2022年墨西哥米却肯州7.6级地震序列的触发关系及发震动力学探讨

2022年9月19日墨西哥米却肯州发生M_(W)7.6地震,该地震位于北美板块与科科斯板块交汇处。为进一步研究本次地震对周围断层和后续地震的影响,剖析该地震的孕震背景和发生条件,首先使用包括USGS在内的多个国外地震机构得到的墨西哥M_(W)7.6地震以及后续的两次M_(W)>5.0地震的震源机制解,分别计算出震源机制中心解,然后通过计算主震产生库伦破裂应力变化来研究本次地震对后续两次地震的触发作用,最后收集了1976年1月1日至2022年5月31日发生在本次地震附近的M_(W)≥4.9的29条震源机制解数据,反演该地区的构造应力场,并模拟在局部构造及其作用下产生的各种断层形状及相对正应力和剪应力的分布情况。研究结果表明:①震源机制中心解表明主震和6.8级余震为逆冲型地震,而5.8级余震的震源机制为正断型地震;②本次地震对5.8级和6.8级余震的库伦破裂力变化均超过0.01MPa的阈值,表明这两次强余震可能是在主震的触发下发生的;③震源区应力场的主压应力轴为NNE-SSW向,主张应力轴近乎垂直。本地震序列的断层破裂近乎沿应力场的最大剪应力平面发生,最大限度地释放了构造运动积累的应力。

2022年9月17日中国台湾地震序列的触发机制及其动力学成因

2022年9月17—18日,中国台湾先后发生台东县M_(S)6.5和花莲县M_(S)6.9两次强震及多次余震。两次强震均为逆走滑型地震,且震中都位于台湾纵谷断裂带,该地区构造复杂,为晚中生代古太平洋板块朝东亚陆缘的消减带,具有逆冲型构造应力背景。对纵谷断裂带周围地区历史上发生过的地震进行统计发现,大部分地震为逆断型。为探究该地区此次发生逆走滑型地震的原因及其与构造应力场的关系,首先通过搜集研究区相关的地震震源机制,反演该地区的构造应力场,明确其是以走向为北西西向的压应力为主的应力场;然后将应力场投影到走向、倾角不同的断层面上,发现一些节面上表现出较大的相对剪应力和较小的相对正应力,说明这些节面上具有较强的剪切作用和较小的摩擦力,容易发生错动而产生逆断型、逆走滑型和走滑型的地震。同时,为明确短时间内两次强震间的触发关系,通过计算M_(S)6.5地震在M_(S)6.9地震破裂面和滑动方向上产生的库伦破裂应力变化发现,M_(S)6.9地震约在0.02MPa的库伦破裂应力触发下发生。相关结论对研究台湾纵谷带地震的发震机理和地球动力学具有一定的指导意义。

基于科教融合的地震波数值模拟综合实验设计

将地震数值模拟科学研究转化为地球物理学综合实验,对比研究低速层和水层地质模型情况下地震响应特征的差异。通过“引导—启发—设计—指导”逐层递进式实验教学方法,引导学生大胆提出科学问题,鼓励学生自主设计模型加以对比,并得出结论。教学实践表明,在验证性实验的基础上,开设“科教融合”综合实验,有助于培养学生的科学创新思维,有利于提高学生的自主学习能力和分析解决问题能力,为后续开展毕业设计和科研工作奠定良好基础。

一类潜伏期有传染性的传染病模型动力学分析

建立了一类潜伏期具备传染性的传染病传播模型,根据疾病传播规律求解了疾病消失和持续生存的阈值——基本再生数.对系统的稳定性进行了讨论,得到了系统稳定性条件.最后,以COVID⁃19为例,解释了各种举措在疾病控制中的作用,并对疫情传播扩散做了探讨和预测.

2020年西藏定日M_(W)5.6地震震源参数估计和应力触发研究

2020年3月20日青藏高原西南缘定日县发生M_(W)5.6地震,距2015年尼泊尔M_(W)7.9地震~250 km.尼泊尔地震,尤其是震后余滑是否触发了此次定日地震还有待研究.本文联合合成孔径雷达和区域地震波资料研究定日地震的破裂特征.首先利用近场形变和宽频带地震波资料,通过贝叶斯自举优化算法揭示定日地震的均匀滑动模型;然后在此基础上构建断层几何模型并反演震源滑动分布.研究发现定日地震的发震断层走向~334°,倾角~51°.破裂主要集中在约2.0~5.5 km深度范围内.破裂范围~5.6 km×4.4 km,释放总的地震矩~3.33×10^(17)N·m.最大滑动量~1.27 m,发生在3.786 km深度.破裂以正断滑动为主兼少许右旋走滑分量,同区域历史地震表现出相似的破裂机制,表明印度板块向北东方向挤压欧亚板块,在藏南地区产生了近东西向的张应力.库仑应力变化研究表明,尼泊尔M_(W)7.9地震主余震和定日地区四次历史地震共同触发了2020年定日M_(W)5.6地震,其中尼泊尔地震震后2年的余滑引起的库仑应力变化占库仑应力增加总量的~40%,震后余滑在未来地震危险性评估中发挥的作用不容忽视.

基于区域构造应力场探讨2014年鲁甸地震余震活动发生在共轭断裂上的原因

2014年8月3日云南省昭通市鲁甸县发生MS6.5地震。该事件的特殊之处在于余震活动表现在共轭的昭通-鲁甸断裂和包谷垴-小河断裂上。为了从应力角度探究地震活动发生在2条断裂上的原因及确定主震发生在哪条断裂上,文中首先搜集了鲁甸地震周围的震源机制数据,求解了区域构造应力场,然后采用新发展的模糊聚类断层面拟合法获得了地震2条断层的产状参数:NNW-SSE向分支的走向和倾角分别为336.67°和88.41°,近EW向分支的走向和倾角分别为266.10°和86.42°。之后,将应力场投影到2条断层面上,发现包谷垴-小河断裂和昭通-鲁甸断裂的相对剪应力都很大,说明2条断层均可能发生地震活动。相比之下,包谷垴-小河断裂处的相对剪应力更大,可能预示着包谷垴-小河断裂的地震活动比昭通-鲁甸断裂更强烈。上述分析得到了2条断层上地震活动的M-T图和总体地震矩的支持。

潍坊青州M_(L)4.1地震震源区发震构造分析

2022年5月2日7时53分山东潍坊青州发生M_(L)4.1地震,基于中国地震台网中心的地震观测报告和山东数字化台网的波形资料,采用双差定位法对潍坊青州地震序列进行重新精定位,利用P波初动方法对其中11个M_(L)2.0以上的地震求震源机制解。利用阻尼时空应力反演方法和MSATSI软件包反演震源区局部应力场特征。经过分析得到以下结论:青州地震序列往SN向展布、倾向N。主震震源机制显示为正断,其节面Ⅰ走向263°、倾角31°、滑动角-109°,节面Ⅱ走向106°、倾角61°、滑动角-78°,局部应力场最佳主压应力轴呈NWW-SEE向(-92.19°)低倾角(16.09°)挤压,最优主张应力轴呈SSE-NNW向(0.26°)近水平(8.45°)拉张。本文推断发震断层为走向EW的隐伏断裂。

基于密集流动地震台网资料研究古冶—滦县地区上地壳各向异性

自唐山地区发生7.8级地震以来,古冶—滦县地区一直为唐山地震的余震频发区.该地区断裂和地质构造十分复杂,这些断裂的破碎程度有哪些差异?这是地震学家所关心的问题.本文使用在古冶—滦县地区布设的密集流动地震台网2020年8月—2021年7月近一年的波形记录,采用剪切波分裂原理通过对古冶—滦县地区上地壳各向异性研究来揭示这些问题.得到以下结论:(1)古冶—滦县地区快剪切波平均偏振方向为NE86.2°±27.8°,慢剪切波平均时间延迟为2.37±1.25 ms·km^(-1).快剪切波偏振第一优势方向为ENE向,与区域背景主压应力方向一致;第二优势方向为NE向,该方向揭示了研究区域断裂主要以NE向为发育的构造意义.(2)唐山断裂带附近台站快剪切波偏振方向均显示出NE向的第二优势方向,与断裂走向一致.断裂附近台站慢剪切波时间延迟较高,各台站时间延迟差异较小,表明区域各向异性程度较强,断裂沿NE向破碎程度较强且破碎均匀.(3)滦县—乐亭断裂和卢龙断裂附近台站快剪切波偏振方向显示出复杂性,表明两条活动断裂的交汇在地壳内部产生了复杂的地壳破裂裂隙结构.断裂附近台站慢剪切波时间延迟较高,各台站时间延迟差异较大,表明区域各向异性和断裂破碎程度较强,且破碎不均匀.(4)丰台—野鸡坨断裂和榛子镇断裂附近台站快剪切波偏振方向与区域主压应力方向接近,慢剪切波时间延迟最小,表明断裂对其附近台站快剪切波偏振方向影响大不,区域各向异性和断裂破碎程度较弱,断裂内部裂隙可能存在愈合的现象.另外,本文还针对1976年唐山M_S7.8地震后在唐山断裂带上出现的尖端效应是否对唐山断裂带北段应力场产生了影响做出了讨论.本研究结果不仅反映了断裂分布的复杂程度与地壳各向异性的关系,还揭示了地壳各向异性在不同破碎程度断裂上的差异.

云南井网水温和水位对几次典型地震的响应特征研究

基于2008—2023年云南井网中26口观测井水温和水位的同震响应资料,以对云南地区影响较显著的8次地震为例,对比分析各观测井水温和水位的同震响应特征,分别从地震波能量密度、岩性、断裂带的控制作用以及动态协调性等角度对其同震响应机理进行了探讨。结果表明,云南井网水温和水位对远场大震的响应较近震显著,响应主要集中在滇中一带,水位响应较水温显著,水位同震变化以振荡和上升为主,水温以脉冲为主。德宏法帕滇22井和丽江象山井有更好的响应能力,剑川滇06井、会泽甘沟滇01井、昆明官渡区小哨井、大姚地温井和南华震2井的同震响应能力较其余21口井弱。进一步分析表明,地震波能量密度与震中距线性拟合相关系数大于−0.9,成明显负相关,与震级成正相关,并给出了能量密度与渗透系数的对应关系。最后分别对水温和水位同震响应机理进行了探讨。

采用2021年青海玛多地震序列震源机制节面聚类确定发震断裂几何形态

地震断裂带形状是活动构造和地球动力学的重要资料。2021年发生的玛多地震序列提供了丰富的震源机制资料,为统计震源机制节面并估计玛多地震发震断层面形状提供了很好机会。文章对地震的震源机制资料进行基于密度的聚类来确定断层的几何形态。首先对收集到的玛多地震序列的震源机制解进行中心解求解,从而获得更为精准的数据,然后对其进行DBSCAN方法的聚类分析,得到断层的走向为113.5°,倾角为88.2°,通过震源机制反演应力场,并将应力场投影到断层上,得到断裂带的相对剪应力和相对正应力分别为0.84和-0.79,剪应力强度较大,滑动角为-0.72°。结果表明玛多地震是发震断裂受NE-SW的挤压和NW-SE的拉张,形成了较大的剪切力,从而促使近东西的江错断裂发生左旋走滑错动所致。

地震前兆重力观测站虚拟仿真实验系统建设

为解决地震重力观测站实践教学授课方式单一、教学成本高、学生参与度低等问题,采用虚拟仿真技术构建地震重力观测站虚拟仿真和互动操作实验系统,辅助学生了解地震重力观测站建设和观测环境的维护、掌握观测仪器的工作原理及日常监测工作。该虚拟仿真实验系统包括地震重力观测站建设、重力观测系统和日常工作三个模块,高度逼真地再现地震重力观测站的建设、重力仪工作原理、观测数据处理等内容。该实验系统在重力实验教学和科学研究中具有良好的推广应用价值。

希腊克里特MW6.0地震后的应力方向变化与强余震发生

地震的震源机制是地壳应力变化的指示器,而地壳应力变化与强震的发生直接相关。前人研究了地震震源机制变化在视应力较高的走滑型大震前的应力变化过程,而未见到震源机制变化对视应力较低的正断型大震发生的指示作用的研究。文章以2021年希腊克里特M W6.0正断型地震序列为例,通过计算地震序列震源机制解与区域应力场方向之间最小空间旋转角的变化,揭示应力变化与强震发生的关系。为保证震源机制解的准确性,采用多家机构确定的震源机制得到中心震源机制作为该地震的震源机制,而后采用该地震序列精确的震源机制求解当地应力场,最后计算地震震源机制与主震震源机制及与所估计的地壳应力场方向的空间旋转角随时间的变化,探索强震发生与应力场变化的关系。结果表明:在主震发生的短期内,余震震源机制与该区域应力场方向的空间旋转角较大,与其后小震级的弱地震活动对应;随后余震震源机制与应力场方向的空间旋转角减小,对应后面发生的3次M W>5.0的强余震,在此之后的长时间内余震震源机制和应力场方向的空间旋转角再次增大,对应的余震震级及频度皆明显下降。文章以2021年希腊克里特M W6.0地震序列为例,发现视应力较低的正断型地震前也存在应力方向集中现象,为探索地震应力前兆提供了范例。

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°。

2022年门源地震序列揭示的断层几何形状及滑动特性

2022年门源地震序列的发生为周围断裂特性研究提供了新的资料.为研究门源地震序列所在的冷龙岭断裂和托莱山断裂形状,本研究首先搜集了2022年门源地震序列的地震观测资料,对地震事件进行双差精定位,获得了765个精定位地震事件,然后采用本研究改进的基于模糊聚类的断层面形状确定方法得到了冷龙岭断裂、托莱山断裂及北冷龙岭断裂的走向和倾角.为进一步研究这些断层的滑动性质,本研究搜集了发生在冷龙岭断裂和托莱山断裂及其邻区的中强地震震源机制,求解了该地区的走滑兼逆冲的构造应力场,区域应力场结果可以理解为青藏高原东北缘的东北向扩展所致.将求解得到的构造应力场投影到冷龙岭和托莱山断裂上,发现这两条断裂均表现为走滑兼逆冲的地质活动.另外2022年门源地震序列有少量事件发生在北冷龙岭断裂,为检验这些事件是否为2022年门源地震破裂所触发,求解了2022年门源地震在北冷龙岭断裂上的库伦破裂应力变化,发现2022年门源地震促进了北冷龙岭上地震的产生.这些研究对认识该地区的断裂活动特性和地震动力学有一定意义.

小地震精定位与层析成像揭示的邢台地震区深部构造特征

1966年河北邢台M_(S)7.2地震发生后小地震持续不断,为开展该地区的深部构造研究提供了便利条件。文中基于河北省地震台网1991—2021年间的观测数据,采用双差定位法获得了邢台及其邻区9644次地震的精定位结果,清晰地刻画出深部断裂的空间形态;结合华北流动地震台阵2006—2008年的观测数据,采用38578个P波到时数据,获得了研究区高分辨率走时层析成像结果。研究表明:研究区的地壳速度结构存在较强的横向不均匀性,新河断裂与元氏断裂之间的上地壳存在明显的低速异常,中下地壳存在高速异常,邢台地震位于高、低速异常体交界处,该位置具备积累大量应变能的介质条件,易发生破裂,释放应力;邢台震区小地震密集带与高、低速异常体东边界的总体展布趋势比较一致,推测沿高、低速体东边界展布的深、浅部断裂已上下贯通,速度异常体的边界位置同样也是速度变化相对强烈的部位,易发生地震破裂;综合多种地震、地质调查成果,揭示出邢台震区下方存在一条贯通整个地壳的深大断裂,倾向SE,上断点位于东汪附近,邢台地震促使深浅部的先存断裂上下贯通。

2017年九寨沟地震序列南北分布不一致的成因分析

2017年九寨沟地震序列主震北部的余震分布较为分散,而主震南部的余震分布较为平直且集中。本研究基于地震震源机制的水平应变花、面应变和基于区域应变率的适应系数,分析上述不一致的动力学成因,得到以下结论:(1)主震北部具有震源机制的余震中约有三分之一为逆冲型地震,而且由于区域构造主压应变方向与主震北部断层走向垂直,确实也容易促使低倾角断层上逆冲型地震的发生,同时由于主震北部整体震源机制为逆冲型,以及主震北部的地震序列引起的断层运动与板块构造运动的一致性较差等原因,都导致主震北部余震较分散。(2)主震南部具有震源机制的余震中只有1个逆走滑型,但是有30个为走滑型地震,而且区域构造主压应变方向与主震南部断层走向的夹角较大,这使得主震南部断层更容易产生走滑型地震,同时主震南部整体震源机制为走滑型,以及主震南部的地震序列引起的断层运动与板块构造运动的一致性较好等原因,都使得主震南部余震较平直且集中。本研究结果对研究巴颜喀拉东北缘虎牙断裂隐伏断层的活动性及发震性质也有一定意义。

2021年云南漾濞6.4级地震震源区地壳应力不均匀性研究

精细地壳应力场在地球动力学研究中具有至关重要的作用。2021年云南漾濞地震序列发生在地震观测台站密集分布的地区,丰富的漾濞地震序列资料为该地区的精细应力场分析提供了大量地震震源机制解数据。为分析漾濞地震震源区的应力状态、断层构造和地震动力学关系,首先选择震源机制中心解算法对搜集到的漾濞地震序列震源机制解进行中心解求解,以保证震源机制数据的准确性;其次基于地震序列发生的位置,采用移动窗方法将震源机制解划分为6个区域,分别求解了6个区域的应力张量数据;最后分析了非均匀应力场所揭示的动力学问题。研究结果表明:漾濞地震震源区西北部和东南部的压应力轴方向由NNW-SSE向转换为NNE-SSW向,偏转角度达23°,且西北部的应力形因子大于东南部。推测西北部和东南部明显的应力场变化是由破裂区北部物质南移受阻和印缅弧深部NNE向低角度俯冲导致研究区浅部出现NNE向拉张联合作用所致。漾濞地震序列破裂东南区呈现马尾状散开的断层分布及山脉和水系走向在周围的分布均与本研究推测的应力偏转和应力形因子改变相符。这些研究对认识该地区的断裂活动特性和地震动力学具有一定意义。

河北临城地震序列揭示的一条隐伏断层

2017年9月4日河北临城发生M_(L)4.4地震,这是邢台地区自2003年以来发生的唯一一次M_(L)4以上地震。震后大量余震沿条带分布,揭示了一条前人未发现的隐伏断层(根据其经过的地点称之为齐家庄-东双井断裂)。为研究该隐伏断层的几何形状和滑动性质,首先基于河北数字地震台网资料对地震序列进行精定位,利用精定位地震数据拟合发震断层面,计算断层面的走向和倾角,并给出其标准差。然后搜集震中附近历史地震的震源机制解,利用网格搜索法反演区域构造应力场参数,根据构造应力场和断层面的几何形状确定齐家庄-东双井断裂的滑动性质。结果表明,临城M_(L)4.4地震的发震断层为一条近EW向的隐伏断层,产状为走向约92°,倾角约85°,滑动角约-12°,滑动角标准差约8°,为倾向南的高倾角左旋走滑型断层,延伸深度约10km。区域应力场在齐家庄-东双井断裂上产生的相对剪应力和正应力分别为0.650和0.691,此次地震不是在最大剪应力的断层方位发生,表明该断裂不是现今应力场作用下产生的,而是在复杂的历史地质活动中遗留的,该断裂在现今应力场作用下积累了一定的应力而导致了M_(L)4.4地震的发生。齐家庄-东双井断裂及其性质的发现为该地区的地质构造和地震孕育环境分析提供了基础。

2022年1月2日宁蒗M_(S)5.5地震发震构造研究

2022年1月2日云南省宁蒗县发生M_(S)5.5地震,地震位于川滇边界处泸沽湖附近。历史上该地区曾多次发生5.5级左右的中强地震,震区构造复杂,NW向和NE向断裂展布相互交织,构成棋盘格状。据野外地质调查,震中区附近NW向永宁断裂和NE向日古鲁-岩瓦断裂具有明显的晚更新世活动迹象,同时对永宁新生代构造盆地和新生界具有明显的控制作用。根据泸沽湖西侧地质钻孔推测永宁盆地内尚发育1条与永宁断裂平行的NW向隐伏断层。地震震源机制解、同震位移场、地震烈度分布特征及地震现场破坏调查结果表明,此次地震与NW向永宁活动断裂密切相关。

基于震源机制解分析邢台地震的发震构造

活动断层几何形状的确定为评估一个地区的地震危险性提供重要的理论依据,邢台老震区内构造背景复杂,前人对邢台地震的发震构造展开大量研究,取得丰富成果。通过震源机制节面聚类得到邢台地震发震断层的走向、倾角及其标准差,综合前人研究结果求取发震断层面的平均解;结合区域地壳应力张量,估计该断层的滑动方向及其误差,分析该区域的地震活动危险性。结果表明:邢台地震发震断层的走向为32.45°,倾角为79.44°,滑动角-153.96°,标准差为4.55°。该断层为走向NNE、倾向NWW的高倾角走滑型断层,而非正断性质的新河断裂。区域地壳应力场在断层面上产生的相对剪应力为0.83,相对正应力为0.59。该断层不是最大剪应力的断层面形状,但剪应力强度仍较大,表明该断层在地震能量积累和释放过程中仍起到必不可少的作用。