分段走滑断层系统及走滑盲断层系统中断层间的库仑应力作用——以1997年伽师地震群、1976年唐山地震序列为例

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通过建立实际地震震源模型并计算其引起的库仑应力变化,我们主要研究了1997年伽师强震群和1976年唐山地震序列中断层间的应力触发关系.作为对比,我们还计算了1976年四川松潘地震群和1966年邢台地震序列中的应力触发作用,并进一步对比分析分段走滑断层系统和走滑盲断层系统中不同类型地震间的库仑应力作用的特点.自1997年1月21日开始,在将近4个月的时间内,位于塔里木盆地西北边缘的新疆伽师地区发生了7次M<,s>≥6.0的大地震.前人地震精定位结果显示这些地震发生在两条相邻的破裂带上.根据前人震源机制解和精定位结果,我们计算了这7个大地震间库仑应力作用,还分析了伽师震群北部附近的1996年阿图什地震对伽师地震群的影响.计算结果显示第4个地震震源附近的库仑应力受之前地震影响增加了0.5bar左右,而在第2、3、5和6个地震震源附近的库仑应力均增加了约0.8bar.研究表明通过改变邻区断层上库仑破裂应力状态,1997伽师震群中各地震之间存在明显的应力触发作用.而更重要的是伽师地区的正断层活动促进了平行走滑断层间发生地震的循环触发.研究结果还显示1976年松潘地震群中存在左旋平行走滑断层与逆断层间的库仑应力触发作用. 1976年7月28日,华北人口稠密的重要中心城市唐山地区发生Ms=7.8级地震,这是现代历史上最具破坏力的地震之一.唐山主震显著地改变了震区附近由走滑断层,正断层和逆断层的组成的断裂系统上的库仑应力,增加了这些断层上发生地震的潜在威胁.有限的地震和形变观测资料显示唐山主震序列由2-3段断层组成,主要的破裂为两条相邻的右旋走滑断层,走向分别为N10°E和N50°E.我们的计算显示主震引起其东部临近的滦县地区的库仑破裂应力增加了超过1 bar,这个地区在主震发生15个小时后发生了最大的一次余震(Ms=7.1)。第二大的主要余震(Ms=6,8)发生在主震西南部的宁河断层上,主震引起的该断层面上的库仑破裂应力增加,但没有在滦县断层上的应力增加明显.通过分析断层间的库仑应力触发,我们考察了唐山地震主要断层为盲断层这一特点对地震活动性的影响.计算显示,位于中下地壳的唐山右旋主破裂极强地触发了位于主震震源上方8 km长的右旋性质的地表破裂,在唐山以南大约20-30km处,主震还可能触发了一条长约40 km的正断层滑动性质的地表塌陷带.我们的研究显示,唐山地震和邢台地震中断层间的应力作用的差异主要由深部源断层与相对浅部接收断层间的相对走向的不同所引起,说明除水平向的作用方式外,华北盆地内垂向的断层间作用模式对盆地内的地震活动特点具有十分重要的影响.利用断层引起的形变模型,对比D-InSAR方法获得的地形变干涉图样,我们还对1998年张北地震震源机制进行了有益的探讨.
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