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1.
动态应力触发的余震   总被引:1,自引:0,他引:1  
通常认为断层永久位移产生的小“静态”应力变化可以改变附近断层上发生地震的可能性或者说可触发地震(Harris,1998)。许多近场的触发地震,特别是触发余震的研究(Dieterich,1994;Toda,et al,1998;King,et al,1994),将这种静态变化视为触发因素,并认为它与断层上负载的变化是等价的(Toda,et al,1998;King,et al,1994;Jaume and sykes,1992;Harris and Simpson,1992)。这里我们报道矩震级Mw=7.3的兰德斯地震的余震图象与应力变化的比较,不仅与静态应力做对比,而且与地震波传递的瞬态、振荡应力变化(即,“动态”应力)做对比。动态应力不会永久地改变加载情况,仅能通过改变断层区的力学状态或性质来触发地震。这些被动态弱化的断层在地震波通过后可能破裂,甚至能导致如果没有动态应力就不会发生的地震。我们发现余震和动态应力图象都具有类似的不对称性,动态应力来自于破裂的传播,而静态应力变化没有这种不对称性。先前的研究表明,动态应力在远距离处可促使破裂(Anderson,et al,1994;Gomberg and Bodin,1994;Gomberg,1996;Gomberg and Davis,1996;Hill,et al,1993,1995),然而本文表明在近处也是如此。  相似文献   

2.
粘弹性应力转移延迟了1999年赫克托矿地震的触发   总被引:1,自引:0,他引:1  
在某些情况下,由地震引起的地壳应力转移可以加快邻近断层的破裂,并引起地震序列的发生(Stein,et al,1992;King,et al,1994;Deng and Sykes,1996;Harris,et al,1995;Stein,1999)。1999年南加州赫克托矿地震(震级7.1)在1992年兰德斯地震(震级7.3)的7年后,在距其震中仅20km处发生。这表明赫克托矿地震是以某种方式被  相似文献   

3.
1999年MW7.1级赫克托矿地震发生在离1992年MW7.3兰德期地震断层仅20km的地方。两个地震相距较近表明,兰德斯地震触发了赫克托矿地震。基于弹性半空间模型,USGS、SCEC和CDMG(2000)的科学家发现兰德斯地震引起赫托矿地震震源处产生了负的库仑应力变化。这一负的应力变化与静态应力触发假说不一致。本文中,我们给出由下地壳的粘弹性流动控制的过程兰德斯地震对赫克托矿地震应力触发的证据。这种粘弹性流动产生了已为GPS和InSAR测量技术观测到的大尺度震后回跳。本项研究的结果是,粘弹性流动明显改变了兰德斯地震后莫哈韦沙漠地区的区域应力场。包括粘弹性流动的演化应力场逐渐使赫克托矿震源处的库仑应力演化到正应力的水平。就在赫克托矿地震前,库仑应力增长超过1bar,使赫克托矿破裂趋近灾难性破裂的边缘。  相似文献   

4.
研究了1999年ML7.3级集集地震引起的静态应力变化对台湾周围断层系的影响。我们从两个角度对这个问题进行了研究。首先,我们通过比较主震前后震源机制节面上的库伦破裂应力变化的分布对静态应力触发假说进行了统计检验。由于前震显然没有受到主震的影响,这些分布的差异决定了静态应力触发的显著性程度。然后,我们计算了触口断层和梅山断层特定滑动方向的库伦破裂应力变化,从而估计集集地震后这两个活断层的稳定性。静态应力变化是通过将弹性半空间中的位错理论应用到由集集地震的地表位移导出的三维破裂模型得到的。结果表明,集集地震前后库伦破裂应力变化的分布显著不同,但与静态应力触发假说一致。我们还发现,触口和梅山断层都在浅于10km的深度处于应力影区中。然而,由于大量的余震发生在这些应力影区中,其他的机制,如动态应力,可能是引起这些事件的原因。  相似文献   

5.
加州1992年兰德斯7.3级地震和1999年赫克托矿7.1级地震的接近和相似允许人们对触发地震的假设进行检验,而这在以前是不可能的。赫克托矿地震证实了对兰德斯地震所提出的推断:瞬时、振荡的“动态”形变以地震波的形式辐射,能触发地震活动速率的增加(Hill,et al,1993;Anderson,et al,1994;Gomberg and Bodin,1994;Spudich,et al,1995;Gomberg,1996;Gomberg and Davis,1996)。在本文中,我们对地震活动速率的空间和时间变化(Matthews and Reasenberg,1988)进行了量化。在兰德斯地震的北部地震活动速率增加,而对赫克托矿地震这种增加主要发生在震中以南。我们认为破裂方向性分别使兰德斯和赫克托矿断层的北方和南方动态形变提高,这可以由地震波速度场的不对称性得到证明。对于触发作用,动态和静态应力变化都很重要,距离较远处动态应力变化起主要作用。峰值波速证明了动态触发闽值的存在,并约束了动态触发闽值的范围。在大多数地区,这个阈值依赖当地的条件,从零点几到几MPa变化,超过静态闽值一个量级以上。在某些地点触发过程直到动态形变平息了之后才开始。这些观测现象的物理机制可能与导致液化和循环疲劳的机理相似。  相似文献   

6.
研究了1992年兰德斯地震的破裂过程。采用了两步法以限定滑动幅度和破裂时间之间的相互影响,否则会影响仅用地震资料得到的解。首先用独立的大地测量资料来约束滑动分布及其不确定性,然后获取破裂传播的时间特征。第一步用干涉测量数据和全球定位系统测量数据进行独立反演和联合反演,以给出三段断层模型上沿走向和倾向的滑动分布特征。我们采用遗传算法来检验解的唯一性,并使用最小二乘找出拟合最佳的模型。根据大地测量的反演结果我们认为:用干涉测量数据足以给出兰德斯地震的滑动分布。由于在我们的构型中地表形变对浅层滑动比较敏感,因而所得到的地表滑动幅度比深层要高。得出的滑动分布与地表的地质观测结果一致,并证实了兰德斯地震的不均匀特征。霍姆斯特德谷断层(第2段)上绝大多数滑动发生在浅层,最大深度约为7m。另一个滑动较大的区是在8km深的约翰逊谷断层上(第1段)。第二步则反演了强地面运动数据,使用了预设的最终滑动幅度和由大地测量数据推断的不确定性,对破裂过程的时间进程进行了约束。第二步强调地震随时间的强烈变化。高滑动区破裂前缘传播速度快,当破裂沿断层传播遇到阻力时其速度会减慢。平均而言,破有缘传播速度接近S波速度,并在开始后约20s约束。滑动幅度和破裂速度的较大变化表明:对破裂过程的描述用凹凸体的连续破裂比用匀速脉冲传播更为准确。  相似文献   

7.
正如大多数20世纪美国加州地震那样,1992年6月28日7.4级兰德斯地震也没有发生在圣安德烈斯断层上。这次地震是过去50年间发生的6次M≥5.0地震中的最后一次,这些地震的震中和滑动方向限定了一条穿过莫哈韦中部地区长120km、走向N15°±5°W的地震带。这条地震带以前没识别出来,我们称它为兰德斯—莫哈韦地震带,它可能是一条与无数条老的走滑断层斜向交切的年轻贯通断层。根据一个简单的地块转动和新断层形成的运动学和动力学模型,这些老断层(可能还有圣安德烈斯断层弯曲段)由于走向变得不太理想,也许正逐渐失去其适应上地壳形变的能力。这一模型及其引起的有关地壳应力、地块转动以及新断层形成等方面的争论,涉及有关构造学、地震构造学、地壳形变、地震预测以及构造地质学等领域的一些尚未解决的问题。  相似文献   

8.
指出逆冲地震的触发、抑制和丛集的主要特性可以用库仑破裂应力变化来解释。解释中我们采用了一套代表模型及详细实例。虽然地表破裂的逆冲断层使得大部分周围地壳的应力降低,但逆冲盲断层的滑动却使得某些附近区域,特别是震源断层上方的应力增加。这样逆冲盲断层可以触发浅部次生断层的滑动,并产生广泛分布的余震。短逆冲破裂对于触发大小相差不多的邻近逆冲断层特别有效。我们的计算结果表明,在加利福尼亚中部连续的逆冲序列中,1983年Mw6.7级科林加地震使得1983年Mw6.0级努涅斯地震和1985年Mw6.0级凯特尔曼山地震破裂与库仑破裂应力分别接近了10bar和1bar。理想化的应力变化计算与伴随大逆冲事件的地震活动性分布一致,这与前人的研究结果是一致的。俯冲带破裂的计算结果促使了俯冲前缘隆起发生正断层事件,并有利于地震破裂带周围及其下倾延伸区发生逆断层事件。这些特性在1957年Mw9.1级阿留申地震和其他大逆冲地震是明显的。我们进一步研究了能得到详细滑动模型的1960年Mw9.5和1995年Mw8.1级智利地震引起的破裂面上的应力变化。计算的库仑破裂应力增加为2-20bar,与余震地点和震后滑动密切相对应,而应力降低10bar的地区余震缺失。我们也提出主走滑系统的滑动调制了附近逆冲和走滑断层的应力。我们计算得到圣安德烈斯断层上1857年Mw7.9级蒂洪堡地震以及后续震间滑动使得科林加断层接近破裂约1bar,但抑制了全部海岸山岭的逆冲断层。1857年的地震也促使于1952年发生Mw7.3级科恩县地震的怀特沃尔夫逆冲断层接近破裂约10bar,但抑制了自1857年以来从来没有破裂的左旋加洛克断层上的滑动。于是我们有充分理由认为,应力转移在很宽的时间和空间尺度上对逆冲断层的地震活动性有控制作用。  相似文献   

9.
在地震滑动过程中,断层动态摩擦是地壳内控制地震破裂的决定性因素。天然地震的脆性裂纹理论[1-3]使得以下观点被普遍接受:在地震断层快速滑动的过程中,断层摩擦力减弱,即所谓的滑动弱化[1]。高速断层泥实验[4-5],以及最近关于热增压[6-7]和摩擦熔化[8]的试验都支持该理论。但是,这些研究均仅针对固定的断层滑动速率。在本文中,我们的实验展示了不同滑动速率下断层物质的摩擦行为——这一模型的设置更接近天然地震的特征。实验结果表明,在断层滑动加速和减速的过程中,断层摩擦经历了增长、弱化和再增长。这种摩擦变化可能可以由低滑动速率下和更现实的滑动速率之下的速率-状态摩擦行为[9-10]来解释,但包含了不同的物理机制和不同的规模。最初的摩擦增强可能会阻碍小破裂向大地震的发展。断层滑动减速过程中的摩擦增强可能导致地震破裂呈脉冲状[11-14],并使得静态应力下降到与动态应力变化相比较低的水平[15]。  相似文献   

10.
1 研究背景 地震活动断层不同区段和时段均具有不同的力学特性,主要是表现在活动断层上发生地震的断层段所呈现的震前、同震、震后和震间4个时域范围内的滑动行为.换言之,地震活动断层的滑动行为分为震前、同震、震后和震间4个滑动阶段.通过研究活动断层地震破裂段震前、同震、震后和震间滑动,可深入破解沿活动断层破裂段的应力、应变的积累和释放的时空信息变化(Reilinger et al,1999;Yagi et al,2001;Ozawa et al,2004).  相似文献   

11.
王鹏  刘静 《地球物理学报》2014,57(10):3296-3307
大地震破裂大多由横向构造(如阶区、弯曲和分叉)所分割的多个段落组成.2008年5·12汶川地震破裂沿北东走向上穿过了多个横向构造部位,特别在震中北东45 km的位置,小鱼洞断层、北川断层和彭灌断层三者之间呈现复杂的断裂切割相交关系.复杂断层几何结构对破裂的扩展是有抑制还是促进的作用?在相交的断裂段之间是否存在最优的破裂顺序?本文以库仑应力分析为手段,探讨在汶川同震破裂初始30 s内,破裂在多分支断裂中选择扩展路径时的可能应力相互作用.库仑应力分析显示:如果北川断层先发生破裂,其滑动对小鱼洞断层和彭灌断层均产生强烈负应力的抑制作用,而彭灌断层的滑动却反而对小鱼洞断层和北川断层浅部有强烈正应力的促进作用.因此,从准静态应力分析角度,彭灌断层先于北川断层发生破裂的可能性较大,这一破裂顺序与小鱼洞断层参与同震破裂过程的事实相符.此外,小鱼洞断层在链接北川和彭灌断层的同震位移中可能起到桥梁作用,但非静态应力的影响.横向构造在逆冲型地震破裂扩展过程中起到的牵引作用使得逆冲型地震破裂能够比走滑型地震跨越更宽的阶区.横向构造是逆冲断裂带内广泛发育的构成单元,因此在地震危险性分析的最大潜在震级测算中应该考虑其作用.  相似文献   

12.
断层阶区对滑动行为影响的实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究断层带几何非规则体对断层活动的力学影响,对于理解断层带上的地震活动具有重要的理论和实际意义.通过中尺度标本岩石力学实验,研究了走滑断层带最常见的一种非规则体.断层阶区对滑动行为的影响.研究表明,拉张断层阶区由于强度较低而很容易发生破裂,破裂后的阶区对断层的滑动无明显阻碍作用,但阶区的微破裂对断层滑动失稳具有指示作用;含拉张阶区的断层带具有速度弱化特征,可用速率一状态摩擦定律表述.挤压阶区由于破坏强度很高,使得断层滑动较为困难,但随着应力水平的增加,阶区外断层端部拉张区的微破裂为断层在阶区未破裂之前发生粘滑失稳提供了变位条件,并因此可作为断层失稳的前兆;挤压阶区可作为断层分段的稳定标志,直到阶区完全破裂使两条断层完全连通.  相似文献   

13.
地震时大部分形变发生在断层带内的主滑动面上,断层表面形貌是断层活动的产物并随断层滑动距离而演化。断层面形貌已成为研究破裂成核作用及应力的非均匀分布、断层面凸体磨损、断层泥生成、滑润作用、抗剪强度与临界滑动距离的相关内容,因此断层面形貌研究对地震和断层力学具有重要意义。任何一个野外天然断层面露头,  相似文献   

14.
许多观测表明,相对小的应力变化就能触发或制止地震。这个结果令人惊奇,因为触发地震的应力扰动只是引发地震应力降的一小部分,我们用符合物理实际的数值模型模拟地震断层来研究这个现象,断层是不均匀的,因此,断层表面各处会有不同的破裂判据。我们将不均匀断层模拟成由许多小区域组成,大部分小区域是均匀的,在小区域上可发生简单的库仑破裂。因此那些小区域会多次(重复)破裂,断层上的存储应力会很不均匀。我们看到围限应  相似文献   

15.
E.  L.  Olson  R.  M.  Allen  王晓权 《世界地震译丛》2007,(2):16-21
了解地震破裂过程对于了解断层系统和地震危险是很重要的。关于断层破裂性质的若干假定已经提出,但还没有形成统一的理论(Brune,1979;Fukao and Furu-moto,1985;Ellsworth and Beroza,1995;Beroza and Ellsworth,1996;Dodgeet al,1996;Mori,1996;Mori and Kanamori,1996;Singhet al,1998;Steacy and McClos-key,1998;Kilb and Gomberg,1999;Sato and Kanamori,1999;Ohnaka,2000)。大多数被引用的概念上的假设是断层破裂的级联模型(Burne,1979;Ellsworth and Beroza,1995,1998;Kilb and Gomberg,1999)。在级联模型中,滑动在断层的一小段上开始,只要条件有利,并持续破裂,直至延伸到断层面。这个如同多米诺骨牌的理论有2个基本含义:小地震以大地震相同的方式开始,破裂过程是不确定性的;换句话说,直到破裂停止之前,地震大小是不能确定的。在本文中我们说明,事件最终大小与破裂最初几秒的地震能量辐射频谱成正比。我们推断,地震震级能在破裂完成之前被估算出来。这一发现意味着破裂过程在某种程度上是确定性的,并且具有破裂过程物理学的含义。  相似文献   

16.
使用由极密集的临时地震台台网观测的余震到时,阐明了2004年新潟县中部地震主震断层的高分辨率速度结构。评估了速度结构与滑动、应力变化及余震分布的空间关系。根据运动学滑动模型,结合三维地壳结构,计算了断层上静态应力降的分布。具有低余震活动性的高速体十分接近主震的震源,并扩展到了断层的东北侧。该高速体大致与凹凸体重合,其同震滑动量和静态应力降高于周边地区。相比之下,在该高速体的浅外围观测到了负应力降区,沉积厚度向西南方向急剧增加且该区余震活动频繁。我们认为断层破坏区周围围岩的结构非均匀性具有控制主震断层动态破裂过程的显著潜势。  相似文献   

17.
1976年唐山地震震源动力过程的数值模拟   总被引:10,自引:3,他引:7       下载免费PDF全文
蔡永恩  何涛  王仁 《地震学报》1999,21(5):469-477
用新LDDA(Lagrangian DiscontinuousDeformation Analysis)方法模拟了唐山地震断层的破裂、错动和应力释放的整个动力过程.模拟结果表明,唐山地震的震源滑动过程在发震断层上各处不一样.近场位移受断层的曲率影响,断层凹侧的位移大于断层凸侧的位移.滑动过冲现象在震中处最大,并向断层两端衰减.我们发现,唐山地震断层的破裂速度和应力降与断层上的初始剪应力大小有关.唐山发震断层的最大动态、准静态位错量和剪应力降均发生在中间部位,分别是7.1 m、6.2 m和8.1 MPa、5.4 MPa,发震断层的平均准静态位错量和剪应力降分别为4.5 m和3.3 MPa,断层破裂的传播速度从震中向东南和西北方向分别为3.08 km/s和1.18 km/s.   相似文献   

18.
基于有限断层模型反演方法,我们利用区域宽频带数据反演得到了2014年8月3日鲁甸MS6.5级地震的震源破裂过程.反演结果显示:此次地震的发震断层走向为北北西向,破裂主要以左旋走滑为主,位移主要发生在震源左上方,最大滑动量为0.7 m,模型显示断层破裂可能接近地表,破裂长度约10 km.此次地震释放的标量地震矩为1.97×1018 N·m,相当于矩震级为Mw 6.1,地震能量主要在前15 s释放.鲁甸地震有四个显著的特点:(1)位移主要集中在浅部,从11 km起破点开始迅速向上传播,大部分位于10 km以上且最大位移位于深度3 km处,从模型来看,破裂可能接近地表,因此地表震动较为强烈;(2)应力降比较大,计算显示释放的同震静态应力降约为2.8 MPa;(3)破裂速度较快,在地表附近超过了2.5 km·s-1;(4)主震可能发生在一个共轭断层系上.这四个特点可能是导致此次地震造成如此重大人员伤亡和财产损失的最重要的原因.  相似文献   

19.
推断导致地震触发的永久和动态(瞬时)应力变化常比地震本身释放的应力数量级小,这意味着触发发生在应力处于临界状态的断层上(Hill et al,1993;Gomberg et al,2000;Huc and Main,2003;Belardinelli et al,2003)。所以,触发的地震活动速率增加可能出现在加载速率最高以及可能由高温流体引起孔隙压力升高,使孽擦力减小促使断层破裂的区域(Coccoand Rice,2002;Streitand Cox,2001;Sturtevant et,al,1996)。本文说明2002年阿拉斯加州迪纳利M=7.9级地震在整个不列颠哥伦比亚省和美国西部触发了广泛的地震活动速率增加。地震波引起的动态触发应该沿着辐射能集中的破裂方向增加,我们利用迪纳利主震的地震波和新的高精度GPS记录证实了这个结论。这些观测结果和1992年加利福尼亚州兰德斯M=7.4级地震(Hill et al,1993)引起的触发仅在震级上具有可比性,并说明兰德斯地震的触发没有反映该地区的特性和地震活动性。可是,由迪纳利地震触发的地震活动速率增加的地区构造活动并不明显,意味着即使在周围应力加载速率低的地区,断层可能仍然处于应力临界状态,动态的触发很可能是普遍存在和无法预测的。  相似文献   

20.
断层力学(fault mechanics)是从动力学角度来研究地震发生过程的一门新的学科。它主要是研究地震从孕育、岩石开始破裂、破裂扩展、破裂终止,到发生余震和应力调整等一系列复杂的全过程。断层力学的出现,改变了过去多年从几何的或运动学的震源模式来研究地震的状况。断层力学讨论的范畴大约有如下几个方面:(1)大尺度的准静态断层模式;(2)断层的非稳定性,即地震是怎样发生的;(3)从动力学角度研究岩石破裂传播过程;(4)利用地  相似文献   

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