973年5月的一年期间的三次观测结果表明,剖面东南段重力值显著下降,最大达352微伽.地震以后,1975年3月的第四次重力测量发现,剖面东南段的重力值回升到第一次测量时的水平.1975年7月的第五次测量则表明剖面东南段的重力值继续上升.1976年7月28日唐山7.8级地震前后也观测到重力的变化,不过地震前重力是增加而不是减少.震前和震后,在震中以北不远的一条长约270公里的东西向剖面上各进行过两次重力测量.结果表明,主震后整个剖面,特别是靠近唐山的那些测点的重力也有逐渐恢复到震前第一次测量时的数值的趋势.由这些结果可以看到,重力的变化与地震的发生似有密切的关系.根据重复大地水准测量资料估计的地面高程变化所能引起的重力变化远比所观测到的变化为小.因此,我们推测某些大地震可能与地壳和上地幔内的质量迁移有关,认为所观测到的重力变化大部份是质量迁移引起的.我们对质量迁移的重力效应作了理论分析,但是,对迁移的物理过程我们还很不清楚.      

应力对岩石中孔隙流体压力的影响和地下水位震前异常变化机理.

在不同的围压和初始孔隙压力作用下,对孔隙岩石试件进行了不排液的三轴压缩试验,观测了轴向应变和孔隙压力随差应力的变化.试验结果表明:在低差应力下,孔隙压力随差应力的增加而增加.在中等和高差应力下孔隙压力随差应力的增加而降低.在高差应力下,孔隙压力也会随差应力的大幅度降低而升高.基于上述试验,假定地下水位的震前异常变化是地壳岩石中差应力变化的反映.根据这种假定解释了唐山大震前震中及外围地区地下水位异常变化的特征.      

唐山7.8级地震的地壳垂直形变

本文根据1976年唐山7.8级地震前后的水准复测资料,研究了这次地震前后大面积地壳垂直形变的特点。结果表明,在震前震中区地壳运动有一个长期缓慢运动-活跃-“平静”-发震的过程。地震前后的地形变资料表明,地壳形变与地质构造有密切的关系,震后形变与以往强烈地震的震后形变具有某些共同的特点。