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汶川Ms8.0级地震断层滑动机制研究杜义;谢富仁;张效亮;荆振杰【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2009(052)002【摘要】汶川Ms8.0级地震的发震构造为龙门山断裂带,地震地表破裂主要分布在其中的北川-映秀断裂和江油-灌县断裂上,尤其是沿前者发育了长达240 km左右的地表破裂带.通过对龙门山断裂带震后断层擦痕的测量,得到311条断层擦痕数据,利用由断层滑动资料反演构造应力张量的计算方法,得到研究区8个测点的构造应力张量数据,并获得了研究区构造应力场特征:区域现代构造应力场以近水平挤压为主,最大主应力方向(σ1)为76°～121°,平均倾角9°,应力结构以逆断型为主.受构造应力场及断层几何特征的影响,地表破裂呈现出分段性:映秀-北川段主要以NW盘逆冲为主,垂直位移明显;北川以北段为逆冲兼走滑,水平位移量与垂直位移量基本相当,或水平位移略大.【总页数】10页(P464-473)【作者】杜义;谢富仁;张效亮;荆振杰【作者单位】中国地震局地壳应力研究所,北京,100085;中国地震局地壳应力研究所,北京,100085;中国地震局地壳应力研究所,北京,100085;中国地震局地壳应力研究所,北京,100085【正文语种】中文【中图分类】P542【相关文献】1.5月12日汶川Ms8.0级地震波及乐山后的地震趋势快速判定 [J], 彭云金;吕贵选;高福海2.龙门山断裂周边区域在汶川Ms8.0地震和芦山Ms7.0级地震前的地壳形变特征对比研究 [J], 周德敏;甘卫军;李金平;陈为涛;丁晓光;梁诗明3.2008年汶川Ms8.0地震发生过程的动力学机制研究 [J], 朱守彪;张培震4.基于简化Newmark位移模型的区域地震滑坡危险性快速评估——以汶川MS8.0级地震为例 [J], 王涛;吴树仁;石菊松;辛鹏5.汶川Ms8.0级和芦山Ms7.0级地震与通渭地电阻率异常关系研究 [J], 陈彦平;王燕;洪旭瑜;张磊;漆银录;张世明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
龙门山汶川地震特征及构造运动学初析李忠权;应丹琳;郭晓玉;李洪奎;王麒翔;尤东华;王雪峰;陈骁;陈敏【期刊名称】《成都理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2008(35)4【摘要】2008年5月12日发生的龙门山汶川地震具有震级巨大、波及面宽、震中成线性展布的特点.根据震后构造地质调查,引发本次地震的断层活动主要表现为幕式斜冲与逆冲,其运动学特征是:断裂具有先走滑后逆冲,总体表现以逆冲运动为主.根据断裂面多期擦痕特征确定,断层活动主要为三期幕式活动,第一期为逆冲走滑,第二期为逆冲冲断,第三期为走滑逆冲.由地震破裂构造确定的主压应力方向为北西一南东方向.【总页数】5页(P426-430)【作者】李忠权;应丹琳;郭晓玉;李洪奎;王麒翔;尤东华;王雪峰;陈骁;陈敏【作者单位】成都理工大学"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室,成都,610059;成都理工大学"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室,成都,610059;西南油气田分公司勘探开发研究院,成都,610051;成都理工大学"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室,成都 610059;Saint Louis University,MO 63103,USA;成都理工大学"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室,成都 610059;成都理工大学"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室,成都 610059;成都理工大学"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室,成都,610059;成都理工大学"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室,成都,610059;成都理工大学"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室,成都,610059;成都理工大学"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室,成都,610059【正文语种】中文【中图分类】P315.2【相关文献】1.龙门山北段九龙山构造几何学运动学分析 [J], 邓琳2.龙门山中段山前带构造楔的发现及其几何学、运动学特征:对青藏高原东南缘隆升动力学机制的约束 [J], 鲁人齐;何登发;John Suppe;管树巍;马晓鸣;王明健;桂宝玲;高金尉3.龙门山与四川盆地过渡带构造变形几何学、运动学及其对地震风险评估的影响[J], 何登发;鲁人齐;John Suppe4.龙门山构造带北段构造变形特征\r——来自汶川科钻四号孔(WFSD-4)的证据[J], 张佳佳;李海兵;郑勇;王焕;李成龙;张钊荣5.龙门山构造带茂汶断裂在茂县、汶川一带构造特征 [J], 廖炳勇; 何晓飞; 曾强; 刘海勇; 罗易因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
地质构造应力场分析方法与原则摘要：构造应力场是地球动力学重要组成部分，是地壳动力学的主体部分，其研究对于构造分析研究、地震分析预报、工程抗震等领域都有着十分重要的理论和实践意义。
本次研究针对地质构造应力场的测量方法水力压裂法、井壁崩落法、磁组构法进行分析，并对地质构造应场力分析原则进行阐述，继而进一步丰富构造应力场的理论。
关键词：地质构造；构造应场力；应场力引言：构造应力场就是在一个空间范围内构造应力的分布。
构造应力场是作用在地壳某一地区内部的和由于这一地区某种变形的构造单元的发育而出现的应力总和。
应力场是一种物理场，它和其他物理场，如重力场、电滋场、位势场等一样，也是物质存在的一种形式。
场不是空间，而是在空间范围内某个物理量的按势分布。
随着时间的变化，场内各点的强度和方向也将发生变化。
构造应力场是地球动力学重要组成部分，是地壳动力学的主体部分，其研究对于构造分析研究、地震分析预报、工程抗震等领域都有着十分重要的理论和实践意义。
1.地质构造应力场概述构造应力场概念是由我国地质学家李四光率先提出的。
1947年李四光提出用构造形迹反推构造应力场，并研究各种不同力学性质的构造形迹与应力方向、应力作用方式之间的相互关系。
1940年格佐夫斯基也提出研究构造应力场，并把用赤平投影求主应力轴方向的方法引进构造应力场的研究。
1950年一1996年国内外地质工作者结合地震地质的研究工作开展了构造应力测量，经多年努力，通过野外与室内实测证实了构造应力的存在，并探索、研究了行之有效的构造应力测量技术方法，完善了构造应力测量的理论基础，建立了可靠的测量技术方法和数据处理系统。
万天丰（1999）、武红岭（1999，2003）等将矿场构造应力场研究的方法延伸到盆地构造研究领域，取得了人量的研究认识和资料，极大地丰富了构造应力场研究理论，也为盆地构造应力场研究积累了丰富的地质认识和方法。
1970年构造应力场的研究有长足进展，逐渐深入到地质学的多个领域。
汶川地震前后太原盆地应力场变化特征研究张淑亮;刘瑞春;王霞【摘要】The paper uses the results of focal mechanisms of small earthquakes,seismic apparent stresses,and GPS measuring results to study the variation characteristics of stress field in the Taiyuan Basin before and after the Wenchuan earthquake.The results show that the Wenchuan earthquake greatly affects the tectonic stress of Taiyuan Basin,not only in the direction of stress field but also in the stress value.The tectonic stress field of Taiyuan Basin is mainly the tension stress in NNE-SSW direction before the Wenchuan earthquake,and the compression stress in NEESWW direction after the Wenchuan earthquake which is close to the stress field of North China.The change is beneficial to the accumulation of local strain energy and it can be an inducing factor of the active moderate and small earthquake in the Taiyuan Basin.%利用小震震源机制解、地震视应力、GPS测量结果等资料,对汶川地震前后太原盆地应力场变化特征进行了研究.结果表明,汶川地震对太原盆地构造应力场的影响较为显著,不仅改变了应力场的方向,也改变了应力值的大小;应力场特征由震前NNE-SSW向拉张应力的局部小区域应力场为主,转为震后NEE-SWW向挤压应力为主且接近华北地区应力场.该变化态势有利于局部应变能积累,因而可能是太原盆地中小地震活跃的诱发因素.【期刊名称】《中国地震》【年(卷),期】2017(033)001【总页数】10页(P46-55)【关键词】汶川地震;太原盆地应力场;特征【作者】张淑亮;刘瑞春;王霞【作者单位】山西省地震局,太原市旧晋祠路二段69号 030021;太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站,太原市太原基准地震台 030025;山西省地震局,太原市旧晋祠路二段69号 030021;太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站,太原市太原基准地震台 030025;山西省地震局,太原市旧晋祠路二段69号 030021;太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站,太原市太原基准地震台 030025【正文语种】中文【中图分类】P3150 引言2008年5月12日汶川8.0地震后，山西断陷带长达3年7个月的4级地震平静被2009年山西原平4.2级地震打破，2010年山西地区又相继发生了河津4.8级、大同4.7级和太原4.6级等一系列地震。
汶川M_s8.0地震中央断裂北段地表破裂特征乔宝成;李勇;董顺利;闫亮;陈浩;马博琳【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2009(031)004【摘要】研究了2008年汶川大地震的发震构造龙门山构造带的北段,即北川-南坝-林庵寺断裂的地表破裂.通过黄家坝、桂溪、平通、南坝、石坎子等地的考察和测量,显示该段地表破裂沿断裂带连续分布,走向为N45°～65°E.垂直位错与水平位错比值从西南段黄家坝的2.8:1逐渐降低到北东段南坝、石坎子的0.9:1.地表破裂特征表明,断裂以右旋走滑分量为主,并具有较高的逆冲分量.余震分布表明,青川断裂与北川-南坝-林庵寺断裂之间可能存在隐伏活动断裂.【总页数】7页(P333-338,348)【作者】乔宝成;李勇;董顺利;闫亮;陈浩;马博琳【作者单位】成都理工大学地球科学学院,四川,成都,610059;成都理工大学地球科学学院,四川,成都,610059;成都理工大学地球科学学院,四川,成都,610059;成都理工大学地球科学学院,四川,成都,610059;成都理工大学地球科学学院,四川,成都,610059;成都理工大学地球科学学院,四川,成都,610059【正文语种】中文【中图分类】P315.2【相关文献】1.汶川M_s 8.0地震中央断裂东北端地表破裂特征及其构造含义 [J], 安艳芬;韩竹军;董绍鹏;徐锡伟2.2008年汶川Ms 8.0地震地表破裂变形定量分析——北川-映秀断裂地表破裂带[J], 陈桂华;陈献程;王志才;徐锡伟;郑荣章;于贵华;李峰;李陈侠;闻学泽;何玉林;叶友青3.汶川Ms 8.0地震地表破裂带北川以北段的基本特征 [J], 李传友;马保起;任俊杰;叶建青;谢富仁;郑文俊;韩用兵;刘玉法;王伟涛;魏占玉;赵冬4.汶川M_S8.0级地震前龙门山断裂带地震活动时空特征分析 [J], 傅莺5.龙门山中段彭灌断裂带汶川M_S8.0地震同震破裂断层识别及其浅、表构造特征[J], 鲁人齐;何登发;John Suppe;孟征;高金尉;贺鸿冰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
汶川地震的破裂过程分析及数值模拟作者：郭瑞平范天佑来源：《科技创新导报》 2014年第30期郭瑞平1 范天佑2(1.装备学院基础系北京 101416; 2.北京理工大学理学院北京 100081)摘要：该文对汶川大地震的破裂过程进行了分析，建立了简化的数学模型，并应用有限元方法对该模型进行了数值求解，计算结果与实际情况相符。
关键词：汶川地震破裂过程有限元方法中图分类号：O346.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)10(c)-0229-02发生于2008年5月12日的汶川大地震（发震时间：2：27：57北京时间，震中位置：31.01°N, 103.38°E, 震源深度：15千米，震级MS8.0, MW7.9）虽已过去多年，但它所造成的巨大破坏与灾难却令我们刻骨铭心。
汶川地震是印度板块向亚洲板块俯冲，造成青藏高原快速隆升导致的。
印度大陆板块以40～42mm/年的速率朝北东20°方向与欧亚大陆板块碰撞挤压，引起了青藏高原的隆升并迫使其地壳内的物质东移。
被迫东移的壳内物质受阻于坚硬的四川盆地地壳，形成了北东走向的龙门山断裂带。
位于青藏高原和四川盆地交接部位的龙门山断裂带，是一条以北西－南东方向逆冲为主兼具少量右旋走滑分量的断裂带，其逆冲运动的速率约为20mm/年，但是在其东面的华南块体并未能完全调整龙门山断裂带北西－南东方向的逆冲运动，其运动速率只有10～15mm/年，于是应变能在龙门山断裂带中的岩石内逐渐长期积累，使得龙门山断裂带成为最具危险性的发生地震破裂的活动构造。
龙门山断裂带是一条长达470千米、宽100km的地震带，地震震源的深度在30km以内。
汶川大地震就是发生在这条断层的长约350千米的地段上的大规模的破裂。
在地震中，龙门山构造带中央断裂带在挤压应力作用下，由南西向北东逆冲运动。
挤压型逆冲断层地震在主震之后，应力传播和释放过程比较缓慢，从而导致余震强度较大，持续时间较长。
第39卷第8期2019年8月大地测量与地球动力学J o u r n a l o fG e o d e s y a n dG e o d yn a m i c s V o l .39N o .8A u g.,2019收稿日期:2018-08-20项目来源:中央高校基本科研业务费专项资金(Z Y 20130211);国家自然科学基金(41674055)㊂第一作者简介:靳志同,副教授,主要从事地震学与地球动力学㊁应用数学方面的研究,E -m a i l :j i n z h i t o n g @c i d p.e d u .c n ㊂通讯作者:万永革,博士,研究员,主要从事地震学㊁地球动力学的研究,E -m a i l :w a n y g 217217@v i p.s i n a .c o m ㊂D O I :10.14075/j .j g g.2019.08.003文章编号:1671-5942(2019)08-0783-072008年汶川地震破裂向东北传播的应力作用证据靳志同1,2万永革1 王福昌1 杨 帆1 李 瑶21 防灾科技学院,河北省三河市燕郊学院街465号,0652012 中国地震局地球物理研究所,北京市民族大学南路5号,100081摘 要:基于采用混合大地测量数据反演得到的破裂分布模型,从库仑应力的角度计算北川断层的破裂过程,为北川断层从西南向东北破裂提供应力作用上的证据㊂将北川断层分为5个断层,分别计算前续断层在后续断层上产生的库仑应力变化㊂结果显示:1)映秀-虹口段在龙门山-清平段上㊁龙门山-清平段在高川-北川段上㊁高川-北川段在北川-屏东段上和北川-屏东段在南坝-青川段上产生的库仑应力变化为正的区域占绝大部分;2)高川-北川段上有约81.7%的区域破裂主要是由龙门山-清平段的破裂触发,而前续断层(映秀-虹口段)对高川-北川段上的破裂影响很小;3)北川-屏东段上有约83.2%的区域破裂主要是由高川-北川段的破裂触发,而前续断层(映秀-虹口段和龙门山-清平段)对北川-屏东段上的破裂影响很小;4)南坝-青川段上有约99.4%的区域破裂主要是由北川-屏东段的破裂触发,而前续断层(映秀-虹口段㊁龙门山-清平段和高川-北川段)对北川-屏东段上的破裂影响很小㊂同时,计算北川断层对彭灌断裂的应力触发作用,推测映秀-虹口段的破裂触发了彭灌断裂上大部分区域的破裂,龙门山-清平段的破裂触发了彭灌断裂上一小部分区域的破裂㊂关键词:破裂分布;地球动力学;库仑应力;汶川地震;破裂方向中图分类号:P 313;P 315 文献标识码:A2008-05-12汶川M W 7.9地震导致2条平行的断裂破裂[1-2],一条是北川断裂,位于青藏高原东边界,走向N E ,另一条是彭灌断裂㊂这2条断裂沿东北分割了青藏高原东缘的松潘甘孜块体和四川盆地[3],被认为是龙门山断层体系的中央断裂和山前断裂㊂汶川7.9级地震沿北川断裂的地表破裂长约240k m [2],而余震在地表破裂的西南端和东北端的分布分别超过30k m 和50k m [3]㊂彭灌断层位于北川断裂东南约12k m 处,沿断层的地表破裂长度约为72k m ㊂走向NW 的小鱼洞断裂使得北川断裂左移约4k m ,小鱼洞断裂在地震时具有m 级的地表左旋走滑,其地表破裂东南端与彭灌破裂的西南端相接[2-3]㊂汶川地震的破裂过程比较复杂,很多学者对此进行了研究㊂朱守彪等[4]利用有限单元计算方法模拟汶川地震的破裂过程,表明破裂在汶川地震的震中处成核后向断层两侧自发传播,但向东北方向的传播距离明显大于西南方向㊂贺鹏超等[5]计算由于断层破裂在其他断层段上造成的库仑应力变化,根据相互触发关系确定断层可能的破裂顺序㊂赵翠萍等[6]的研究结果表明,汶川地震由可分辨的5次7.3级以上地震组成,且5次子事件在时间上连续,空间上由在起始破裂点处的一次走滑破裂㊁距起始破裂点80k m 范围内的2次逆冲破裂及在北川附近的2次右旋走滑破裂组成㊂本文利用最新的破裂分布[3],采用G P S [2,7-8]㊁I n S A R [7,9]㊁水准和三角测量[8]数据构建同震破裂模型,特别注意估计断层破裂的三维几何形状,并考虑铲状断层形状,允许断层几何形状沿断层走向连续变化[3],从库仑应力的角度,分析和解释了北川断裂的5个断层之间及北川断裂与彭灌断裂之间的应力触发关系,从而对汶川地震的破裂过程进行补充㊂1 汶川地震破裂过程的应力触发关系研究基于前人地质和地震剖面的研究结果[2,10-11],假定北川断裂为倾向NW 的铲形断裂,断裂模型按照地表破裂迹线两端的余震分布,在240k m 长的地表破裂基础上延伸了80k m ,扩展大地测量与地球动力学2019年8月至320k m ㊂基于断层倾角自西南向东北逐渐变化,映秀/虹口附近㊁北川附近㊁清平附近㊁平通附近和南坝附近的局部滑动集中区释放的地震矩分别相当于M W 7.5㊁M W 7.3㊁M W 7.2㊁M W 7.1和M W 6.7的地震事件,自西南向东北将北川断裂分为5段,每段分别划分为15ˑ14㊁7ˑ11㊁13ˑ11㊁14ˑ11和20ˑ9个子断层,并分别称为映秀-虹口段(断层1)㊁龙门山-清平段(断层2)㊁高川-北川段(断层3)㊁北川-屏东段(断层4)和南坝-青川段(断层5),每个子断层均为矩形,尺度约为4k mˑ4k m ,几何形状根据描述的铲形几何形状来确定,并且拟合的矩形位错四边尽可能模拟整个断层面划分的边缘㊂彭灌断层破裂模型扩展至69k m ,地表测量的彭灌断裂有相对较缓的倾角,认为其与北川断裂在深处源于同一滑脱层,但精确的几何形状还未很好地确定㊂由于余震分布离散[12-14],且可能发生在断层之外[15],难以用于约束深处的断层,因此断层几何模型直接由同震位移数据确定㊂根据J i a 等[10-11]的研究,彭灌断层(断层6)假定为单一的35ʎ倾角,断层面被划分为约4k mˑ4k m 的20ˑ5个矩形子断层(图1)㊂由于小鱼洞断裂较小,且没有近场大地测量数据提供有效滑动分布约束,W a n 等[3]在研究中忽略了该断层,本文也作同样处理㊂本文使用W a n 等[3]给出的破裂模型参数,采用O k a d a [16]给出的适用于各类断层的解析表达式,计算汶川地震中前续断层在后续断层面上产生的库仑应力变化,并以此来研究和分析前续断层对后续断层的应力触发问题㊂映秀-虹口段(断层1);龙门山-清平段(断层2);高川-北川段(断层3);北川-屏东段(断层4);南坝-青川段(断层5);彭灌断裂(断层6)图1 断层示意图F i g .1 F a u l t s e g m e n t a n do p t i m i z e d g e o m e t r y mo d e l 1.1 北川断裂单个断层之间的应力触发研究采用W a n 等[3]提供的破裂分布,分别计算前一个断层在后一个断层上产生的库仑应力变化,结果见图2㊂图2(a )为断层1(映秀-虹口段)在断层2(龙门山-清平段)上产生的库仑应力变化㊂库仑应力增加最大的位置出现在断层2地表,最大值为9.63ˑ104P a㊂随着与断层1距离的增加和自身深度的增加,断层2上的库仑应力减小很快,减小的最大值为0.19ˑ104P a㊂断层1的破裂触发了断层2上大部分区域的破裂㊂图2(b )为断层2(龙门山-清平段)在断层3(高川-北川段)上产生的库仑应力变化㊂库仑应力图中用颜色表示库仑应力的变化,没有颜色覆盖的断层为发震断层,有颜色覆盖的为接收断层图2 北川断层上各子断层对后续断层的应力触发情况F i g .2 T h e s t r e s s t r i g g e r i n g of t h e p r e v i o u s f a u l t o n t h e l a t t e r f a u l t 487第39卷第8期靳志同等:2008年汶川地震破裂向东北传播的应力作用证据增加最大的位置出现在靠近断层2,且在断层3深度为15k m左右的位置,最大值为3.41ˑ104 P a㊂库仑应力减小最大的位置出现在断层3地表,减小的最大值为2.01ˑ104P a㊂断层2的破裂触发了断层3大部区域的破裂㊂图2(c)为断层3(高川-北川段)在断层4(北川-屏东段)上产生的库仑应力变化㊂库仑应力增加最大的位置出现在靠近断层3,且在断层4深度为3k m左右的位置,最大值为5.02ˑ104P a㊂库仑应力减小的位置出现在断层4的最东北端,且在深度20~35k m之间,减小的最大值为0.08ˑ104P a㊂断层3触发了断层4上绝大部分区域的破裂㊂图2(d)为断层4(北川-屏东段)在断层5(南坝-青川段)断层面上产生的库仑应力变化㊂库仑应力增加最大的位置出现在靠近断层4,且在断层5深度为0k m的位置,最大值为7.39ˑ104 P a㊂库仑应力减小的位置出现在断层5的最东北段,且在断层0~8k m深度的位置,减小的最大值为0.17ˑ104P a㊂断层4触发了断层5上绝大部分区域的破裂㊂综上所述,从库仑应力变化的角度,由西南到东北,北川断裂前续断层均对后续断层上的大部分区域有触发作用,即北川断裂出现了由西南向东北的单侧破裂现象,这与朱守彪等[4]和赵翠萍等[5]的结论是一致的㊂1.2北川断裂多个断层之间的应力触发研究计算北川断裂前2个断层的破裂在断层3上产生的库仑应力变化(图3(a)),前3个断层在断层4上产生的库仑应力变化(图3(b)),前4个断层在断层5上产生的库仑应力变化(图3(c))㊂再将图3(a)的结果与图2(b)作差,计算得到断层3上各点的差(图4(a))㊁各点差值占图3(a)的比例(图4(b))和比例统计的直方图(图4(c))㊂图5和6在原理上与图4一致,在此不再赘述㊂如果差值较大或所占比例较大,说明断层1对断层3的破裂也起到一定的触发作用;如果差值较小或所占比例较小,说明断层1对断层3的破裂作用不大,即断层3的破裂主要是由断层2触发的㊂由图4(a)可以看出,各点的差值有正有负,说明断层1使断层3上部分点的库仑应力增加,部分点的库仑应力减小㊂但在大部分区域,断层1对断层3的影响都是正的,库仑应力变化在-0.03ˑ104~0.02ˑ104P a之间㊂由于图4(a)中给出的差值是绝对的,并不能看出断层1对断层3的影响到底有多大,因此需计算该差值占发震断层(断层1和2)在断层3各点产生的库仑应力变化的比例㊂在图4(b)中,有一些点的比例值比较大,如点(104.36ʎE,31.72ʎN,-3.31k m),比例值为78%,说明断层1在该点产生的库仑应力变化为正,且对该点的触发作用超过了断层2对该点的触发作用㊂有11个点的比例值为负,这是由于断层2在该点产生的库仑应力变化为负,而断层1和断层2在该点产生的库仑应力变化为正,两者相减后,断层1在该点产生的库仑应力变化为正,图3前续断层在后续断层上产生的库仑应力变化F i g.3 T h e s t r e s s t r i g g e r i n g o f t h e p r e v i o u s f a u l t s o n t h e l a t t e r f a u l t587大地测量与地球动力学2019年8月图4 单个断层及多个断层在断层3上产生的库仑应力变化的比较统计F i g .4 T h e d i f f e r e n c e v a l u e o fC o u l o m b s t r e s s v a r i a t i o n p r o d u c e db y t w o a l go r i t h m s o nF3图5 单个断层及多个断层在断层4上产生的库仑应力变化的比较统计F i g .5 T h e d i f f e r e n c e v a l u e o fC o u l o m b s t r e s s v a r i a t i o n p r o d u c e db y t w o a l go r i t h m s o nF4图6 单个断层及多个断层在断层5上产生的库仑应力变化的比较统计F i g .6 T h e d i f f e r e n c e v a l u e o fC o u l o m b s t r e s s v a r i a t i o n p r o d u c e db y t w o a l go r i t h m s o nF 5也就是说断层2对该点的破裂起到抑制作用,而断层1对该点的破裂起到触发作用,但两者叠加起来还是表现为抑制作用㊂以上两类点都是受到断层1的触发作用,但数量有限,况且有些点断层1产生的库仑应力增加值比断层2产生的库仑应力减小值要小很多㊂还有个别异常点(104.3ʎ,31.7ʎ,-6.8k m )比例值达到了-1023%,这是由于断层2在该点产生的库仑应力变化为负,而断层1在该点的库仑应力变化为正,但该增加数值远大于断层1和2在该点产生的库仑应力变化值,导致该点比例值异常㊂但可以肯定的是,断层1对该点是有触发作用的㊂综上所述,在统计时需剔除2类点:1)断层1和2在该点处的库仑应力变化均为负的点,这些点是被抑制的(共5个);2)比例值很高的个别异常点㊂由图4(c )统计结果可知,断层3上约81.7%的点主要受断层2的影响㊂断层4和断层5分析方法类似,下面简要地叙述一下结果㊂断层4:由图5(a )可以看出,大部分区域上的差是正的,说明前续断层对断层4有触发作用㊂在图5(b )中找到需要在统计时剔除的2类点,一类是比例值很高的异常点(3个),一类是前续断层产生的库仑应力变化为负的点(均为被抑制的687第39卷第8期靳志同等:2008年汶川地震破裂向东北传播的应力作用证据点,共17个)㊂断层4上约83.2%的点主要受断层3的影响㊂断层5:由图6(a)可以看出,大部分区域上的差是正的,说明前续断层对断层5有触发作用㊂在图6(b)中找到需要在统计时剔除的2类点:1)比例值很高的异常点(2个);2)前续断层产生的库仑应力变化为负(均为被抑制的点,共25个)㊂但从数据分析上发现,此处负值与上文中比例值为负的原因不同,此处为负是因为断层4在这些点产生的库仑应力变化为正,前续断层(断层1㊁2㊁3)在这些点产生的库仑应力变化为负,作差以后也为负㊂这充分说明,前续断层对这些点起到抑制作用,而断层4对这些点起到触发作用,在计算触发比例时应把这些点计算在内㊂由图6(c)的结果可知,断层5上约99.4%的点主要受断层4的影响㊂2北川断裂对彭灌断裂的应力触发研究计算北川断裂中的断层1在彭灌断裂(断层6)上产生的库仑应力变化及发震断层(断层1和2)在彭灌断裂上产生的库仑应力变化(图7),并结合数据分析和讨论断层1和2对彭灌断裂的应力触发情况㊂图7(a)为断层1在断层6上产生的库仑应力变化㊂库仑应力增加最大的位置出现在断层6西南端深度为9.18k m的位置,增加量约为6.71ˑ104P a;库仑应力减小最大的位置也出现在断层6西南端深度为4.6k m的位置,减小量约为6.84ˑ104P a㊂由图7(a)可以看出,断层6上大部分区域的破裂受断层1的影响㊂图7北川断裂各断层在彭灌断裂上产生的库仑应力变化及差和差值比例示意图F i g.7 T h eC o u l o m b s t r e s s p r o d u c e db y B e i c h u a n f a u l t i nP e n g g u a n f a u l t,t h e d i f f e r e n c ev a l u e o f t w om o d e l s,a n d t h e r a t i o c h a r t图7(b)为发震断层(断层1和2)在断层6上产生的库仑应力变化,可以看出,发震断层抑制了断层6上部分区域的破裂,而图7(a)也显示,断层1触发了断层6上相应区域的破裂㊂也有部分区域断层1起到抑制作用,而断层2起到触发作用㊂为了更清楚地解释这种现象,计算两者的差和差值所占比例(图7(c),7(d))及比例的统计直方图(图7(e))㊂为了使其他点能够正常显示,将一个比例值较大的点归0㊂由于断层1对该点是触发的,断层2对该点是抑制的,将该点的比例值进行归0处理,即将其归到断层1起触发作用的一类,符合实际情况㊂差值(图7(c))的范围在-6.33ˑ104 ~4.01ˑ104P a之间㊂从图7(a)和7(b)中可以看出,两幅图的变化很大,所以将断层6上断层1起抑制作用的点一起进行分析㊂由图7(e)可知:1)比例值小于0的有2个点,其中1个点是由断层1触发的,断层2在该点起到抑制作用;另外1个点,断层1起到抑制作用,断层2起到触发作用,但触发作用很小,因此787大地测量与地球动力学2019年8月该点仍表现为抑制㊂2)比例值在0~0.4的点有10个,其中1个点为处理的异常点,6个点处断层1和断层2起到的作用均为触发,3个点处断层1和断层2起到的作用均为抑制,因为比例值小,所以主要受断层1的触发或抑制作用㊂3)比例值在0.6~1.0之间的点有29个,其中25个点均为触发,4个点均为抑制㊂又因为比例值大,所以这29个点主要受断层2的触发或抑制作用㊂4)比例值大于1的点有59个,其中52个点断层1起到触发作用,断层2起到抑制作用,总体为抑制作用,因为比例值大于1,故认为发震断层在这些点的库仑应力变化主要是由断层1产生的;其余7个点断层1起到抑制作用,断层2起到触发作用,总体为触发作用,又因为比例值大于1,故认为发震断层在这些点的库仑应力变化主要是由断层2产生的,这些受断层1抑制作用的点在断层2的触发作用下发生破裂㊂断层6上受到断层1触发作用的点的比例为85%,而受到发震断层(断层1和2)触发作用的点的比例约为39%,说明断层2抑制了很大一部分区域的破裂,这也正好说明断层6的破裂主要还是受断层1的触发作用影响㊂这与贺鹏超等[5]给出的北川断裂虹口段造成彭灌断裂破裂的结论是一致的㊂另外,断层6上受断层1抑制作用的点中,有些点也被断层2触发,由此可以推测,断层1触发了断层6上大部分区域的破裂,而断层2触发了断层6上小部分区域的破裂㊂3结语研究基于由混合大地测量数据反演得到的破裂分布模型,采用O k a d a[16]给出的适用于各种类型断层的解析表达式,计算前续断层在后续断层上产生的库仑应力变化,以此来推测北川断层和彭灌断层上的破裂过程,得到如下结论:1)映秀-虹口段在龙门山-清平段上㊁龙门山-清平段在高川-北川段上㊁高川-北川段在北川-屏东段上及北川-屏东段在南坝-青川段上产生的库仑应力变化为正的区域占绝大部分㊂2)高川-北川段上有约81.7%的区域的破裂主要是由龙门山-清平段触发,前续断层(映秀-虹口段)对高川-北川段上的破裂影响很小㊂3)北川-屏东段上有约83.2%的区域的破裂主要是由高川-北川段触发,前续断层(映秀-虹口段和龙门山-清平段)对北川-屏东段上的破裂影响很小㊂4)南坝-青川段上有约99.4%的区域的破裂主要是由北川-屏东段触发,前续断层(映秀-虹口段㊁龙门山-清平段和高川-北川段)对北川-屏东段上的破裂影响很小㊂本文还计算了北川断层对彭灌断裂的应力触发作用,推测映秀-虹口段触发了彭灌断裂上大部分区域的破裂,龙门山-清平段又触发了彭灌断裂上小部分区域的破裂㊂致谢:感谢盛书中老师提出的建议㊂参考文献[1]刘启元,李昱,陈九辉,等.汶川M S8.0地震:地壳上地幔S波速度结构的初步研究[J].地球物理学报,2009,52(2): 309-319(L i uQ i y u a n,L i Y u,C h e n J i u h u i,e t a l.W e n c h u a n M S8.0E a r t h q u a k e:P r e l i m i n a r y S t u d y o f t h eS-w a v eV e-l o c i t y S t r u c t u r eo f t h eC r u s t a n d U p p e r M a n t l e[J].C h i-n e s e J o u r n a l o fG e o p h y s i c s,2009,52(2):309-319)[2] X uX W,W e nXZ,Y uG H,e t a l.C o s e i s m i cR e v e r s e-a n dOb l i q u e-S l i p S u r f ac eF a u l t i n g G e n e r a t e db y t h e2008M W7.9W e n c h 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t r i cF a u l ta n dI t s I n f e r e n c et oS t u d y o f W e n c h u a nE a r t h q u a k e[J].C h i n e s eJ o u r n a l o fG e o p h y s i c s,2011,54(5):1260-1269)[16]O k a d aY.I n t e r n a lD e f o r m a t i o n D u et oS h e a ra n d T e n s i l eF a u l t s i n aH a l f-S p a c e[J].B u l l e t i n o f t h e S e i s m o l o g i c a l S o-c i e t y o fA m e r i c a,1992,82(2):1018-1040E v i d e n c e o n t h e S t r e s sE f f e c t o f t h e2008W e n c h u a nE a r t h q u a k eR u p t u r e t o t h eN o r t h e a s tJ I NZ h i t o n g1,2WA N Y o n g g e1WA N GF u c h a n g1Y A N GF a n1L IY a o21I n s t i t u t e o fD i s a s t e rP r e v e n t i o n,465X u e y u a nS t r e e t,Y a n j i a o,S a n h e065201,C h i n a2I n s t i t u t e o fG e o p h y s i c s,C E A,5S o u t h-M i n z u d a x u eR o a d,B e i j i n g100081,C h i n aA b s t r a c t:B a s e d o n f r a c t u r e d i s t r i b u t i o nm o d e l,w h i c h u s e s am i x e d i n v e r s i o n o f g e o d e t i c d a t a,t h i s s t u d y c a l-c u l a t e s t h e r u p t u r e p r o c e s s o f t h eB e i c h u a n f a u l t f r o mt h e p e r s p e c t i v e o f t h eC o u l o m b s t r e s s c a l c u l a t i o n.T h e r e s u l t s o f t h i s p a p e r o f f e r e v i d e n c e o n s t r e s s o f t h e r u p t u r e o f t h e B e i c h u a n f a u l t f r o ms o u t h w e s t t o n o r t h e a s t. T h e B e i c h u a n f a u l t i s d i v i d e d i n t o f i v e f a u l t s i n t h i s p a p e r,a n d t h e C o u l o m b s t r e s s c h a n g e s o n t h e s u b s e q u e n t f a u l t a r e c a l c u l a t e d r e s p e c t i v e l y.T h e r e s u l t s s h o w t h a t:1)T h e C o u l o m b s t r e s s p r o d u c e d b y Y i n g x i u-H o n g k-o u s e c t i o n i nm o s t a r e a s o f L o n g m e n s h a n-Q i n g p i n g s e c t i o n i s p o s i t i v e.T h e s a m e i s t r u e f o r o t h e r s e g m e n t s, s u c ha sL o n g m e n s h a n-Q i n g p i n g s e c t i o ni n G a o c h u a n-B e i c h u a ns e c t i o n,G a o c h u a n-B e i c h u a ns e c t i o ni nB e i-c h u a n-P i n g d o n g s e c t i o n a n dB e i c h u a n-P i n g d o n g s e c t i o n i n t h eN a n b a-Q i n g c h u a ns e c t i o n.2)T h e r u p t u r eo f t h e81.7%a r e a i n t h eG a o c h u a n-B e i c h u a n s e c t i o nw a s t r i g g e r e d b y t h e r u p t u r e o f t h e L o n g m e n s h a n-Q i n g p i n g s e c t i o n.H o w e v e r,t h e p r e v i o u s c o n t i n u o u s f a u l t(Y i n g x i u-H o n g k o u s e c t i o n)h a d l i t t l e e f f e c t o n t h e r u p t u r e o f G a o c h u a n-B e i c h u a n s e c t i o n.3)t h e r u p t u r eo f t h e83.2%a r e ao fB e i c h u a n-P i n g d o n g s e c t i o nw a s t r i g g e r e d m a i n l y b y t h e r u p t u r eo f t h eG a o c h u a n-B e i c h u a ns e c t i o n.T h e p r e v i o u s c o n t i n u o u s f a u l t(Y i n g x i u-H o n g k o u s e c t i o n a n dL o n g m e n s h a n-Q i n g p i n g s e c t i o n)h a d l i t t l e e f f e c t o n t h e r u p t u r e o f B e i c h u a n-P i n g d o n g s e c t i o n.4) T h e r u p t u r e o f99.4%o f t h e a r e a i n t h eN a n b a-Q i n g c h u a n s e c t i o nw a sm a i n l y t r i g g e r e d b y t h e r u p t u r e o f B e i-c h u a n-P i n g d o n g s e c t i o n.T h e p r e v i o u s c o n t i n u o u s f a u l t(Y i n g x i u-H o n g k o us e c t i o n,L o n g m e n s h a n-Q i n g p i n g s e c t i o n a n dG a o c h u a n-B e i c h u a ns e c t i o n)h a d l i t t l e e f f e c t o n t h e r u p t u r eo fB e i c h u a n-P i n g d o n g s e c t i o n.T h i s p a p e r a l s o c a l c u l a t e s t h e s t r e s s t r i g g e r i n g e f f e c t o f B e i c h u a n f a u l t o nP e n g g u a n f r a c t u r e.W e s p e c u l a t e t h a t t h e r u p t u r e o f Y i n g x i u-H o n g k o u s e c t i o n t r i g g e r e d t h e r u p t u r e o fm o s t a r e a s o f P e n g g u a n f a u l t,a n d t h e r u p t u r e o f L o n g m e n s h a n-Q i n g p i n g s e c t i o n t r i g g e r e d t h e r u p t u r e o f a s m a l l p a r t o f t h eP e n g g u a n f a u l t.K e y w o r d s:f r a c t u r e d i s t r i b u t i o n;g e o d y n a m i c s;C o u l o m b s t r e s s;W e n c h u a n e a r t h q u a k e;f r a c t u r e d i r e c t i o nF o u n d a t i o n s u p p o r t:F u n d a m e n t a lR e s e a r c hF u n d s f o r t h eC e n t r a lU n i v e r s i t i e s,N o.Z Y20130211;N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a,N o.41674055.A b o u t t h e f i r s t a u t h o r:J I NZ h i t o n g,a s s o c i a t e p r o f e s s o r,m a j o r s i n s e i s m o l o g y a n d g e o d y n a m i c s,a p p l i e dm a t h e m a t i c s,E-m a i l:j i n z h i t o n g @c i d p.e d u.c n.C o r r e s p o n d i n g a u t h o r:WA N Y o n g g e,P h D,r e s e a r c h e r,m a j o r s i n s e i s m o l o g y a n d g e o d e s y,E-m a i l:w a n y g217217@v i p.s i n a.c o m.987。
