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ISSN 0253-3782 CN 11-2021/P

2018年40卷3期

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《纪念汶川大地震十周年》专辑前言
2018, 40(3): 1-1.
[摘要](263) [HTML全文] (246) [PDF 286KB](43)
摘要:
巴颜喀拉块体东边界千年破裂历史与2008年汶川、2013年芦山和2017年九寨沟地震
闻学泽
2018, 40(3): 255-267. doi: 10.11939/jass.20170211
[摘要](1018) [HTML全文] (565) [PDF 1337KB](183)
摘要:
以巴颜喀拉块体东边界活动构造带为研究区,本文首先分析了该区最近一千多年的地震历史及强震活动随时间的变化,确定了2008年汶川MS8.0地震、2013年芦山MS7.0地震和2017年九寨沟MS7.0地震这3次事件在这一强震活动历史中的位置,进而在圈绘长期强震破裂区图像的基础上鉴别主要活动断裂带上的地震空区。结果主要表明:研究区在最近约一千年中经历了一个强震轮回的3个阶段,包括一个平静期的后半部(1630年之前)、1630—1878年之间的过渡期以及1879年以来的强震期。后两个阶段可能代表了该构造带在经过更早、可能二三千年长的平静期或应变积累期之后出现的长达数百年、从“预释放”期(1630—1878年)到“主释放”期(1879年以来)的强震发生过程;在主释放期应变能释放呈明显加速,四川2008年汶川、2013年芦山以及2017年九寨沟地震是发生在主释放期中的3次最新事件,但是由这3次事件的发生还难以判断主释放期是否已经结束;已圈绘出研究区及其邻近地区若干活动断裂段上存在长期缺少大地震破裂的地震空区,未来仍应注意在这些地震空区再次发生大地震的危险性。
2008年汶川地震震源区东北端局部形变区与青川MS6.4强余震关系
倪四道, 周勇, 钱韵衣, 罗新宇, 王向腾
2018, 40(3): 268-278. doi: 10.11939/jass.20180016
[摘要](670) [HTML全文] (408) [PDF 3734KB](77)
摘要:
2008年汶川地震之后,通过InSAR观测到青川县木鱼镇附近存在一个长约为15 km、宽约为10 km、地表位移数十厘米的局部形变区。前人分析认为,该形变区是由MS6.4的青川强余震造成的,但拟合地表形变数据所采用的震源深度和震源机制解与地震学反演的结果具有较大差异。本文利用远震体波和瑞雷波振幅谱进一步测定了青川强余震的震源深度和震源机制解,计算了此次事件造成的地表位移场,认为青川强余震并非造成木鱼镇地区局部形变的直接原因,并讨论该局部形变区可能的成因。
汶川地震和芦山地震的孕震机理及震前中长期地震危险性研究
林邦慧, 陈祖安, 白武明, 程旭
2018, 40(3): 279-290. doi: 10.11939/jass.20180024
[摘要](757) [HTML全文] (730) [PDF 3390KB](85)
摘要:
运用非连续变形分析法与三维有限元法相结合的方法,以GPS资料作为位移速率和震源机制的约束条件,通过数值模拟研究了青藏高原及其东侧邻区构造地块的运动、变形、相互作用及其与近30年来发生于该区的大地震之间的关系。研究中引入了以应力与摩擦强度的比值定义的断层“失稳危险度”,通过数值模拟计算得到了研究区地壳块体边界断层的失稳危险度分布。结果表明,失稳危险度高的地段与近期该区发生的MS≥7.0地震所在的位置基本一致,其中龙门山断裂带上包括汶川和芦山大地震的发震断层均为失稳危险度最高值地区。计算得到的应变率强度分布图显示,青藏高原东部边缘整条地带均为应变率强度的陡变带,特别是以龙门山断裂带上的陡变最为明显,其西侧应变率强度为东侧的近4倍,而且,这个带位于宽度相同、走向与龙门山断裂带走向相一致的高应变能密度带中,表明这两次大地震前,作为其发震断层的龙门山断裂带已积累了相当高的应变能,失稳危险度高,处于力学上的不稳定状态。模拟计算得到在上地壳层中,2001年昆仑山口西MS8.1地震引起汶川、芦山地震发震断层的库仑破裂应力增加约0.016 MPa,相当于龙门山断裂带约两年的应力积累,也就是说,使汶川、芦山地震发震断层的失稳破裂提前了约两年。 此外,关于2008年汶川MS8.0地震的模拟计算表明,汶川地震的发生也使包括芦山地震发震断层的龙门山断裂带西南段和东昆仑断裂带东南端的库仑破裂应力增大,应变能积累增强,这说明汶川MS8.0地震的发生对已处于失稳危险度较高状态的2013年芦山地震和2017年九寨沟地震发震断层的提前失稳破裂起到了促进作用。
基于库仑应力改变和地震活动性研究巴颜喀拉块体周缘强震序列的触发关系及其构造意义
贾科, 周仕勇
2018, 40(3): 291-303. doi: 10.11939/jass.20170201
[摘要](859) [HTML全文] (515) [PDF 1759KB](68)
摘要:
自本世纪以来,青藏高原巴颜喀拉块体周缘密集地发生了7次MW≥6.5强震事件,包括伤亡惨重的2008年汶川MW7.9地震和2017年九寨沟MW6.5地震。本文根据这7次强震事件中先前地震对后续地震的库仑应力改变(dCFS)的计算结果,结合基于ETAS模型得到的背景地震活动性的变化结果,研究了强震间的触发关系,以试图解释发生在环巴颜喀拉块体的几次强震的发震机理并探讨其构造意义。结果表明,各个强震的库仑应力变化与其造成的背景地震活动性变化呈正相关,并且在这7次强震中,汶川地震对芦山地震有显著的触发作用,并造成芦山地区背景地震活动性的显著提高。同时汶川地震对九寨沟地震的发生具有一定的延迟作用,造成九寨沟地区背景地震活动性降低。除此之外,其它地震之间均无明显的触发/延迟作用或显著的背景地震活动性变化。这表明该强震序列的孕震机制主要是巴颜喀拉块体东南向持续挤压的构造运动,推断巴颜喀拉块体目前仍处于构造运动活跃期,因此包括巴颜喀拉块体周缘在内的我国西南地区未来的强震危险性值得持续关注。
对汶川地震余震序列中最大余震事件的讨论
解孟雨, 史保平
2018, 40(3): 304-315. doi: 10.11939/jass.20170209
[摘要](632) [HTML全文] (471) [PDF 2878KB](49)
摘要:
本文针对2008年5月12日四川汶川MW7.9地震后的余震目录,采用2004年Shcherbakov和Turcotte提出的最大余震震级推断法,给出了最大余震震级的估计值。结果表明,采用现有的余震数据,在大震级区间可能存在一定数量的余震缺失,这造成了余震数据与Gutenberg-Richter定律曲线在大震级区间的差异,导致推断的最大余震震级与使用目录中的最大余震震级存在明显差异。利用震级与断层长度或地表破裂长度之间的经验关系可以看出,由灌县—江油断裂的破裂尺度得到的震级与推断最大余震震级基本一致。根据前人给出的断层摩擦失稳时间模型和Brune近断层质点运动模型,本文进一步探讨了汶川地震北川—映秀断裂对灌县—江油断裂的触发作用,认为北川—映秀断裂破裂所辐射出的S波可以在短时间内使得灌县—江油断裂发生失稳,进而产生宏观破裂并形成地震,因此由灌县—江油断裂破裂形成的地震可能为汶川地震的最大余震。
自维持断层蠕滑过程和余震发生率的衰减特征—以汶川MW7.9地震序列为例
解孟雨, 史保平, 林禄春
2018, 40(3): 316-331. doi: 10.11939/jass.20170124
[摘要](334) [HTML全文] (191) [PDF 1953KB](28)
摘要:
基于Dieterich地震活动性理论,本文推导出计算余震发生率和余震累积次数的一般表达式,其中主震后发震断层内部的剪切应力随时间的演化过程遵从Jeffreys-Lomnitz蠕变模型,且与修正Omori定律直接相关。修正Omori定律中的p值与震后断层的短时应力加卸载过程正相关。采用Rubin和Ampuero 给出的震后断层自维持蠕滑模型本文得出计算余震发生率的近似表达式,并对2008年汶川地震序列进行拟合。结果表明,p值的大小直接对应了速率-状态摩擦定律中摩擦参量b/a,而修正Omori定律中的c值则与速率-状态摩擦定律中的临界滑移Dc相关。对于汶川余震序列而言,拟合结果显示b/a约为1.13,Dc约为2—3 cm。Rubin-Ampuero震后自维持蠕滑描述了震后孕震层内部短暂的速率变化特征,是孕震断层演化过程不可缺少的环节。
龙门山断裂带及附近区域地貌形成与地应力演化机制研究
师皓宇, 马念杰
2018, 40(3): 332-340. doi: 10.11939/jass.20170173
[摘要](783) [HTML全文] (465) [PDF 1167KB](71)
摘要:
以龙门山附近区域水平运动特性以及深部岩体力学特性为基本条件,采用FLAC模拟软件计算分析了龙门山断裂带及附近区域的地貌形成过程和地应力演化机制。研究结果认为:区域板块运动是龙门山地貌形成的重要原因,龙门山3条断层在62万年内的相对滑移速率分别为1.53,0.245和0.458 mm/a,与实际监测结果基本吻合;龙门山断裂带左侧呈抬升趋势,右侧四川盆地的垂向运动保持稳定;随着区域板块的运动,3条断裂带附近主应力的变化均经历了3个阶段,即应力低态稳定阶段,应力增高阶段和应力高态稳定阶段,最终形成应力积聚—应力释放的平衡局面;断裂带附近的最大、最小主应力比值介于2.94—3.71之间,平均为3.3,与实际监测结果基本吻合。由此可以推断,龙门山及附近区域将长期处于高偏应力环境,即长期处于“应力累积—进入临界状态—发震—新的应力累积”的地震周期。
青藏高原及周边地壳均衡模式与强震活动
孙少波, 陈石, 龚立卓, 徐伟民
2018, 40(3): 341-350. doi: 10.11939/jass.20170225
[摘要](609) [HTML全文] (356) [PDF 3992KB](99)
摘要:
青藏高原作为中国大陆强震活动的主体区,不但构造变形历史复杂,而且高原内部与周边块体之间的重力异常差异也十分显著。本文基于EGM2008重力模型,计算得到了青藏高原及周边地区的区域布格重力异常和艾里均衡重力异常;并依据复合均衡模型原理,以Crust1.0地壳模型中莫霍面的深度为参考,反演得到了地壳剩余密度的分布,该结果适用于研究地壳横向密度的差异;最后,将反演结果与弹性板均衡理论模型反演得到的岩石层有效弹性厚度进行对比,结果表明,青藏高原与周边地块之间的地壳力学特性和平均密度存在显著差异,为强震孕育提供了动力学背景。以此为依据,可为潜在强震危险区位置的判断提供参考。
与2008年汶川MS8.0地震有关的成都台地电场异常信号
马钦忠
2018, 40(3): 351-363. doi: 10.11939/jass.20170210
[摘要](446) [HTML全文] (303) [PDF 1460KB](45)
摘要:
2008年5月12日汶川MS8.0地震前,位于震源区内的成都台2008年4月10—17日观测到非常强烈的地电场短临异常信号连续不断出现,25天后汶川大地震发生。本文基于地电场多极距原理和2007—2017年10年尺度的地电场观测资料回顾性地检查论证了可能与汶川地震有关的地电场异常前兆。研究结果显示,在与地震有关的强烈电信号中,4月10日23:00至4月11日3:40期间出现的强烈异常信号与4月11日4:00至4月16日12:00出现的40次脉冲信号并非源于同一地点,与4月17日2:00—3:00和22:00—23:00期间的异常信号也不是同源信号。这4个时段出现的大幅异常来自于不同位置的4个区域,暗示着地下的4个应力释放区。最后从机理上对该地电场异常信号进行了可能的解释,认为不同的应力积累区域可能是这些地电场异常信号的源区。由于成都台位于汶川特大地震的震源区内,故此次与地震有关的地电场异常信号可以作为汶川特大地震的孕震物理过程研究的重要参考指标。
汶川地震的面波震级测定及其多普勒效应
刘瑞丰, 邹立晔, 张立文
2018, 40(3): 364-373. doi: 10.11939/jass.20170212
[摘要](284) [HTML全文] (185) [PDF 942KB](27)
摘要:
本文介绍了全球主要地震机构对2008年5月12日汶川地震参数的速报和修订情况,分析了美国地质调查局国家地震信息中心测定的面波震级。通过对比198个全球地震台站测定的面波震级和面波周期,得出如下结论:测定面波震级偏大的台站主要分布在震中的东北方向,测定面波震级偏小的台站主要分布在震中的西南和东南方向,面波周期偏小的台站主要分布在震中东北方向。由于此次地震破裂方向是以北东向单侧破裂为主,且地震多普勒效应导致震中东北方向振动加强,因此该方向上的面波震级偏大,地震烈度衰减慢;而震中西南方向的振动减弱,此方向面波震级偏小,地震烈度衰减快。从而造成地震烈度沿中央断裂带的北东方向衰减慢,而南西方向衰减快的特征分布。
基于强震动数据的龙门山地区地震动预测模型参数反演
傅磊, 李小军, 荣棉水, 陈苏, 周越
2018, 40(3): 374-386. doi: 10.11939/jass.20170215
[摘要](803) [HTML全文] (464) [PDF 4169KB](57)
摘要:
基于2008—2015年龙门山地区的强震动记录,采用广义线性反演法计算了龙门山地区的震源参数、品质因子以及83个强震动台站的局部场地放大系数。结果显示:芦山地震发生之前,汶川地震余震的应力降随时间的增加而逐渐增大;芦山地震发生之后,龙门山断裂带上余震的应力降明显减小,并在之后随时间呈缓慢增大的趋势;部分MS≥4.7余震事件的加速度震源谱中出现明显的高频衰减现象。通过对应力降随时间变化规律的分析认为,这种高频衰减现象可能与震级大小和震源破裂滑动的最大速率有关。此外,反演得到了山区和盆地地区的品质因子分别为Qf )=264 f 0.75Qf )=223 f 1.01;同时获取了龙门山地区83个强震动台站的局部场地放大系数,并计算了基于NGA场地分类标准的A类、 B类和C类场地的平均场地放大系数。结果显示,以上3类场地的平均场地放大系数具有相似的峰值,但是随着场地趋于软弱,峰值平台区向低频部分发育。
基于强震动台阵记录的震源破裂长度实时估测方法
刘辰, 李小军, 景冰冰
2018, 40(3): 387-398. doi: 10.11939/jass.20170202
[摘要](463) [HTML全文] (255) [PDF 2324KB](33)
摘要:
本文提出一种通过小孔径台阵波束形成技术快速估测震源破裂长度的方法,同时提出了调整各台站相位的方法,即在每个台站的延时无法确定的情况下,近似地得到每个台站之间相位差的方法。在此基础上,利用自贡强震动观测台阵在汶川地震中得到的主震地震动记录进行了破裂长度的离线快速估测。结果表明,该方法的时效性较好,在地震动加速度峰值到来前约10 s时,便得到了断层破裂长度(约120 km)和相应破裂走向的估测结果,虽然此时的估测结果与最终估测结果(约230 km)有较大的偏差,但从实现快速地震预警的角度来看,还是有较好的实际意义。通过与前人的研究结果进行对比,结果显示该方法低估了东北方向的破裂长度,于是探讨了该现象产生的原因及可能的解决方案。最后对这种算法的计算速度进行了测试分析,结果表明通过并行计算该方法能够满足实时断层破裂长度估测的要求。
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