四川芦山Ms 7.0级地震导致周边断层的应力变化

 2013年4月20日,四川雅安市芦山县发生M_s 7.0级强烈地震,造成重大的人员伤亡和经济损失。地震造成的区域库仑应力变化、对周围断层的影响及后续地震带发展趋势是应该关注的问题。利用USGS震源机制解,根据地震静态触发原理,基于弹性位错理论和分层地壳模型,计算得出芦山地震引起同震库仑应力变化从断层的1.0MPa量级减小到200km外的0.1kPa,研究认为在地震之后大部分区域的应力得到释放,鲜水河断裂道孚—康定段和玉龙希断裂南段危险性增加。     

九寨沟Ms 7.0级地震的左旋走滑作用与动力机制

2017年8月8日四川九寨沟发生的Ms 7.0级地震是继2008年汶川Ms 8.0地震、2013年芦山Ms 7.0级地震后在青藏高原东缘发生的又一次强震。本文通过综合分析九寨沟Ms 7.0级地震及历史地震的震源机制解、余震和历史地震分布、区域应力场、活动断层等资料,来揭示九寨沟地震的发震构造与动力机制。初步研究结果表明:(1)此次地震的震中位于塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂之间的交汇区,显示活动断裂的交汇区对此次地震的发生具有控制作用;(2)发震断裂为虎牙断裂,断裂走向为北西西向,倾向南西,倾角较陡,属于高倾角左旋走滑型地震;(3)震中位于虎牙断裂北段的北部地震空区,充填了1973年和1976年4次大于Mw6.0级地震空区;(4)此次地震位于2008年汶川Ms 8.0级地震的库仑应力增加区,应是汶川地震的应力传递和触发的结果;(5)此次地震位于巴颜喀拉块体的东北部顶角区,青藏高原东缘下地壳流向北东方向的挤出是驱动此次地震的动力机制。     

日本Mw9.0级地震的库仑应力变化及对余震的触发

采用已公布的1个前震和3个主震震源可变滑动模型,计算了日本Mw7.3级前震、M_w9.0级主震产生的同震库仑应力变化,并采用哈佛Global CMT和日本F-net余震目录,在不同有效摩擦系数取值下计算了主震对余震的触发效应,分析了应力空间分布与余震活动空间分布的相关性。研究表明,日本地震前震对主震有触发作用,前震在主震处产生的正应力变化为0.404 bar,剪应力变化0.282 bar,同震库仑应力变化为0.517 bar,应力变化超过了应力触发阈值0.1 bar,达5倍之多,属于典型的地震应力触发,而非诱发事件。主震对后续余震有触发效应,最小触发率为57%,最大达到75%。余震多分布在主震产生的同震库仑应力红色加载区。同时,分析了可变滑动模型、有效摩擦系数、余震目录、震级及节面选取等对计算结果的影响。可变滑动模型、有效摩擦系数变化对计算结果影响不大,余震目录、震级及节面选取对结果有一定影响,尤其是当余震目录足够多、震级足够大时,计算结果更加可靠。为了深入讨论节面选取对计算结果的影响,对余震两个节面上库仑应力、剪切应力及正应力变化差值进行了频次统计。分析显示节面选取对正应力有一定影响,而对库仑应力及剪应力影响不大。     

前郭-乾安地震诱发的余震前微破裂研究

对2006年3月31日发生在吉林省前郭-乾安县之间的Ms4.8级地震后所诱发的一次3.7级余震之前产生的一系列特殊的微破裂事件,采用时序列分布、空间分布、谱分析以及震源力学性质等方法,进行了初步研究.给出了本地区余震前出现的微破裂事件的基本特征,为地震后的余震预报提供了一种短临异常信息参考.     

“4·20”芦山地震的构造破裂与发震断层

通过对"4.20"芦山地震构造破裂及变形特征的分析研究,阐明触发M=7.0级强烈地震的构造因素是NE向大川-双石断裂的逆断兼右旋走滑错动,断层面最大逆断-右旋滑动量达到1.51m。震中位置应在地震断裂通过的双石-太平区段而非震害严重的龙门乡。造成龙门乡震害异常的主要因素是该盆地较厚的第四系强烈的场地效应及建筑物结构强度不足。此次地震是龙门山断裂带地壳构造应力调整、地壳岩体应力-形变过程进入累进性发展阶段的必然结果。地壳破裂扩展方向具有向龙门山中央断裂发展的趋势。     

2011年4月10日四川炉霍Ms5.3级地震强震记录与震害特点

四川数字强震台网中的9个台站获取了2011年4月10日四川炉霍Ms5.3级地震完整的三分向加速度记录,高频成分丰富,频谱主要成分集中在0.1～0.3s之间,最大加速度值为炉霍台EW向405.8cm/s2。震后的地震宏观考察结果表明,本次地震的极震区地震烈度达Ⅶ度,等震线沿鲜水河断裂呈NW-SE向的不规则椭圆形,NW部的面积明显大于SE部。综合分析认为,震区建筑物自振周期与本次地震加速度反应谱的高频成分高度吻合是震害偏重的主要原因,"崩科"藏式建筑抗震性能较差亦加重了震害。联系到本次地震P波向NW方向传播速度明显快于SE方向、等震线形态以及余震稀少等事实,推测这次地震系2010年4月14日青海玉树Ms7.1级地震的远程触发,导致鲜水河断裂上应力调整而产生弹性回跳的结果。     

唐山大地震对相邻断裂段地震复发的影响

1976年7月28日沿NE向唐山断裂发生的7.8级大地震破裂很快触发了相邻断裂段上的3次强震.其中，被触发的滦县7.1级地震发生在唐山主震破裂NE端部外侧的近SN-NNE向滦县断裂段上.对历史地震资料的详细分析表明：滦县断裂段在1976年之前的400多年中发生过5次中强地震，复发过程表现出“时间可预报”行为，并可根据这种行为 “预测”第6次地震应大致发生在22世纪上半叶.然而，滦县断裂段在1976年唐山主震破裂后约15h即发生了一次7.1级地震，比“预测”的平均时间提前了约160年，强度上也明显超出该段的历史最高.这表明一个断裂段原有的、相对平稳的地震复发行为会因受到相邻断裂段大地震破裂的强烈影响而发生显著改变，并使复发过程呈现局部的非线性.相关的实验结果为此提供了一种物理解释.     

基于不同构造分区中国地震的潮汐应力触发效应及相关天文特征

将中国大陆划分为不同构造应力分区,针对各构造分区的地震逐个计算其发震时震源处沿主压和主张应力轴方向的潮汐应力分量,分析了潮汐应力对发震断层的触发效应.在此基础上,计算了那些具有潮汐应力触发效应的地震发震时的月日位置,得到了各构造分区与潮汐应力触发相关的月日位置分布图象.结果显示,地震的潮汐应力触发效应及相关的天文特征依赖于地震断层所在的区域构造应力性质和地理位置.     

濮阳台电磁波异常与地震活动关系的研究

介绍了台站所处的地震地质环境条件及电磁波观测仪器基本情况。对濮阳市地震台电磁波观测资料进行了分析研究。结果表明 ,电磁波异常对 10 0km范围内的M 13.0级以上地震及 30 0km左右Ms5 .0级以上地震和 10 0 0km左右的Ms6 .0级以上地震有很好的对应关系。电磁波异常是一种地震前兆短临异常 ,异常一般在震前几天到五十几天出现 ;异常幅度大 ,异常易于识别 ;地震多发生在异常结束之后或异常高值回落的过程中。濮阳台曾依据电磁波异常变化 ,成功地进行了两次地震短临预报 ,地震三要素均在预报范围之内。     

从震源破裂过程角度分析中国大陆强震面波震级高于矩震级的原因

基于有限断层模型和数值模拟,研究震源参数对面波震级的影响。结果表明,在矩震级相同的情况下,地震破裂持续的时间越短,面波震级就越高,反之亦然。影响地震持续时间的震源参数包括子断层破裂持续时间、破裂速度和破裂长度。若地震矩不变,子断层破裂持续时间和破裂长度与面波震级负相关,破裂速度与面波震级正相关。中国大陆测定的面波震级多数情况下显著高于矩震级的原因可能有二:一是中国大陆发生的强震多为板内地震,由于应力降偏大,破裂持续时间和断层长度可能偏短;二是相对于美国国家地震信息中心测定的Ms(20),中国地震台网中心测定的面波震级系统性地偏大。     

汶川地震引起的厦门天马台观测井水位异常记录特征分析

汶川Ms8．0级地震、青川Ms6．4级地震与厦门天马台观测井水位观测异常记录 2008年5月12日14时28分在四川汶川发生了Ms8．0级地震以及包括5月25日16时21分在四川青川发生的Ms6．4级地震在内的持续余震．是一次以拟冲为主、兼少量右旋走滑分量的地震。矩张量解及其震源机制解如图1。断层向西北方向倾斜。走向为229°。该地震有感范围遍布我国大部分地区,我国水位观测网的大多数井孔均记录到了水震波。     

“4·20”芦山地震次声波研究

2013年4月20日北京时间8点2分,放置于成都的数字化次声监测仪实时探测并完整记录了四川省雅安市芦山7.0级地震及以后多次3级余震的地震次声波全波形数据。通过时间-频率分布分析方法STFT(短时傅立叶变换)对所有特征次声事件信号进行分析处理发现,芦山地震次声波具有显著的特征:(1)具有3～4Hz的特征频率;(2)主震次声波卓越频率为3.2Hz,时频谱峰值能量强度达到220,维持时间长达230s;(3)该次地震的多次余震震级(Ms)与其对应次声波经STFT分析后的峰值强度值(Amax)具有良好的相关关系:Ms=0.60105lgAmax+2.06383,其相关性系数超过0.84。次声波或将为地震、滑坡等由岩石破裂引起的地质灾害的探测和早期预警提供一种新的手段和方法。     

2008年1月9日西藏改则扎西错Ms6．9级地震的InSAR实测形变场

2008年1月9日西藏自治区改则县以东扎西错附近发生一次Ms6．9级地震,利用欧洲EnviSat雷达遥感卫星资料,获取了该次地震的同震形变场。观测显示地震造成震中区半径30km范围内近东西向升降变形,最大近0．5m。借助均匀弹性半空间位错模型,估计本次地震基本是一次正断破裂过程,其最大倾滑量在2．0—2．4m之间。地震发生在走向N30°E、朝北西向倾滑58°的隐伏正断层,可能没有产生地表破裂。但单一断层的均匀位错不能完全解释InSAR形变场的复杂变化,推测InSAR观测到地表变形是主、余震两次破裂的结果。     

武山地区Rn元素观测数据背景异常特征分析

通过对武山地区Rn元素观测资料中的异常变化分析总结,提取观测点300Km范围内大于Ms4.5级地震以及全国Ms7.0以上地震,确立水氡异常与地震的相关性,量化分析震前、发震、震后资料变化趋势。通过对震例的对比分析,提取武山观测点Rn元素的震前异常特征。通过研究表明:泉水流量是影响Rn元素测值的重要因素之一,对于Ms4.5震前观测到的Rn含量没有明显的共性特征,对于Ms7.0以上地震Rn测值出现明显的高值特征。     

汶川地震主震断层构造应力场数值分析

以连续介质力学为基础,以地块动力学为指南,对2008年5月12日汶川Ms8.0地震的主震断层的构造应力场进行了定量分析.讨论了地块-地块、地块-断层和断层-断层间的相互作用.计算结果表明,应变能随断层破裂传播发生了迁移,在特定的边界条件下,能量场随断层的扩展而向边界迁移.从位移场、应力场和能量场的分布,对地震断层破裂的机制作了初步探讨.计算结果表明,汶川地震引发了川滇地区的地应力调整活动,该地震后在汶川-茂县断裂层上仍是应变能的集中分布区域,应该有能量释放.     

1962年3月19日新丰江6.1级水库诱发地震,发震断裂的实验研究

利用新丰江河源断裂内花岗岩质构造岩的三轴压缩实验结果,结合震源机制解以及光弹实验所得的新丰江地区现代构造应力场等资料,对1962年3月19日新丰江Ms6.1水库诱发地震的发震断裂进行了综合研究。研究结果支持该地震的发震断裂为走向NNW的石角-新港-白田断裂的结论。     

基于AETA电磁扰动对九寨沟Ms 7.0级地震的研究

2017年8月8日中国四川省九寨沟县Ms 7.0级地震前, 在震源200 km范围内的九寨沟、松潘、平武、青川、茂县和汶川布设AETA系统的6个监测台。采用窗口为30日的滑动主成分分析(principal component analysis, PCA)方法, 对6个台站的电磁扰动进行特征分析, 探讨九寨沟Ms 7.0级地震前后AETA系统观测的电磁场变化特征, 并由此提出一种新的临震特征, 即AETA电磁数据经滑动PCA方法处理后得到的“条带异常”。结果显示: 1) 除九寨沟Ms 7.0级地震发震当日, 九寨沟监测台于震前5日至震后15日, 每天在同一时段(5:00 am—6:00 am)出现异常点, 形成“异常条带”, 异常程度在震前大体上呈递增变化, 震后大体上呈递减变化; 2) 震源附近其他监测台也存在异常点, 但发布零散且异常程度较小; 3) 九寨沟Ms 7.0级地震“异常条带”消失后的两个月内, 未出现新的“异常条带”, 且无强震发生。     

利用重力、航磁资料研究木里-盐源弧形构造带及邻区的深部孕震环境

探讨川西高原木里-盐源弧形构造带重磁异常分布特征与地震孕育和发生的深部孕震环境及地震构造背景。基于木里-盐源弧形构造带的重力和航磁资料,采用重力三维视密度反演、航磁化极和延拓等位场数据处理方法,获得壳内不同深度的视密度变化信息和磁性介质的分布范围及重磁异常的形态、幅值大小及梯度变化等特征。综合三维视密度反演结果表明:沿木里-盐源弧形构造带两侧的视密度异常展布特征各异,锦屏山弧形构造带西侧区域大范围分布的低密度异常反映了川西高原的中下地壳深度范围物质较为软弱。深部低密度异常的存在容易造成浅部脆性地壳内应力积累,是驱动木里-盐源地区构造变形作用和地震频繁活动的深部动力环境。航磁ΔT化极结果显示研究区两侧不同区域呈现不同的异常展布特征,构造边界断裂具有明显的深部地球物理场标志,中强震多数发生在断错地壳和上地幔的深大断裂及其附近。根据航磁ΔT向上延拓10km和20km图像可知,2012年发生在盐源与宁蒗交界处Ms 5.7地震,其震中位置处于航磁异常的突变带上,该区域壳内块体或基底性质之间存在明显的介质磁性差异,易于造成应力积累并在构造应力作用下发生破裂,这是此次Ms 5.7地震的深部孕震条件。     

斜拉跨越结构的风载影响分析

利用有限元分析软件对木龙河斜拉索跨越结构在风载荷作用下的动静态力学特性进行了分析.静态分析表明,风力小于3级时桥的最大位移和最大应力随风力变化不大.风力大于3级时两者随风力的增大而显著增加.通过模态分析得到了跨越结构的前10阶振型和频率,并分析了8级动态风载下管桥中部和端部两个关键节点的位移和拉应力的时间历程响应及某一时刻跨越结构的应力、位移分布情况,最后得到了动态风载荷下风力与最大应力和最大位移之间的关系,得出的结论与静态一致,但在大于3级的风力情况下,动态风载引起的最大位移和最大应力比静态风载约大2倍.     

强震孕育过程中地震类型的动态变化及实验研究

 讨论了1965年以来云南地区强震孕育过程中地震类型的动态变化,发现:云南地区发生6.7级以上强震前数月至数年,云南省内均有2次以上5级双震或群震型地震发生;部分强震前数月至数年,至少有3次以上前主震型地震密集发生.强震发生在这些前主震、双震、群震型地震150 km以外地区.典型地区地震类型的追踪研究也表明:宁蒗地区发生5级双震、前主震型地震以及腾冲地区发生6级群震型地震,云南地区均发生6.5级和7级以上强震,但地点远在宁蒗、腾冲200 km以外地区.实验中,随着载荷的增大,岩样的破裂类型经历了主余破、孤立破→群破→前主破→破裂类型多元化的过程.震例和实验研究结果的对照显示:地震的类型不仅与发震地区地质构造有关,也与地壳介质所处的应力状态有关.