InSAR观测约束2022年门源Mw 6.7级地震同震滑动分布和库伦应力变化

本文首先基于Sentinel-1A卫星升降轨影像数据,利用合成孔径雷达差分干涉(DInSAR)技术,获取2022年1月8日青海门源Mw 6.7级地震的视线向(LOS)同震形变场;然后根据非负最小二乘原理,反演发震断层几何参数和同震滑动分布;最后基于断层滑动分布参数和库伦破裂准则,计算库伦应力变化。结果表明,门源地震造成显著的地表变形,同震形变区范围约为33 km×22 km,升降轨最大LOS向形变量分别为-60、85 cm。同震滑动模型显示,门源地震是一次以左旋走滑为主、兼少许逆冲的地震事件,并在地表造成长约36 km(主断层24 km,分支断层12 km)的同震破裂,主要破裂区集中在0~15 km的深度,主断层最大滑动量为2.94 m,对应深度为1.5 km,分支断层最大滑动量为1.43 m,对应深度为4.5 km;反演释放的地震矩为1.37×10^(19)N·m,相当于一次Mw 6.73级地震;结合野外考察与断层反演结果,初步判定同震发震断层为冷龙岭断裂西端,并破裂到托莱山断裂东端。同震库伦应力变化及余震分布结果表明,冷龙岭断裂东端和托莱山断裂西端库伦应力明显处于加载状态,未来发生强震的危险性较大。

2017年11月18日西藏米林M6.9地震对后续地震的静态库伦应力的影响

基于2017年11月18日西藏米林M 6.9地震的破裂模型,分别计算了2种接收断层选择方案下,不同深度的静态库伦破裂应力变化的空间分布。一种方案认为接收断层的参数和发震断层一致;另一种方案假设断层的方位随机分布,选择在主震同震应力场作用下最容易发生错动的断层面作为接收断层面。根据以上2种方案下静态库伦破裂应力变化的结果,讨论主震对震后短期内余震以及2019年4月24日西藏墨脱M 6.3地震的静态库伦应力的影响。结果表明:1)当接收断层和发震断层一致时,各深度处于静态库伦破裂应力变化正值区的余震比例较小,正值区余震的震源机制和主震相似,分析认为是主震继续破裂所导致。2)各深度大部分余震处于静态库伦破裂应力变化的负值区,考虑可能是由于这些余震和主震的震源机制差异较大所致。通过选择最容易发生错动的断层面作为接收断层面计算静态库伦破裂应力变化的结果可发现,不同深度的余震均处于静态库伦破裂应力变化大于触发阈值0.01MPa的范围内,说明所有余震均有被触发的可能性。推测处于静态库伦破裂应力变化负值区的余震可能发生在主震剧烈破裂导致的破碎带内,从而导致其震源机制解与主震存在较大差异。破碎带的存在会显著降低震源区的弹性常数值,文中的结果也说明考虑震源区内外弹性常数的差异对准确估计震源区内地震之间的静态库伦应力影响是有益的。,根据不同机构和作者利用不同资料和方法给出的墨脱地震的震源机制解,计算得到一个与这些震源机制差别最小的中心震源机制解,进而据此中心震源机制解定量计算了米林地震对墨脱地震的静态库伦应力影响。结果显示,米林地震在墨脱地震中心震源机制解的2个节面上产生的静态库伦破裂应力变化的量值都很小,说明墨脱地震是一次独立于米林地震的事件。

2015年12月25日山东平邑塌陷事件产生的位移场与应力场

2015年12月25日山东平邑县发生石膏矿塌陷事件。采用各向同性塌缩点源模型计算了该塌陷事件在周围地表产生的位移场、水平应力场及在其附近的蒙山山前断裂上的库伦破裂应力变化。结果表明:1)塌陷中心的水平位移达18mm,在距离塌陷位置约5km范围内的水平位移>1mm,方向指向塌陷中心;塌陷中心的垂直沉降达4mm,在塌陷中心约3km以内沉降>1mm,水平位移和垂直位移在远处快速衰减到可以忽略不计,这是由于该塌陷源较浅,位移变化局限在地表局部所致。2)由于自由表面的影响,该塌陷造成地下2km深度的约5km范围内呈现面收缩应力状态,面收缩应力达1 000Pa;而在远处均处于面膨胀应力状态,膨胀应力最大约达1 000Pa,面膨胀应力在距塌陷中心约10km处迅速衰减到100Pa以下。在2km深度的平面上造成的最大主张应力和主压应力达10 000Pa,在主压应力大于主张应力的塌陷中心约5km范围内,主压应力呈现以塌陷为中心的径向分布,在距塌陷中心约5km以外,主张应力呈现以塌陷为中心的径向分布,随着距离的增大,主压应力和主张应力快速衰减到100Pa量级。3)该塌陷造成了其西北部的蒙山山前断裂(被认为不活动的断层段)上的库伦破裂应力降低,最大值达2 500Pa,造成了东南部的蒙山山前断裂(被认为第四纪左旋正断活动的断层段)上的库伦破裂应力增加,最大值达2 400Pa,在分析该断裂的危险性时要予以注意。

台湾强震对福建水口库区的库仑应力触发研究

基于简化的水口库区断裂模型,研究了台湾地区1976年以来13次7级以上地震对福建水口水库库区NE和NW向断裂产生的库仑破裂应力。结果表明,台湾7级以上地震对水口库区NE向断裂产生库仑应力累积,而对水口库区NW向断裂的累积库伦应力作用较小,NW向断裂大多处于库伦破裂应力正、负影响区交汇部位,有的还表现为明显的抑制作用。因而,台湾7级以上地震活动对水口库区NE向断裂小震活动有促进作用,但两者之间不是简单的直接触发关系;对水口库区NW向断裂小震活动的库仑应力触发影响可以忽略。

2018花莲Mw 6.4级地震同震二维形变与断层触发和运动机制研究

本文基于ALOS-2卫星PALSAR-2 SAR升降轨数据,提取了2018年台湾花莲Mw6.4级地震同震地表形变场。构建了基于升降轨InSAR观测的地表东西向和垂向形变解算模型,反演获得2018年花莲地震同震二维形变场。结果显示,跨米伦断层垂向形变量级差异最大,其上盘相对下盘抬升量级~0.28 m,苓顶断层上盘相对下盘也存在~0.2 m的抬升变形。东西向形变场显示,最大东向地表变形位于米伦断层上盘北段,量级~0.15 m,最大西向地表变形则位于米伦断层上盘南段和苓顶断层上盘,量级~0.4 m。综合二维同震形变、库伦应力传输和反演断层滑动分布发现:2018年Mw6.4级花莲地震主震断层为西向倾斜的隐伏断层,且破裂传播至了米伦断层西侧区域,并触发了苓顶断层和米伦断层的破裂;其中米伦断层为东向倾斜高角度断层,其同震破裂以左旋走滑为主并兼具逆冲运动,苓顶断层为西向倾斜高角度断层,其同震破裂为左旋走滑兼具逆冲运动;滑移反演模型显示最大滑移量为~1.8 m,位于孕震断层地下~5.5 km深度处。

一种正在发展中的中长期地震预测物理方法

地震“应力触发”和“应力屏蔽”及其在中长期地震预测中的应用问题 ,近年内再度引起学术界的兴趣。文章简要地回顾了库伦破裂静应力变化的计算与后续地震发生现象相关关系研究的进展 ,讨论了其应用前景和需要进一步研究的若干问题。