2006年青海玉树地震类型和发震构造分析

2006年7月18和19日在青海玉树相继发生了5.0、5.6和5.4级地震。本文通过玉树地震台记录的地震波形及青海省地震台网监测结果分析该地震事件属于震群型地震;通过现场考察及宏观烈度区、余震分布和震源机制解、区域构造分析认为发震构造为乌兰乌拉湖-玉树构造带。     

巴颜喀拉块体强震活动与2010年玉树7.1级地震的关系

系统地总结分析了巴颜喀拉地块北、东、南边界带的构造特征、各个边界带上的强震活动、部分强震的震源机制解和区域地震活动,从而探讨了2010年玉树7.1级地震发生前巴颜喀拉地块地震活动特征。从2008年玉树地区地震活动变化、巴颜喀拉块体北边界和南边界强震呼应及块体动力学过程进行了地震趋势预测的思考。     

2010年4月14日玉树MS7.1地震对余震的触发研究

研究了2010年4月14日青海玉树7.1级地震产生的静态库仑破裂应力变化对余震及区域地震活动空间分布的影响.在考虑震源区附近区域构造应力场的基础上,由震源区构造应力和主震破裂产生的应力叠加,计算得到最容易破裂的余震断层面,进而计算玉树主震在上述余震断层面上产生的库仑破裂静态应力变化.结果表明,库仑应力变化图像与余震分布较为吻合,说明玉树主震对大部分余震有触发作用.利用相同方法计算了玉树主震对周边更大范围内地震的应力触发影响,发现大部分区域地震活动空间分布与库仑应力变化图像基本一致,中小地震大多发生在正向触发区域,但量值较小.对余震断层面与主震完全一致的情形进行了同样的计算,与前述方法计算结果的对比显示,考虑区域应力场的计算方式所得库仑破裂应力变化图像,能够更好地与余震及区域中小地震空间分布图像相吻合.     

2010年MS7.1级玉树地震同震库仑应力变化以及对2011年MS5.2级囊谦地震的影响

2010年4月14日青海省玉树藏族自治州发生M_S7.1级地震.和传统的板内地震相比,玉树M_S7.1级地震的余震具有数量少、震级大的特点.研究玉树地震主震与余震之间的关系,对于我们了解余震的发震机理具有十分重要的参考价值.本文利用弹性位错理论和分层岩石圈模型,计算玉树地震引起的同震及震后黏弹松弛应力场变化,讨论M_S7.1级玉树地震对余震分布的影响以及与2011年囊谦M_S5.2级地震之间的触发关系.结果显示,玉树地震导致了四处明显的库仑应力增强的扇区,2010年4月13日至6月17日的870次M_L>1.0级余震主要分布于主震破裂面附近区域以及破裂面东北端的应力增强扇区.分析玉树地震对余震分布的影响时,有效摩擦系数以及计算深度的选取对计算结果的影响较小,是否考虑区域构造应力场的影响较大.考虑区域构造应力场时,占总数86.7%的余震位于库仑应力增强区,地震应力触发理论较好地解释了余震的分布.选取囊谦地震震源机制解的两个节面作为库仑应力计算中的接收断层参数,并且考虑不同黏滞系数下的玉树地震同震及震后黏弹松弛效应,模型计算结果均表明囊谦地震位于玉树地震所导致应力影区,仅依靠地震的静态、震后黏弹松弛应力触发理论,无法解释囊谦地震的发生,说明该次地震可能是一次独立的事件.     

2010年青海玉树7.1级地震发生的构造背景及其动力学分析

为了解2010年4月14日青海玉树7.1级地震活动背景和构造背景,探讨其发震的动力学过程,综合历史和现代地震资料,通过对玉树地震发震前的青藏高原东部地震活动特征分析,探讨了地震活动的大尺度时-空图像与玉树地震孕育发生的关系,研究其发震构造、震源机制解、余震分布和余震序列特征,从而综合探讨玉树地震发生的动力学背景和过程.结果表明,玉树地震的发生不是一个偶然事件,而是地震活动和构造运动的必然结果,是地震孕育和地球动力学过程的必然表现.     

玉树和汶川地震前后区域水平形变的空间分布

以1999—2007年和2009—2010年两个时间段的GNSS观测资料为基础, 借助于多核函数解析、 滤波和应变场的无偏算法以及区域无旋转基准, 在运动场连续变化的条件下获得了玉树M_S7.1和汶川M_S8.0地震前后青藏高原东南地域运动与形变场, 并得到如下基本认知: ① 玉树和汶川地震前震源区构造活动在空间和较长时间上明显弱化, 最大正应变和最大剪切应变均处在区域构造活动的最低水平。 ② 与地震破裂相应的旋剪形变最大部位既不位于震源区也不远离震源区, 似乎存在某种协调有序活动, 玉树地震发震构造断裂带基本上处在区域右旋活动与左旋活动的过渡区上, 而左旋活动最大条带却为平行于该断裂带且相距约150 km的东北构造活动区内; 汶川地震发震构造断裂虽处在右旋活动的龙门山断裂带上, 但右旋活动最大条带为平行于该断裂带且相距约200 km的西北活动区内。 ③ 玉树地震震时较大水平形变的范围较小, 汶川地震震后水平形变仍较突出。 ④ 理塘—德巫断裂带的北段及周边地区应给予关注, 面应变为象限分布图像, 最大正应变和最大剪切应变均显示闭锁的迹象。     

甘孜-玉树断裂当江段地表破裂遗迹与1738年玉树西北地震的讨论

对历史记载的公元1738年玉树西北地震的震级及其发震构造目前仍存有争议。卫星影像解译和野外调查发现沿甘孜-玉树断裂当江段分布一条长约75km的左旋走滑地震地表破裂带,其最大同震水平位移约2.1m。综合分析该地表破裂带特征、探槽揭露信息、测年结果以及历史文献记载等资料,认为当江段应为1738年玉树西北地震的发震断层,基于震例类比和经验公式估算该次地震的震级为71/2级。沿甘孜-玉树断裂的历史地震破裂分布显示,玉树段在隆宝镇以西存在近50km长的破裂空段;当江段距1738年地震的离逝时间也可能已经接近其地震复发周期,上述两个段落未来均存在大震危险。     

2010年玉树地震的构造环境、历史地震活动及其复发周期估计

2010年4月14日青海省玉树发生了7.1级地震,造成了严重的人员伤亡和重大的经济损失。发生该地震的甘孜-玉树断裂是川滇菱形块体的边界断裂,晚第四纪左旋走滑运动强烈。震中所处的甘孜-玉树断裂中段,震前历史地震活动与东南段相比较弱。本文利用玉树地震的基本参数资料和地震破裂反演结果,综合历史地震法和地震矩率法估算出了玉树地震的复发周期约为200年。     

2010年4月玉树M_S7.3地震序列的断层结构

利用双差定位方法对玉树地震序列2010年4月14日至10月31日间发生的ML≥1.0地震进行双差定位,得到1545个地震的重定位结果.综合分析地震双差定位结果和玉树地震序列中强地震震源机制解,发现玉树MS7.3地震发震构造由北西向和北东东向两条相交断层组成,主震发生在北西走向的甘孜—玉树断裂带上,5月29日的MS5.9余震序列发生在北东东走向的一条隐伏断裂上,两条断裂均接近直立.甘孜—玉树断裂是羌塘地块和巴彦喀拉地块的构造边界,由于羌塘地块和巴颜喀拉地块的差异运动使甘孜—玉树断裂强耦合段应力高度积累,在应变能超过岩石强度时破裂失稳发生了MS7.3地震.主震断层的左旋滑动导致北东东向断层的正应力减小,库伦应力增加,45天后触发了MS5.9余震序列的活动.     

玉树7.1级地震前地震拟合优度异常分析

中强地震孕育过程中,震中周边一定区域内的小震活动会因次级破裂的非均匀性,而在各震级档的比例分配失调,会导致采用古登堡公式拟合时的拟合优度下降.利用该规律,对玉树地震前一定区域内的地震,运用地震拟合优度进行计算,结果表明,在玉树地震前一段时间,震中周边一定区域和青海省及邻区地震拟合优度均表现出明显的下降异常.该方法可为地震监测能力较弱地区的中期地震预报提供参考依据,弥补地震前兆台网分布稀疏的不足.     

2010年4月14日玉树Ms7.1地震对余震的触发研究

This paper calculates the static stress changes generated by the Yushu M_S 7. 1 earthquake in Qinghai Province. On the basis of regional stress,we take account of the static stress change triggered by the Yushu M_S 7. 1 earthquake to find the optimally oriented fault planes,then calculate the Coulomb stress change on the optimally oriented fault plane. The results indicate that most of the aftershocks are triggered by the mainshock. The image of Coulomb stress changes is also in accord with regional earthquakes ( M_L ≥3. 0 ) distribution,but the value is lower than 0. 01MPa. In addition,this paper calculates the Coulomb stress changes in the case that the aftershock fault plane is the same as the main shock. Through comparison,we find that the image of Coulomb stress changes obtained using the "optimally oriented fault"approach is more consistent with the distribution of Yushu aftershocks and regional earthquakes.     

玉树震区及邻近地区壳幔速度结构特征

对获得的玉树震区的人工地震测深资料,利用正演拟合地震测深方法进行处理与计算,获得了玉树震区的地壳速度结构和构造的基本特征。结果表明,不同区域的地壳速度结构在纵向和横向上均具有明显的非均匀性。 地壳呈层状结构,研究区结晶基底界面起伏较大,玉树附近下方较厚达8km左右,在400.0km桩号向北至温泉方向基底结构逐渐减薄为2.5km。基底界面的凹陷、隆起与不同的地质构造单元具有较好的对应关系;地壳厚度由囊谦、玉树附近的72km向南、北逐渐减薄为62km。在200.0～400.0km桩号之间二维速度等值线及壳内界面起伏变化较大,在玉树附近下方莫霍面有一弧形凹陷。     

2010年玉树MS7.1地震同震破裂、余震分布特征及其与构造的关系

针对2010年4月14日玉树发生M_S7.1地震,本文利用InSAR数据给出同震视线向位移确定出的发震断层空间展布,并以该同震位移为约束反演得到主震和最大余震的同震位错分布.结果表明,主震同震位错发生在东玉树断裂,最大余震同震位错发生在西玉树断裂东端;基于位错分布计算了同震库仑应力变化与西部余震集中区地震活动之间的关系,结果反映玉树主震后最为活跃的余震活动可能受控于近东西向的次级断层(走向约为85°),而非玉树主干断裂;玉树断裂带整体呈现为左旋走滑运动,但其具体断层运动形式表现出主干断裂典型走滑运动、走滑断裂间的拉张和逆冲性质的次级运动、次级断裂与主干断裂相互作用下更为复杂的多方向次级断层活动等等不同变形特征,而主震同震破裂与余震空间分布均与这些不同断层变形方式有着密切关系.     

玉树地震产生的位移场和应力场研究

根据2010年4月14日玉树7.1级地震的震源破裂模型及余震目录, 本文计算了玉树地震产生的位移场和库仑破裂应力。 计算结果表明, 玉树地震导致应力变化以破裂带为中心高达正负1000Pa变化, 沿近东西方向应力增加, 巴彦喀喇山主峰断裂、 清水河断裂、 杂孕—楚玛尔河断裂东南段、 称多—曲麻莱—五道梁断裂、 冶多断裂中段, 扎那曲—着晓断裂、 莫云—结多断裂、 杂多—上拉秀断裂西北段处于应力增强区, 冶多断裂中段、 杂多—上拉秀断裂应力增强尤为显著, 高达1000 Pa之多, 应力的增加有利于这些断裂活动性增强。 而沿破裂带方向的断层如甘孜—玉树—风火山断裂带及玉树南—风火山南麓断裂西北段应力减小, 对这些地区后续地震的发生有一定的抑制作用。     

2010年玉树7．1级地震前后气温变化分析

利用距平方法分析了2010年青海玉树7．1级地震前后玉树及周边台的气温变化,结果表明,在玉树地震前,从2001年到2010年,气温存在一个长达10年的趋势上升变化,总升温幅度约1．7℃,地震后气温很快下降恢复到趋势上升前的水平。比较玉树气温与周边气温的变化过程,在玉树地震前后,玉树气温变化与周边气温变化存在明显的差异,初步分析认为玉树气温的异常变化与玉树地震孕育和发生存在一定的联系。     

2010年玉树地震序列ML≥4.0事件震源机制解特征分析

采用CAP方法反演2010年玉树7.1级地震序列前震、主震及余震19个M_L≥4.0事件的震源机制解,19个结果以走滑类型为主,前震、主震的震源机制解十分接近,反映出前震、主震之间密切的联系;震源深度集中在7~12 km,震源最浅（4.5 km）与最深（34 km）的两个余震事件具有明显的逆冲性质,表现出明显的边界特征;19个事件的震中分布在甘孜-玉树断裂北支玉树-隆宝断裂上,目前已经证明该断裂即为玉树地震的发震构造。自SE-NW沿玉树-隆宝断裂走向拉一剖面,观察震源深度沿剖面的变化情况,可看出玉树-隆宝断裂西北段震源深度要大于东南段,该段主要是余震活动的中后期,因此在地震活动的中后期,余震向地壳深部扩展,断裂累积的应变能得到更进一步的释放;P轴方位角优势分布集中在220°~230°,T轴方位优势分布集中在310°~320°,两个优势分布互相垂直性与单个事件的沙滩球应力轴一样,说明玉树地震的震源机制解类型较为简单;玉树周边地区应力场分布比较均匀,并不像汶川周边地区那么复杂,本次玉树地震为巴颜喀拉地块与羌塘块体边界处甘孜-玉树断裂应变能量的正常释放。