锦屏一级水电站库区中小地震震源机制解与局部应力场特征

利用四川及邻区数字地震台网2013—2018年的波形资料, 基于CAP和HASH方法反演得到锦屏一级水电站(以下简称锦屏水库)库区及周边M_L≥2.5地震的震源机制解, 根据DRSSI方法计算得到库区局部应力场信息, 结合该区域的地质资料, 从震源机制参数和局部应力场变化等方面讨论了水库加卸载对该区域地震活动的影响.取得的主要认识如下: (1)库区地震活动类型以走滑型为主, 不同加卸载阶段震源机制类型存在一定差异, 库区蓄水前期震源机制类型呈现多样性, 蓄水后期与区域背景场趋于一致; (2)库区应力场最大主应力方向以NNW-SSE向为主, 分时段结果显示, 蓄水后期局部应力场最大主应力方向由NNW向逐渐发生偏转至NW向; (3)库区周边的地质构造和岩性条件有利于库水的渗透, 蓄水后重力载荷和流体渗透的共同作用导致岩体断层面库仑应力的变化, 从而呈现出库区蓄水前后中小地震活跃程度的显著差异特征.

     

2014年11月22日康定M6.3级地震序列发震构造分析

2014年11月22日在NW向鲜水河断裂带中南段四川康定县发生M6.3级地震,11月25日在该地震震中东南约10 km处再次发生M5.8级地震. 基于中国国家数字地震台网和四川区域数字地震台网资料,采用多阶段定位方法对本次康定M6.3级地震序列进行了重新定位; 利用gCAP(generalized Cut And Paste) 矩张量反演方法获得了M6.3和M5.8级地震的震源机制解与矩心深度,分析了本次地震序列的发震构造,并结合历史强震破裂时空分布和2001年以来小震重新定位结果,对鲜水河断裂带中段强震危险性进行了初步探讨. 获得的主要结果如下:(1) M6.3级主震震中位于101.69°E、30.27°N,震源初始破裂深度约10 km,矩心深度9 km; M5.8级地震震中位于101.73°E、30.18°N,初始破裂深度约11 km,矩心深度9 km. gCAP矩张量反演结果揭示这两次地震双力偶分量占主导,M6.3级地震的最佳双力偶解节面Ⅰ走向143°/倾角82°/滑动角-9°,节面Ⅱ走向234°/倾角81°/滑动角-172°. M5.8级地震最佳双力偶解节面Ⅰ走向151°/倾角83°/滑动角-6°,节面Ⅱ走向242°/倾角84°/滑动角-173°. 依据余震分布长轴展布与断裂走向,判定节面Ⅰ为发震断层面,M6.3和M5.8级地震均为带有微小正断分量的左旋走滑型地震. (2) 序列中重新定位的459个地震平均震源深度约9 km,地震主要集中分布在6~11 km深度区间,余震基本发生在M6.3和M5.8级地震震源上部. 依据余震密集区展布范围,推测本次康定地震的震源体尺度长约30 km、宽约4 km、深度范围约6 km. M6.3级主震震源附近的余震稀疏区可能是一个较大的凹凸体(asperity),在主震中能量得以充分释放. (3) 最初3天的余震主要分布在M6.3级地震NW侧;而M5.8级地震之后的余震主要集中在其震中附近. M6.3级地震以及最初3天的绝大部分余震发生在倾角约82°近直立的NW走向色拉哈断裂上;M5.8级地震与其后的多数余震发生在倾角约83°近直立的NW走向折多塘断裂北端走向向北偏转部位, M5.8级地震可能是M6.3级地震触发相邻的折多塘断裂活动所致. (4) 康定M6.3与M5.8级地震发生在鲜水河断裂带乾宁与康定之间的色拉哈强震破裂空段,本次地震破裂尺度较小,尚不足以填补该强震空段. 色拉哈段以及相邻的乾宁段7级地震平静时间均已超过其平均复发周期估值,未来几年存在发生7级地震的危险. 康定M6.3级地震序列基本填补了震前存在于塔公与康定之间的深部小震空区,未来强震发生在塔公至松林口段深部小震稀疏区内的可能性很大.     

区域最小完整性震级时空分布的确定——以龙门山断裂带为例

文中首先介绍了估计M_C的拟合效果测试法,然后采用该方法确定龙门山断裂带及其附近最小完整性震级的时空分布,最后总结和讨论了该方法的优点以及在应用中存在的问题。 研究表明,拟合效果测试法基于G-R关系的幂率分布假设,通过由小到大不断调整起算震级和对观测数据进行拟合,将能最好拟合观测数据的G-R关系的起算震级作为最小完整性震级M_C。 该方法还通过定义一个拟合评价函数来衡量对观测资料的拟合优度。 应用结果表明,龙门山断裂带及其附近地区的最小完整性震级M_C从1970年以来呈现减小的趋势,反映监测能力的逐步提高; 由拟合效果测试法估计M_C值的空间分布,总体上与区域台网理论监测能力的分布相当,但可获得更多的分布细节。 另外,由于拟合效果测试法是一种基于地震活动性的算法,在应用局部地区较短时段的地震资料时,可能会过低或过高估计最小完整性震级M_C。 在计算出M_C的基础上,对研究区进行了b值的时间扫描,结果反映2008年汶川8.0级地震前3~8年,龙门山断裂带及其邻近地区背景小震活动的b值似乎略有升高。     

2008年汶川8.0级地震发生的历史与现今地震活动背景

为了了解2008年5月12日四川汶川M_S8.0地震发生的地震活动背景,本文综合历史与现代地震资料,从南北地震带中段及其邻区的视野研究了汶川地震前1~2千年的强震活动性,以及震前20年的地震活动性背景.结果主要表明：（1）至少在2008年之前的1100~1700年中,龙门山断裂带未发生M≥7的地震,相对其南、北两侧的其他活动断裂带（或段）形成一个地震空区,2008年汶川M_S8.0地震发生在该空区中;（2）17世纪以来,在由龙门山断裂带大部分地区、川北岷江-虎牙断裂带以及甘南文县-武都断裂带组成的巴颜喀拉块体东边界上共发生了12次M=6.5~8.0地震,显示出一个已持续了近400年、逐渐加速的应变能释放过程,2008年汶川M_S8.0地震属于该过程中两次巨大地震之一;（3）汶川地震前20年,龙门山断裂带中、南段不存在背景地震活动的平静,反而显示出比曾经发生过1879年M_S8地震的甘南文县-武都断裂带还略高的地震活动背景水平;（4）2008年汶川地震的强度远远超出龙门山断裂带的历史最大地震,说明仅基于数百年至一、两千年的历史地震记载,远不足以正确评估较低滑动速率的、大型活动断裂带的潜在地震危险性.     

南北地震带中段及周边中强地震序列类型的特征

文中根据南北地震带中段及附近区域1973年以来86次5.0级以上的地震序列统计结果,对地震序列类型和空间分布进行分析,结果表明:1)研究区域内的地震序列以主余型为主(51%),多震型次之(29%),孤立型最少(20%);同一序列类型中,随着地震震级增大,主余型地震所占的比例增加,多震型、孤立型逐渐减少,7.0级以上地震以主余型为主,无孤立型地震;对于不同破裂类型,逆冲型地震中主余型最多,多震型地震更可能为走滑和正断性质的地震。2)主余型和多震型地震序列的主震与最大余震震级的线性关系相对较好;绝大多数地震的最大余震多发生在震后20d内,主余型最大余震集中在震后3d内发生,多震型地震中次大地震集中在震后12d内发生,孤立型地震的最大余震多发生在地震当天。3)地震序列空间分布显示,主余型地震分布相对较广,多震型地震主要集中在川西巴塘—理塘、川东马边—昭通一带、川北松潘和滇西北云龙、姚安、龙陵及附近区域,甘孜-玉树断裂带、鲜水河断裂带NW段及四川盆地等地更易发生孤立型地震。4)地震序列类型的空间分布可能与本区域的地质构造和历史地震活动存在一定的关系。     

小江和曲江-石屏两断裂系统的构造动力学与强震序列的关联性

SN向小江断裂带与NW-NWW向曲江-石屏断裂带是云南地区两个相邻的活动断裂系统及强震发生带.为了了解它们的相互作用及其可能对地震发生的影响,基于活动构造、历史地震、重新定位的小震、GPS站速度与震源机制解等资料进行综合分析,结果表明：（1）小江断裂带西盘（川滇块体）的主动向南运动对曲江-石屏断裂带具有长期强烈的作用;后一断裂带以右旋走滑/剪切-横向缩短/逆冲变形的方式吸收与转换前一断裂带西盘的向南运动.（2）小江断裂带的现代左旋走滑/剪切变形速率由其北、中和中-南段的10～8mma-1减小到南段的4mma-1,速率减小的部分由曲江-石屏断裂带及其附近地区以逆-右旋走滑断层作用和分布式的右旋剪切与横向缩短变形进行调节.（3）小江与曲江-石屏断裂带的构造动力学关系还表现在它们地震活动的紧密关联上：1500～1850年期间小江断裂带及其以北的则木河断裂带完成了一个长达351a的强震、大地震发生序列,显示出应变逐渐加速释放、M≥7事件间隔逐渐缩短、大释放集中在序列中-后期等特征;作为对于这一序列的响应,曲江-石屏断裂带在滞后88a后,发生一个长达383a（1588～1970年）、具有相同加速释放与时间进程特征的强震与大地震序列.（4）至今,小江断裂带已有177a未发生M≥7地震,应注意并进一步研究该断裂带未来的强震与大地震危险性.     

芦山地震前后龙门山断裂带南段视应力研究

利用四川台网数字地震记录资料,计算了2008年汶川地震之后、2013年芦山地震之前5年内,龙门山断裂带南段ML3.0级以上地震视应力随时间的变化,以及芦山M7.0级地震序列的视应力值及其时空分布特征.结果表明：①从芦山地震之前1年的时间开始,龙门山断裂带南段有视应力的上升过程;②芦山地震余震序列视应力存在几次比较突出的视应力与震级相关性的被打破以及视应力的突降异常,且在震后3个小时之后,视应力即有明显下降的过程;③从归准化的芦山地震序列视应力σapp的空间分布来看,视应力高值区域分布在主震的西南方向和整个余震区东南边缘,并且这两个高视应力区正好分布在该断层面与华南地块紧密接触的边缘;④主震西侧有一片视应力相对较高的区域;⑤主震以北区域的视应力则相对较低.     

柯坪塔格断裂带重复地震识别及其时空特征分析

根据互相关系数不小于0.8的波形互相关意义上重复地震的定义,利用国家数字地震台网中的乌什和巴楚台记录的区域地震波形数据,识别并研究了新疆柯坪塔格断裂带及其周缘的板内重复地震.对所有相互距离不超过30 km的地震事件的垂直分量采用0.5-5.0 Hz带通滤波后进行波形互相关计算.其中乌什台共识别出460例重复地震,组成重复地震对和多重地震对共171组,占总事件数的15.5％;巴楚台共识别出822例重复地震,组成重复地震对和多重地震对共298组,占总事件数的21.2％00.对重复地震的分析表明,台站分布的不同和波形事件记录质量的差异,是造成两个台站识别出的“重复地震”数目和比例不同的原因.对重复地震复发的时间间隔统计表明,重复间隔从数分钟到数百天不等,最长重复间隔达10年.     

汶川8.0级地震序列的小震震源机制及应力场特征

利用区域地震台网的数字地震波记录资料,由垂直向记录P和S振幅比值,结合部分清晰的P波初动记录资料,反演得到了2008年5月12日至2009年4月12日汶川8.0级地震序列中829个ML≥3.5的小震震源机制解。采用统计和力轴张量计算方法,分析了震源机制解参数并求取了余震区平均应力场。结果表明:用余震区北段小震震源机制解求得的节面为直立或倾斜,走向为NNE-SSW向,主压应力P轴方位为SWW-NEE方向,计算得到的平均应力张量σ1方向为77.1°;用余震区南段小震震源机制解求得的节面倾角较陡,在50°～90°之间,走向相对较分散,平均应力张量σ1方向为92.4°,呈EW向。从余震区南、北段的平均应力场方位随时间演化过程可以看出,余震区在2008年8月、9月、12月和2009年1月处于应力场调整阶段。最后研究了余震区南、北段的震源机制一致性参数θ及逆冲型地震类型随时间的变化,得到了一些有意义的结果。     

历史大地震破裂区地震危险性的地震活动性定量分析——以南北地震带中北段为例

尽管地震空区理论在中长期地震预测中起着重要的作用,但大地震复发在时间上的丛集或非线性行为使得在中长期地震预测研究中依然需要同时考虑非地震空区的、历史地震破裂区的潜在大地震危险性。为了探索能基于观测资料分析的、鉴别历史地震破裂区(包括历史、史前地震破裂的地震空区)大地震复发危险性的技术方法,在南北地震带中北段挑选出8个具有不同离逝时间的历史大地震破裂区,分析这些破裂区现代地震活动性的量化特征,以初步探索判定潜在大地震危险性紧迫程度的地震活动性方法。结果表明,反映地震序列衰减状态的p值和反映地震活动率的a值与这些历史破裂区最晚大地震的离逝时间有较好的对应关系,但也有部分破裂区可能由于复杂的断层结构与运动性质,对应关系并不明确;反映构造应力积累状况的b值则难于反映离逝时间演化阶段的信息。b值的时间扫描结果显示,大部分历史破裂区的b值随时间演化平稳,但1879年甘肃武都8级地震破裂区的b值则表现为明显的涨落,并存在持续20年的降低趋势。对比分析认为,1933年四川茂县7.5级、1976年四川松潘—平武两次7.2级地震破裂区目前仍处于序列衰减期,不具备再次发生7级以上地震的背景;公元842年迭部7级地震破裂区北缘低b值的玛曲段比迭部段更具危险性;1879年武都8级地震破裂区的b值持续降低也可能反映该区处于新的一轮孕震期。