2017年9月8日墨西哥M...2地震对后续地震的触发作用_卓瑞祺.pdf

文章编号:1001-8956(2023)02-0164-08中图分类号:P3157文献标识码:A2017 年 9 月 8 日墨西哥 MW82 地震对后续地震的触发作用卓瑞祺1，张苏祥2，王 斌1，关冬晓1，朱翔国1，张家声3(1新疆维吾尔自治区地震局，新疆 乌鲁木齐 830011;2东华理工大学地球物理与测控技术学院，江西 南昌 330013;3中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，河北 廊坊 065000)摘要:使用 coulmb3 程序研究在墨西哥地区板块间俯冲带巨震对后续余震的静态库仑应力触发作用。2017 年 9 月 8 日墨西哥 MW82 地震后，在主震震中所在区域选取 38 个 MW40 地震作为研究对象，分别设定有效摩擦系数 为 02、04、06 时，触发比例为 3947%、3158%和 2895%，触发效果不佳，随着有效摩擦系数 取值的增大，墨西哥 MW82 地震对余震的触发比例在降低但对主要余震的触发效果在加强。关键词:墨西哥 MW82 地震;库仑应力变化;地震触发doi:1016256/jissn1001-8956202302006地震通常是由地球内部变动引起的地壳震动，在部分地震发生前能观测到地形变、地球化学等1-3 地震前兆变化，从而起到预测地震发生的作用。据中国地震台网测定，北京时间 2017年 9 月 8 日 12 时 49 分，在墨西哥沿岸近海(9390W，1505N)发生 MW82 地震，震源深度约20 km。目前，地震研究人员通过应力触发研究地震间的相互作用关系。大震可以通过应力传递的形式触发或延迟周围区域的地震，例如 Deng，Skyes4 计算美国南加州 18121995 年中强地震产生的积累库仑破裂应力变化，发现 95%的 M60 地震发生在库仑破裂应力增加区;对有仪器记录的 19321995 年时段内地震发生和库仑破裂应力变化的研究表明，85%的 M50地震发生在库仑破裂应力增加区，基于研究结果估计南加州的地震危险性。Nalbant 等5 研究土耳其西北部和爱琴海地区的 29 次地震之间的应力触发关系，发现 16 次地震与前面发生地震的库仑破裂应力变化存在正相关关系，基于这一结果，推断伊兹米特海湾是将来大地震发生的可能区域，最终被 1999 年发生的伊兹米特地震所证实;万永革等6 根据前人对唐山地震破裂分布地壳波速和粘性结构的研究得出唐山地震 95%的余震发生在库仑破裂应力变化增加的区域，如果快速确定主震和较大余震的破裂分布和机制，则可以预测未来余震的发震趋势;万永革等7 在研究青藏高原东北部的库仑应力积累演化对大地震发生的影响研究中发现研究区域内大地震的触发率达85%;单斌等8 在2013 年芦山地震导致的周边断层应力变化及其与 2008 年汶川地震的关系中指出汶川地震的发生提升了彭县灌县断裂和雅安断裂上的应力积累而 2013 年的芦山地震可能的发震断层正是彭县灌县断裂和雅安断裂;刘桂萍和傅征第37卷第2期2023年6月内陆地震INLANDEATHQUAKEVol37No2Jun2023收稿日期:2021-10-21;修回日期:2022-02-09课题项目:新疆自然科学基金(2020D01A85);震情跟踪定向工作任务(2022020505)作者简介:卓瑞祺(1994)，男，助理工程师，2018 年毕业于防灾科技学院地球物理学专业，主要从事地震前兆监测工作 E-mail:1766806994 qqcom祥9 在 1979 年 7 月 28 日唐山 MS78 地震触发的区域地震活动和静应力场变化中指出在唐山地震主震后 30 小时至 7 天内，在距离震中 40300 km 的 3 个库仑应力正值区域中，地震活动速率上升了 2 033 倍，从而证明了库仑应力变化可以做为判断主震发生邻近区域后续余震活动情况的依据;王琼等10 在北天山西段地震应力触发作用初步研究中表明北天山西段多数中强震产生的库仑应力积累有利于其邻区后续中强震的发生;张琳琳等11 在研究 2016 年 11 月25 日阿克陶 MS67 地震前后库仑应力变化分析中说明此次地震在吉尔吉斯斯坦 MS67 地震和塔吉克斯坦 MS74 地震的库仑应力增强区内，对此次地震有触发作用，并且在研究天山中段2 次 MS66 地震前后库仑应力变化分析中得出这 2 次地震对周围区域中强地震活动有促进作用的结论12;同时，王琼等13 在 20012005 年新疆周边 3 次大震对新疆地震趋势影响的分析中说明新疆周边 3 次大震在新疆境内产生的库仑应力变化负区范围远大于正区，缓解了新疆区域中强地震发生的危险性。本文中从静态库仑应力触发角度，探讨 2017 年 9 月 8 日墨西哥 MW82 地震后对该板块间俯冲带地区后续地震活动的影响。1研究区域与数据11研究区域构造背景墨西哥位于北美洲南部，北邻美国，南接危地马拉和伯利兹，东、西、南三面为马德雷山脉所环绕。从全球构造演化背景上来看墨西哥地处太平洋的科科斯板块与大西洋的加勒比板块之间，科科斯板块向北美板块和加勒比板块下俯冲，属双向俯冲带之间的隆起地块14。在加勒比板块的北部边缘，北美板块以大约 20 mm/a 的速度向西移动，形成南科迪勒拉褶皱带和墨西哥湾沿岸向斜两大构造单元，正是由于这样的区域构造背景，致使墨西哥地区地震频发。下文使用节面参数作为发震断层面参数进行静态库仑应力计算(表 1)。表 12017 年 9 月 8 日墨西哥 MW82 地震震源机制参数表时间(年-月-日 T 时:分:秒)N/W/深度/km震级(MW/MS)节面走向/倾角/滑动角/节面走向/倾角/滑动角/2017-09-08T04:49:471538946644882/821501278318789312数据收集主要选取全球 GCMT 地震目录数据，选取地震震源机制数据在 9 月 829 日，9196W，1417N 的 38 个地震震源机制数据，其中最大震级为 MW60，最小震级为 MW47;震源深度最浅为 120 km，最深为 888 km，以其中最有可能是断层面的震源机制解截面作为接收断层面，选取依据参考盛书中等15 选取库仑应力接收断层面的依据:(1)根据震源机制解周边的断层资料，选取和距离最近断层走向较为一致的节面作为接收断层面。(2)对于仅根据节面走向难以选取接收断层面，且 2 个节面的倾角相差较大的情况，如果震源机制解是正断层型，选取 2 个节面中倾角较大的节面为断层面，因为节面倾角较大有利于正断层型地震的发震。如果震源机制解是逆冲型，则选取节面倾角较小的节面作为断层面，因为节面倾角较小有利于逆冲型地震的发震。(3)当地震的周围没有明确的断层，或是上述方法也难以区分时，就舍弃掉该震源机制解，以减少结果的不确定性(表 2)。5612 期卓瑞祺等:2017 年 9 月 8 日墨西哥 MW82 地震对后续地震的触发作用表 2选取地震震源机制解参数表序号时间(年-月-日 T 时:分:秒)N/W/深度/km震级(MW/MS)走向/倾角/滑动角/12017-09-08T18:57:281636950944755/53345609422017-09-09T03:08:161584945583551/493374315032017-09-09T04:54:531515941815857/5529626842017-09-09T11:50:501569947431151/49318359852017-09-09T13:21:591522943320951/48286186062017-09-09T15:30:091582948642752/53261333772017-09-09T20:26:171575946334149/48305369882017-09-10T03:07:261556946927159/58296156992017-09-10T08:39:391570945488849/5230567111102017-09-11T14:55:591539945835850/503054562112017-09-11T21:09:121498940724455/552761568122017-09-12T01:12:331535944336651/5129982113132017-09-12T05:08:461516939927355/54251013142017-09-12T15:28:201520940041950/5028760103152017-09-12T16:58:151531932581147/452945893162017-09-13T02:01:391524946112050/5026940125172017-09-13T05:09:341543936870251/453102776182017-09-13T21:30:481568953017152/5129519114192017-09-15T02:45:351538940972548/4432940102202017-09-16T11:23:231488942315054/49223911212017-09-16T14:18:541604952512054/562094569222017-09-16T17:07:151605951618748/451963799232017-09-16T19:35:291538948212050/5130140120242017-09-17T06:07:541605952318548/502294769252017-09-18T12:06:581608951418849/4919036103262017-09-18T14:19:161533946015157/5632669100272017-09-18T19:51:311537948419248/4932145106282017-09-19T07:02:581563948234150/493143592292017-09-19T07:53:151511944416255/552861848302017-09-20T10:39:291527935670552/473012886312017-09-21T11:44:291571935485249/483052594322017-09-21T20:22:301505941132149/49210436332017-09-23T10:38:061551944869258/5830164105342017-09-23T12:53:051672951112860/612654765352017-09-23T14:31:481666951018351/492715659362017-09-24T10:06:121521942529058/5831577140372017-09-29T04:00:221487942515056/5422052382017-09-29T04:33:151488943912053/522882170661内陆地震37 卷2库仑应力计算原理21库仑应力计算公式库仑应力变化是指由于研究断层及周边断层的错动导致研究区域库仑应力场发生的变化，若发生在研究断层上的库仑应力变化为正值，则表示加速此断层的错动;若变化为负值，则表示抑制此断层的错动16。沈正康等17 在华北地区 700 年来地壳应力场演化与地震的关系研究中指出可用库仑破裂应力变化定量描述应力变化的改变造成断层趋于破裂的程度，f=+n(1)式中:为视摩擦系数，为剪切应力变化量，n为法向正应力变化量。其中 视当地的地质构造而定，通常摩擦系数 在给定区域假定为常数，取值范围在 010，在没有确切地质资料时一般取其通用值 04;的取值有正负之分，当 与接收应力的断层滑动方向一致时取正值，当 与接收应力的断层滑动方向相反时取负值;n的取值同样有正负之分，规定使断层的两盘分离为正，使断层的两盘挤压为负。22coulomb 程序介绍coulomb