汶川8.0和芦山7.0级地震序列应力场时空特征.pdf

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1、第37卷第3期地震地质VO1．37．NO．320l5年9月SEISMOLOGYANDGEOLOGYSept．．2015doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2015．03．O11汶川8．0和芦山7．0级地震序列应力场时空特征张致伟周龙泉龙锋阮祥1)四川省地震局，成都6100412)中国地震台网中心，北京100045摘要分别基于汶川M≥40和芦山M≥3．0余震震源机制解，采用Michae[提出的应力场反演方法，分析了汶川、芦山余震区压应力(S)和应力张量方差的空间分布特征，研究了应力张量方差时空变化与强余震活动的关系。结果表明：1)汶Jl

2、I、芦山余震区s．方位复杂，存在显著的空间分区差异，主震起始破裂区附近s方位相对紊乱，应力张量方差明显偏高；2)汶川I余震区自西南至东北，s方位由近EW向逐渐转变为NW—SE向，最后在余震区的北段又转为近EW向，应力类型均呈逆断型，而理县分支s，方位呈NEE向，应力类型为走滑型，整个余震区s呈近水平特征；3)芦山余震区s方位总体呈现NW向，倾角近水平，除主震震中附近的应力类型为纯逆断型外，其他区域走滑型和逆断型的应力类型均有存在；4)应力张量方差时空分布对于强余震的发生具有一定的指示意义，汶川、芦山强余震均发生在应力张量方差低值分布区或其边缘附近，且汶川强

3、余震的发震时问也在其出现低值的时段。关键词汶川地震芦山地震震源机制压应力应力张量方差中图分类号：P315．727文献标识码：A文章编号：0253—4967(2015)03—0804-14O引言龙门山断裂带位于青藏高原东缘巴颜喀拉块体东边界南段与华南地块西北缘交界地带。主要由茂汶一汶川断裂(MWF)、JLJl卜映秀断裂(BYF)和灌县一江油断裂(GJF)等3条主干断裂组成，全长约500km，宽40～50km，整体走向N45。E，倾向NW，近地表倾角50。～70。(徐锡伟等，2005；张培震等，2008；李勇等，2009)。有记录以来，2008年汶川8．o级地

4、震之前，龙门山断裂带未发生过7级以上地震，最大地震为1657年汶川6．5级地震(闻学泽等，2009)，而最近5年该断裂带接连发生了2008年汶川8．o级和2013年芦山7．0级强震(图1)。2008年5月12日汶川8．0级地震发生在龙门山断裂带的中北段，地震破裂从SW向NE方向呈单侧扩展，沿北川一映秀断裂和灌县一江油断裂分别形成长度约240km和72kin的地表破裂带(图1黑色粗线)，震源机制解显示以逆冲为主兼右旋走滑分量，发震断层为出露地表的走滑逆断层(徐锡伟等，2008)；2013年4月20日芦山7．0级地震发生在龙门山断裂带南段，[收稿日期]2014

5、-04-l1收稿，2014-07—20改回。[基金项目]中国地震局地震科技星火计划项目(XH14045Y)和中国地震局青年震情跟踪课题(2014020102)共同资助。通讯作者：周龙泉，研究员，E-mail：lqzhou@seis．ac．cn。3期张致伟等：汶川8．0和芦山7．0级地震序列应力场时空特征807定的丛集特征(图2b)。如此丰富的震源机制解资料为深人研究汶川8．0、芦山7．0级强震后余震区应力场的时空变化特征提供了保障。．1．2应力张量计算方法由于中小地震的发生具有很强的随机性，不便逐一进行具体分析，但是大量离散分布的数据可以准确地约束应力张量

6、的方向(Hardebecketa1．，2006)。使用大量的地震震源机制解资料可以推断区域应力场的特征，对此地震学家已经发展了许多经典的方法(Michael，1984，1987；Gepharteta1．，1984；徐忠淮等，1984；钟继茂等，2006)，也有研究表明不同反演方法获得的结果具有很好的一致性(Hardebecketa1．，2001)。为求解这种空间非均匀震源机制解的应力场特征，Michael提出了叠加应力场反演方法(SSI，SuperpositionStressInversion)，它通过在均匀应力场上叠加扰动来模拟非均匀应力场的分布，提供5

7、，、

8、s、5(分别代表压应力轴、中等应力S一S轴、张应力轴)3个主应力轴的空间分布及相对大小=，以及反演方差(variance)。1一．)3其反演方差被定义为misfit角度(单个地震的滑动矢量与在假设应力张量作用下产生的理论滑动矢量之间的夹角)与其平均数之差的平方和的平均数，是衡量地震震源释放应力场与区域构造应力场一致性程度的定量指标(Michael，1987，1991)当方差<0．1时，意味着可以用1个统一的应力张量来解释观测到的震源机制解，也可以理解为该区域的应力场是均匀的，震源机制具有很好的一致性；当方差>0．2时，表明该区域的应力场在时间和空间上

9、具有非均匀性，或者说该区域的震源机制比较紊乱(Lueta1．，19