2024年新疆乌什M_(S)7.1地震发震断层产状及其动力学探讨

大地震发生后,断层面产状快速确定对震后趋势判定具有重要参考价值。本文收集2024年新疆乌什M_(S)7.1地震序列的震源机制数据,对多家机构计算的该地震震源机制解进行中心解求解后,对震源机制的节面进行聚类分析,去掉噪声点的震源机制得到两簇结果,发现标准差较小的第二簇中心节面可能为发震断层面。然后,为进一步通过断层面与应力场关系验证可能的发震断层面,收集了该地区历史震源机制资料,反演得到乌什地震震源区的构造应力场,发现该地区受到NW—SE向的挤压应力和近垂直向的拉张应力;将应力场分别投影到两簇节面上,发现标准差较小的第二簇中心节面处于剪应力较大区域,并且正应力也有利于该中心节面破裂。综合其他资料分析,本研究推测2024年新疆乌什M_(S)7.1地震发震断层为NW向、低倾角断层,走向为244.62°,倾角为46.19°。

2020年新疆伽师M_(S)5.4、M_(S)6.4两次中强地震发震构造探讨

2020年1月,新疆伽师连续发生M_(S)5.4、M_(S)6.4两次中强地震,震中分别位于天山南麓和塔里木盆地交界的推覆构造前缘。基于地震精定位和震源机制解揭示褶皱和逆冲带的深部几何结构对于理解这两次中强震发生机理具有重要的作用。本文利用18个区域固定地震台站资料,对2009年1月1日至2021年7月31日期间的地震展开重定位研究,并对伽师M_(S)5.4前震、M_(S)6.4主震以及7次4级以上余震开展震源机制求解,进一步反演得到震源区构造应力场。地震定位结果显示,整个地震序列呈NNW和EW2个优势方向分布,前震序列和余震序列在时空分布上存在明显差异,前震序列主要沿着NNW向展布,而余震主要在近EW向的奥兹格尔他乌断裂上展布,并表现出双层分布特征;震源机制反演结果表明,2020年1月18日伽师M_(S)5.4前震为一次走滑型地震事件,而伽师M_(S)S6.4主震和7次余震均为逆冲型事件;另外,应力场反演显示主震震源区为近NS向挤压特征,与该区域地表应力状态基本一致。结合上述结果以及周边地质构造背景,我们认为M_(S)5.4前震和M_(S)6.4主震的发震构造不同:1月18日M_(S)5.4前震发震构造为NNW向具有走滑性质略向W倾的隐伏断层,为“类转换断层”;而M_(S)6.4主震的发震构造为柯坪塔格推覆体中的EW向隐伏推覆盲逆断层,且触发了不同深度的发震断层面。M_(S)5.4前震和M_(S)6.4主震发震断层面走向和倾角的差异,反映了天山地区近NS向不均匀的构造挤压作用。。

2021年5月21日漾濞M_(S)6.4地震及周边的构造应力场特征和动力学意义

文中利用CAP方法计算了2021年5月21日漾濞地震序列M_(S)≥4.0地震的震源机制解,再结合收集到的周边历史地震的震源机制解,反演计算了漾濞地震及周边区域的构造应力场,并根据反演得到的应力张量模拟了漾濞地区的相对应力值大小和震源机制解分布情况。研究结果表明:1)研究区以走滑型地震为主,其次是正断型地震,地震集中分布于15km以浅的深度范围,主要发生在脆性上地壳。2)漾濞震源区的构造应力场属于典型的走滑应力结构,最大主应力方位为NNW-SSE向,与区域构造应力场基本一致。研究区的分区反演结果显示,最大主应力轴和最小主应力轴的方位从东北至西南呈现出顺时针旋转的趋势。区内川滇菱形块体、腾冲和保山等地块内部的应力方位分布一致性较好,块体边界带是应力发生偏转的部位,表现出一定的差异性,区域构造应力场受到不同块体间相互作用的影响。3)应力形因子R值的分布上大致表现为自西北向东南逐渐增大,说明物质运移所需的压应力相对变小,结合研究区的地质构造背景认为,地块(物质)的运动速度自西北向东南逐渐变缓。4)根据模拟计算的漾濞地震相对剪应力和相对正应力大小推测认为,漾濞地震是在区域构造应力场作用下沿着最优释放节面滑动破裂而发生的,更容易发生错动的NW向节面为此次地震的发震断层面。

2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震震区剪切波分裂特征

1引言据中国地震台网测定,北京时间2022年9月5日12时52分在四川省甘孜州泸定县发生了M_(S)6.8强震,地震发生在鲜水河断裂南东段端部。全长约350km的NW-SE向鲜水河断裂西北起于甘孜州,向东南经炉霍、道孚、康定、泸定至石棉附近,它不仅是青藏高原物质SE向挤出的东北边界断裂带,也是分隔巴颜喀拉块体与川滇块体的重要构造分界线。

2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震震源及邻区震后构造应力场特征

收集2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震周围及柯坪逆冲推覆构造附近震源机制解资料,应用MSATSI软件包中阻尼最小二乘法反演该地震震中周围的构造应力场。结果表明,研究区主压应力轴方向呈近NS向且整体一致性较好,西段最大主应力方向为NNW向,东段为NNE向,但西段中的喀什、巴楚等靠近塔里木块体边缘地区主压应力方向为NNE向。柯坪逆冲推覆构造带所在区域的主压应力方向呈NNW向,主张应力方向呈NNE向,与此次地震的震源机制解P、T轴方向相同,表明该地震的发生受区域构造应力场影响。研究区整体张轴的非均匀性明显,方位分布范围较大,但地震震中周围主压应力轴倾伏角一致性特征明显,反映了该区域以逆冲为主的应力特征。

2021年5月22日青海玛多M_(S)7.4地震发震构造分析

精确的余震序列定位及震源机制反演能够提供强震破裂尺度、发震断层面和区域应力场等信息,为震后应急决策和分析发震构造提供科学依据.本研究采用双差定位方法对2021年5月22日青海玛多M_(S)7.4地震序列进行精定位,得到震后9天内共1055个事件的精定位结果;同时,利用青海、西藏、四川和甘肃台网记录的波形数据,采用近震全波形矩张量反演方法得到了玛多M_(S)7.4地震15次中等余震(M_(S)≥4.0)震源机制解,并进一步反演得到震源区构造应力场.地震定位结果显示,玛多主震位于玛多—甘德断裂与甘德南缘断裂之间,发震断层面较为陡立,余震序列在时间上呈现出不对称的双侧破裂模式,且沿主破裂面的两端均表现出分支破裂特征,说明本次地震触发了分支断层;震源机制结果显示15次中等余震包含12次走滑型和3次逆冲型地震,暗示主断层破裂受到局部异常结构的影响;另外,应力场反演表明震源区为近EW向挤压特征,与该区域最大水平主压应力优势取向一致.结合上述结果以及周边地质构造背景,我们认为玛多地震发震构造为位于巴颜喀拉地块内部一条NWW向的高倾角左旋走滑断裂,主破裂触发了东西两端分支断层活动,断层面的非均匀性控制了余震序列时空分布的差异性.

2021年青海玛多M_(S)7.4地震余震序列震源机制解及其发震构造特征

2021年5月22日在巴颜喀拉块体内部发生了青海玛多M_(S)7.4地震,而精确的震源机制解和区域应力场有助于判定发震构造和探究地震的孕震机制.本文基于玛多地震科考获取的高质量波形数据,采用CAP方法反演得到了玛多地震震源区18次中小型余震的震源机制解,并进一步获取了震源区的构造应力场特征.震源机制解结果显示,这18次中小型余震包含16次走滑型和2次逆冲型地震,揭示出玛多M_(S)7.4地震的发震断层——江错断裂具有高倾角左旋走滑性质,且沿着破裂带自西向东具有分段性差异,表明发震断层构造形态的复杂性.余震的震源矩心深度均在10 km之上,主要集中于4~8 km,说明后续中小型余震的能量释放主要集中在浅部上地壳.应力场反演结果显示震源区最大水平主压应力轴方位为53°(NEE),倾伏角为13°,与区域构造应力场主压应力方向一致,揭示余震的发生仍主要受区域应力场的控制.综合已有的地球物理和地质资料,推测玛多M_(S)7.4地震的发生与上地壳速度结构的非均匀性及中下地壳软弱物质的挤压和垂向上涌密切相关.玛多M_(S)7.4主震发生之后,震源区应力不断调整,局部地震活动性明显增强.同时在局部速度结构复杂性及独特的断层系统的共同影响下,余震震源机制解类型呈现出多样化特点.

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列发震构造及其与2013年洱源、2017年漾濞地震的异同

2021年5月21日云南漾濞发生M_(S)6.4地震.为深入了解该地震的发震断层及发震构造特征,探讨其与2013年洱源与2017年漾濞地震发震构造及背景的异同,本文基于中国地震台网中心的观测报告,使用双差方法对漾濞地震序列进行重定位,并从全球矩心矩张量(GCMT)和美国地质调查局(USGS)搜集了9个震源机制解计算了震源区构造应力场,初步得到如下结论:(1)2021年漾濞地震序列呈NW-SE向展布且SE端余震数量多于NW端,余震区地壳应力不均匀释放,致使5.0级及以上地震周边余震稀少;4个5.0级及以上地震初始破裂深度大于矩心深度,推测发震断层是从断裂底部向浅部破裂.(2)发震断裂是维西—乔后—巍山断裂西南侧的未知断裂F2、F3,其走向NW-SE、倾向SW、倾角近垂直,具有右旋走滑特征.其中F2贯穿整个地震序列,长约30 km,F3主要发育在中南段,长约11 km,两条发震断层相交于地震丛集中间位置.(3)震源区构造应力场是走滑的应力机制,呈SSE向(174.57°)低倾伏角(18.79°)挤压,及SWW向(-93.65°)近水平(5.21°)拉张状态.震源区的发震构造受川滇块体与滇南块体形成的右旋走滑边界控制.(4)这3个地震均发生在川滇块体右旋走滑西南边界形成的走滑应力机制作用背景下.2013年洱源地震可能更多的受控于局部构造的垂向差异运动;2017年漾濞地震仅受到川滇块体西南边界的右旋走滑作用;2021年漾濞地震则主要受控于川滇块体西南边界的右旋走滑运动,还存在少量局部构造垂向差异运动作用.

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震震源区断层系统的几何复杂性

地震精定位及震源机制反演能够提供发震构造信息,特别在地表无明显断层迹线的震源区,可有效揭示隐伏断裂的深部几何结构。文中采用双差定位方法对2021年5月18日—6月4日期间云南区域台网记录到的漾濞M_(S)6.4地震序列进行精定位,得到主震前4d和主震后14d共3233次地震事件的空间位置,并计算了漾濞震源区的b值;进一步利用云南和四川区域台网记录的波形数据,采用近震全波形反演方法得到了包括主震在内10个4.0级以上地震的全矩张量解,并反演得到震源区构造应力场。地震定位结果显示,前震序列和余震序列在时空分布上存在明显差异:前震主要在NW-SE方向呈条带状分布,且震中位置存在往返迁移现象;余震主要在NW和NE 2个方向分布,呈不对称共轭断层分布形态,在NW向地震带南端存在多组不同走向的余震分布,暗示震源区介质及断层几何结构的复杂性。b值随时间变化的结果显示,主震前b值已有上升趋势,表明震前震源区应力积累已开始逐步得到释放,可能和本次地震为前震-主震-余震的序列类型有关;而主震发生后b值的变化幅度较大,可能反映余震活动较为剧烈,应力释放变化较大。震源机制结果显示地震以走滑型为主,正断分量其次,并包含显著的非双力偶成分,可能表明震源区NW及NE向断裂交错分布,地震破裂并非简单地沿断层平面滑动。综合上述结果以及近SN向挤压、EW向拉张的应力场环境,我们认为漾濞M_(S)6.4地震序列的发震构造为位于宝山地块内部一条NW向的高倾角右旋走滑断裂,可能是与维西-乔后-巍山断裂平行的次级断裂,并且该断裂在南段包含多条NE向分支断裂。文中结果表明漾濞震源区断层系统几何结构的复杂性控制了地震序列时空分布范围及震源破裂的多样性。

2018年新疆伽师M_(S)5.5地震的发震构造初探

运用CAP方法反演2018年9月4日新疆伽师M_(S)5.5地震及M_(S)≥3.0余震的震源机制解,计算得出伽师M_(S)5.5地震的震源机制解为:节面Ⅰ:走向48°,倾角83°,滑动角3°;节面Ⅱ:走向318°,倾角87°,滑动角173°;主压应力P轴方位角为3°,倾角为3°,主张应力T轴方位角273°,倾角为7°;矩震级为MW5.3。使用双差定位法对主震及余震共计129个M_(S)≥1.5地震进行重新定位,并对震源机制解和重定位结果进行综合分析,发现此次重定位地震结果与CAP方法反演结果的展布方向一致,地震集中分布在NEE向,因此认为节面I是此次地震的主破裂面;重定位后NS、EW和UD方向的平均相对误差分别为0.25、0.23及0.09 km,平均走时残差为0.026 s,震源深度集中分布在5~15 km。此次地震及其余震附近地表无明显的断层出露,所以初步判定2018年新疆伽师M_(S)5.5地震可能受控于柯坪断裂带附近的隐伏断裂。

P波极性资料确定的2022青海门源M_(S)6.9地震序列震源机制及应力场

为研究2022年门源M_(S)6.9地震的发震构造及构造应力场特征,文章先搜集了1月8—30日M≥1.9地震事件的P波初动符号,基于P波初动极性反演震源机制解的方法,得出66个地震的震源机制解,参考水平应变花面应变对地震震源机制的划分原则进行分类,虽然震源机制分布类型较广,但走滑类震源机制超过半数,表明此次地震序列以走滑为主;然后基于得到的震源机制解,利用网格搜索法反演该区构造应力场,得到研究区内呈NEE-SWW向挤压,NNW-SSE向拉张;主震震源机制P和T轴与所处的应力区应力方向相近;最后模拟研究了主震震源机制与应力体系的关系,得到此次地震是在构造应力场作用下沿最优节面破裂的,可视其为该区域应变能积累后的一次正常释放。该研究对后续的发震机制和地球动力学分析具有参考意义。

基于SFEM的结构元件疲劳可靠性分析

将结构元件的弹性模量、泊松比、几何尺寸定义为随机场,并将随机场离散成随机变量,将抗拉强度定义为随机变量,采用Monte Carlo随机有限元法(MCSFEM),给出了元件危险点应力的随机分布。由危险点应力分布、材料的p-S-N曲线和Miner理论给出了概率名义应力法,计算常幅载荷下元件的寿命分布,并利用剩余寿命模型计算元件的可靠度。给出了两个算例,结果表明:计算结果与试验结果吻合良好。

2021年6月12日云南双柏M_(s)5.1地震发震构造

1地震发生2021年6月10日19时46分,云南双柏发生M_(s)5.1地震(24.34°N,101.91°E),震源深度8 km。震区附近历史地震偏少,据统计,1900年以来震中50 km范围内共发生5级地震3次,与此次地震距离最近的为1927年3月20日玉溪新平5级地震(震中相距约28km)。

基于结构应力法的盾构刀盘安装焊缝抗疲劳设计

为提升超大直径盾构刀盘安装焊缝在盾构施工过程中的抗疲劳性能,首先建立包括超厚钢板对接接头焊缝细节的有限元模型,以等效结构应力为核心参量将焊缝应力集中考虑在焊趾应力之中,然后对不同坡口角度和余高的接头疲劳寿命进行计算,得出坡口角度和余高对超厚钢板焊缝接头疲劳寿命的影响规律,最后以优选的焊缝接头尺寸参数采用子模型技术建立包括各焊缝接头局部精细网格的子模型,利用等效结构应力法对刀盘整体安装焊缝疲劳寿命进行综合评估。研究发现:1)随着焊缝坡口角度的增大,其抗疲劳能力呈现先增大后减少的趋势,55°左右的坡口角度是设计对称X型接头的最优坡口角度;2)当接头采用不对称X型坡口时,焊缝小端处焊趾的疲劳寿命低于同等坡口角度大端处焊趾的疲劳寿命,坡口大端和小端的坡口角度分别选取为40°和55°时,能综合提高非对称X型坡口接头的抗疲劳性能;3)焊缝余高对接头疲劳性能的影响不如坡口角度显著,对称X型坡口焊缝及非对称X型坡口大端焊缝余高e=2~3 mm,非对称X型坡口小端焊缝余高e=1 mm,可以满足盾构刀盘的抗疲劳设计要求。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震同震地表形变与断层滑动分布

2021年5月21日云南漾濞县城西侧发生M_(S)6.4地震。文中以欧洲航空局升、降轨Sentinel-1 SAR为数据源,基于D-In SAR技术获取了此次地震的In SAR同震形变场:升轨LOS(Line of Sight)向最大形变量约为0.07m,降轨最大LOS向形变量约为0.08m。以升、降轨同震形变场数据和GNSS数据为约束,反演了断层滑动分布。反演结果表明,In SAR/GNSS数据对断层倾向的约束能力较弱,NE倾向和SW倾向2种断层模型都能够在误差范围内拟合观测数据,其中:SW倾向断层模型的最大滑动量约为0.8m,NE倾向断层模型的最大滑动量约为0.6m;其余参数,如滑动角为-170°、倾角为80°、矩震级为M_(W)6.07均一致,破裂也都集中在地下2~10km深度范围内。结合主震发生后3h内的余震精定位结果分析,我们认为倾向SW的发震断层模型可能更符合实际情况。根据断层滑动模型、同震滑动分布并结合破裂运动学特征,初步判定发震断层为维西-乔后-巍山断裂以西的一条次级断裂。基于反演得到的断层滑动模型计算了漾濞地震破裂导致周边断裂的库仑应力变化情况,结果表明漾濞地震对维西-乔后-巍山断裂、红河中段断裂和红河北段断裂的南段具有显著的应力卸载作用,初步认为漾濞地震之后周围断裂的地震危险性有所缓解。

2021年青海玛多M_(S)7.4地震震源区横波分裂变化特征

本文利用玛多7.4级地震科考密集台阵150个台站和固定台站MAD记录的近震波形数据,采用横波分裂分析方法测量,总计得到22518对有效横波分裂参数,获得了震源区上地壳各向异性特征.结果显示,震源区各台站的快波偏振方向和慢波延迟时间存在着明显的空间分区特征,但未能表现出随时间的规律性变化特征.最明显的横波分裂特征表现在沿主破裂余震密集区,快波偏振方向呈现出与主破裂带走向和余震序列展布较好的一致性,沿主破裂余震密集区各台站所得到的慢波延迟时间明显大于南北两侧余震密集区外台站的慢波延迟时间,且包括主震在内余震最为密集的主破裂东段的慢波延迟时间大于中段和西段,主破裂附近北侧的慢波延迟时间大于南侧.主破裂余震密集区外两侧台站的慢波延迟时间随着台站与主破裂距离的增大而逐渐减少,到一定距离后,慢波延迟时间趋于稳定.这些特征反映了玛多M_(S)7.4地震孕育过程中,应力积累主要集中在沿主破裂余震密集区,且主破裂东段的应力积累要强于中段和西段,主破裂附近的应力积累北侧强于南侧,随着距主破裂距离的增加,应力积累效应减弱,到一定距离后变得很弱.由于科考密集台阵在主震后第12天才开始布设并投入观测,这时主震和大部分强余震已经发生,并且中小地震的最高峰也过去,余震频次趋于稳定,孕震过程中积累的应力尚未释放完全,应力释放和调整过程还将持续一段时间,因此,在余震活动观测期内,分裂参数没有表现出随时间规律性的变化特征.

2020年济南M_(L)4.4地震前后近场S波分裂变化特征

利用山东省地震局布设的流动地震台站和区域台网固定台站记录的2020年济南M_(L)4.4地震序列资料,通过横波窗内的近震S波分裂计算,获取了各台站上地壳各向异性空间分布和时间变化的结果,对上地壳变形特征以及S波分裂参数(快S波偏振方向和慢S波时间延迟)的时空变化现象进行了分析.结果表明,上地壳各向异性在空间分布上存在分区特征,并且表现出随时间的趋势性变化特征.发震断层东侧的台站LJIN和L3704只有一个快S波优势偏振方向NW向,其上地壳各向异性主要受控于断裂结构;发震断层西侧的L3705台,以及震源区外的FEIC和PYI台主要表现为NE向,反映出区域应力场控制的上地壳各向异性;而靠近长清断裂带的L3706和CHQ台,表现出两个近于垂直的快S波偏振方向,反映了不同射线路径上S波分裂的不同特征.震源区内台站的慢S波时间延迟平均值大于震源区外各台站,表明济南M_(L)4.4地震孕育过程中震源区的应力积累水平高于周边地区.震源区内CHQ台的慢S波时间延迟在主震前较低,在主震后迅速增大,一段时间后逐渐减小并趋于恢复到震前水平,反映了济南M_(L)4.4地震发震前的孕育、主震和余震活动的释放及调整过程中,震源区应力场的动态变化对上地壳各向异性影响十分显著.此外,余震密集区台站的慢S波时间延迟高值仍然高于震前水平,暗示余震密集区的应力释放和调整的过程可能仍将持续.

利用P波初动数据研究2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列震源机制解及应力场

为揭示2021年云南漾濞M_(S)6.4地震的发震背景及其与区域应力场的关系,搜集5月18日14时28分至6月8日5时53分的地震序列,采用P波初动反演震源机制解的方法,计算得到漾濞地震前后85次M_(S)≥2.5地震的震源机制解。根据本次地震序列的震源机制解和近10年内滇西北地区地震的震源机制解,利用网格搜索法反演了该区域的应力场,最后模拟了主震的震源机制与区域应力场的关系。结果表明:该区域主压应力方向为近南北向,主张应力轴方向为近东西向。漾濞主震发生在剪应力最大的区域,且剪应力的滑动角与发震节面的滑动角之差较小,说明此次地震是在构造应力场作用下发生在剪应力最大释放节面上。

2022年9月5日泸定M_(S)6.8地震对周围地表和后续地震的影响及与背景应力的关系

为确定2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震的破裂方式及对周围区域的影响,首先收集整理各机构和学者的震源机制解,给出可信的震源机制中心解,然后使用地震破裂模型计算了同震位移场和应变场,以及泸定M_(S)6.8地震对M_(S)5.0地震的库仑破裂应力变化,分析其对后续地震的影响。结果显示:震源机制中心解节面I走向为163.55°,倾角为79.39°,滑动角为-0.11°;节面Ⅱ走向为253.57°,倾角为89.89°,滑动角为-169.39°,是一次走滑型地震。位移场和面应变都呈四象限分布,且位移以水平位移为主,符合走滑型地震产生的位移场特征;M_(S)6.8级地震在10月22日M_(S)5.0地震的破裂面和滑动方向上产生的库仑破裂应力变化为0.168MPa,表明对后者的发生有触发作用;将当地的应力场投影到M_(S)6.8地震的断层面上,得到相对剪应力和正应力分别为0.772和0.225,表明本次M_(S)6.8地震是在当地应力背景下,应变能积累后的一次正常释放。

门源M_(S)6.9地震前地电场优势方位角与加卸载响应比异常变化分析

2022年1月8日在青海门源县发生M_(S)6.9地震,基于震中300 km范围内地电场近5年观测资料,综合分析选取9个观测站,根据大地电场岩体裂隙水(电荷)渗流(移动)模型计算其优势方位角,并尝试以地电场为响应量,通过库仑应力触发模型的加卸载响应比(LURR)计算方法,计算地电场LURR值。结果显示:(1)两种不同方法计算的地电场异常站在空间分布上具有一致性,其中古丰、黄羊川、寺滩和兰州站地电场优势方位角、LURR在震前皆出现异常变化,而山丹等其他站方位角、LURR均看不出明显的异常变化。(2)兰州和寺滩站两种计算方法的结果时序变化较为吻合,表现出准同步性。进一步结合震源机制解对异常观测站优势方位与区域主压应力P走向的关联进行分析,结果表明基本符合岩石物理学理论,这在一定程度上可增强地电场优势方位角方法在分析地震前兆异常中的可信度。地电场优势方位角以及LURR值两种计算方法在机理上具有关联性,综合分析其异常演化特征可能有助于进一步认知地震孕育的物理过程。