1303年山西洪洞8级地震震源断层研究

1303年在山西洪洞附近发生的8级巨大地震, 是中国根据现存较为详细的文献记载史料所确定的最早的一次8级地震。 这次地震距今已有700多年的历史, 而地震所在区域至今仍有持续不断的小地震活动。 本文根据地震破裂区1981年至2013年的中小地震精定位地震目录, 采用震源断层面拟合方法, 反演得到了1303年山西洪洞地震的震源断层面参数: 走向19.3°、 倾角88.5°、 滑动角-170.0°。 断层面长75.5 km, 宽26.2 km, 深度为地下11.12 ～37.35 km。 将地震破裂区的地震精确定位资料以近东西向的洪洞断裂为界划分为地震北段和地震南段, 分段进行地震震源断层拟合, 反演得到洪洞地震北段震源断层面参数: 走向13.7°、 倾角76.6°、 滑动角-157.6°。 断层面长32.7 km, 宽21.7 km, 深度为地下11.97～32.86 km; 南段震源断层面参数: 走向20.3°、 倾角87.1°、 滑动角-154.6°。 断层面长45.9 km, 宽16.6 km, 深度为地下9.32 km～25.50 km。 无论是分段还是不分段, 反演得到的洪洞地震震源断层均是右倾的近直立断层, 属于右旋走向滑动性质。 分段计算得到的地震北段震源断层深度比南段更深, 将反演得到的震源断层与临汾盆地深部构造最新研究成果进行了分析对比, 北段震源断层深度及倾角大小与深地震剖面推测得到的深大断裂几乎相同。 震源断层在地表的投影与洪洞地震的高烈度区能够较好地对应。     

小震震源机制解反演芦山断层倾角

断层的几何形态控制着上盘地层的变形特征,断层运动模型的地球物理与大地测量反演依赖于断层几何参数的给定,而在几何参数中,断层倾角参数对反演结果的影响最为显著.为探索芦山地震与地表同震位移的关系,本文以分布在芦山地震断层周围的地震震源机制解为起算数据,运用地震矩张量理论反演得到芦山地震断层面倾角的平均值为42°.为了进一步精细化断层的几何结构,根据震源机制解分布的差异特征,沿断层走向与断层面宽度方向将其划分成为3×3断层模型.经计算发现断层南段、中段、北段的倾角均随深度增加而减小,在同一深度上,断层中段的倾角小于南段和北段的倾角,在8～12 km深度时,从南到北断层面的倾角分别为66.29°、51.10°、55.22°,在12～16 km深度时,从南到北断层面的倾角分别为44.67°、34.95°、43.40°,在16～20 km深度时,从南到北断层面的倾角分别为42.00°、29.93°、31.11°.分别采用单一平面模型(1×1)与分段分层模型(3×3)计算地表同震位移,发现两个模型的计算结果具有较好的一致性.相对单一平面模型(1×1)而言,分段分层模型(3×3)的计算结果与GPS观测值符合性更好,由此表明本文给出的细化后断层更接近断层的真实形态.     

2007年宁洱6.4级地震监测与研究

利用宁洱地震现场流动台网监测资料进行精确定位,结合云南区域测震台网地震波资料,给出了宁洱地震主、余震的震源参数,分析讨论了宁洱地震的震源过程。研究显示,宁洱6.4级地震发震构造为NW向断裂,主破裂走向约N50°W,倾向WS,倾角约80°,断层性质为走滑型。断层破裂长度约为30km,宽度约5km,破裂面深2～12km,断层走向与宏观等震线长轴方向基本一致。震源参数研究表明,宁洱震区地震矩范围为1012～1018N·m,震源破裂半径为300～3500m,应力降为0.0044～14MPa。高应力降地震事件主要发生在4～10km深度范围内,表明该深度区是宁洱地震的主要活动区域。地震应力降随时间逐渐衰减,表明宁洱地震序列类型为主震—余震型。     

2012 年6 月30 日新疆新源-和静MS 6. 6地震序列震源机制解

利用CAP方法反演了2012年6月30日新源-和静Ms6.6地震序列震源机制解.反演得到Ms6.6地震节面Ⅰ的参数为:走向299°,倾角68°,滑动角164°;节面Ⅱ的参数为:走向35°,倾角75°,滑动角23°;P轴方位角166°,倾角5°,T轴方位角258°,倾角26°;矩震级Mw为6.3;矩心深度为21km.此次地震序列破裂优势方向为NWW,倾角以60°～90°为主,滑动角以±180°±30°为主;P轴方位的优势取向为近NS向,T轴优势取向为近EW向.初步分析表明,主震节面Ⅰ为发震断层,是走向为NWW、近乎直立的左旋走滑断层.此次6.6级地震震源断错性质和主压应力方向以及序列P轴优势方位与震源区周围构造应力场特征基本一致.     

青藏高原东部及邻区地震断层面上的潮汐应力触发效应

根据已发布震源机制解目录（哈佛大学CMT）,将青藏高原东部及邻区划分为5个构造应力场分区,并对各分区的地震逐个计算其发震断层面上的固体潮汐正应力、剪应力、库仑破裂应力及相位角,分析潮汐应力分量对不同类型发震断层的作用效果及其随深度变化特征.基于库仑破裂应力判断准则,研究潮汐应力对各种类型地震的触发作用;基于Schuster检验方法,统计分析潮汐应力对各个震级档、不同构造类型地震的影响.综合运用上述两种分析方法,探讨潮汐应力对不同震级地震以及处于不同构造块体、发震断层、震源深度地震的触发机制.结果表明,潮汐应力对印度块体和拉萨块体的正断和逆断型地震,滇缅泰块体、印支块体和松潘-甘孜块体的走滑和斜滑型地震,川滇菱形块体的斜滑型地震均存在不同程度的触发效应,且触发效应的强弱依赖于震源深度、震级大小、发震断层类型及其所处区域构造应力场.     

基于断层面的天山地区潮汐应力触发地震研究

选取2003~2014年天山地震带299个MS≥3.5地震的震源机制解资料,利用震中位置及其附近的断层信息来确定真实断层面。在此基础上分区域计算了整个天山地震带、天山中东段、南天山西段发震时刻断层面上潮汐正应力、潮汐剪应力、潮汐库仑破裂应力对天山地区地震活动的触发作用。在计算断层面上潮汐库仑破裂应力时,分破裂类型针对不同情况设定有效摩擦系数,讨论其对地震的触发作用。结果表明:天山地震带地震较多地发生于断层面上潮汐正应力的最小值附近以及潮汐剪应力的最大值附近。从潮汐库仑破裂应力结果来看,整个天山地区地震活动受潮汐阻滑作用较为显著;分区结果显示,天山中东段地区斜滑型地震、南天西段正断型地震受潮汐触发作用较为显著,其他各类型地震受潮汐阻滑作用较为显著或潮汐作用不明显。     

InSAR观测与小震分布联合分析2021年云南漾濞MS6.4地震应力卸载对周围区域的影响

为分析2021年5月21日云南省漾濞M_S6.4地震后震区应力变化对周围断层的影响,本文通过InSAR技术获得了漾濞地震的同震形变场,并联合小震分布数据建立断层破裂滑动模型,继而通过计算断层面上的同震库仑应力来评估此次地震对周边断层的影响,以便有效地分析地震破裂的时空解析度.结果显示:(1)在升降轨InSAR数据获得的精细同震形变场中,升轨最大视线向形变量约为5.00 cm,降轨最大视线向形变量约为7.80 cm;(2)余震精定位的主震震中为(99.89°E,25.67°N),震源深度为13.29 km,除主震之外震源深度主要集中在5—15 km;通过小震位置拟合出的发震断层走向为NW-SE(316.69°),断层倾角为88.56°,滑动角为177.97°;(3)基于InSAR同震形变场结果及小震拟合断层参数联合反演得到此次地震的断层滑动以右旋走滑为主,升轨断层最大滑动量为0.80 m,对应的深度为8.85 km,平均滑动量为0.22 m,矩震级为M_W6.41;降轨的断层最大滑动量为0.30m,对应的深度为6.88 km,平均滑动量为0.05 ...     

潮汐应力与大震关系研究

选用1976—2009年全球震源深度小于70 km, M_W≥7.0的地震为研究对象, 利用震源机制解资料, 对每个地震的发震断层面进行了判断, 得到233个地震的发震断层面解。 据此, 本文讨论了发震时断层面上的地球固体潮汐剪应力方向与滑动方向的关系以及潮汐正应力在发震时所处的相位, 发震时断层面的库仑应力值。 结果表明, 当潮汐剪应力方向与滑动方向一致时触发作用最为明显, 逆断层地震与潮汐的关系最为密切; 而当潮汐剪应力方向与滑动方向相反时, 地震较少发生。     

2006年云南盐津5．1级双震的监测与研究

利用2006年云南省盐津两次5.1级地震现场流动台网的近场地震监测资料,结合云南区域地震台网地震波资料进行精确定位,给出了盐津地震主、余震的震源参数,并分析讨论了这两次地震的震源过程.结果显示,这两次地震处于同一构造区,发震构造为NE向断裂,主破裂走向约N53°E,倾向NW,倾角约80°,断层性质为走滑型.断层破裂长度约9 km,宽度约3 km,破裂面深度3～9 km,断层走向与宏观等震线长轴方向基本一致.震源参数研究表明,盐津震区地震矩为109～1016 N·m,震源破裂半径为90～300 m,应力降为0.000 2～32 MPa.高应力降地震事件主要发生在5～10 km深度范围内,表明该深度区是盐津地震的主要活动区.定位结果还显示,第1次地震的破裂面在深度7～9 km之间为余震空白区,认为该空白区是盐津地震主破裂面上的障碍体,第2次地震将障碍体贯穿.地震破裂面障碍体的存在是盐津震区发生两次地震的主要成因,说明地震空白区图像对地震预测具有十分重要的意义.     

不同类型地震断层上的固体潮汐库仑破裂应力特征

计算和研究了不同类型地震断层上的潮汐库仑破裂应力及其随纬度变化特征;通过对全球20395个地震断层发震时潮汐库仑破裂应力的计算,研究了受到潮汐库仑破裂应力促滑作用的不同类型地震断层的纬度分布特征.结果表明,断层上潮汐库仑破裂应力的性质和特征与断层的类型、走向和位置密切相关,同一时间段内不同类型地震断层上的潮汐库仑破裂应...     

固体潮应力张量对地震的触发作用

用无体力作用的平衡方程的型、型通解与有体力作用的平衡方程的特解相迭加得到自由边界条件下的潮汐应力张量.讨论了主应力和主应力轴随深度的变化, 在100公里的深度范围内, 主应力轴在空间的取向发生的偏转可达10左右(=30时).选用我国195~(?)年以来有精确断层面解的、Ms5.0的70个地震的资料, 研究了发震时刻对于潮汐流体静应力、潮汐最大剪应力、沿断层错动矢量的潮汐剪应力的位相分布.所得的结论是, 潮汐流体静应力与地震的发震时刻没有明显关系.潮汐最大剪应力对地震有一定的触发作用;沿断层错动矢量的潮汐剪应力对地震的触发作用更明显些;斜滑型地震对潮汐最大剪应力的位相有极好的相关性.      

帕米尔-兴都库什地区地震空间分布特征及应力场特征

本文研究了兴都库什及帕米尔地区地震的空间分布.发现h<70km的地震分布广泛,h≥100km的地震形成-S形的倾斜中源地震带.在71.5°E以西,中源地震带倾向接近正北,倾角随深度变化,在深部接近垂直,且倾角自西向东逐渐变陡,在71.5°E以东,倾向逐渐由东南变为正南. 分析了121个m_b≥5.0地震的机制解.浅源地震机制解的P轴大多位于NS和NNW-SSE方向,且多近水平,反映此区受到NS或NNW-SSE方向挤压.各剖面应力轴分布规律性强,在150km以下,总的趋势是机制解的T轴接近于倾斜的中源地震带的下倾方向,而P轴倾角较小且垂直于倾斜的中源地震带的走向.     

2021年吴忠—灵武ML3.6震群重新定位及震源机制研究

2021年7月18日—8月7日,宁夏吴忠—灵武地区发生M_L3.6显著震群活动。本文利用多阶段定位方法对该震群进行了重新定位,并根据gCAP方法反演了2021年7月20日灵武M_L3.6地震的震源机制及震源矩心深度,采用Snoke方法计算了震群中3次M_L3.0以上地震的震源机制,测定了同一地震多个震源机制的中心解。结果表明,该震群中最大的地震即7月20日02时40分M_L3.6地震的震源机制为节面Ⅰ走向289°,倾角72°,滑动角?22°,节面Ⅱ走向26°,倾角69°,滑动角?161°,震源矩心深度为12 km,初始破裂深度为12.5 km;7月20日03时15分M_L3.2地震的震源机制为节面Ⅰ走向290°,倾角82°,滑动角?2°,节面Ⅱ走向20°,倾角88°,滑动角?172°,初始破裂深度为11.9 km;7月21日04时55分M_L3.1地震的震源机制为节面Ⅰ走向285°,倾角53°,滑动角2°,节面Ⅱ走向194°,倾角88°,滑动角143°,初始破裂深度为11.6 km,这些地震震源机制的主压应力轴主要为NE向。该震群序列的震源深度主要相对集中在7—15 km之间,其中M_L3.0以上地震的震源深度主要介于11—13 km,震源深度剖面显示震群相对集中的区域由深到浅大体呈现近似于陡立的展布。本文进一步研究发现区域应力场在灵武M_L3.6地震震源机制NNE向节面产生的相对剪应力为0.393,而在NWW向节面产生的相对剪应力为0.945。结合地质构造和已有断层资料初步分析认为,若NNE向的崇兴隐伏断裂为灵武M_L3.6地震的发震断层,则表明崇兴断裂可能是一条断裂薄弱带,地震破裂方式主要为右旋走滑;若NWW向的未知隐伏断裂为发震断层,则表明NWW向断裂可能为该地震在区域应力场下的剪应力相对最大释放节面,其破裂方式为左旋走滑。      

地壳深部稳定性——震源体破裂机制和摩擦滑动机制的综合研究

本文通过地壳应力测量结果和地震资料的综合分析,对深部应力状态与断层运动的关系作了讨论:进而应用库仑准则,推导了三维应力作用下完整岩体和已有的任意空间方向断层面的失稳条件及其滑动方式的解析表达式.通过建立描述岩体和已有断层稳定性的两个函数————破裂函数 Fm 和摩擦函数 Ff,给出了应用破裂机制和摩擦滑动机制综合分析地壳稳定性和失稳性态的方法:根据这种分析方法并结合华北平原区的水压致裂应力测量资料,以及孔隙压力、大地热流等观测结果,定量研究了本区地壳的稳定问题,计算并图示了地壳内破裂函数沿深度的分布,以及各种走向和倾向断层面上的摩擦函数和剪应力分布;计算中以 Byerlee 定律作为断层运动的约束条件,并考虑了地壳密度纵向非均匀性导致的垂直应力沿深度的非线性增长以及深部超静水压力的异常孔隙压力作用.结果表明,华北平原区地壳失稳性态主要表现为已有断层的滑动;伴有高剪应力降的断层运动的深度范围在8至2.0多公里之间:陡断层稳定性低于缓断层,其运动方式以走滑为主;本区 NNE-NE 走向的陡断层是一组易震断层,其震时错动为右旋走滑;孔隙压力的增长对地壳稳定性有显著的影响;华北平原区深部高异常孔隙压力是地震活动的一种重要背景.      

The April 1996 Irpinia seismic sequence: Evidence for fault interaction

The analysis of the Irpinia earthquake of 3 April 1996 (ML = 4.9), based on strong motion and short period local data, shows that it was a normal faulting event located within the epicentral area of the MS 6.9, 1980, earthquake. It was located at 40.67° N and 15.42° E at a depth of 8 km. The local magnitude (4.9) has been computed from the VBB stations of the MedNet network. The moment magnitude is Mw = 5.1 and the seismic moment estimated from the ground acceleration spectra is 5.0 1023 dyne cm. Spectral analysis of the strong motion recordings yields a Brune stress drop of 111 bars and a corner frequency of 1 Hz. The source radius associated to these values of seismic moment and stress drop is 1.3 km. The focal mechanism has two nodal planes having strike 297°, dip 74°, rake 290° and strike 64°, dip 25° and rake 220°, respectively. A fault plane solution with strike 295° ± 5°, dip 70° ± 5°, and rake 280° ± 10° is consistent with the S-wave polarization computed from the strong motion data recorded at Rionero in Vulture. We discuss the geometry and the dimensions of the fault which ruptured during the 1996 mainshock, its location and the aftershock distribution with respect to the rupture history of the 1980 Irpinia earthquake. The distribution of seismicity and the fault geometry of the 1996 earthquake suggest that the region between the two faults that ruptured during the first subevents of the 1980 event cannot be considered as a strong barrier (high strength zone), as it might be thought looking at the source model and at the sequence of historical earthquakes revealed by paleoseismological investigations.     

丁青地区地震重定位、震源机制及其发震构造初步分析

文中利用青海省地震台网的宽频带数字记录,通过CAP反演等方法获取了西藏丁青8次MS≥3.0地震的震源机制解(1次地震的震源机制解来自USGS)。结果显示,7次地震以正断破裂为主,兼具少量右旋走滑分量,断层优势走向为NNE,P轴的优势方位为SWW,T轴的优势方位为SEE。同时,利用双差相对定位法获得了217个地震的重定位结果。重定位后,余震沿NE-SW向展布,与震源机制解的走向基本吻合,但与区域内主要走滑型断裂近EW的走向不一致。2015—2018年发生的地震主要分布在5~15km深度范围,2018—2020年震源深度范围缩小至7~12km,2018年以后震源深度的分布范围明显收窄。丁青地震发生在羌塘块体中部,域内既受到SN向印度洋板块与亚欧板块的强烈碰撞挤压作用,也存在EW向伸展构造活动。综合分析重定位、震源机制结果及地质构造背景等资料,认为2016年MS5.5、2020年MS5.1地震的发震构造可能是同一条NE走向的正断型断裂,发震断层面可能为节面I,即走向、倾角和滑动角分别为12°、58°、-103°与9°、57°、-101°的节面。由于丁青地区地质资料匮乏,无法明确具体的发震断裂。     

潮汐应力对地震的触发作用

文中计算了由日、月引潮力在地球内产生的潮汐应力场,研究了潮汐应力对地震的触发作用.采用的地球模型是分为十五层的球对称模型.对于近30年来我国或我国邻近发生的七十次较大的地震,计算了震源处在发震时刻的球坐标系中的潮汐应力.通过坐标变换,得到了发震断层面中的正应力及沿错动矢量方向的剪应力.根据岩石的库仑剪破裂准则来判断潮汐应力对所研究的震例是否具有触发作用.结果表明,在七十个震例中,潮汐应力对其中四十三个有触发作用.对于华北地区的十八个震例,潮汐应力对其中十四个有触发作用.还可看出,对于浅源走滑型地震有较明显的触发作用,而对浅源斜滑及倾滑型地震则没有明显的触发作用.对国外七十二个震例的计算结果得到了类似的结论.最后,对华北地区中任一可能的发震地点,提出一种根据潮汐应力来预测发震的危险时间范围的方法.      

CHARACTERISTICS OF TECTONIC STRESS FIELD OF THE XIAOWAN RESERVOIR BEFORE AND AFTER THE IMPOUNDMENT

Using the seismic waveform data of Xiaowan seismic network and Yunnan seismic network, we determined the focal mechanisms of 36 earthquakes(M_L ≥ 3.0)from Jun. 2005 to Dec. 2008 and 51 earthquakes(M_L ≥ 2.5)from Jan. 2009 to Dec. 2015 by generalized polarity and amplitude technique. We inverted tectonic stress field of the Xiaowan reservoir before impounding, using the focal mechanisms of 36 earthquakes(M_L ≥ 3.0)from Jun. 2005 to Dec. 2008 and CAP solutions of 58 earthquakes(M_L ≥ 4.0)collected and the solutions in the Global Centroid Moment Tensor(GCMT)catalog; We inverted local stress field of the reservoir-triggered earthquake clustering area, using 51 earthquakes(M_L ≥ 2.5)from Jan. 2009 to Dec. 2015. Focal mechanisms statistics show that, the Weixi-Qiaohou Fault is the seismic fault. Focal mechanisms were strike-slip type in initial stage, but normal fault type in later stage. Focal depths statistics of 51 earthquakes(M_L ≥ 2.5)show that, the average value of focal depths in period Ⅰ, period Ⅱ and period Ⅲ are 8.2km, 7.3km and 7.8km respectively and the standard deviations are 4.3km, 3.5km and 6.0km respectively. The average value of focal depths is basically stable in different period, only the standard deviation is slightly different. Therefore, there is not positive connection between focal depth and deviation of focal mechanisms. What's more, there are 2 earthquakes(number 46 and number 47 in Fig.5 and Table 3)with almost the same magnitude, epicenter and focal depth, but they have different faulting types as normal and strike-slip. The focal mechanism of event No.46 is strike:302°, dip:40° and rake:-97° for plane Ⅰ, however, the focal mechanism of event No.47 is strike:292°, dip:82° and rake:140° for plane Ⅰ. Likewise, earthquake of number 3 and number 18 have similar characteristic. Therefore, the obvious focal mechanism difference of similar earthquake pair indicates the complexity of Weixi-Qiaohou Fault. Considering the quiet-active character of reservoir-triggered earthquakes, we discussed the change of local stress field in different period. The σ₁ of tectonic stress field was in the near-south direction, with a dip angle of 14° before the impoundment, however, the direction of σ₁ of local stress field changed continuously, with the dip angle getting larger after the impoundment. The direction of σ₁ of local stress field of reservoir-triggered earthquake clustering area is close to the strike of Weixi-Qiaohou Fault, and reservoir impoundment increased the shear stress in the fault, so the weakening of fault was beneficial to trigger earthquakes. Comprehensive analysis suggests that fluid permeation and pore pressure diffusion caused by the water impounding, and the weakening of fault caused by local stress field are the key factors to trigger earthquake in the Xiaowan reservoir.