唐山地震序列应力触发的粘弹性力学模型研究

根据前人对唐山地震破裂分布、地壳波速和粘性结构的研究,考虑局部应力场、孔隙流体压力和断层附近软介质的影响,计算了唐山地震产生的,投影到后续大余震断层面和滑动方向上的库仑破裂应力变化。结果表明,随后发生的滦县地震和宁河地震均发生在唐山地震产生的库仑破裂应力变化为正的区域。为研究唐山地震、滦县地震和宁河地震对后续小震的触发作用,根据前人对该地区构造应力场和地震破裂分布的研究,假定构造应力量值为10 MPa,求得了震源附近各处可能的小震震源机制。将上述3次地震产生的应力变化投影到可能的小震破裂面和滑动方向上,发现唐山地震、滦县地震和宁河地震产生的正库仑破裂应力变化的ldquo;蝴蝶rdquo;形分布与后续小震发生的空间分布具有较好的一致性,95%的余震发生在库仑破裂应力变化增加的区域,说明唐山地震序列中前面的大震对后续小震的发生起到了调制作用。该研究结果对大震后余震的危险性快速评估具有一定意义。如果大地震发生后能够快速确定详细的破裂分布和震源区域详细断层及滑动特性资料,本文方法可用来预测未来大余震的发震位置。      

1976年唐山地震为三主震型地震

本文根据1976年唐山7.8级、滦县7.1级、宁河6.9级地震区的发震构造应力场、地震活动、震源机制和烈度分布等资料的分析,认为唐山地震区的地震活动类型为三主震型。     

唐山地震的震源过程——可能存在的障碍体

本文根据唐山主震、强余震震源参数、强余震迁移规律以及地面破坏分布等多方面资料,论证唐山地震障碍体的存在,给出了宁河、滦县—卢龙断层面上障碍体的大致位置.并用障碍体模式对唐山连发式强震的震源过程进行了讨论.笔者认为,唐山主震即是主震断层面上的障碍体破裂所致.主震断层的破裂传播在宁河、滦县—卢龙受阻于障碍体而终止,在这两处形成新的应力集中区.这两个应力集中区在障碍体的阻挡和主震区的挤压下产生两次最大强余震.     

唐山地震震源区构造应力场强度的初步分析

利用唐山地区丰富的震源机制解资料反演构造应力场，并结合构造物理研究手段，对唐山地震震源区现代构造应力场的3个主应力绝对量值进行了估算，给出了地壳介质参数取理论平均值的情况下，唐山地震震源区构造应力场３个主应力量值随深度的变化趋势．研究分析了摩擦系数c、孔隙压力P0和应力形因子 等参数与应力值的关系，发现最大主应力1的垂向增长率与摩擦系数c成正比，与孔隙压力P0和应力形因子成反比；而最小应力值3的垂向增长率与孔隙压力P0成正比，与摩擦系数c和应力形因子成反比．本文对应用震源机制解资料反演完整的应力张量进行了一次有意义的尝试．      

2015年1月11日河北滦县M_L 3.3震群震兆分析

2015年1月11日河北滦县发生ML 3.3震群,可定位地震200余次。运用序列参数、精定位、震源机制解、历史地震活动类比、发震构造分析等传统和数字地震学方法,对震群与强震孕震关系进行了分析。分析认为,此次震群仍属于唐山老震区的地震活动,不具备前震序列和典型前兆震群的性质,唐山作为地震窗也未达到开窗指标。精定位和震源机制解显示,此次ML 3.3震群发生在卢龙断裂中段4级地震空段内,3月22日发生的ML 3.2地震及其余震活动已非1月11日ML 3.3震群的持续发展。     

基于国家地震科学数据开展断层面参数研究的初探——以唐山地震为例

随着地震观测台网的加密,中国地震台网统一地震目录越来越完整。本文以地震资料丰富且研究程度较高的唐山地震为例,尝试利用中国地震台网统一地震目录直接确定断层面参数。将小震确定断层面参数的方法应用于唐山地震序列,对其断层面参数进行分段拟合,其中唐山断裂南段走向和倾角分别为213.4°和81.9°,唐山断裂北段走向和倾角分别为231.4°和89.1°,滦县段走向和倾角分别为125.1°和76.2°,卢龙断裂走向和倾角分别为46.1°和89.3°,宁河断裂走向和倾角分别为246.6°和81.8°。将所得结果与前人研究成果以及现今震源机制解参数研究的误差水平进行对比分析,证明了本研究具有较高的可靠性。本文研究结果表明,在地震活跃且地震定位精度较高的地区,中国地震台网统一地震目录可以广泛应用于断层面参数的确定。     

2009年云南姚安6.0级地震震源机制与发震构造的分析研究

利用P波、SV波、SH波初动及其振幅比联合反演震源机制解的方法,计算了2009年7月9日发生在云南姚安6.0级地震余震序列的震源机制解,同时结合地震序列的空间分布,对姚安6.0级地震的发震断层性质和震区应力场特征进行综合分析。结果分析表明：（1）姚安6.0级地震发震断层为NWW—SEE向的直立右旋走滑断层,与美国哈佛大学的主震CMT解节面基本一致,也与余震优势方向分布一致,证明结果可靠;（2）震区主压应力场优势方向为NNW—SSE向,与其现今区域构造应力场主压应力NNW—SSE向一致,表明主震应力场主要受到现今区域构造应力场的控制,同时还有一些小的余震与主震应力场不同,表明震区应力场的多样性和复杂性;（3）结合本次地震序列的空间分布、震源机制解特征、震区断裂构造特征综合分析,综合判定姚安6.0级地震的发震构造属于马尾箐断裂。     

2009年云南姚安6.0级地震震源机制与发震构造的分析研究

利用P波、SV波、SH波初动及其振幅比联合反演震源机制解的方法,计算了2009年7月9日发生在云南姚安6.0级地震余震序列的震源机制解,同时结合地震序列的空间分布,对姚安6.0级地震的发震断层性质和震区应力场特征进行综合分析。结果分析表明：（1）姚安6.0级地震发震断层为NWW—SEE向的直立右旋走滑断层,与美国哈佛大学的主震CMT解节面基本一致,也与余震优势方向分布一致,证明结果可靠;（2）震区主压应力场优势方向为NNW—SSE向,与其现今区域构造应力场主压应力NNW—SSE向一致,表明主震应力场主要受到现今区域构造应力场的控制,同时还有一些小的余震与主震应力场不同,表明震区应力场的多样性和复杂性;（3）结合本次地震序列的空间分布、震源机制解特征、震区断裂构造特征综合分析,综合判定姚安6.0级地震的发震构造属于马尾箐断裂。     

从地震构造看宁河6.9级余震与唐山主震的关系

宁河地震的发生是一次共轭型剪切破裂的结果。根据唐山和宁河地震的发震构造、地震裂缝、震源机制、余震序列的对比分析,说明两次地震的发生在构造上有直接的成因联系。宁河地震为唐山地震序列的余震     

利用小震分布和区域应力场确定大震断层面参数方法及其在唐山地震序列中的应用

根据成丛小震发生在大震断层面及其附近的原则,将模拟退火算法和高斯-牛顿算法结合,给出了利用小震密集程度求解主震断层面走向、倾角、位置及其误差的稳健估计方法,在此基础上考虑区域构造应力参数,给出了估计在已求得的断层面上的滑动角的方法.该方法还可用于小震活跃地区活断层走向、倾角和滑动角的确定.将这种方法用于唐山地震序列,采用2002年4月1日至2006年5月31日发生在地震破裂区的精定位地震目录,求得了唐山地震、滦县地震、宁河及卢龙断裂带的断层面走向、倾角、位置及滑动角参数.与前人给出的断层面解进行比较,发现利用小震精定位资料和区域构造应力场得到的结果与前人采用其他资料和方法得到的结果近似,验证了这种方法的有效性.另外,本研究首次发现滦县地震区东部的小震呈北东-南西向条带状成丛发生,可精确刻画为一条断裂带,较为精确地确定了此断层的走向、倾角和滑动角.该断裂及宁河断裂在唐山地震序列发生时是否破裂需要运用其他资料进行验证.     

Visco-elastic stress triggering model of Tangshan earthquake sequence

We calculated the Coulomb failure stress change generated by the 1976 Tangshan earthquake that is projected onto the fault planes and slip directions of large subsequent aftershocks.Results of previous studies on the seismic fail-ure distribution,crustal velocity and viscosity structures of the Tangshan earthquake are used as model constraints.Effects of the local pore fluid pressure and impact of soft medium near the fault are also considered.Our result shows that the subsequent Luanxian and Ninghe earthquakes occurred in the regions with a positive Coulomb fail-ure stress produced by the Tangshan earthquake.To study the triggering effect of the Tangshan,Luanxian,and Ninghe earthquakes on the follow-up small earthquakes,we first evaluate the possible focal mechanisms of small earthquakes according to the regional stress field and co-seismic slip distributions derived from previous studies,assuming the amplitude of regional tectonic stress as 10 MPa.By projecting the stress changes generated by the above three earthquakes onto the possible fault planes and slip directions of small earthquakes,we find that the "butterfly" distribution pattern of increased Coulomb failure stress is consistent with the spatial distribution of follow-up earthquakes,and 95% of the aftershocks occurred in regions where Coulomb failure stresses increase,indicating that the former large earthquakes modulated occurrences of follow-up earthquakes in the Tangshan earthquake sequence.This result has some significance in rapid assessment of aftershock hazard after a large earthquake.If detailed failure distribution,seismogenic fault in the focal area and their slip features can be rapidly determined after a large earthquake,our algorithm can be used to predict the locations of large aftershocks.     

用形变资料反演1976年唐山地震序列的破裂分布

1976年唐山发生了7.8级地震,相继又发生了两次大余震——滦县7.1级地震和宁河6.9级地震.地震发生在观测条件比较好的地区,水准测量和三角测量测得了地震的同震位移场.本研究采用原始水准测量数据,而不是采用根据水准数据处理的地面沉降图像,和三角测量数据反演了该地震序列的破裂分布.模型构建中考虑了滦县地震和宁河地震的断层形态和大小.结果表明,唐山地震主震断层有明显的右旋走滑性质,最大走向滑动错距>6 m,位于断层南段,北段的走滑分量明显小于南段.主震总地震矩达2.58×10²⁰N·m,与地震波反演得到的地震矩的量级相当;滦县地震断层总体表现为左旋正断层,释放地震矩达4.95×10¹⁹N·m;宁河地震断层总体表现为右旋正断层,释放地震矩达3.94×10¹⁹N·m,比地震波反演的地震矩大一个量级.据此可以推测唐山地震的无震滑移主要发生在宁河地震断层的西部上,滑动性质以正断层为主.该结果对于唐山地震序列后的动力学演变过程及余震发生机理有一定参考.     

京津唐地区地壳结构与强震的发生──I．P波速度结构

用１９８４－１９９１年发生在京津唐地区（３７°－４１°Ｎ，１１２．５°－１２０°Ｅ）的２５０５个地震的２２２３４条Ｐ波到时进行的层析成像，揭示了地震活动性与速度图像间的联系：１．公元１０００年以来该区强震震中在上地壳的投影大多分布在高速块体内或高速块体与低速块体相交地带，偏高速体的一侧．２．唐山地震和三河－平谷地震所处的构造背景相似，均未依傍大断层，处在介质速度变化剧烈部位．３．宁河与唐山、滦县分别位于规模大小、位置深浅不同的两个不同的高速块体处，可以解释唐山地震序列震源深度分布东北浅西南深的总体特征．４．唐山地震可能是由一条北西向的地下隐伏断层扩展的结果．     

永胜6.0级地震的地质构造背景及发震构造

阐述了永胜Ms6．0级地震震区的地震地质构造背景与构造应力场，结合本次地震的裂度分布几何形态、震源机制解、主余震震中分布和地表破坏等资料，讨论了地震的发震构造，认为程海断裂宾川－金沙江段是该地震的发震断理解。程海断裂宾川－金沙江段以左旋走滑活动为主，兼具正断层性质。     

Spatio-temporal variation and focal mechanism of the Wenchuan MS8.0 earthquake sequence

Based on abundant aftershock sequence data of the Wenchuan M_S8.0 earthquake on May 12, 2008, we studied the spatio-temporal variation process and segmentation rupture characteristic. Dense aftershocks distribute along Longmenshan central fault zone of NE direction and form a narrow strip with the length of 325 km and the depth between several and 40 km. The depth profile (section of NW direction) vertical to the strike of aftershock zone (NE direction) shows anisomerous wedgy distribution characteristic of aftershock concentrated regions; it is related to the force form of the Longmenshan nappe tectonic belt. The stronger aftershocks could be divided into northern segment and southern segment apparently and the focal depths of strong aftershocks in the 50 km area between northern segment and southern segment are shallower. It seems like 'to be going to rupture' segment. We also study focal mechanisms and segmentation of strong aftershocks. The principal compressive stress azimuth of aftershock area is WNW direction and the faulting types of aftershocks at southern and northern segment have the same proportion. Because aftershocks distribute on different secondary faults, their focal mechanisms present complex local tectonic stress field. The faulting of seven strong earthquakes on the Longmenshan central fault is mainly characterized by thrust with the component of right-lateral strike-slip. Meantime six strong aftershocks on the Longmenshan back-range fault and Qingchuan fault present strike-slip faulting. At last we discuss the complex segmentation rupture mechanism of the Wenchuan earthquake.     

Structural Setting of Strong Earthquakes in the Huabei Area of China

— Using P and S arrival times, which occurred within the Huabei seismic network, we carried out a tomographic inversion and compared results with the earthquake catalogue of the last 1000?years in the area. The results are as follows:¶1) The hypocenters of most of the strong shocks are distributed in the transitional zones between high- and low-velocity areas in the crust, especially at edges of high-velocity blocks.¶2) Strong shocks predominantly lie above low-velocity blocks, or in transitional zones between low- and high-velocity areas, in the lower crust.¶3) The tectonic settings for the Tangshan and the Sanhe-Pingu earthquakes are similar. Both are not known near large fault belts, and in zones with a sharp lateral velocity gradient.¶4) The Ninghe, Tangshan and Luanxia earthquakes are located in high-velocity blocks that differ in size and depth. This difference can explain the focal depth distribution of the Tangshan earthquake sequence, i.e., earthquakes are shallower in the northeastern Luanxian area but deeper in the southwestern Ninghe area.     

2018年5月松原MS5.7地震序列发震断层及应力场特征

利用双差定位方法对2018年松原M_S5.7地震序列中M_L≥1.0地震重新定位,之后使用CAP方法求解松原M_S5.7地震序列中强地震的震源机制解,再借助MSATSI软件包反演得到松原地区的区域应力场。综合分析以上研究结果得到如下结论:① 松原M_S5.7地震序列发生在NW走向的第二松花江断裂与NE走向的扶余—肇东断裂交会处,将地震精定位结果沿两条断层走向作剖面分析,NW向剖面主轴长度约为5 km,震中分布均匀,NE向剖面主轴长度亦约为5 km,震中呈倾向NE的高倾角分布;② 该序列中的4次M_L≥3.7地震的震源机制解具有良好的一致性:节面Ⅰ走向为NE向,节面Ⅱ走向为NW向,均为高倾角走滑断层。中强地震的震源机制节面解与第二松花江断裂性质基本一致,由此推断第二松花江断裂是本次松原地震的发震断层;③ 松原地区的主压应力方位角为N86°E,倾角为7°,主张应力方位角为N24°E,倾角为71°。松原地区的区域应力场既受到大尺度的板块构造运动的控制,又受到区域构造运动的影响。在太平洋板块对北东亚板块向西俯冲作用下,东北地区产生了近EW向的主压应力,受周边地质构造控制,松辽盆地内NE向断裂与NW向断裂交会处易发生走滑型地震,2018年松原M_S5.7地震正是在这种构造作用控制下发生的中强地震。      

唐山大震前后震区构造应力场的光弹性模拟实验

本文根据唐山震区的地质构造模拟制作光弹模型,以N60°E方向加压进行唐山震前应力场的光弹性模拟实验。用打孔的方法模拟强震的应力释放。实验结果表明:1.在N60°E方向压缩时,唐山—丰南一带、滦县、野鸡坨和卢龙等地区是最大剪应力集中区,与唐山7.8级、滦县7.1级地震及强余震的震中分布基本吻合。说明唐山大震及余震的发生是近东西向压应力场作用的结果。2.当唐山7.8级地震应力释放后,震前具有高应力背景值的其它地区,应力进一步加强。说明唐山地震的发生导致了应力场的重新调整,增强了强余震发震的动力条件。3.实验结果证明,在断裂带两侧、端部或几条断裂的复合部位,其主应力方向与区域应力场的总体方向比较,大致有10°～25°的偏转。强震的应力释放导致震中区附近的主应力方向与震前相比也发生约10°～20°的偏差。