基于同震库仑应力变化的汶川地震余震频次研究-论文.pdf

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1、第30卷第1期(74～90)中国地震Vo1．3ONO．12014年3月EARTHQUAKERESEARCHINCHINAMar．2014贾若、蒋海昆，2014，基于同震库仑应力变化的汶川地震余震频次研究，中国地震，30(1)，74～90。基于同震库仑应力变化的汶川地震余震频次研究贾若蒋海昆’1)中国地震局地震预测研究所，北京市复兴路63号1000362)中国地震台网中心，北京100045摘要在计算同震静态库仑应力变化的基础上，基于速率-状态摩擦定律及与同震静态库仑应力变化相关的余震频次估计方法，研究了汶川地震余震区及附近不同区域内与汶川I地震同震静态库仑

2、应力触发相关的“直接”余震频次。结果显示，主震破裂带尤其是主震破裂带南段的“直接”余震频次明显低于实际情况，其原因在于同震库仑应力变化导致的主震破裂面上应力水平的降低。研究结果还显示，汶川地震同震库仑应力变化对余震活动持续时间的影响与震级下限有关。对肘40以上余震，持续时问约为震后15一l6个月；对。3．5以上余震，接近6O个月。在上述时段内，与同震库仑应力变化相关的“直接”余震占全部余震的比例为44．7％一48．6％。这表明，即使在同震库仑应力变化的“有效”作用时段内，主震破裂面上也大约有50％的余震活动不是缘于同震库仑应力变化的影响，这可能与震后余滑

3、及粘弹松弛等时间相关因素的影响有关。关键词：汶川地震静态库仑应力变化“直接”余震频次余震空间分布震后余滑[文章编号]1001-4683(2014)01—074．17[中图分类号]P315【文献标识码]A0引言从力学加载的角度来看，余震活动主要受同震应力触发(Kingetal，1994；Harris，1998；Stein，1999；Todaetal，2005)、震后余滑(Smithetal，1968；Maroneetal，1991；Zwecketal，2002；Hsuetal，2006)以及震后下地壳粘性松弛(Rydeleketal，1990；Beneta

4、l，1993；Pollitzetal，1997；Freedetal，2001)等因素的影响。主震导致的同震库仑应力变化是余震尤其是早期余震活动的最重要原因(Dasetal，1981；Troiseetal，1998；Hardebecketal，1998；Stein，1999)。基于静态库仑应力变化，从“应力触发”角度对余震活动已开展了广泛的研究。所谓地震“应力触发”，是指前期发生的地震在研究区产生的应力变化对研究区未来地震活动的促进或抑制作用(Harris，1998)。对于主震后余震区的余震活动而言，一般认为若主震产[收稿日期]2013—11—15；[修定

5、日期]2014-01-06【项目类别】国家“十二·五”科技支撑计划项目专题(2012BAK19B02-05-02)资助[作者简介]贾若，男，1989年生，硕士研究生(在读)，主要从事地震预测方面的研究工作。E-mail：1910369173@qq．com蒋海昆，通讯作者。E—mail：jianghaikun@sohu．com1期贾若等：基于同震库仑应力变化的汶川地震余震频次研究75生的库仑应力变化为正，则会促使目标断层运动，即余震可能被触发；反之，负的库仑应力变化则会抑制断层运动，主震触发余震的可能性降低(Kingetal，1994；Hardebecke

6、tal，1998；Harris，1998；Han，2003；Linetal，2004；单斌等，2012)。静态库仑应力变化具有明确的物理含义，能够定性解释地震触发及余震分布等问题，但对地震活动速率变化、余震时间衰减以及余震随距主震断层距离的变化而如何变化等却无法给出较好的解释。近期，Hainzl等(2010a)基于地震缘于持续的构造加载(背景地震活动)以及地震应力之间存在相互作用(地震触发)的基本观点，提出一种基于库仑应力变化、定量估算余震数量的方法，可对与同震库仑应力变化触发直接相关的所谓“直接余震”的数量进行估计。2008年5月12日汶川发生8．0级

7、地震，震中位于31。00N、103。24E，震源深度约14km(http：／／www．csi．ac．cn／sichuan)。总体来看，震中位置差异不大，但对于震源深度，不同研究者有不同的认识，一般认为在10～20kin之间(黄媛等，2008；胡幸平等，2008；吕坚等，2008；刘启元等，2008；王卫民等，2008；赵翠萍等，2009；张勇等，2008；Ji，2008；Parsonsetal，2008)。汶川地震余震分布尺度长约330km，沿龙门山断裂呈近NE向展布。南段宽约60km，集中分布约40km；北段宽约40km，集中分布约25km0)。针对汶

8、川地震同震库仑应力变化及其与余震分布之间的关系，也开展了诸多研究工作(Parso