安宁河_则木河断裂带地震视应力研究

安宁河_则木河断裂带地震视应力研究 3 安宁河 —则木河断裂带地震视应力研究 1 2 3乔慧珍 程万正 陈学忠 ( 1. 中国科学技术大学空间与地球科学系 , 合肥 230026; 2. 四川省地震局 , 成都 610041; )3. 中国地震局地球物理研究所 , 北京 100081 摘要 : 利用四川和云南数字遥测地震台网的数字地震记录资料 , 研究了包括地震视应力在内的震源参数 。首先 对资料进行预处理 , 然后计算地动位移和速度的功率谱积分 , 再计算地震辐射能量和视应力等震源参数 。根据 计算结果分震级区间研究了视应力值沿安宁河 —则木河断裂带的分布情况 , 及该断裂带上中等地震的震源谱及 参数差异 , 认为安宁河断裂带视应力相对更高 。 拐角频率 ; 应力降 ; 视应力 ; 安宁河 —则木河断裂带 关键词 : 布伦位错模式 ; 震源参数 ; ( ) 中图分类号 : P31513 文献标识码 :A 文章编号 : 1000 - 0666 - 200602 - 0125 - 06 裂带地震视应力的变化情况 , 对震情趋势进行初步 估计 。0 引言 安宁河 —则木河 —小江断裂带地处川滇地块东 侧边界 , 由于其潜在的地震危险性 , 一直受地震工 作者的关注 。近 30年来作为地震重点监视防御区 , 其震情 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和地震预报工作受到高度重视 。 1977 , 1999年沿该断裂带形成 5 级地震空段 , 小震活动 () 稀疏 图 1 a 。 2000 年 以 来 , 该 区 地 震 活 动 性 明 显增强 , 连续发生了 8次 4 级以上地震 , 打破了长 () 期平静 , 形成一个中等地震条带 图 1 b 。这种地 震活动图像 , 可能预示着该地震构造空区或空段的 解体 , 将会发生 一 系 列 中 强 地 震 , 而 逐 渐 填 满 空 区 。另一种分析认为 , 这些 4级地震可能是前震活 动 , 该构造空段在不久会发生大震 。前后两种认识 1 数据处理 的差别仅会对未来大震强度的估计产生差异 , 不影 响其共同认识 : 该断裂带地震活动增强 , 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明应力 111 资料选取 水平增强 。应力水平是否增强 , 在哪一段增强 , 为 2000 选取安宁河 —则木河断 裂带 及 附近 地区 分了研究这个问题 , 笔者从数字地震波资料入手 ,年 5月至 2004 年 8 月 3 级 以上 地震 56 个 , 其 中 析了包括视应力在内的震源参数的变化情况 。310 ,319 级地震 45 次 , 410 ,419 级 11 次 。选用 笔者利用四川和云南数字遥测地震台网的地震 成都数字化地震台网共 16 个台站的记录 , 并收集 波形记录资料 , 分析了 2000年 5 月至 2004 年 8 月 20 多 个台 记 录的 波形 数 据 。 了云南数字地 震台 网 发生在安宁河 —则木河 —小江断裂带上的 3级以上 对单次地震选取震中距在 300 km 范围内的全部台 地震的地震波记录资料 。对数字地震波形记录进行 站波形数据求取震源参数参与平均值 。所选地震与 回放 、积分 , 得到位移谱 , 进而计算地震的震源参 数字地震台站见图 2。 数 , 对各地震的震源参数进行比较 , 从而分析沿断 3 收稿日期 : 2005 - 06 - 06. ( ) ( ) 基金项目 : 地震科学联合基金课题 105004 和十五项目 《强地震短期预测及救灾技术研究 》 2004BA601B01 - 02 联合资助. () 除不同频率下的记录受仪器调制的影响 图 4 。 ( ) 4 衰减校正 这里采用随震中距离线形衰减的模型消除地震 波传播引起的衰减 , 即地震波随距离的衰减为线性 衰减 。 2 震源模型及地震视应力计算 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 在 近 震 源 情 况 下 , 采 用 B rune 圆 盘 模 型 理 [ 3 ] 论 ,计算震源参数的经验公式为 Ω 011 2 资料预处理过程 ( )( )D f = 1 [ 1 - 2 ] f 2( ) 数据的处理有以下几个步骤 1 零点漂移 ) (1 + f c校正和倾斜校正 这两项校正是为了去掉记录里 仪器原因造成的 ( ) π)( ( )2 V f = D f2f 直流分量 。这一信号虽然很小 , 在地震图上也不明( ) ( ) 式中 , D f和 V f分别为地动位移和速度的频谱 ; , 但是在进行积分和频谱分析计算时 , 显 会影响到 Ω为分析的地震波零频极限 ; f为拐角频率 。 0 c () 计算结果 图 3 。地动位移和速度的功率谱积分为 2 12 ( ) Ω( π)( )S= 2 D fdf3 = 2f D 0 c ?4 122 3 Ω( π)( ) ( )S= 2 V fdf= 2f 4 V 0 c ?4 S 1 V ( )拐角频率 f =5 cπ 2S D β 2134 破裂半径 r( ) = 6 aπ 2fc β 式中 为波速 。 ( ) 2 滤波 S D 2 ( )7 Ω零频极限写为 = 4S 0 D 所有仪器都有一个记录的频率范围 ,在很高和 S V 很低频率上的记录的仪器响应随频率的变化都很敏 πρβ( )8 E= 4S辐射能量 S V 感 , 因此对实际 记 录 要 进 行 滤 波 。这 里 采 用 的 是ρ式中 为介质密度 。 015,20 H z 的带通滤波 。 ( ) 3 扣除仪器响应5 3 πρβΩ( )地震矩 M = 49 0 0根据仪器幅频特性扣除记录中的仪器响应 , 消 2 第 2期 乔慧珍等 : 安宁河 —则木河断裂带地震视应力研究 127 7M 出的是各台均值 。 0Δς )( 应力降 =10 3 16 r a 地震视应力定义为单位地震矩辐射出的地震波 [ 4 - 7 ] 能量与震源区介质的剪切模量的积 E E Ssςμ ( )= = 11 app—M 0D S — 式中 , D 为断层面平均错距 ; S 为断层面面积 ; E为 s ρ 由 地 震 波 数 据 计 算 的 地 震 辐 射 能 量 ;取 2171 3 g / cm; S 波速度 V 取 315 km / s; P 波速度 V 取 611β α 11 2 μ km / s;= 315 ×10dyn / cm。 () 选 S波段数据 图 5 , 进行快速傅立叶变换 , 得 ( ) ( ) π( ) 到速度谱 V f; 进而得到位移谱 D f= V f/ 2f。 ( ) ( ) 在频率域内按照式 3 , 9 即可求得各方向的地 3 安宁河 —则木河断裂带视应力分析 震矩 M 等震源参数 。 0 ( ) 对于三分向记录 x, y, z, 有 E = E+ E+ E;z x y 拐角频率 f取三分向记录的拐角频率的均值 ; 地震c 研究地震的视应力可以了解地震过程中构造应 2 2 2 1 / 2 (矩 M =) ΩM + M + M ; 零频极限为 = 0 0 z0 x 0 y 0 力释放水平 , 从而间接地认识地震发生地区的应力 2 2 2 1 / 2 ΩΩ(Ω) ( ) ++ 。由式 6 求得破裂半径 r , 从a 0 z0 x 0 y水平 。选取安宁河 —则木河断裂带 56 个地震波形 2 π ( ) ( ) 而求得破裂面积 S =r。由式 10 和 11 得到每 a 数据计算 , 表 1中列出用 S 波数据计算的各种震源 Δς ς次地震的应力降 和视应力 。实际计算中 , 选 app 参数 。 取震中距 300 km 范围内的测震台资料参与计算 , 给 表 1 安宁河 —则木河断裂带地震的震源参数 震中 零频极 应力降 视应力 拐角频 破裂半 地震能 年 2月 2日 震级 地震矩 2 - 1- 1- 1φ ( ) λ ( ) / ? / ? 率 / H z限 / cm ?s 径 / km量 / JE / 10 M Pa / 10 M Pa N 2000 205 219 103 185 12 1068232 1055144 1655207 174 E + 08 127 E + 14 137165 1444701 30101320031202000 208 210 27118 103102 311 11399185 01184281 01981332 1113 E + 09 4125 E + 14 21091495 01424896 2000 209 223 31123 100170 413 1103072 21414855 11272967 5141 E + 10 5157 E + 15 10179545 21196624 2000 211 214 26143 102160 314 11262367 01122254 11085072 3165 E + 08 2182 E + 14 11289098 0135004 2000 212 201 29178 101198 313 21246228 01164728 01665064 2125 E + 09 3180 E + 14 81766846 11650971 2001 203 207 27175 102175 412 11091984 11443797 11237304 4140 E + 10 3133 E + 15 11176318 21391525 2001 203 212 27137 102102 310 11561904 01048978 01870287 1131 E + 08 1113 E + 14 01964051 01180249 2001 203 217 29115 101193 311 11687345 01173505 01804494 1116 E + 09 4101 E + 14 314634 01679486 2001 204 224 28150 102113 315 11363327 01297073 11006487 5107 E + 09 6186 E + 14 51513371 1104792 2001 204 227 31133 100193 319 11468335 01306476 01931838 1186 E + 09 7108 E + 14 31403807 0171399 2001 206 205 26112 103123 313 11100155 01059607 11235056 4123 E + 07 1138 E + 14 01405488 01083141 2001 207 212 30102 102130 312 2108903 01452941 0168751 4151 E + 10 1105 E + 15 39132011 21592113 2001 209 205 30147 101162 315 11524376 01194274 01904139 9133 E + 08 4149 E + 14 21722792 01523738 2001 209 209 30147 101157 313 11507431 01164957 01901844 7175 E + 08 3181 E + 14 21678536 01514574 2001 211 220 27102 103117 310 11348209 01110043 01988237 1184 E + 08 2154 E + 14 1115503 0122266 2002 201 210 27155 102180 310 11447803 01065521 01965167 1125 E + 08 1151 E + 14 11008057 01189807 2002 201 221 26185 102170 318 11234351 01192165 1109887 1105 E + 09 4144 E + 14 1195333 01374024 2002 202 222 29155 102127 314 11762812 01161484 01779792 1157 E + 09 3173 E + 14 51436555 01817692 2002 202 227 29147 102115 310 11925264 01046306 01723638 1126 E + 08 1107 E + 14 11551023 01270074 2002 203 203 28168 102123 414 11201707 11994309 11157422 1104 E + 11 4160 E + 15 20141592 41128855 2002 203 220 27127 102188 314 11186789 01149897 11142152 4129 E + 08 3146 E + 14 11201251 01212945 2002 204 210 27152 102145 416 11084447 31114419 11241681 1126 E + 11 7119 E + 15 18175267 31885469 续表 1 震中 零频极 应力降 视应力 拐角频 破裂半 地震能 年 2月 2日 震级 地震矩 - 1 - 1- 12 φ ) λ ( )( / ?/ ? 率 / H z限 / cm ?s径 / km量 / JN E / 10 M Pa / 10 M Pa 2002 205 223 147 175 10 1028758 1642575 1304757 127 E + 09 148 E + 15 1895326 176794 27102410161302002 206 220 26185 103105 410 11095605 01205109 11262113 8163 E + 08 4174 E + 14 11541287 01287616 2002 206 221 27165 102173 316 1110627 0119713 11219267 6139 E + 08 4155 E + 14 11379082 0127598 2002 208 202 27117 103117 312 11484765 01064525 0193922 1105 E + 08 1149 E + 14 11046502 01164846 2002 209 213 30112 102113 316 11851784 01214348 01735303 3113 E + 09 4195 E + 14 81314886 11330667 2003 202 220 29127 102125 313 11965667 01156104 01705922 2127 E + 09 3160 E + 14 61365951 11068795 2003 206 202 29107 102125 316 11605342 011896 01850717 1142 E + 09 4138 E + 14 31864561 01739676 2003 206 217 27187 102130 416 11070563 01932045 11264202 2106 E + 10 2115 E + 15 71410713 114458 2003 206 225 27165 102173 311 11352718 01082643 11010438 2104 E + 08 1191 E + 14 11120636 01229192 2003 207 210 27178 102147 416 01990419 11753656 1136548 5114 E + 10 4105 E + 15 10179962 21174115 2003 207 210 27178 102147 316 11140578 01238682 11188957 7177 E + 08 5151 E + 14 11784948 01357708 2003 207 228 26155 102150 310 21243651 01027672 0164402 8133 E + 07 6139 E + 13 11621448 01444401 2003 208 212 29148 101195 310 1137219 01118228 01983041 7170 E + 08 2173 E + 14 11863293 01347103 2003 208 213 28192 102152 310 21101981 0105346 01669465 2166 E + 08 1123 E + 14 21500763 01464457 2003 208 227 28133 102160 312 11469752 01156038 01916377 8199 E + 08 3160 E + 14 21103885 01422077 2003 209 217 29127 102127 312 11833559 01115762 01745717 1122 E + 09 2167 E + 14 31984704 01698112 2003 210 209 29102 102122 411 11657446 11004562 01875676 1122 E + 11 2132 E + 15 28171625 51537127 2003 210 229 29157 102107 313 11787274 01148885 01772178 3100 E + 09 3144 E + 14 51003192 01910332 2003 210 230 29157 102108 310 11672821 01131493 01804605 2108 E + 09 3104 E + 14 31630508 01661257 2003 211 227 29152 102102 312 11416874 0116565 01971567 5112 E + 08 3182 E + 14 21107198 01325741 2003 211 227 29153 102107 313 11447654 01127138 01939179 5133 E + 08 2194 E + 14 2120551 01393244 2003 211 227 29153 102107 310 11823227 01043872 01771029 1125 E + 08 1101 E + 14 11454384 01254434 2003 212 203 30187 101127 419 11089213 41373548 11219648 1178 E + 11 1101 E + 16 21177443 41372594 2003 212 220 27190 102170 310 11459733 01060362 019128 9114 E + 07 1139 E + 14 01928665 01175403 2003 212 221 26187 103167 416 01947338 2135132 11382837 3118 E + 10 5143 E + 15 81932023 11777241 2003 212 225 29173 101160 312 11605561 01067924 01862614 2113 E + 08 1157 E + 14 11405588 01270677 2004 203 201 28103 103140 410 11724635 11040578 01789276 3177 E + 10 2140 E + 15 22166816 4145999 2004 203 229 30100 102142 317 11877504 01306975 01737294 6150 E + 09 7109 E + 14 11192803 21090302 2004 204 229 29170 102100 310 11931366 01069648 01751731 3115 E + 08 1161 E + 14 21319831 01456688 2004 205 207 29110 102127 410 11789724 01509542 01772843 9117 E + 09 1118 E + 15 11154168 21220135 2004 205 223 26163 103107 314 1178075 01010095 01731983 3199 E + 06 2133 E + 13 01259987 01051408 2004 206 207 29108 102120 316 11467704 01189279 01914789 1148 E + 09 4137 E + 14 31406205 01680066 2004 207 213 28130 102133 312 11943075 01053825 01708033 1169 E + 08 1124 E + 14 11713901 0134543 2004 208 209 29117 102137 310 21317019 01065598 01621912 3151 E + 08 1151 E + 14 31074325 01587889 311 视应力值沿断裂带的分布 地震 。并且这些 4 级地震在该带的冕宁 、西昌 、普 [ 8 - 11 ] 格附近重复发生 。如安宁河断裂带的石棉 —冕宁段 根据前人的研究结果 ,视应力值存在随地 先后发生 2002 年 3 月 3 日冕宁 414 级地震和 2003 , 因此在较窄的震级区间 震距的增大而增大的趋势 年 10月 9日石棉 411 级地震 ; 则木河断裂带的普 进行视应力值的比较更为合理 。为了研究视应力值 格段附近先后发生 2001 年 3 月 7 日布拖 412 级地 沿安宁河 —则木河断裂带上的空间分布 , 分别绘出 震 、 2002 年 4月 10 日普格 416 级地震 、 2002 年 5 沿断裂带 对 310 ,314 级 地 震 、 315 ,319 级 地 震 、 月 23日普格布拖间 410 级地震 ; 安宁河与则木河 410,415级地震计算所得的视应力值随纬度的空间 断裂带交接处发生 2003 年 6月 17日西昌 416 级地 () 变化曲线 图 6 。 310 ,314 级和 315 ,319 级地震 震 、 2003 年 7月 10 日西昌 416 级地震 。对比分析计算得到的视应力值在北纬 30附?近出现相对高值 ; 表明这些 4级地震 , 其震中都在同一断裂段上 , 相 410,415级地震计算得到的视应力值在北纬 28,? () 隔较近 , 有的甚至重合 表 2 。 29附?近出现相对高值 。分析结果表明在断裂带的北 比较这三组地震的视应力发现 , 安宁河带的 4段 , 即冕宁 —石棉段视应力相对更高 。 级地震比西昌及则木河带的 4 级地 震 有更 高的 视 312 中等地震视应力的比较 应力 。 安宁河 —则木河断裂带近年发生了一系列 4级 第 2期 乔慧珍等 : 安宁河 —则木河断裂带地震视应力研究 129 表 2 三组中等地震视应力 φ)λ)( ( / ?/ ?年 - 月 - 日 震级 视应力 / ba r N E 168 102123 414 41128855 282002 - 03 - 03 石棉 —冕宁 2 个 4 级地震 2003 - 10 - 09 29102 102122 411 51537127 2001 - 03 - 07 27175 175 12 1391525 10242 27152 102145 416 31885469 普格 3 个 4 级地震 2002 - 04 - 10 2002 - 05 - 23 27147 102175 410 0176794 27187 102130 416 114458 2003 - 06 - 17 西昌 2 个 4 级地震 2003 - 07 - 10 27178 102147 416 21174115 裂的驱动力更大 , 据此可以推断 , 未来该断裂带上 [ 13 ] 将有明显的断层新活动的迹象 。基于这样的认 识 , 我们认为安宁河断裂带上石棉 —西昌段比则木 河带发生破坏性地震的危险性更大 。 分析显示 , 安宁河断裂带的冕宁 —石棉段视应 力相对更高 。另外 , 根据地震构造和地震活动性参 数的分析该段属于高应力下的闭锁段 , 则木河断裂 的西昌 —普格 段则 表现 为 低应 力下 的 微弱 活动 状 [ 14 ] 态 。这与本文的研究结果是一致的 。 感谢云南省地震局苏有锦研究员对本项研究工 作的支持和帮助 。 参考文献 : [ 1 ] 陈运泰 , 吴忠良 , 王培德 , 等. 数字地震学 [M ]. 北京 : 地 震出版社 , 2000. [ 2 ] 中国地震局监测预报司. 地震参数 - 数字地震学在地震预测 中的应用 [M ]. 北京 : 地震出版社 , 2003. [ 3 ] B rune J N. 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Se ism ic mom en t, stre ss, and sou rce d im en sion s fo r ea rthquake s in the Califo rn ia2N evada region. 级地震以及则木河断裂带的西昌 2次 4 级以上地震 J [ J ]. Geop hys. R es. , 1968 , 73: 4681 - 4694. 和普格 3次 4级地震的视应力 。对于中等地震震源 2 Izu tan i Y and Kanamo ri, H. Sca le - dep endence of se ism ic ene rgy[ 8 ] 错动可能给出的信息是 , 发生在同一构造断裂位置to2mom en t ra tio fo r strike2slip ea rthquake s in Jap an [ J ]. Geop hys. 的地震 , 若震级差别不大 , 那么计算得到的视应力 R es. L e tt. , 2001 , 28: 4007 - 4010. 越高 , 则表明单位震源断层面积上辐射能量越多或 [ 9 ] Ide S and B e roza G C: Doe s app a ren t stre ss va ry w ith earthquake 越集中 , 或表明震源断层的滑动速度更快 , 震源破 size [ J ]. Geop hys. R es. L e tt. , 2001 , 28: 3349 - 3352. [ 10 ] Kanamo ri H and H eaton T H. M ic ro scop ic and m ac ro scop ic p hys2 the Ea rth’s In terio r. 2001 , 76: 293 - 305. ic s of ea rthquake s [ J ]. GeoComp lexity and the Physic s of Earth2 2 [ 13 ] W u Z L , 2001. Sca ling of app a ren t stre ss from b roadband rad ia quake s. 2001: 147 - 163. ted ene rgy ca ta logue and se ism ic mom en t ca talogue and its foca l m echan ism dep endence [ J ]. Ea rth P lane ts Sp ace, 2001 , 53: [ 11 ] W in slow N W and R uff L J. A hyb rid m ethod fo r ca lcu la ting the rad ia ted wave ene rgy of deep ea rthquake s [ J ]. Phys Ea rth P lane t 943 - 948. [ 14 ] 易桂喜 , 闻学泽 , 范军 , 等. 由地震活动性参数分析安宁河 In te r . 1999 , 115: 181 - 190. —则木河断裂带的现今活动习性及地震危险性 [ J ]. 地震学 [ 12 ] Kanamo ri H. Ene rgy budge t of ea rthquake s and se ism ic effic iency ( ) 报 , 2004 , 26 3 : 294 - 303. [ J ]. Ea rthquake The rmodynam ic s and Pha se Tran sfo rm ation s in S tudy on the A ppa ren t S tre ss of the Ea r thqua ke s on Ann in ghe2Zem uhe Fa u lt 123 Q IA O H u i2zhenCH EN G W an 2zhengCH EN X ue 2zhong ( )1. Schoo l of Ea r th a nd Sp a ce Sc ience, U n ive rs ity of Sc ience a nd Techno logy of C h ina, H efe i 230026, C h ina ( ) 2. Ins titu te of Ea r thqua ke P red ic tion, Ea r thqua ke A dm in is tra tion of S ichua n P rovince, C hengdu 610041, C h ina ( )3. Ins titu te of G eop hys ics, C EA, B e ijing 100081, C h ina A b stra c t F rom the reco rds of the reg iona l d ig ita l te lem e tric se ism ic ne tw o rks in S ichuan and Y unnan, w e se lec t 56 ea rthquakes tha t occu rred on the A nn inghe 2Zem uhe fau lt, ca lcu la te the ir co rne r f requency, ze ro f requency lim it, rup tu re rad ius, se ism ic ene rgy, se ism ic m om en t, s tress d rop and app a ren t s tress, and s tudy the d is tribu tion of the app a ren t s tress. The resu lts show tha t the app a ren t s tress is h igh on the A nn inghe fau lt, and the risk to occu r the des truc tive ea rthquake on its S h im ian 2X ichang segm en t is m o re than tha t on the Zem uhe fau lt. Key word s: B rune ’ s d is loca tion m ode l, foca l p a ram e te r, co rne r f requency, s tress d rop , app a ren t s tress, A nn inghe 2Zem uhe fau lt