黃祿淵 楊樹新 陳連旺 李玉江 米琦
摘要:基于EDGRN/EDCMP程序,計(jì)算了尼泊爾MW7.9地震引起的庫侖應(yīng)力變化對強(qiáng)余震的觸發(fā)作用和對周邊斷層的加/卸載作用。結(jié)果顯示:4月25日MW6.7和4月26日MW6.8強(qiáng)余震均受到明顯觸發(fā)作用,地震產(chǎn)生的應(yīng)力場擾動有利于2015年5月12日MW7.2強(qiáng)余震的發(fā)生。單獨(dú)反演破裂模型和聯(lián)合反演破裂模型的計(jì)算結(jié)果均顯示:余震的分布和庫侖應(yīng)力變化的正值區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系,分別有85.5%和75.8%的余震落在庫侖應(yīng)力變化正值區(qū)。雅魯藏布江縫合帶西段的西側(cè)受到超過10kPa的庫侖應(yīng)力加載??鰯嗔选喙e怒江縫合帶、格林錯斷裂的庫侖應(yīng)力加載約為1kPa。龍木錯-邦達(dá)錯斷裂、瑪尼玉樹斷裂以及嘉黎斷裂受本次地震的影響較小。在震中的西北和東北方向,藏南典型南北向伸展構(gòu)造受到了庫侖應(yīng)力加載作用,量值約為1kPa。
關(guān)鍵詞:尼泊爾MW7.9地震;庫侖應(yīng)力變化;應(yīng)力觸發(fā);周邊斷層
中圖分類號:P315.72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1000-0666(2016)02-0187-09
0 引言
2015年4月25日14時11分26.3秒,在尼泊爾境內(nèi)發(fā)生Mw7.9強(qiáng)烈地震,震中位置(28.2°N,84.7°E),震源深度為15km。根據(jù)中國地震局地球物理研究所(2015)發(fā)布的快速反演結(jié)果,斷層面上最大滑動量約2.1m,而根據(jù)Hayes(2015)的結(jié)果,斷層面上最大滑動量約為3.1m。張勇等(2015)后續(xù)又增加了GSN全球臺網(wǎng)中震中距更近的資料和2個GPS臺站的同震位移數(shù)據(jù),進(jìn)行了地震波資料單獨(dú)反演與聯(lián)合反演,得到的斷層面上的最大滑動量分別為3.2m和5.2m。4月26日我國西藏自治區(qū)日喀則地區(qū)的吉隆縣、定日縣以及聶拉木縣發(fā)生了多次地震,其中最大震級為MS5.9,給日喀則地區(qū)造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。4月25日14時45分和4月26日15時9分尼泊爾陸續(xù)發(fā)生了MW6.7和MW6.8強(qiáng)余震,5月12日在尼泊爾主震的西南部又發(fā)生了MW7.2強(qiáng)余震。
2015年尼泊爾MW7.9地震發(fā)生于青藏高原南部喜馬拉雅構(gòu)造帶上,該帶在印度板塊與歐亞板塊的陸陸俯沖碰撞和推擠下,發(fā)生過多次大地震,如1934年BiharMS8.2地震(Sapkota et al,2013),1950年察隅Ms8.7地震(Gupta,Gahalaut,2014)和2005年KashmirMS7.6地震(Avouac et al,2006)。印度板塊相對于歐亞板塊以約46mm/a的速度向北運(yùn)動,使得青藏高原內(nèi)部產(chǎn)生南北向的縮短和東西向的拉張,在喜馬拉雅構(gòu)造帶上應(yīng)力高度集中,尼泊爾MS7.9地震是由歐亞板塊與印度板塊持續(xù)的南北向俯沖擠壓造成的,深入研究該地震鄰近區(qū)域及周圍斷層的庫侖應(yīng)力加,卸載作用,對于理解青藏高原的動力學(xué)模型以及青藏高原內(nèi)部的地震危險性分析具有重要意義。
目前地震應(yīng)力觸發(fā)與斷層相互作用的研究多以庫侖破裂應(yīng)力變化為基礎(chǔ)。Stein和Lisowski(1983)首次提出庫侖應(yīng)力概念,發(fā)現(xiàn)1979年加州Homestead Valley大地震的余震集中在庫侖應(yīng)力大于3bar的區(qū)域。這類研究的廣泛開展始于1992年美國Landers MS7.3地震,King等(1994)計(jì)算Landers地震對后續(xù)Big Bear地震產(chǎn)生的庫侖應(yīng)力增量為2.2~2.9bar,認(rèn)為Landers地震加速了BigBear地震發(fā)生。Jaumé和sykes(1996)計(jì)算發(fā)現(xiàn)舊金山灣地區(qū)的許多斷層位于1906年舊金山大地震產(chǎn)生的應(yīng)力影區(qū),使下一次大地震的發(fā)生延遲數(shù)十年。萬永革等(2000,2002)討論我國幾次復(fù)雜地震中的應(yīng)力觸發(fā)問題,并對地震靜態(tài)應(yīng)力觸發(fā)模型做了全球檢驗(yàn)。沈正康等(2003)討論了東昆侖活動斷裂帶大地震之間的粘彈性應(yīng)力觸發(fā)。汶川地震后,許多學(xué)者(Parsons et al,2008;萬永革等,2009;單斌等,2009;石耀霖,曹建玲,2010;李玉江等,2013)給出了汶川地震對周圍斷層活動的影響。
Okada(1992)的彈性半空間位錯解析解,具有數(shù)學(xué)上的解析性和簡潔性,但只能計(jì)算半無限空間均勻介質(zhì)的同震形變。Wang等(2003)發(fā)展的EDGRN/EDCMP程序,可以計(jì)算考慮自重的層狀均勻介質(zhì)中點(diǎn)源位錯產(chǎn)生的位移的格林函數(shù),把破裂面離散成許多離散的點(diǎn)位錯,通過線性疊加的方法計(jì)算同震形變。本文采用EDGRN/EDCMP程序,計(jì)算了尼泊爾MS7.9地震在后續(xù)3次強(qiáng)余震破裂面上的靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化,并定量分析本次地震對周邊活動斷裂帶的應(yīng)力加/卸載作用,從而判斷尼泊爾MW7.9地震對周圍斷層地震活動性的影響。
1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)
1.1 研究區(qū)域與構(gòu)造背景
青藏高原南緣的喜馬拉雅構(gòu)造帶是印度板塊與歐亞板塊的俯沖、碰撞邊界,這一過程開始于距今約55~65Ma,至今仍處于強(qiáng)烈推擠過程中。喜馬拉雅構(gòu)造帶由MCT(主中央斷裂)、MBT(主邊界斷裂)和MFT(主前緣斷裂)3個巨大逆斷裂系組成,其南部最新活動邊界的MFT活動性最強(qiáng)(鄧起東等,2014),此次地震發(fā)生在MFT或者鄰近的位置(USGS,2015)。青藏高原次級塊體拉薩塊體、羌塘塊體距離此次地震震中位置較近,塊體之間被活動斷裂系所分割,歷史記錄顯示在這些活動斷裂上發(fā)生了多次7級以上地震。由于Okada(1992)彈性位錯表達(dá)式基于平面假設(shè),未能考慮地球曲率影響,因此選擇的研究區(qū)域不宜過大,本文的研究區(qū)域和區(qū)域內(nèi)主要斷層見圖1。
1.2 震源模型及計(jì)算參數(shù)
尼泊爾地震發(fā)生后的2小時9分,張勇等(2015)利用遠(yuǎn)震地震波數(shù)據(jù)快速確定和發(fā)布了此次地震的破裂過程模型,此后又根據(jù)更豐富的資料,增加了GSN全球臺網(wǎng)中震中距更近的數(shù)據(jù)以及同震位移明顯的兩個臺站的GPS數(shù)據(jù)對破裂模型進(jìn)行了更新(圖2)。聯(lián)合反演得到的靜態(tài)滑動量分布比地震波單獨(dú)反演結(jié)果的滑動分布范圍有所縮小,但滑動量幅度增加,最大滑動量由地震波單獨(dú)反演的3.2m提高到聯(lián)合反演的5.2m。此外,Hayes(2015)利用波形反演也給出有限斷層模型,但其使用的是遠(yuǎn)震的數(shù)據(jù),考慮到近場信息對于確定震源破裂過程意義重大,本文的計(jì)算采用張勇等(2015)用單獨(dú)地震波反演和地震波、GPS聯(lián)合反演得到的兩個破裂模型。
本文的分層地殼模型參數(shù)參考自Crust2.0(Bassin et al,2000)給出的研究區(qū)沉積層、上地殼、中地殼和下地殼分層的地震波速和密度數(shù)據(jù),參數(shù)如表1所示。
2 庫侖應(yīng)力變化計(jì)算原理
根據(jù)庫侖破裂準(zhǔn)則,巖石趨于破裂時庫侖破裂應(yīng)力增量為(Harris,1998)
△σf=△τ+μ'△n. (1)式中,μ'為視摩擦系數(shù),△τ為剪應(yīng)力變化量,△σn為法向正應(yīng)力變化量。
筆者采用(1)式計(jì)算靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化,對應(yīng)力符號規(guī)定如下:△τ與破裂滑動方向一致為正,△σn以拉為正。μ'的選取,一般認(rèn)為滑動速率比較大的走滑斷層、正斷層等具有較小的摩擦系數(shù),常取0.2~0.4,滑動速率較小的逆沖斷層具有較大摩擦系數(shù),常取0.6~0.8(Parsons et al,1999)。地震引起的擾動應(yīng)力張量的6個獨(dú)立分量(△σxx,△σyy,△σzz,△σxy,△σyz,△σxz),可以通過二階張量坐標(biāo)變換(陳連旺等,2008)計(jì)算任意斷層面上△σn,和該斷層面上任意滑動方向的△τ,代入(1)式得到庫侖應(yīng)力變化△σf。如果△σf為正,認(rèn)為有利于斷層的滑動或后續(xù)地震的發(fā)生,△σf為負(fù)則認(rèn)為不利于斷層的滑動或后續(xù)地震的發(fā)生。
3 尼泊爾MW7.9地震與后續(xù)余震的關(guān)系
3.1 對3次強(qiáng)余震的觸發(fā)作用
2015年4月25日和4月26日在主震震中附近陸續(xù)發(fā)生了MW6.7和MW6.8強(qiáng)余震,5月12日在尼泊爾主震的西南部又發(fā)生了MW7.2強(qiáng)余震。表2給出了這3次強(qiáng)余震的破裂信息,筆者據(jù)此計(jì)算了余震破裂面上的庫侖應(yīng)力變化。需要說明的是,大地震發(fā)生后的大量余震會產(chǎn)生可以觀測到的地表位移場(萬永革等,2005),因此余震會對周圍區(qū)域的應(yīng)力場產(chǎn)生擾動,所以筆者在計(jì)算中考慮了4月25日MW6.7強(qiáng)余震對后續(xù)兩余震的影響以及4月26日MW6.8強(qiáng)余震對5月12日MW7.2強(qiáng)余震的影響。計(jì)算中,MW6.7和MW6.8強(qiáng)余震的錯動方向按照表2給出,位錯大小、破裂長度、破裂寬度按照經(jīng)驗(yàn)公式(Wells,Coppersmith,1994)給出。
表2顯示,2015年4月25日MW6.7和4月26日MW6.8地震破裂面上庫侖應(yīng)力變化均超過0.01MPa;5月12日MW7.2地震破裂面上的庫侖應(yīng)力變化均為正值,但獨(dú)立反演模型計(jì)算的庫侖應(yīng)力變化大于一般認(rèn)為的庫侖應(yīng)力觸發(fā)閾值0.01MPa,而聯(lián)合反演模型計(jì)算的庫侖應(yīng)力變化低于0.01MPa。表2僅給出了取視摩擦系數(shù)為0.6的庫侖應(yīng)力值,筆者還測試了視摩擦系數(shù)分別為0.4和0.8的情況,結(jié)果類似。兩種震源模型的計(jì)算結(jié)果都支持尼泊爾MW7.9地震觸發(fā)了4月25日MW6.7和4月26日MW6.8余震,單獨(dú)反演模型的計(jì)算結(jié)果支持MW7.9地震觸發(fā)了5月12日MW7.2余震,聯(lián)合反演模型的計(jì)算結(jié)果顯示MW7.9地震產(chǎn)生的應(yīng)力場擾動有利于2015年5月12日MW7.2余震的產(chǎn)生。
3.2 庫侖應(yīng)力變化與余震分布的關(guān)系
尼泊爾MW7.9地震發(fā)生后,截至6月3日,共記錄到其周邊發(fā)生124次MW>4.0余震,余震的平均震源深度約15km,幾次震級較大的余震震源深度也接近15km,因此本文采用15km作為庫侖應(yīng)力變化的計(jì)算深度。有研究采用最優(yōu)破裂面來計(jì)算庫侖應(yīng)力變化與余震的對應(yīng)關(guān)系,但最優(yōu)破裂面的取向取決于區(qū)域背景應(yīng)力場和地震破裂擾動應(yīng)力場的迭加(King et al,1994),而往往只能通過震源機(jī)制解或者實(shí)測應(yīng)力獲得區(qū)域背景應(yīng)力場的方向,對背景應(yīng)力場大小的獲取也局限于淺表的地應(yīng)力測量(周龍壽等,2013)。因此,對區(qū)域背景應(yīng)力場的估計(jì)往往很粗略,故本文僅采用主震破裂面作為庫侖應(yīng)力變化的投影面,計(jì)算結(jié)果見圖3。
圖3a顯示,有85.5%的余震落在庫侖應(yīng)力變化正值區(qū),其中78%的余震落在變化大于0.01MPa的區(qū)域。圖3b顯示,有75.8%的余震落在庫侖應(yīng)力變化正值區(qū),其中32.3%的余震落在變化大于0.01MPa的區(qū)域。兩震源破裂模型均顯示,余震的分布和庫侖應(yīng)力變化的正值區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系,圖3b所示的庫侖應(yīng)力變化正值區(qū)面積比圖3a小,這可能與聯(lián)合反演破裂模型的滑動分布范圍小于獨(dú)立反演破裂模型有關(guān)。
圖3僅給出了取視摩擦系數(shù)為0.6的庫侖應(yīng)力值,筆者還測試了視摩擦系數(shù)分別為0、0.4、0.8的情況,庫侖應(yīng)力變化與余震分布的對應(yīng)關(guān)系沒有發(fā)生大的改變,例如,采用圖3a的震源破裂模型取視摩擦系數(shù)為0和0.8進(jìn)行計(jì)算,分別有81.5%和80.7%的余震落在變化正值區(qū),其中分別有75.8%和76.6%的余震落在變化大于0.01MPa的區(qū)域。
4 尼泊爾MW7.9地震對周邊斷層的影響
為研究尼泊爾MW7.9地震的發(fā)生對附近斷裂構(gòu)造的影響,選取圖1中的8條主要活動斷裂,計(jì)算尼泊爾MW7.9地震震源破裂在這些斷層面上產(chǎn)生的庫侖應(yīng)力變化。斷層面的走向、傾向、滑動角規(guī)定了庫侖應(yīng)力變化計(jì)算中的“接收斷層”,通過對震源機(jī)制解取平均,并根據(jù)參考文獻(xiàn)(萬永革等,2010;馬杏垣,1989;彭小龍,王道永,2013;鄧起東,張培震,2002;肖根如等,2010;張培震等,2003)得到具體的斷層參數(shù),見表3。雅魯藏布江斷裂沿印度與歐亞板塊碰撞的縫合帶發(fā)育,該區(qū)海拔高、生存環(huán)境惡劣,并且該區(qū)可用的地震資料稀少、研究程度很低,尹安(2001)在雅魯藏布江縫合帶發(fā)現(xiàn)了大量逆沖推覆構(gòu)造及其相伴產(chǎn)生的韌性剪切變形帶,但張培震等(2003)根據(jù)橫跨青藏高原南部的GPS觀測發(fā)現(xiàn)了該斷裂活動的跡象,其運(yùn)動方式為右旋,滑動速率為(5±3)mm/a,因此本文中其滑動角范圍為90°~180°。
按照表3各條斷層的走向、傾向和滑動角以及摩擦系數(shù)范圍計(jì)算了各條斷層0~20km深度范圍的庫侖應(yīng)力變化,以深度范圍里的極值(深度的采樣間隔為2km)來表示斷層應(yīng)力狀態(tài)的改變,圖4僅給出各斷層取各自摩擦系數(shù)范圍中間值的結(jié)果,其中雅魯藏布江縫合帶滑動角取中間值135°。為了考察不同滑動角、摩擦系數(shù)帶來的不確定性,圖5給出了單獨(dú)反演模型計(jì)算的雅魯藏布江縫合帶西段斷層面在不同滑動角和摩擦系數(shù)條件下的庫侖應(yīng)力變化,可以看出不同滑動角、摩擦系數(shù)會影響斷層上的庫侖應(yīng)力正值區(qū)的面積大小。
由圖4可以看出,2種震源模型計(jì)算的斷層面上的庫侖應(yīng)力變化整體特征較為一致。雅魯藏布江縫合帶西段的庫侖應(yīng)力變化正負(fù)交替,其西側(cè)的最大庫侖應(yīng)力加載超過了10kPa,其東側(cè)的最大庫侖應(yīng)力卸載約為0.1kPa。龍木錯-邦達(dá)錯斷裂西段的西側(cè)受到輕微庫侖應(yīng)力卸載作用,龍木錯-邦達(dá)錯斷裂西段的東側(cè)、龍木錯-邦達(dá)錯斷裂東段、瑪尼玉樹斷裂的庫侖應(yīng)力加載約為0.1kPa??鰯嗔选喙e怒江縫合帶、格林錯斷裂的庫侖應(yīng)力加載約為1kPa。嘉黎斷裂的庫侖應(yīng)力變化正負(fù)交替,加/卸載量值均小于0.1kPa,受本次地震的影響較小。
青藏高原一個最顯著的地質(zhì)特征是在藏南及高原腹地廣泛發(fā)育的南北向伸展構(gòu)造如藏南拆離系(STDS)。在先前的討論中,表3并未給出藏南內(nèi)部南北向的正斷層,根據(jù)張進(jìn)江和丁林(2003)獲取了藏南南北向伸展構(gòu)造的大致產(chǎn)狀,作為簡化計(jì)算了走向北東,傾角、滑動角的典型正斷層的庫侖應(yīng)力變化,以此來代表本次地震對藏南的南北向伸展構(gòu)造的影響,結(jié)果見圖6。可以看出,在尼泊爾Mw7.9地震的西北和東北方向,藏南的南北向伸展構(gòu)造受到了庫侖應(yīng)力加載作用,量值約為1kPa。
5 不確定性討論
現(xiàn)有的觀測資料還不足以對靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化計(jì)算提供足夠的約束,如介質(zhì)的縱向分層和橫向的不均勻性、初始應(yīng)力場的未知、震源破裂過程反演的不確定性、孔隙水壓力的差異以及斷層摩擦性質(zhì)的差異。單斌等(2009)討論了斷層參數(shù)不確定性較高的岷江斷裂取不同傾角和滑動角對計(jì)算的影響,石耀霖和曹建玲(2010)采用修正的庫侖應(yīng)力計(jì)算方法,比較了不同地震破裂模型和視摩擦系數(shù)條件下的庫侖應(yīng)力分布差異。王力偉和陳棋福(2010)分析了不同計(jì)算模型、斷層位置、走向、傾角、摩擦系數(shù)等因素對庫侖應(yīng)力變化計(jì)算的影響。
地震產(chǎn)生的庫侖應(yīng)力變化強(qiáng)烈依賴于震源模型,如圖3a、b所示,在近場庫侖應(yīng)力變化正值區(qū)與余震的對應(yīng)程度存在一定差異。此外,Hayes(2015)在震后1小時發(fā)布了震源破裂模型,該模型與張勇等(2015)模型的方法和使用的數(shù)據(jù)都不一樣,筆者在相同的程序和相同的摩擦系數(shù)和分層介質(zhì)參數(shù)條件下計(jì)算了Hayes模型的庫侖應(yīng)力變化,發(fā)現(xiàn)僅49.2%的余震落在庫侖應(yīng)力變化正值區(qū)。由于沒有足夠的同震形變資料,也沒有直接的標(biāo)準(zhǔn)判斷不同破裂模型的優(yōu)劣,如果僅以應(yīng)力變化與后續(xù)地震直接的對應(yīng)性作為標(biāo)準(zhǔn),張勇等(2015)利用地震波獨(dú)立單獨(dú)反演的破裂模型更優(yōu)。
石耀霖和曹建玲(2010)發(fā)現(xiàn)不同的視摩擦系數(shù)雖然有一定影響,但不會對庫侖應(yīng)力整體分布圖像有太大影響。視摩擦系數(shù)的變化改變了正應(yīng)力變化在庫侖應(yīng)力變化計(jì)算中的權(quán)重,對于斷層面上的庫侖應(yīng)力變化,按照表3中各斷層的摩擦系數(shù)變化范圍做了測試,發(fā)現(xiàn)視摩擦系數(shù)的影響主要體現(xiàn)在庫力應(yīng)力量值的變化,也可能會導(dǎo)致庫侖應(yīng)力正值區(qū)面積的變化,如圖5所示,隨著視摩擦系數(shù)的增加,斷層上庫侖應(yīng)力正值區(qū)面積增加。此外,滑動角的不確定性對庫侖應(yīng)力的變化影響也較大,對于雅魯藏布江縫合帶西段,當(dāng)滑動角為135。時庫侖應(yīng)力正值區(qū)面積最大。因此,想要獲得對地震活動性有指示意義的結(jié)果,需要結(jié)合更多資料縮小斷層參數(shù)和視摩擦系數(shù)的不確定范圍。
研究區(qū)域包含了拉薩、羌塘和板塊邊界等構(gòu)造塊體,EDGRN/EDCMP軟件只能計(jì)算橫向均勻、縱向分層模型的格林函數(shù),因此比較不同地殼模型對庫侖應(yīng)力變化的影響,根據(jù)Crust2.0給出的拉薩塊體、羌塘塊體和板塊邊界的地殼模型參數(shù),計(jì)算不同的分層地殼模型的同震形變。采用不同地殼模型,結(jié)果的差異主要體現(xiàn)在庫侖應(yīng)力變化的量值,例如對于雅魯藏布江縫合帶,不同地殼模型的計(jì)算結(jié)果的平均相對變化量不超過12.8%。此外,由圖5可以看出,地殼模型差異對計(jì)算結(jié)果的影響較斷層面上滑動角的不確定性產(chǎn)生的影響要小,因此作為一級近似,本文采用橫向均勻、縱向分層的模型進(jìn)行計(jì)算是可以接受的。需要指出的是,真實(shí)地殼具有很強(qiáng)的橫向不均勻性,地表和莫霍面等圈層也具有較大的起伏,需要在將來采用數(shù)值方法建立更為接近真實(shí)的模型,更精確地計(jì)算庫侖應(yīng)力變化。
6 結(jié)論與討論
本文根據(jù)地震靜態(tài)觸發(fā)原理,利用已發(fā)布的有限斷層模型,計(jì)算了尼泊爾MW7.9地震引起的同震庫侖應(yīng)力變化對余震的觸發(fā)作用,并分析了對鄰近主要活動斷層的影響。主要結(jié)論如下:
(1)尼泊爾MW7.9地震對4月25日MW6.7和4月26日的MW6.8強(qiáng)余震有顯著觸發(fā)作用,MW7.9地震產(chǎn)生的應(yīng)力場擾動有利于5月12日MW7.2余震的產(chǎn)生。
(2)單獨(dú)反演和聯(lián)合反演兩個震源破裂模型均顯示,余震的分布和庫侖應(yīng)力變化的正值區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系,分別有85.5%和75.8%的余震落在庫侖應(yīng)力變化正值區(qū)。
(3)雅魯藏布江縫合帶西段的西側(cè)受到超過10kPa的庫侖應(yīng)力加載,地震活動性增強(qiáng)??鰯嗔?、班公錯怒江縫合帶、格林錯斷裂的庫侖應(yīng)力加載約為1kPa。龍木錯-邦達(dá)錯斷裂、瑪尼玉樹斷裂以及嘉黎斷裂的庫侖應(yīng)力加/卸載小于0.1kPa,受本次地震的影響較小。
(4)在尼泊爾MW7.9地震的西北和東北方向,藏南典型南北向伸展構(gòu)造受到了庫侖應(yīng)力加載作用,量值約為1kPa。
震源滑動模型對同震應(yīng)力變化的計(jì)算影響較大,尤其在離震源較近的近場區(qū)域。本文采用的兩個震源破裂模型在近場的庫侖應(yīng)力變化有較大差別,但遠(yuǎn)場斷層面上庫侖應(yīng)力變化的整體特征比較一致。此外,Hayes(2015)利用遠(yuǎn)場地震波數(shù)據(jù)反演得到了一個震源破裂模型,由于缺乏近場的地震波數(shù)據(jù)約束,使用該模型在實(shí)際計(jì)算中得到的近場庫侖應(yīng)力變化與余震對應(yīng)的并不好,僅有不超過半數(shù)的余震落在庫侖應(yīng)力變化正值區(qū)。特別地,本文使用的兩個震源模型來源于同一作者,它們的差別僅在于反演過程中是否考慮GPS數(shù)據(jù),因此只是在滑動量的幅值和分布面積上有一些差別。但每次大地震發(fā)生后,不同作者給出的破裂模型往往具有很大差異,如2010年Men-tawai MW7.8地震反演工作中,不同研究得到的最大滑動量可介于3.5~20m之間(Lay et al,2011;Yue et al,2014)。因此,為了提高計(jì)算結(jié)果的可靠性,將來需要使用基于更多近場地震波數(shù)據(jù)和大地測量數(shù)據(jù)反演得到的斷層破裂模型。
斷層的視摩擦系數(shù)、滑動角具有較大的不確定性,在地震活動性分析中,應(yīng)該重視參數(shù)的不確定性引起的庫侖應(yīng)力變化正值區(qū)的改變。本文采用了橫向均勻、縱向分層模型,真實(shí)地球介質(zhì)的橫向不均勻性對庫侖破裂應(yīng)力變化的計(jì)算結(jié)果有一定影響,需要在未來利用數(shù)值手段建立更接近真實(shí)的模型來計(jì)算庫侖應(yīng)力變化。此外,在研究庫侖應(yīng)力變化與余震分布的對應(yīng)關(guān)系時,將來建立在余震精定位和更完整的地震序列基礎(chǔ)上的分析工作將更具可靠性。
受限于目前還沒有可以利用的大量余震的震源破裂信息,本文僅考慮了二次強(qiáng)余震對庫侖應(yīng)力變化的影響,大量的余震活動對該區(qū)域的應(yīng)力變化產(chǎn)生多大影響?根據(jù)萬永革等(2005)的研究結(jié)果,Landers地震后發(fā)生大量余震活動,產(chǎn)生的位移場方向與主震大體一致達(dá)到厘米量級,不足主震產(chǎn)生位移場的10%。據(jù)此可推論,大量余震對庫侖應(yīng)力變化的空間模式改變不會很大,但對絕對量值會有一定改變。下地殼、上地幔的黏彈性松弛效應(yīng),也對庫侖破裂應(yīng)力變化結(jié)果產(chǎn)生一些影響,但本文討論的是地震發(fā)生后短期內(nèi)的彈性響應(yīng),時間尺度遠(yuǎn)低于流變介質(zhì)松弛時間。另外,本文未考慮背景應(yīng)力場,動態(tài)應(yīng)力觸發(fā),流體作用等因素,相關(guān)內(nèi)容需繼續(xù)深入研究,本文的研究僅從一個角度提供一個有意義的參考。