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_W7.6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_W7.6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。     

玛曲MS4.4地震震源机制解及其构造意义探讨

2021年5月22日青海省玛多县发生M_S7.4地震,数小时后在距离震中两百多公里的甘肃玛曲县发生了M_S4.4地震。利用甘肃、青海和四川区域测震台网记录的三分向宽频带数字波形资料,反演甘肃玛曲M_S4.4地震的震源机制解,结果显示此次地震活动面走向、倾角和滑动角分别为105.6°、74.1°和-38.7°。参考玛多M_S7.4地震的震源机制解,发现两次地震震源机制解具有较好的一致性,均呈现明显的左旋走滑特征。静态库伦破裂应力改变量分布计算结果表明,玛曲M_S4.4地震震中位置单位面积(m~2)受到来自玛多地震震中方向的拉应力约为0.02 MPa。综合两次地震的震中距、发震时刻和断层分布等情况,初步判断甘肃玛曲M_S4.4地震应为青海玛多M_S7.4强震的一次触发地震。     

1997-1998年伽师强震群震源区应力场特征

利用1997-1998年伽师强震群中强地震震源机制系统聚类及震源区应力场反演,得到以下主要结果:(1)伽师强震群中强地震主要以走滑和正断层为主,伽师震源区主压应力方向为NNE或近NS向,与相邻的柯坪块体区域构造应力场方向不一致;伽师强震群的破裂面沿NEE方向,属左旋破裂;(2)4~5级中强地震应力场反演得到最大主压应力轴为NNE向,最小主压应力轴为NWW向,中等主应力轴倾角为65°,比较直立;(3)伽师强震群震源区应力场在强震前后经历了一系列变化。最后对所得结果进行了一定的讨论。     

使用小震震源机制解研究山东地区背景应力场

基于山东地区1970—2012年5月387次中小地震震源机制解数据,使用Gephart和Forsyth的FMSI方法计算了该区的平均构造应力方向;使用区域应力张量阻尼反演方法,结合共轭梯度法求解了应力张量的阻尼最小二乘最优化问题,并根据Lund和Townend推导给出的由构造应力张量计算最大水平主应力方向的公式,反演计算了山东地区构造应力场的空间分布特征,并讨论了该区构造应力场的变化及其与郯庐断裂带的关系.     

由地震释放的地震矩叠加推导平均应力场

一般认为,单个地震的P、B、T轴方向只与该地震释放的应力有联系,而不能当作地下实际作用的构造应力方向,而由多个地震的平均P、B、T轴在一定条件下(如断层面取向有随机性,地震散布于全区等)可以反映某区构造应力场的最大、中等和最小主压应力σ1、σ2和σ3的方向.先前由震源机制解确定地壳应力场的研究多数为找到一个与大量震源机制解资料差异最小的应力张量作为研究区域的应力场.     

茅山断裂带及邻区地震震源机制解计算及应力场反演

利用2001年1月~2014年4月江苏及邻区数字地震波形资料,采用P波、S波初动和振幅比联合求解方法计算了茅山断裂带及邻区149次中小地震震源机制解。震源机制解特征分析表明,研究区中小地震震源类型以走滑型为主,兼有一定比例的正断层类型,而逆冲型相对较少,P、T轴优势方向分别为NEE-SWW、NNW-SSE向。利用149次地震的震源机制解,采用自助线性应力反演(LSIB)方法反演了研究区应力张量。结果显示,最大主应力S_1方位角为254.2°,俯角为2.6°,最小主应力S_3方位角为163.9°,俯角为9.5°。为了进一步印证所得应力张量的可靠性,又利用1970年以来M_L≥3.5地震震源机制解再次反演,所得结果中最大主应力S_1方位角为252.4°,俯角为8.4°,最小主应力S3方位角为160.4°,俯角为12°。2份不同的震源机制解资料反演所得应力张量十分接近。应力张量结果表明,茅山断裂带及邻区处于以NEE-SWW向水平压应力和NNW-SSE向水平张应力为主的现代构造应力场中。     

云南地区震源机制及应力场特征

利用云南和四川区域台网记录的地震波形资料,采用CAP方法计算得到了云南地区1999年1月至2014年8月268次M_L≥4.0地震的震源机制解,结合收集的哈佛大学1976年以来109次地震的震源机制解,分析了云南地区震源机制解分类及其区域特征。基于上述震源机制解资料,采用区域应力张量阻尼反演方法计算了云南地区每个网格的最佳拟合构造应力张量,并利用最大主应力计算方法计算得到了云南地区最大水平主应力的方向。结果表明:1)研究区地震震源类型以走滑型为主,其次为正断型,逆断型相对较少,震源机制空间分布特征明显,反映了研究区不同区域受力源及其作用方式的差异性;2)云南地区应力场方向呈现一定的空间连续性,最大水平主压应力方向由北向南呈顺时针旋转,由西向东呈逆时针旋转,同时应力场方向表现出空间的不均匀性,EW和SN方向分别存在2个应力转换区。应力场反演结果显示,云南地区应力场较为复杂,主应力方向变化很大,不同区域存在明显差异。     

福建仙游地震序列的震源机制解

2010年8月4日至2013年10月4日福建仙游共记录到地震1209次,其中最大地震为2013年9月4日发生的ML5.0地震。为了加强对仙游地震序列的研究,更好地了解仙游地震的发震构造及震区的区域应力场,本文利用福建数字地震台网宽频带地震记录,采用矩张量反演方法,得到仙游地震序列中ML3.5的6次地震的震源机制解。这6次地震的震源机制解结果较为一致,都为走滑型地震,断层走向为NW向,倾角陡立,主压应力轴方向为近SN向。反演得到的主压应力轴方向与福建地区的区域应力场并不一致,本文认为仙游地震是由位于震区的金钟水库蓄水造成震区应力调整而引起的。     

福建街面水库现代构造应力场分析

福建街面水库将于2006年底下闸蓄水,通过收集库区的地震震源机制解资料和本次工作得到的地震震源机制解结果,以及利用中小地震求解的综合震源机制解,本文分析了街面水库库区现代构造应力场特征:最大主压应力P轴为NW—SE方向,P轴倾角为23°;主张应力T轴为NE—SW方向,T轴倾角为3°。在这样的应力场中,主要以发生走滑型断裂运动性质的地震为主,同时还具有发生正断层运动性质的地震。     

北天山中东段中小地震震源机制解及应力场反演

主要对北天山中东段中小地震震源机制解系统聚类和应力场反演。 结果表明, 研究区内中小地震震源断错性质主要以逆断层为主, 地震主破裂面基本沿NWW向或近EW向, 与该区域的NWW向构造带基本一致; 研究区内主压应力P轴近NS向, 倾角较小, 主张应力T轴倾角较大, 表明区域应力场主要受NS向水平挤压作用; 分区应力场反演结果显示, 研究区中、 西部最大主应力方向为近NS向, 与北天山西段构造应力场方向相一致。     

2017年九寨沟7.0级地震前应力状态及b值异常特征研究

2017年8月8日青藏高原东缘四川九寨沟地区发生7.0级强震,依据前人研究结果分析九寨沟7.0级地震发震构造,并计算震前应力状态。结果显示:本次地震受到构造和历史强震的影响,是发生在历史强震引起的应力加载区域。另外,采用中国地震台网1990年以来的地震目录,在评估目录完整性的基础上,利用最大似然法计算得到2017年8月8日九寨沟7.0级地震前震源区及邻区地震b值空间图像。结果显示,九寨沟7.0级地震发生在四川北部地区显著低b值高应力异常区域内部(0.82b0.75)。所以,研究区域内外历史强震可能促进了九寨沟7.0级地震的发生。     

2017年九寨沟7.0级地震前不同级别地震空区的演化过程分析

结合传统地震学方法与数字地震学方法,回顾总结了日常分析预报中针对九寨沟7.0级地震开展的相关工作,梳理总结了地震前提出的甘东南地震异常信息,进一步讨论了九寨沟地震前中期、短期及临震异常特征。通过分析九寨沟7.0级地震之前区域范围内不同震级活动图像,发现甘青川交界地区5级空区在震前向震中一侧收缩、4级地震超长平静458天、3级空区在震前4天被打破的现象,同时发现,震中附近区域震源机制一致性较高,反映了震源区的高应力水平。     

芦山地震和九寨沟地震台站实测震级差异性分析

本文选取2013年芦山地震和2017年九寨沟地震波形,重新量取垂直向振幅,计算宽频带面波震级M_S（BB）,分析各台站实测震级出现方向性差异的原因。其中,通过572个宽频带台站实测芦山地震震级M_S（BB）7.1,通过603个宽频带台站实测九寨沟地震震级M_S（BB）6.9。芦山地震实测震级大于M_S（BB）7.3的台站呈现WN-ES向分布,与断层倾向一致;实测震级小于M_S（BB）7.0的台站呈现NE-WS向分布,与其所在断层走向一致。九寨沟地震实测震级大于M_S（BB）7.0的台站分布呈现NE向分布,与断层倾向一致;实测震级小于M_S（BB）6.8的台站总体分布较为离散,大体呈现NW-SE向分布,与树正断裂走向一致。实测震级偏大的台站方向性分布与多普勒效应和P波辐射花样联系不明显。对比分析芦山地震和九寨沟地震,去除场地响应和仪器自身影响,台站实测震级差异性仍然存在,因此,台站实测震级差异性是由于受到了多普勒效应、辐射花样、仪器和场地响应之外的因素影响。综合考虑地震震级涉及的影响因素,芦山地震和九寨沟地震的台站实测震级差异性可能与地震波的传播路径有关。     

Anomaly Feature Extraction of the Gravity Field before the Jiuzhaigou Earthquake in 2017

The M_S7.0 Jiuzhaigou earthquake occurred on August 8, 2017. The earthquake occurred in the vicinity of the Tazang fault, the Minjiang fault and the Huya fault, where the focal mechanism is of the strike slip type. The static and dynamic anomalies of the gravity field can provide important physical field information for studying the structural properties of deep crust. Multi-scale decomposition techniques are used to separate Bouguer gravity at different depths and give some explanation to gravity variations at different time space scales.The results indicate that the wavelet multi-scale results of the EGM2008 model and the measured gravity data are consistent. Through comparative analysis, it is found that the Jiuzhaigou earthquake occurred in the stress enhanced region. The variation of gravity field at different time scales has a certain scientific significance for further understanding potential earthquake risk trend.     

2017年四川九寨沟7.0级地震前地震应变场分析

以地震应变场作为地震活动的变量,通过自然正交函数展开方法,计算2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震前的地震应变场,提取出震前时间因子的异常变化。计算结果发现应变场前4个时间因子在震前1~3年的中短期异常并不显著,只有第2个和第4个时间因子震前有小幅度的异常变化,分析其原因,时间因子可能受到2008年汶川8.0级地震和2013年岷县漳县6.6级地震前大幅度异常的影响。与时间因子对应的空间等值线形成局部应变高值异常危险区,可能是2013年岷县漳县6.6级地震和2017年九寨沟7.0级地震空间异常的中短期特征。再对比九寨沟7.0级地震前后与松潘-平武7.2级双震的空间异常随时间演变,分析异常发展变化模式的差异,最后应用地震资料的累积频次从物理角度解释异常形成的机制。     

2017年8月8日九寨沟MS7.0地震前成都台地磁谐波振幅比异常分析

2017年8月8日四川省九寨沟县发生M_S7.0地震,成都地震基准台距此次地震震中约255km,震前该台地磁谐波振幅比出现趋势性异常。对成都台GM4磁通门磁力仪秒数据进行谐波振幅比计算,结果显示,谐波振幅比在九寨沟M_S7.0地震前表现出下降—转折—恢复上升的异常变化形态,地震发生在异常恢复期,同时,异常表现出由长周期向短周期迁移、SN向与EW向变化不同步的特征,芦山M_S7.0地震前成都台地磁谐波振幅比亦呈现了相似的异常变化特征。     

四川2015速度模型在九寨沟M_S7.0地震震源深度测定中的应用

利用四川2015模型,选择Msdp嵌入的几种常用定位方法对九寨沟M_S7.0地震进行重新定位,比较震源深度结果,并用PTD方法验证合适的震源深度,从而得到较为可靠的震源深度。本文最终判定九寨沟M_S7.0地震震源深度为12±2km。     

四川芦山7.0级地震前中小地震P轴方位角CV值的变化

通过对2003年1月1日—2013年4月1日芦山地震前震源区中小地震震源机制解的分析,发现不同阶段的震源机制解在一定程度上反映了强震孕育过程中构造应力场随时间的变化。震源区中小地震的P轴方位角C_V值在芦山M7.0地震发生前有一个上升-下降-上升的过程,只是相比于汶川8.0级地震前C_V值的下降-上升过程经历了更长的时间,这表明四川芦山M7.0地震的孕育经历了长时间的应力积累,与许多研究结果相一致。2007年1月1日—2014年4月1日C_V值空间分布的非均匀性特征在龙门山断裂带南段有显著的增强与减弱过程,对于发震地点可能有一定的指示意义。     

2022年门源MS6.9和2016年门源MS6.4地震序列比较分析

2022年1月8日青海省海北州门源县发生M_S6.9地震,震中距离2016年1月21日门源M_S6.4地震震中约33km,两次门源地震均发生在冷龙岭断裂附近,但在震源机制、主发震断层破裂过程及地震序列余震活动等方面显著不同。针对两次门源地震序列的比较分析,对研究冷龙岭断裂及其附近区域强震序列和余震衰减特征等具有重要研究意义。通过对比分析2022年门源M_S6.9地震和2016年门源M_S6.4地震余震的时空演化特征,发现二者在震源过程和断层破裂尺度上存在明显差异,前者发震断层破裂充分,震后能量释放充分,余震丰富且震级偏高;而后者发震断层未破裂至地表,余震震级水平偏低。综合分析两次门源地震序列表现出来的差异性,认为其可能与地震发震断层的破裂过程密切相关,且同时受到区域构造环境的影响。     

九寨沟MS7.0地震前地磁异常

分析距离九寨沟M_S7.0地震震中分别为65 km、254 km和238 km的松潘地磁台、成都地磁台和天水地磁台2017年连续观测结果,发现九寨沟地震前,松潘地磁台出现异常变化,主要表现为2017年5月开始,松潘地磁台长时间垂直分量累积变化量达40 nT。短时间内也存在地磁场突变,最高可达10 nT,而成都地磁台和天水地磁台地磁场无明显异常。通过对观测数据的详细检查发现松潘地磁台很多观测日的最后一个观测值与后一观测日的第一个观测值相差超过1 nT,因此认为九寨沟地震前观测数据的异常是由观测系统异常导致。对三个台站地磁场垂直分量日变化的统计分析发现垂直分量在不同时段相关性保持一致,说明地震前短时间内不存在地磁垂直分量的明显异常变化,三个台站地磁场日变化的差异是由地下介质性质不同导致。岩石圈磁场在震中西侧区域出现正负异常交替现象,这可能与九寨沟地震的孕育有关。