仙女山-九畹溪断裂带附近地区地震活动性与静态库仑应力变化研究
发布时间：2021-01-18 16:55
基于仙女山-九畹溪断裂带附近地区地质构造,讨论三峡水库蓄水前后该断裂带附近地区的地震活动特征,同时分析该区域2014-03 M4.5与M4.7地震间的触发关系及2次地震对后续小震的影响。结果表明:1)M4.7地震可能由M4.5地震与库水渗流产生的较大孔隙压力共同触发。2)M4.5与M4.7两次地震的应力扰动导致研究区内地震活动增加,后续地震中约66.9%的地震发生于库仑应力增强区。3)2次地震产生的静态库仑应力变化导致仙女山断裂带附近地区地震活动增加,后续地震活动水平将处于背景地震活动水平之上;九畹溪断裂带活动性相对较弱,略小于背景地震活动水平,且处于应力积累阶段。
【文章来源】：大地测量与地球动力学. 2020,40(10)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
仙女山-九畹溪断裂带空间展布及区域地震构造
以2014-03-27 M4.5地震的发震断层为源断层,将2014-03-30 M4.7地震的震源机制解确定为接收断层参数,讨论2次地震之间的触发关系。计算过程中采用弹性半空间模型[12],设置泊松比为0.25,杨氏模量为8×104 MPa,使用Coulomb3.3程序[13]计算静态库仑应力。图2为计算结果,图中红色区域表示静态库仑应力增强区,蓝色区域表示应力影区。从图2可以看出,M4.7地震位于M4.5地震产生的静态库仑应力增强区,静态库仑应力增加0.217 bar,断层面上剪应力增加0.286 bar,达到触发阈值0.1 bar,表明M4.5地震对M4.7地震具有触发作用。断裂带内物质会在库水渗透作用下饱和,当孔隙压力大于静压时摩擦力极低,水的软化和弱化作用均会导致断层面摩擦系数和抗剪强度的降低[14]。选取不同的有效摩擦系数会影响库仑应力的计算结果,本文分别选择有效摩擦系数为0.2、0.4和0.6计算M4.5地震引起的静态库仑应力变化,计算结果见表2。结果表明,库仑应力随有效摩擦系数的增大而减小,这可能是由于构造应力使库仑应力下降的幅度大于孔隙压力使库仑应力增加的幅度的缘故[15]。当摩擦系数为0.2时,库仑应力增加0.034 bar,表明M4.7地震可能是由M4.5地震产生的静态库仑应力与库水渗流产生的较大孔隙压力共同触发。
2014-03至2015-12-31研究区共记录到地震1 346次(图3),其中0.0～0.9级地震797次,1.0～1.9级地震471次,2.0～2.9级地震74次,3.0级以上地震4次。采用表1震源机制解设定源断层参数,接收断层采用最优断层方向,计算2014-03-27与2014-03-30发生的2次地震的静态库仑应力变化,同时讨论与后续地震的分布关系。图4(a)为M4.5和M4.7地震产生的库仑应力变化及对后续地震的影响分布,图中红色区域为应力增强区。从图4(a)可以看出,地震主要分布在NNW向和NE向2个共轭方向,表明应力场受仙女山断裂带和九畹溪断裂带构造活动的影响,后续地震中约66.9%发生于应力增强区。 图4(b)、4(c)分别为沿地震分布的2个共轭方向的震源深度剖面,从图中可以看出,大部分地震分布于库仑应力增强区,应力影区发生的地震较少。地震震源深度主要为10 km,且大部分位于库仑应力正负变化交界处,表明断层破裂使断层面上应力释放,但周围一定范围内的库仑应力增大并出现应力降,从而导致震源深度分布较集中。上述分析表明,2014-03-27 M4.5地震与2014-03-30 M4.7地震对后续地震具有触发作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2008年汶川MS8.0地震与2017年九寨沟MS7.0地震成因关系探讨[J]. 董培育,柳畅,石耀霖. 大地测量与地球动力学. 2019(08)
[2]基于黏弹性模型的苍山地震库仑应力变化研究[J]. 刘方斌,曲均浩,田兆阳,刘承雨. 地震工程学报. 2017(01)
[3]地震触发研究中库仑应力随摩擦系数增加而增大的矛盾及其解决[J]. 朱守彪,缪淼. 地球物理学报. 2016(01)
[4]2014年秭归MS4.5和MS4.9地震震源与发震构造特征[J]. 吴海波,姚运生,申学林,赵凌云. 地震地质. 2015(03)
[5]汶川地震对龙泉山断裂地震发生概率的影响研究[J]. 钱琦,韩竹军. 地球物理学进展. 2011(02)
[6]静态应力触发中影响库仑应力变化的参数敏感性分析[J]. 周宇明,单斌,熊熊. 大地测量与地球动力学. 2008(05)
[7]三峡水库重点监视区蓄水前后震源机制研究[J]. 王墩,姚运生,薛军蓉,陈俊华,宋琛. 大地测量与地球动力学. 2007(05)
[8]地震应力触发研究[J]. 万永革,吴忠良,周公威,黄静,秦立新,万永革. 地震学报. 2002(05)
[9]长江三峡地区现代构造活动性及其对地壳稳定性的影响[J]. 王瑞江,谭成轩. 应用基础与工程科学学报. 1995(01)
[10]长江三峡及邻近区地震活动性研究[J]. 严尊国. 地壳形变与地震. 1994(02)
本文编号：2985303
【文章来源】：大地测量与地球动力学. 2020,40(10)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
仙女山-九畹溪断裂带空间展布及区域地震构造
以2014-03-27 M4.5地震的发震断层为源断层,将2014-03-30 M4.7地震的震源机制解确定为接收断层参数,讨论2次地震之间的触发关系。计算过程中采用弹性半空间模型[12],设置泊松比为0.25,杨氏模量为8×104 MPa,使用Coulomb3.3程序[13]计算静态库仑应力。图2为计算结果,图中红色区域表示静态库仑应力增强区,蓝色区域表示应力影区。从图2可以看出,M4.7地震位于M4.5地震产生的静态库仑应力增强区,静态库仑应力增加0.217 bar,断层面上剪应力增加0.286 bar,达到触发阈值0.1 bar,表明M4.5地震对M4.7地震具有触发作用。断裂带内物质会在库水渗透作用下饱和,当孔隙压力大于静压时摩擦力极低,水的软化和弱化作用均会导致断层面摩擦系数和抗剪强度的降低[14]。选取不同的有效摩擦系数会影响库仑应力的计算结果,本文分别选择有效摩擦系数为0.2、0.4和0.6计算M4.5地震引起的静态库仑应力变化,计算结果见表2。结果表明,库仑应力随有效摩擦系数的增大而减小,这可能是由于构造应力使库仑应力下降的幅度大于孔隙压力使库仑应力增加的幅度的缘故[15]。当摩擦系数为0.2时,库仑应力增加0.034 bar,表明M4.7地震可能是由M4.5地震产生的静态库仑应力与库水渗流产生的较大孔隙压力共同触发。
2014-03至2015-12-31研究区共记录到地震1 346次(图3),其中0.0～0.9级地震797次,1.0～1.9级地震471次,2.0～2.9级地震74次,3.0级以上地震4次。采用表1震源机制解设定源断层参数,接收断层采用最优断层方向,计算2014-03-27与2014-03-30发生的2次地震的静态库仑应力变化,同时讨论与后续地震的分布关系。图4(a)为M4.5和M4.7地震产生的库仑应力变化及对后续地震的影响分布,图中红色区域为应力增强区。从图4(a)可以看出,地震主要分布在NNW向和NE向2个共轭方向,表明应力场受仙女山断裂带和九畹溪断裂带构造活动的影响,后续地震中约66.9%发生于应力增强区。 图4(b)、4(c)分别为沿地震分布的2个共轭方向的震源深度剖面,从图中可以看出,大部分地震分布于库仑应力增强区,应力影区发生的地震较少。地震震源深度主要为10 km,且大部分位于库仑应力正负变化交界处,表明断层破裂使断层面上应力释放,但周围一定范围内的库仑应力增大并出现应力降,从而导致震源深度分布较集中。上述分析表明,2014-03-27 M4.5地震与2014-03-30 M4.7地震对后续地震具有触发作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2008年汶川MS8.0地震与2017年九寨沟MS7.0地震成因关系探讨[J]. 董培育,柳畅,石耀霖. 大地测量与地球动力学. 2019(08)
[2]基于黏弹性模型的苍山地震库仑应力变化研究[J]. 刘方斌,曲均浩,田兆阳,刘承雨. 地震工程学报. 2017(01)
[3]地震触发研究中库仑应力随摩擦系数增加而增大的矛盾及其解决[J]. 朱守彪,缪淼. 地球物理学报. 2016(01)
[4]2014年秭归MS4.5和MS4.9地震震源与发震构造特征[J]. 吴海波,姚运生,申学林,赵凌云. 地震地质. 2015(03)
[5]汶川地震对龙泉山断裂地震发生概率的影响研究[J]. 钱琦,韩竹军. 地球物理学进展. 2011(02)
[6]静态应力触发中影响库仑应力变化的参数敏感性分析[J]. 周宇明,单斌,熊熊. 大地测量与地球动力学. 2008(05)
[7]三峡水库重点监视区蓄水前后震源机制研究[J]. 王墩,姚运生,薛军蓉,陈俊华,宋琛. 大地测量与地球动力学. 2007(05)
[8]地震应力触发研究[J]. 万永革,吴忠良,周公威,黄静,秦立新,万永革. 地震学报. 2002(05)
[9]长江三峡地区现代构造活动性及其对地壳稳定性的影响[J]. 王瑞江,谭成轩. 应用基础与工程科学学报. 1995(01)
[10]长江三峡及邻近区地震活动性研究[J]. 严尊国. 地壳形变与地震. 1994(02)
本文编号：2985303
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