利用应力加载速率变化与地震活动性模型探讨2013年吉林前郭震群成因的力学机制

理解震群的成因机制是地震科学的重要挑战.本文基于速率-状态摩擦定律,利用Dieterich断层失稳模型探讨了流体运移、慢滑移和震群触发三者之间的关系,研究结果表明:(1)断层内部或周边流体流动所导致的孔隙压力升高可诱发断层发生慢滑或非地震滑移,慢滑或非地震滑移可使区域内临近断层上库仑应力加载速率升高,进而导致震群产生;(2)基于Dieterich地震活动性模型所给出的慢滑或非地震滑移触发的震群的地震发生率表达式可定量描述时间域内震群发生率上升、平稳以及快速下降的过程;(3)活动断层可能在震群期间重复失稳.针对2013年前郭震群的分析表明,前郭震群序列的产生与序列中b值(古登堡-里克特定律)的降低可能同整个震源区域内库仑应力加载速率的突然上升相关,而孔隙压力上升所诱发的断层慢滑或非地震滑移则可能为导致该区域内库仑应力加载速率上升的关键原因之一.

基于Dieterich地震发生率模型分析前震成因的力学机制

前震是地震前兆观测中的一个重要物理量,前震的研究对地震预测的发展尤为重要,前震序列的典型特征包括加速发生的小震与古登堡-里克特定律(Gutenberg-Richter Law)中的b值变小.本文在Dieterich提出的地震发生率模型的基础上,探讨前震发生的力学成因机制及前震-主震-余震时域演化特征.模型分析结果表明,前震震源区断层及其断层周边剪应力加载速率的变化可能是前震发生及地震发生率变化的一个关键原因.由于前震震源区次级断层之间剪应力加载速率受来自主震成核过程中断层自加速滑移的影响升高,从而可导致这些次级断裂的加速失稳,即加速前震的发生.当震源区内由前震所产生的静态应力扰动不可忽略时,应力扰动和主震成核的共同作用也可对后续前震发生率产生影响.当正向应力扰动出现时,后续的前震序列的地震发生率会出现陡增,随后其地震发生率逐渐下降.而当负向应力扰动出现时,地震发生率会出现陡降,然后再次逐渐上升.基于Kostrov模型,本文得到了剪应力加载速率与古登堡-里克特定律中b值的关系式,结果表明前震序列中b值的减小与前震区内的剪应力加载速率的上升有关.

基于经验模型分析2018年2月台湾花莲地震序列特征及其前震的成因机制

利用地震学的三个经典经验模型(古登堡-里克特定律、修正的大森定律和巴特定律)和描述前震活动的Dieterich前震模型对2018年2月中国台湾花莲地震序列的特征进行了分析.将该地震序列分为M_L5.5前震序列、M_L5.5余震序列和M_L6.0余震序列等3段子序列进行研究,结果显示:利用古登堡-里克特定律得到的M_L5.5余震序列和M_L6.0余震序列的b值近似为1,M_L5.5前震序列的b值近似为0.5;利用修正的大森定律得到的M_L5.5余震序列和M_L6.0余震序列的p值近似为0.9;利用修正的巴特定律得出M_L5.5余震序列和M_L6.0余震序列的推定最大余震震级分别为M_L5.0和M_L5.5,与实际数据相比,其误差值约为0.1.通过拟合M_L5.5前震的发生率,分析可得M_L5.5前震序列的地震发生率N正比于1/(t_m-t),其中t(t<t_m)为前震发生时刻,t_m为M_L5.5地震发生时间,与Dieterich前震模型对前震现象的描述一致,表明其成因机制可能为主震成核过程中区域断层的次级断裂.