2023年广东河源4.3级和东源4.5级地震余震分布及震源机制解特征

2023年2月11日,广东省河源市源城区发生4.3级地震,短短25天之后,东源县又发生4.5级地震。两次地震均位于新丰江库区,为了深入研究主震震源特性、余震序列空间分布以及水库诱发地震的特点和成因机理,文中分析了两次地震的余震分布特征,并利用gCAP方法和FOCMEC方法反演了主震的震源机制解。结果显示:河源4.3级地震是一次正走滑型地震事件,余震分布呈椭圆形,P轴方位为NW向,倾伏角较为直立,与峡谷及大坝区的应力场特征一致,判断其可能受控于多条断裂,并受水体重力影响,是一次正常的应力释放过程。东源4.5级地震发震于库盆西侧区域,是一次左旋走滑型地震,结合余震序列NNW—SSE向的线性展布特征,判断其发震断层走向为SSE向,倾角近直立;P轴方位为NWW向,倾伏角近水平,这和锡场区西侧应力场特征一致。库盆西侧是自2019年以来发生显著地震活动的新震区,和相邻的锡场区具有众多相似性,判断两个区域可能存在同一条隐伏的“北45o西向的顺河断裂”,由于库水渗透活动自北向南延伸,从而诱发锡场区和库盆西侧接连发生较强的地震活动。两个区域均处于早期孕震阶段,结合峡谷及大坝区的老震区特点,需重点关注两个新震区未来的应力场变化特征以及强震活动。

中国大陆中强以上地震余震分布尺度的统计特征

依据1970年以来记录相对完备的Ms≥5.0地震序列资料,统计研究了中国大陆余震分布尺度与序列最大地震震级M0及最大地震破裂形式之间的关系.在95%置信概率下,考虑主震破裂形式,分序列类型给出了余震分布尺度与M0之间的统计关系.定性而言,余震分布尺度的对数lgR与M0正相关,但数据分布较为离散.分类型来看,孤立型序列余震分布尺度与M0之间统计相关程度低,余震分布尺度介于5～60 km之间;主余型序列lgR与M0正相关;多震型序列当M0≤6.2时lgR与M0之间相关性不显著,余震分布尺度介于5～70km之间,当M0≥6.3时lgR与M0线性相关.统计结果还表明,走滑-近走滑及斜滑型主震所导致序列类型比例之间没有显著差异,而倾滑-近倾滑型主震（主要为逆断型破裂）所导致的主余型序列所占比例较高,孤立型及多震型序列所占比例则相对较低.对比研究显示,当M0较高时,余震分布尺度主要取决于主震大小而与主震破裂形式关系不明显.

2014年鲁甸6.5级地震成因、破裂特征和余震分布特征的库仑应力作用

根据2014年鲁甸MS6.5地震的区域构造和余震共轭分布特征,本文首先计算了1733年小江断裂带北段M7.75地震,1850年则木河断裂带M7.5地震和1974年马边MS7.1地震对鲁甸MS6.5地震震源机制解两个节面的黏弹性库仑应力作用,结果显示NNW向发生主破裂的包谷垴—小河断裂受到这3次地震,尤其是1850年M7.5地震明显的库仑应力作用,我们认为则木河断裂的高速左旋走滑运动以及7级以上强震的重复发生对于包谷垴—小河断裂的强震孕育和断裂演化方面具有促进作用;然后分析了鲁甸6.5级地震的共轭破裂与余震分布特征,并分别计算了两个共轭破裂面单独破裂对另一破裂面的库仑应力作用,结果显示NEE向破裂促进NNW向破裂的发生,而NNW向破裂后则阻碍了NEE向破裂的进一步发展,最终发展成以NNW向破裂为主的共轭破裂事件;最后计算了共轭破裂产生的库仑应力变化对余震的影响,认为位于NEE向破裂面西侧的余震集中分布主要是由于应力触发作用而形成.

1605年琼山大地震余震分布质疑

1995年地震出版社出版的中国历史强震目录将 16 0 5年琼山大地震余震震中位置较以往版本作了大幅度变更。根据该震的历史资料 ,196 6～ 1976年我国大陆发生的 9次强震余震间距 ,东南沿海地震带 6级以上强震的主震与余震位置关系 ,琼山大地震的发震构造等 ,我们认为变更琼山大地震余震位置依据不足。

基于震动图的地震应急专题图编制——以2014年2月12日新疆于田M_S7.3地震余震分布图为例

介绍了ShakeMap烈度图在地震应急专题图制作的背景和意义,对ShakeMap系统进行了介绍,并利用ArcGIS软件将ShakeMap烈度数据进行矢量化,同时展示了地震余震记录数据的获取方法,并以2014年新疆于田7.3级地震余震分布图为例,将其应用在应急专题图件的编制中加以演示。结果表明,应用ShakeMap在专题图制作中能提升图件产出的质量,为辅助决策和震情跟踪给予有力的信息支持。

四川3次7级以上地震序列和余震分布特征的对比

本文对比了汶川8.0级、炉霍7.6级和松潘、平武7.2级地震的地震序列类型、余震分布形状及其阶段性特征,并分析了这些特征异同与发震断裂带的特性关系。主要结论有:(1)扩大川滇其他震例对比统计认为,位于活动地块边界的大型活动断裂带上的强震往往是主震—余震型,双震或震群型地震往往不在块体边界大断裂带上。(2)强震余震区形状和余震随时间分布的阶段性受发震断裂带组合方式制约。

芦山M7.0地震余震分布特征

使用双差定位方法,对2013年4月20日08时02分芦山M 7.0地震后近10天的余震进行重新定位,获得精度较高的重定位结果;在此基础上,对余震空间分布特征进行研究,推测芦山主震的发震断层可能为大川-双石主断裂东侧的一条次级隐伏逆冲断层。

从库仑破裂应力和余震分布角度探讨汶川地震和芦山地震的关系

本文以龙门山及周边地区为研究对象,考虑区域地质构造差异、主要活动断裂带、地表附加重力影响,建立能反映地表起伏和岩石圈分层结构的龙门山地区三维粘弹性有限元模型。以地壳水平运动速率观测值为约束条件重建研究区现今构造背景应力场,在此基础上分别模拟了汶川地震和芦山地震的发生机理。通过分析同震库仑破裂应力变化与余震空间分布的关系,探讨了2次地震主震对余震的触发作用以及汶川地震对芦山地震的影响。研究表明,汶川地震和芦山地震的余震大部分由其主震触发,汶川地震对芦山地震的余震有约6.78%的触发作用。汶川地震的同震库仑破裂应力在芦山地震主震位置的增加值约为0.016MPa,如果龙门山断裂带南段库仑破裂应力年累积速率按照0.4×10^(-3)—0.6×10^(-3)MPa×a^(-1)计算,汶川地震使芦山地震提前了约27—40年。计算还表明汶川地震和芦山地震的发生使鲜水河断裂带南段和虎牙断裂的库仑破裂应力增加,这些断裂带在未来发生地震的可能性增加。

玉树7.1级地震余震重新定位及其时空分布特征研究

采用双差地震定位法对2010-04-14—12-31日发生的玉树地震余震进行了重新定位。结果表明:余震分布区随时间发生转移,与应力增长区变化有关。余震分布呈现空间非均匀性,隆宝两侧的余震在密集程度、分布带宽度以及震源深度上均存在差异。玉树地震余震主要发震构造为倾向北东、倾角近乎直立的甘孜-玉树断裂带北支。隆宝西北的高密度余震群不仅与玉树-隆宝断裂有关,更主要是与近垂直于玉树-隆宝断裂的北东向"软弱面"有关。

汶川M_S8.0级地震余震重新定位及其空间分布特征研究

对由四川台网提供的2008年5月12日至2008年12月31日期间发生的地震观测报告资料进行了整理,并根据研究需要从中挑选出了2957次地震事件用于地震定位研究。然后,采用双差定位方法对汶川M_s8.0级地震及挑选出的余震进行了重新定位,得到2678个地震的震源位置,重新定位后走时均方根残差由重新定位前的1.01s降到了0.20s,水平和垂直方向标准差分别为±0.85km和±1.3km。余震震中沿走向分布的总长度约为350km,震源深度优势分布为5～20km,平均震源深度为11.4km。文章结合地表考察破裂、震源机制解等研究结果,对余震空间分布进行了更为详细的分段和讨论,提出以下3点认识:1)余震震中沿主破裂带表现出明显的空间分段活动特征,根据余震空间分布特征和震源机制解可推测断层运动方式由一开始的逆冲为主,经过渡段最终转换为以右旋走滑为主;2)沿小鱼洞-棉篪-理县和青川-文县方向延伸的北西向余震带存在两个与龙门山构造带走向近似垂直的捩断层;3)龙门山构造带的北段(水观乡以北),存在一个斜跨北川-映秀断裂和青川-平武断裂的隐伏断层,并且该隐伏断层参与了北段余震的发震过程。

2013年芦山M_S7.0地震产生的静态库仑应力变化及其对余震空间分布的影响

2013年4月20日芦山MS7.0地震发生在龙门山断裂带的西南段,距2008年汶川MS8.0地震仅约85km,时间上仅相隔5年.首先计算了汶川地震的静态库仑应力变化对本次芦山地震的影响,得出芦山地震是由汶川地震触发造成的(库仑应力上升了0.012 MPa);进一步计算了芦山地震与汶川地震这两次大地震共同产生的静态库仑应力变化.结果表明,芦山地震的余震受前面两次大地震的共同影响,而不仅仅是芦山地震单独作用的结果,超过85%的余震发生在两次地震共同产生的静态库仑应力变化增大的地方,而芦山地震本身触发不了本次的余震序列(仅48.7%的余震位于主震所产生的应力加载区).此外,计算结果表明芦山地震本身对周边断层影响较小,仅龙门山断裂带的东北段受到一定的加载作用;而由于汶川地震的作用,安宁河断裂、大凉山断裂、马尔康断裂、岷江断裂和虎牙断裂呈卸载趋势,仅鲜水河断裂东南段和龙门山断裂中段受到加载作用,这均会加速断层上新地震的发生.

2017年西藏米林M_S6.9地震余震序列重定位和b值时空分布特征

本文采用双差定位方法对2017年西藏米林M_S6.9地震的余震序列进行重定位,获得了较准确的余震空间分布。在此基础上,计算了米林地震震源区的b值空间分布,并结合前人资料研究了米林地震前后的b值变化。重定位结果显示:米林地震余震序列呈NW-SE向分布,主要分布在雅鲁藏布江大拐弯缝合带和比鲁构造岩片的北东边界,震源深度集中于3—20 km范围内。b值时间分布显示:米林地震震前震源区的b值降低,表明震前震源区存在较强的应力积累;地震后震源区的b值呈现跳跃式上升,反映出震源区应力释放,同时随时间的推移,b值逐渐趋于稳定。米林地震震源区的b值在0.52—1.35范围内变化,15 km深度以上b值在东、西方向上存在差异,15 km以下在东北、南西方向上存在差异,由此推测不同的b值分布与地下的结构特征有关,浅层的b值变化与震源区的破裂程度相关,深部变化则反映了不同构造单元的岩性差异。

关于主震的震源机制和余震空间分布

尽管以前的观测结果表明余震主要沿主震断层面分布,但许多地震发生的分支模型在预测余震空间分布时并没有直接包含主震矩张量的信息,或者简单地通过使用空间核的方式操作,这种做法迄今并没有得到严格的检验。我们分析了南加州的走滑地震事件并再度研究了主震矩张量和余震位置的关系。使用南加州地震数据中心(SCEDC)目录的资料,我们发现了大量证据,表明在走滑地震断层面的方位上余震分布最集中,这一发现和以前的研究结果一致。我们提出了一种联合分布模型,依据余震的距离和相对角度将余震位置参数化。我们将这个模型和以前根据正态分布与余弦平方函数提出的模型做了对比。使用残差分析和加权的K函数作为诊断手段,我们发现正态分布模型和余弦平方分布模型都存在严重的问题,而且我们提出的联合分布模型同时具有类似上述两模型的特征,但对南加州地震数据拟合结果远比上述两模型好。

1998～2003年伽师三次不同类型M_s6级地震震源破裂过程及短期内余震活动特征

利用大量远场观测地震图反演了新疆伽师地区三次不同机制类型M_s6级地震的破裂过程.结果表明。1998年8月2日M_s6.1级地震破裂尺度小,破裂过程简单,最大滑动量为12 cm,主破裂过程持续时间为8 s.1998年8月27日M_s6.5地震破裂过程的空间分布反映出双侧破裂特征。主破裂过程在前13 s基本完成,最大滑动量为63 cm,破裂面上起始破裂点两侧的滑动矢量方向不同.2003年2月24日M_s6.8地震的破裂过程最为复杂,震源时间函数由两次上升时间组成,破裂一共持续了32 s,最大滑动量为32 cm.研究表明,余震主要发生在主震破裂图像中大滑动量区域的外围或滑动量变化梯度较大的区域,主震后短期内发生的余震震源机制解也与破裂面上断层的错动方向一致,表明余震的位置和机制与主震破裂所引起的应力重新分布有关.

汶川8.0级地震及余震破裂的地质构造特征

汶川8.0级地震是发生在龙门山断裂带上的大地震。文中应用地震地表破裂调查资料、余震分布和震源机制资料,论述了该次地震的主破裂、次级破裂、触发破裂等方面的地质特征。认为该次地震的主破裂长约200 km,分为南、北两段。南段以逆冲破裂为主,由两条破裂带构成,并引起上盘多条近平行的次级断裂带的破裂;北段以右旋逆冲破裂为主,由单条破裂带构成;在主破裂的东北方向,触发了长约100 km的余震活动。汶川8.0级地震的破裂特征,对研究龙门山断裂带其他段落的强震危险性具有重要意义。

俯冲带上特大地震静态库仑应力变化对后续余震触发效果的研究

地震静态触发研究在全世界范围内广泛开展,并取得显著成效;但是否所有的大地震,地震静态触发都有很好的效果,对此目前还不甚清楚.本文通过计算最近发生在俯冲带上的三次特大地震(2011年日本东北地震(Mw=9.1)、2010年智利地震(Mw=8.8)与2004年苏门答腊—安达曼地震(Mw=9.0))所产生的静态库仑应力变化,考察主震库仑应力变化对其后续余震空间分布的影响,从而研究俯冲带上特大地震对地震的触发效果.计算结果显示:对于2011年日本东北地震,仅有47%的后续余震发生在库仑应力增加的区域;2010年智利地震也只有47.6%的余震位置处于库仑应力变化的正值区;2004年苏门答腊地震触发了49.8%的后续余震.文中通过进一步改变模型参数(如:采用不同的有效摩擦系数,使用不同作者给出的震源模型等)进行计算,结果表明这三大地震对后续余震的触发比例仍然不高(最好情况下,触发比例也不超过60%).但对于板内地震(如:2008年汶川地震,1999年集集地震),主震对后续余震的触发比例超过85%.由此可以推知,对于俯冲带上的特大地震,地震静态触发效果不显著.因此,对于俯冲带上大地震的触发问题,还需深入研究.

库仑应力变化与余震对应关系的初步探讨—以集集地震为例

本文以集集地震为例,讨论了在多个小断层的位错模型,分层地质结构这种更加接近实际的情况下的库仑应力变化,计算结果表明有必要考虑这些符合实际的模型.本文分别讨论了走滑断层上库仑应力变化与走滑地震、逆冲断层上库仑应力变化与逆冲地震空间分布的对应关系,计算结果表明集集地震所引起的库仑应力变化确实有利于本地区余震的发生.

结合波形互相关的双差定位方法在2008年汶川地震余震序列中的应用

选取了汶川地震主震后的2008年5月12日—2009年8月31日,震级为3.0≤MS≤5.0的余震4 240次.利用波形互相关方法得到其P波到时,用双差定位方法对其进行定位,最终得到了2 441次重新定位的结果.统计定位误差(两倍标准偏差)在E--W方向为0.4 km,N--S方向为0.4 km,垂直方向为0.7 km.定位结果表明,汶川地震的余震深度集中在10—20 km,震中分布与龙门山中央断裂带的走向关系密切.沿龙门山断裂的地震分布具有明显的分段性,西南段呈水平带状分布,东北段接近垂直分布,且在北川附近存在深度突变.这与龙门山断裂的地震在西南段多表现为逆冲,东北段多表现为走滑的现象相吻合.在深度剖面上地震的空间分布存在分立的特征,通过对比前人在此地区浅层的地震剖面资料,发现地震空间分布与已探知的浅部断层有较好的对应关系.

2010年4月14日玉树M_S7.1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。