2014年2月12日Mw6.9于田地震震源破裂过程及对周围断层的应力影响

2014年2月12日,在新疆于田县发生了里氏7.3级地震.在该地震震中附近,前人研究证明发育了大量规模不同的活动断层（如康西瓦断裂与贡嘎错断裂等）.根据地震触发理论,地震发生后因地壳同震变形会导致其周边不同性质断裂破裂应力发生变化,进而影响其地震的潜在危险性.本文利用地震远场波形记录,反演了该地震滑动模型.之后,根据弹性无限半空间位错理论,计算了该地震在近场范围内活动断裂上的同震应力变化.其目的在于讨论于田地震引起的附近断裂上的库仑应力变化以及这些活动断裂可能潜在的地震危险性.在地震发生后,从国际地震学联合会（IRIS）地震数据中心,下载了震中距离介于30°-90°的地震远场波形记录,为保证台站方位角分布均匀,从中挑选了27个不同方位角的高信噪比地震记录参与理论地震图的生成和波形反演过程.我们采用广义射线理论计算生成远场理论地震波形数据.每个子断层参数的反演则利用基于全局化反演的快速模拟退火反演方法.在有限断层反演过程中,我们采用了强调波形拟合的相关误差函数作为待反演的目标函数,拟合的断层参数使目标函数为最小.之后,根据弹性无限半空间位错理论,以库仑破裂准则为基础,结合反演得到的地震震源机制解和地震位错模型,计算该地震引起的近场断层面上库仑应力的变化.由远场波形计算结果可以看到,于田地震的震源深度为10km,地震断层的倾角约71.9°,破裂面上最大的同震位移达到210cm,以左旋走滑为主并具有正倾滑分量,地震能量主要在前15s内释放.由此得到该地震的地震矩为2.91×1019 N·m,地震震级为Mw6.9.于田地震引发的余震,大致分布在三个区域内：普鲁断裂北部、康西瓦断裂东部和贡嘎错断裂中部.弹性应力计算结果表明,于田地震导致阿尔金断裂西段、普鲁断裂中段、康西瓦断裂东段和贡嘎错断裂中段的静态库仑应力明显增加,其中以康西瓦断裂东段和贡嘎错断裂中段应力增量为最大,分别达到了0.05 MPa和0.04 MPa.大量研究证明,当地震所导致的库仑应力变化大于0.01 MPa时将具有明显的地震触发作用.根据本文结果,2014年于田Mw6.9地震使普鲁断裂、贡嘎错断裂和康西瓦断裂上的库仑应力增量均超过了触发阈值,具有被触发出地震的潜在危险.因此,在以后的地震学研究中,应加强对该三条断裂地震危险性的研究和监测.此外,近6年以来,研究区域发生了3次6级以上的地震.这些地震均沿着贡嘎错断裂,由南西向北东迁移,逐步靠近阿尔金断裂,并且逐渐由正倾滑型地震转变为走滑型地震.阿尔金断裂的走滑速率达到了9mm·a-1,所以,尽管本次地震导致的阿尔金断裂库仑应力增量小于0.01 MPa,阿尔金的地震危险性也应该加强监测.

2014年新疆于田M_S7.3地震序列重定位及其发震构造初步研究

2014年2月12日在新疆于田县发生了MS7.3地震,主震前一天在震区发生了MS5.4前震,震后余震活动频繁,由于震区台站十分稀疏和不均匀、地壳速度结构复杂,台网常规定位结果精度有限,很难从中获得序列的空间分布特征和活动趋势的正确认识.本文首先利用位于震区附近的于田地震台5年记录的远震波形数据,采用接收函数方法研究了震区附近的地壳结构,建立了震源区的地壳速度模型.在此基础上,联合震相到时和方位角对2014年于田MS7.3地震序列(从2014年02月11日—2014年04月30日,共计577次地震)进行了重新绝对定位.结果显示,(1)重定位后的前震和主震震中位置明显向地表破裂带及其附近的阿尔金分支断裂(南肖尔库勒断裂和阿什库勒—肖尔库勒断裂)靠近,两者相距5.4km,主震位置为36.076°N、82.576°E,震源深度为22km,前震位置为36.055°N、82.522°E,震源深度为19km;(2)本文重定位结果显示,余震序列沿NEE-SWW展布,优势分布长度约73km、宽度约16km,平均震源深度为14.8km,其中77%的余震分布在地表破裂带的西南端,这部分余震中少数沿阿什库勒—肖尔库勒断裂分布,绝大多数沿北东东向的南肖尔库勒断裂分布,位于地表破裂带东北端的余震沿阿什库勒—肖尔库勒断裂分布,但发生在地表破裂带的余震极少;重定位后,位于地表破裂带西南侧的震中分布由台网目录的近南北向变为北东向,与地表破裂带、南肖尔库勒断裂和阿什库勒—肖尔库勒断裂走向一致;(3)沿重定位剖面的地震分布,可推断位于地表破裂带西南段的南肖尔库勒断裂与位于北东段的阿什库勒—肖尔库勒断裂倾向反向,南肖尔库勒断裂的倾向为SE,阿什库勒—肖尔库勒断裂的倾向为NW,这与本次地震野外考察得到的断裂性质一致.综合重定位结果、地表破裂带分布、震源机制解、南肖尔库勒断裂和阿什库勒—肖尔库勒断裂的性质认为,2014年于田MS7.3地震的发震构造为阿尔金断裂西南尾段的两条分支断裂——南肖尔库勒断裂和阿什库勒—肖尔库勒断裂.

2014年于田M_S7.3地震对后续余震和远场小震活动的动态应力触发

本文采用离散波数法,计算了2014年于田MS7.3地震的断层破裂在近场和远场产生的库仑破裂应力变化,并结合地震活动特征,讨论了MS7.3地震对后续余震活动和远场区域小震活动的动态应力触发作用.结果表明,1 MS7.3地震产生的库仑破裂应力变化对其西南侧主体余震区的地震活动起到了抑制作用,这可能是本次MS7.3地震序列余震活动水平不高的主要原因;距主震约30km的北东方向余震区后续地震活动受到了主震产生的动态和静态应力变化的共同触发作用,动态应力变化峰值为2.78 MPa,静态应力变化为0.80 MPa,这与该区余震较为活跃相一致;距主震约45km的北部余震区受到动态应力触发作用,应力变化峰值为0.72 MPa.2 MS7.3地震产生的动态库仑应力变化空间分布呈非对称性,其中北东方向、北部余震分布与动态应力变化正值区存在相关性,从应力变化的角度解释了MS7.3地震的后续余震空间活动特征.3 MS7.3地震在沙雅、伽师地区的远场接收点产生的动态应力变化峰值分别为0.09 MPa、0.1 MPa,对两个区域的小震活动具有动态触发作用.

2014年新疆于田M_S7.3强震构造背景及其与2008年M_S7.3地震之间的关系讨论

首先介绍了2014年2月12日新疆于田MS7.3地震的区域构造背景与断裂活动情况;然后分析了此次MS7.3地震震中位置以及周边历史地震震源机制特征,认为2014年2月12日于田MS7.3地震发生在阿什库勒断裂东支上,2014年MS7.3地震和2008年MS7.3地震是阿尔金断裂带南端尾部向西南方向延伸,由左旋走滑为主逐渐转变为拉张作用为主的过程中,在阿什库勒断裂带不同位置发生的2次地震,它们存在着相同的力源作用,2008年MS7.3地震对2014年MS7.3地震的发生有促进作用;最后利用分层地壳模型计算了2008年MS7.3地震对2014年MS7.3地震的库仑应力作用,结果同样显示2008年MS7.3地震促进了2014年MS7.3地震的发生。

2014年2月12日新疆于田7.3级地震的震源参数

2014年2月12日新疆于田发生Ms7.3地震,本文利用新疆区域数字地震台网记录到的前震和余震序列的波形资料,对S波记录谱进行仪器响应、传播路径和场地响应的校正后,基于Brune模型,利用遗传算法反演了于田地震序列102次ML≥3.0级地震的地震矩、视应力、拐角频率等震源参数。结果表明,该地震序列震级为3.0~5.0级;地震矩为3.46×10^11~2.08×10^15N·m;视应力为1.48×10^5~1.16×10^6Pa,均值1.71×10^5Pa;拐角频率为1.4~7.1Hz。通过分析视应力及拐角频率随时间的变化特征可知,于田7.3级地震前震序列的视应力明显高于余震序列,而前震序列的拐角频率明显低于余震序列。主震前视应力出现高值,表明在主震区积聚了较多的应力,随后在应力值降低后的缓慢升高过程中发震,由于释放了大量的应力,震后视应力值又逐渐降低,表现为低应力的余震破裂。

基于粘弹库仑应力变化的后续最大地震震级估计及2008、2014年于田2次7.3级地震之间关系的讨论

在前人关于于田地区地壳水平分层模型研究的基础上,结合于田台GPS连续观测资料粗略确定各层的粘滞系数。基于粘弹水平分层模型,分别计算了2008、2014年2次于田7.3级地震的粘弹同震库仑应力变化。基于粘弹库仑应力变化,采用＂直接＂余震频次的计算方法,得到了区域范围内与主震同震库仑应力变化直接相关的理论地震频次。提出了基于理论与实际地震频次对比以及理论与实际地震频次-距离衰减曲线拟合残差对比估计与主震同震库仑应力变化直接相关的后续最大地震震级的方法。不同方法的计算结果显示,与2008年于田7.3级地震同震库仑应力变化直接相关的最大后续地震震级为MS7.2~7.5,而2014年于田7.3级地震的最大后续震级估计为MS6.3。前者与2014年于田地震7.3的震级非常接近。由于震级相同、空间距离较近、时间间隔较短、区域外力作用相同、2次地震构造关联性较强且具有较明确的应力相互作用等,因而认为2008、2014年2次7.3级地震构成一对广义的双震型地震,这与该区域以往序列类型特点相吻合。对震级下限及G-R关系b值对结果的影响进行了初步讨论,结果显示,当粘弹同震库仑应力变化确定之后,震级下限对后续最大地震震级估计影响不大,但G-R关系b值对结果有较大影响。

新疆2014年于田M_S7.3及2015年皮山M_S6.5地震及其余震序列与潮汐应力的触发关系研究

选取新疆西昆仑地区的2014年于田M_S7.3和2015年皮山M_S6.5地震及其余震序列为研究对象,对地震目录的完备性进行了分析,并计算了主震发震时刻,主震震源断层面上的潮汐剪应力、正应力,得到主震震源断层面上的潮汐库仑破裂应力;再使用Schuster统计检验方法,分析了2个余震序列的潮汐相位角分布,研究新疆西昆仑地区中强地震及其余震活动与潮汐应力之间的触发关系。结果表明:主震发生时,皮山震源断层面上的潮汐库仑破裂应力为正值,而于田震源断层面上的潮汐库仑破裂应力为负值,说明潮汐应力对皮山主震有明显的触发作用,对于田主震的触发作用不明显。同时,计算结果表明2个余震序列与潮汐应力的统计相关参数P值几乎都小于5%,说明潮汐应力对皮山和于田余震序列均有触发作用。最后ETAS模型计算结果也表明了余震序列对地震震级的弱依赖性,可能与外界触发因素(潮汐)有关。

探测与2014年新疆于田MS7.3地震相关的大气CO和O3异常变化

基于AQUA AIRS传感器提取了2014年2月12日新疆于田MS7.3地震前后CO和O3数据,讨论了数据变化与地震活动的关系。差值法和异常指数法结果表明,于田地震后CO和O3在3月份达到最大异常,且气体柱浓度异常沿NE向发震构造呈线性分布;不同高度的CO和O3的VMR值变化与差值法和异常指数法得到的结果相吻合;地震前后短时间内CO和O3气体柱浓度出现下降,且地震当月最低。初步推断可能是阿尔金断裂尾部在SW向运动过程中使得震区断裂带在弹性挤压状态下出现闭锁,气体不流通导致;CO和O3异常更多的可能是由于田地震引起地下气体大量释放,其次可能是与地下气体逸散在大气圈中发生的一系列化学反应有关。研究表明,卫星高光谱遥感数据获得的CO和O3的地球化学信息与地震有密切联系,在地震监测及预测领域具有重要的应用价值。