昆仑山口西8.1级地震强余震库仑破裂应力触发研究

20 0 1年 1 1月 1 4日昆仑山口西发生 8.1级地震 ,震后在地震断裂带附近发生了 5次MS>5 .0的强余震 .本文计算了昆仑山口西大地震后 ,主震分别在 5次强余震破裂面上诱发的库仑破裂应力变化 (Δσf) .结果表明 ,其中有 4次强余震发生在库仑破裂应力增加(Δσf>0 )的地区 ,增加的范围为 1 0 -2 ～ 1 0 -1 MPa;有一次强余震发生在库仑破裂应力变化为负的地区 ,Δσf=- 0 .56MPa.本文的结果表明 ,主震位错产生的库仑破裂应力变化是昆仑山口西地震强余震活动的重要原因 。

川滇地区强震序列库仑破裂应力加卸载效应的数值模拟

通过建立较精细的川滇地区三维有限元模型,数值模拟了川滇地区主要活动断裂的强震活动对于其他活动断裂潜在强震孕育进程的库仑破裂应力加卸载效应.模拟结果显示在川滇地区主要活动断裂带的几何学展布形态和运动学性质的构造背景之上,川滇地区强震活动相互影响的主要特征是活动断裂面库仑破裂应力变化大多处于增大状态.其中,金沙江断裂带、小江断裂带、楚雄—建水断裂带、鲜水河断裂带和安宁河断裂带上的强震所产生的加载作用比较强,而丽江—小金河断裂带和腾冲—澜沧断裂带则较弱.1981～2000年川滇地区M≥6.5地震序列的模拟结果显示,后续地震全部位于已发生地震所引起的库仑破裂应力增大区之内.数值模拟结果显示,在川滇地区,一个强震发生之后,发震断层本身强烈卸载的同时,库仑破裂应力的加载效应在其他主要活动断裂带潜在强震孕育进程中占据了主导地位,强震活动之间相互作用的主要效应是应力加载,已发生的强震加速了下一个强震的孕育进程,进而导致一系列地震的发生,直至整个区域所积累的应变能处于较低水平之后,区域地震活动进入一个新的平静期.

完全库仑破裂应力变化与云南龙陵震群序列的应力触发

计算和研究了1976年云南龙陵Ms7.3、Ms7.4双主震产生的完全库仑破裂应力变化及其对后续震群序列的动态和静态应力触发作用.结果显示,龙陵第2主震受到了第1主震的动态和静态库仑破裂应力的触发作用.龙陵双主震的13个后续强余震中,发生在龙陵三角形块体内部的强余震,90%都受到了第1或第2主震的动态库仑破裂应力触发或静态库仑破裂应力触发作用,发生在三角形块体外部的强余震,2/3受到了第2主震的动态库仑破裂应力触发作用.从触发作用的强度和范围上看,第2主震的动态和静态库仑破裂应力触发作用都大于第1主震.就近场而言,受到龙陵双主震的动态和静态库仑破裂应力触发作用的余震数目相当,但动态库仑破裂应力的触发作用范围大于静态库仑破裂应力.

不同类型地震断层上的固体潮汐库仑破裂应力特征

计算和研究了不同类型地震断层上的潮汐库仑破裂应力及其随纬度变化特征;通过对全球20395个地震断层发震时潮汐库仑破裂应力的计算,研究了受到潮汐库仑破裂应力促滑作用的不同类型地震断层的纬度分布特征.结果表明,断层上潮汐库仑破裂应力的性质和特征与断层的类型、走向和位置密切相关,同一时间段内不同类型地震断层土的潮汐库仑破裂应力变化特征不同,同一断层在不同纬度处的潮汐库仑破裂应力的大小和符号都存在较大的差别.潮汐库仑破裂应力对断层的促滑作用,对正断层在低纬和中纬地区较突出、对逆断层在中高纬地区较明显、对走滑断层随纬度增加而减小.

2007年苏门答腊8．5级、8．3级地震强余震库仑破裂应力触发研究

2007年9月12日印尼苏门答腊发生了8.5级地震,9月13日其西北边又发生了8.3级地震,震后在附近还发生了一系列6级以上强震。该文依次计算了苏门答腊8.5级地震后各次地震前其所在主破裂面的库仑破裂应力变化。结果表明,2007年苏门答腊8.5级地震的后续强震都发生在库仑破裂应力显著增加区,其应力变化值均大于0.01 MPa,即后续强震可能都是被触发的。

汶川M_S8.0巨震产生的完全库仑破裂应力变化及其强余震群

计算和研究了2008年5月12日四川汶川MS8.0巨震在其强余震断层面上产生的完全库仑破裂应力变化,分析了该变化对强余震的动态和静态应力触发作用。结果显示,汶川主震后15天内发生的7次MW≥5.5强余震均受到了动态和静态库仑破裂应力的综合触发作用。

汶川M_S 8.0地震库仑破裂应力变化及断层危险性初步研究

利用四川省汶川MS8.0地震的震源机制解及滑动分布模型,反演了由汶川地震造成的同震库仑破裂应力变化;从余震效应与断层相互作用的角度对库仑破裂应力变化进行了分析。结果显示:基于滑动分布模型反演的库仑破裂应力变化能较好地反映与余震分布的对应关系,以最大余震断层面参数(走向/倾角/滑动角:204°/56°/98°)为接收断层,反演结果最佳,83%M>4的余震均发生于库仑应力增加约0.01MPa的区域;库仑破裂应力变化的主要特征为断层北盘大部分区域为库仑破裂应力下降区,断层南盘主要为增加区,断层两端均显示库仑破裂应力变化增加,且分别沿NE和SW两个方向发展。最后,基于活断层分布模型,计算由此次地震造成的已存断层面上的库仑破裂应力变化,结果显示多条左旋走滑断裂库仑破裂应力变化值增加。

青藏高原东北缘4个强震重点监视区库仑破裂应力的近百年变化和危险性分析

针对青藏高原东北缘地区前人基于多学科研究资料圈定的4个未来强震重点监视区,构建了顾及到中下地壳黏弹性弛豫效应的区域岩石圈模型;考虑1920—2010年期间发生在本区域及其周边的18次Ms≥7级强震在这一区域的黏弹性静态库仑破裂应力变化,和长期构造背景加载下的应力积累情况,定量分析了每个重点监视区近百年来的库仑破裂应力变化,并在此基础上初步分析了各重点监视区的未来发震危险性程度。结果表明:西秦岭断裂带监视区和六盘山断裂带监视区均处于长期构造背景场和历史地震影响共同加载应力的状况;而海原断裂带监视区和东昆仑断裂带监视区,如果不考虑长期构造背景的应力加载,则处于地震影响的卸载状况。考虑到这4个重点监视区的大震平均复发周期及上次大震事件的离逝时间,认为西秦岭断裂带监视区的未来强震危险性程度最高,海原断裂带次之,然后是东昆仑断裂带和六盘山断裂带。

2007年宁洱6.4级地震强余震库仑破裂应力触发研究

运用Okada方法计算了2007年6月3日宁洱MS6.4地震在其MS5.1强余震破裂面上产生的静态库仑破裂应力变化。结果表明,该静态库仑破裂应力变化量为0.36MPa,超过"触发阈值"(10-2MPa)1个数量级,说明宁洱6.4级地震在其5.1级强余震破裂面上引起的应力变化可能触发了该强余震的发生。

1973年炉霍大地震(M_S=7.6)最大余震(M_S=6.3)的库仑破裂应力触发

1973年 2月 6日在四川省炉霍发生MS7 6大地震 ,震后在震中周围出现丰富的余震 ,其最大余震 (MS6 3)发生在鲜水河断裂和玉树 -甘孜断裂之间的正断层活动区内。本文根据震源机制解、地表破裂、同震位错分布、地震地质构造等资料 ,建立炉霍走滑大地震破裂的弹性位错模型 ,计算该大地震在周围正断层滑动方向上引起的库仑破裂应力变化 (ΔCFS)。结果表明 ,最大余震发生在库仑破裂应力增加 (ΔCFS >0 )的地区 ,ΔCFS =4 5MPa。因此认为 ,最大余震可能是由主震引起的库仑破裂应力变化触发的。

中国大陆M_S≥7.0地震与潮汐库仑破裂应力关系研究

选取1900～2012年中国大陆MS≥7.0浅源地震为研究对象,计算日月潮汐在发震断层面引起的库仑破裂应力,确定潮汐相位角。通过Schuster检验,定量分析了中国大陆强震与日月潮汐库仑破裂应力之间的相关性。结果表明,具有震源机制解的57次强震中,71.9%的强震发生在潮汐加载相位区间,Schuster检验p值为3.83%,显示中国大陆7级强震与潮汐库仑破裂应力间存在很好的相关性。活跃期p值为4.56%,75.5%的地震发生在潮汐加载相位区间;而在平静期发生在加载相位区间的地震比例为50%。表明活跃期内的强震受潮汐库仑破裂应力的加载触发更为显著。

震源参数因素对玉树地震库仑破裂应力图像及其与余震活动统计关系的影响

2010年4月14日青海省玉树发生MS7.1强震,根据国内外3个机构公布的5套玉树地震震源参数,计算了玉树地震产生的库仑破裂应力变化,研究了震源参数的差异对库仑破裂应力变化及其与余震活动关系的影响.结果表明,由于不同来源震源参数存在差异,计算得到的库仑破裂应力变化图像也存在不同程度差异,从而影响库仑破裂应力变化与余震活动的关系.在震源断层参数中,断层滑动角和位错量的影响大于其它参数.此外还发现对余震统计时间的长短也会影响库仑破裂应力变化与余震活动关系的统计结果.

断层面上库仑破裂应力变化的相关研究进展

地震的孕育、发生和震后调整被认为是震源区及其邻区的应变积累释放过程.地震引起的静态库仑应力变化可有力地解释余震分布、强震序列等地震观测,并为探索地震发生机制和地震预测提供新的线索.地震学家们多采用弹性位错模型计算同震位错引起的库仑应力变化,以研究余震分布及地震间相互作用;随着流变学的发展,粘弹模型因可以很好的解释大量震后形变观测而被广泛用于断层面上的震后应力调整研究;此外,构造应力加载作用在更长时间尺度上造成断层面的应力积累,基于负位错模型计算震间库仑应力变化为又一研究内容.本文从同震、震后、震间库仑应力变化的角度提炼出断层面上库仑破裂应力变化的大量研究成果,介绍了库仑应力变化的基本计算原理及引起断层面上库仑应力变化的主要原因,论述了通过库仑应力演化来研究地震活动的方法和应用,进一步讨论断层面上库仑应力演化研究存在的问题和近期的进展.

2008年汶川M_S8.0地震在2013年芦山M_S7.0地震和2014年康定M_S6.3地震破裂区引起的库仑破裂应力

2008年5月12日四川汶川发生M_S8.0地震发生之后,先后于2013年4月20日和2014年11月22日分别在汶川M_S8.0地震震中西南约80km的芦山县和约178km的康定县发生了M_S7.0和M_S6.3地震。芦山地震位于龙门山前主边界处,康定地震位于鲜水河断裂带上。芦山地震发生前有几位作者先后计算了汶川M_S8.0地震引起的库仑破裂应力,分析了其对周围断层的影响。本文对这些研究结果进行了简要回顾,并根据芦山地震和康定地震的实际发震断层面参数,计算了汶川M_S8.0地震在芦山地震和康定地震震源深度处的水平面上以及其发震断层面上产生的库仑破裂应力,还给出了其震中处库仑破裂应力随深度的变化。结果表明,汶川M_S8.0地震发生使芦山地震震源断层面上有利于其错动发震的应力大面积增加而使康定地震震源断层面上有利于其错动发震的应力大面积减小。在芦山地震初始破裂点处引起的库仑破裂应力达0.245MPa,在康定地震初始破裂点处引起的库仑破裂应力为-0.000 63 MPa。因此,汶川M_S8.0地震的发生对芦山地震具有明显的促进作用,而对康定地震的作用不明显。在目标断层面参数已知的情况下,根据库仑破裂应力在目标断层面上的分布,可能为未来地震发生的地点提供线索,进而对地震发生的危险性进行预测。若一次地震的发生使目标断层面上有利于其错动发震的应力大面积显著增加,这种情况下库仑破裂应力对未来地震具有预测意义。

动态库仑破裂应力变化的模拟计算及断层类型影响研究

对走滑断层、逆断层破裂产生的动态库仑破裂应力变化进行了模拟计算,得到了动态库仑破裂应力变化的空间分布图像。分析结果显示,不同类型断层破裂所产生的动态库仑破裂应力变化,其分布图像有很大区别。

丽江M7.0地震动态库仑破裂应力变化及余震活动性研究

通过国内许多学者研究丽江M7.0地震震源过程及云南地区地壳结构的结果,运用离散波数法,计算了丽江地震产生的动态库仑破裂应力变化,并研究了其与后续余震活动的关系。结果表明,丽江主震产生的动态库仑破裂应力场瞬态的正区与稳态的正区对余震的发生促进作用十分明显。

京西盆岭构造区积累库仑破裂应力变化对强震的影响

以拉张正断层作用为主的京西盆岭活动构造区（112°~116.2°N,38.3°~41.5°E）自BC231年以来共记载和记录15次M6~7.5地震。本研究计算每一次强震产生的以及逐次积累的库仑破裂静应力变化,并分析强震之间的应力触发关系。结果显示在14次后发的强震中,有10次发生在先发强震产生的积累库仑破裂静应力变化为正的触发区,触发率为71%。所有15次历史强震作用共同引起研究区积累库仑破裂静应力变化的正值区,主要分布于六棱山北麓断裂中段、怀涿盆地北缘断裂、新保安沙城断裂、桑干河断裂以及蔚县盆地南缘断裂,并使得这些断裂（段）的强震危险性有所增加,这可为分析研究区的未来强震危险性提供参考。

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。

邯郸地区主要断裂库仑破裂应力模拟与地震危险性分析

首先基于粘弹性有限元模型,结合邯郸地区活动断裂探测、历史强震数据及区内岩石圈介质分布,建立三维粘弹性有限元断层模型;然后代入运动学特征边界条件,模拟目标区活动断裂上发生地震引起的应力应变场变化;最后计算1830年磁县地震引起的周围断裂面和滑动方向上产生的库仑破裂应力变化,分析未来目标区强震危险性。根据实际地质情况和现今运动学条件模拟出的模型结果显示,磁县断裂上1830年磁县地震震中附近库仑应力减小,表明磁县断裂活动减小了1830年磁县地震震中附近的地震危险性;但在磁县断裂中、西段两端与2条北东向断裂(紫山西断裂和太行山山前断裂)交接处附近库仑应力有所加强,未来该地区的地震危险性值得关注。

1976年唐山大地震库仑破裂应力对唐山及邻近地区地震的影响

通过计算1976年唐山7.8级地震、滦县7.1级地震、宁河6.9级地震产生的库仑破裂应力,得到这3次地震在唐山地区的库仑破裂应力演变过程;将研究区域(39.0°~40.5°N,117.0°~119.0°E)1979年以来的1.0级及以上地震双差重定位结果同库仑破裂应力分布对比分析,认为历史大震对现今地震的调制作用变弱;通过分析2002—2020年部分中强地震受库仑破裂应力作用情况,认为历史大震可能对蓟运河断裂附近区域触发作用较明显,而对唐山断裂附近区域的触发作用不明显,2020年7月12日古冶5.1级地震、2021年4月16日滦州4.3级地震受到了历史大震的抑制作用。