2017年7.0级九寨沟地震与2008年8.0级汶川地震，两者有什么关系？

来源：中国科学地球科学

作者：单斌, 郑勇, 刘成利, 谢祖军, 孔军.

版权归作者所有，致谢！

北京时间2017年8月8日21时19分，四川省九寨沟发生7.0级地震。

截至8月11日下午, 此次地震已造成24人死亡, 493人受伤。该区域是我国著名的风景旅游胜地， 人口相对比较密集， 因此， 判断余震可能的发展趋势、圈定震区周边今后可能发生中强震的区域，对于抗震救灾、灾民安置以及灾后重建等工作具有十分重要的参考价值。

中国地质大学单斌博士等人在震后紧急开展研究，形成“2017年M7.0级九寨沟地震同震库伦应力变化及其与2008年汶川地震的关系”一文，发表于《中国科学：地球科学》2017年第11期。

该文利用弹性位错理论和岩石圈分层结构模型，计算Mw7.9级汶川地震引起的同震及震后粘弹松弛应力场变化，讨论汶川地震与九寨沟地震之间的关系。 计算九寨沟地震引起的同震库仑应力场变化，分析此次地震对余震分布以及对周边主要活动断层的影响，明确九寨沟地震周边地区的应力增强区，为圈定未来可能发生地震的区域和深入研究地震之间的相互作用提供参考依据。

图1 九寨沟地震及周边地区构造背景

（1）九寨沟地震有限破裂模型

基于小波分析方法, 采用远震P波和SH的垂直分量, 选取震源机制解的节面II(strike=332°, dip=84°, rake=5°)作为发震断层面, 作者反演了九寨沟地震有限破裂源的动态破裂过程, 结果如图2所示. 从图2可以看出, 地震破裂分量主要以左旋走滑方式为主, 矩心深度在6~8km, 最大滑移量1.5m左右, 主要集中在4~14km深度. 地震能量主要释放在10s左右, 其中前5s能量释放最强。

图2 九寨沟地震动态破裂过程反演结果

（2）汶川地震对九寨沟地震的影响

选取节面II(strike=332°, dip=84°, rake=5°)作为接收断层参数, 根据Mw7.9级汶川地震同震破裂模型以及岩石圈分层模型, 运用PSGRN/PSCMP软件, 考虑有效摩擦系数可能的取值范围(0.0~0.8), 作者计算了汶川地震在九寨沟地震震中位置所导致的同震及震后九年的粘弹松弛应力场变化(图3). 结果表明, 考虑不同的震源深度和有效摩擦系数,九寨沟地震震源位置的同震静态库仑应力变化在0.011~0.018MPa之间, 均高于0.01MPa (通常被认为是能够有效促进后续大地震发生的阀值). 因此, 汶川地震同震应力变化对九寨沟地震的具有一定的促进作用. 选取不同的中下地壳及上地幔粘滞系数, 分析结果表明粘滞系数取值的不确定性没有改变汶川地震和九寨沟地震之间的触发关系.

综上，考虑有效摩擦系数、粘滞系数和震源深度等参数不确定性的影响, 汶川地震都有效地提升了九寨沟地震震源位置库仑破裂应力的积累, 有助于九寨沟地震的提前发生.

图3 汶川地震导致的库仑应力变化

（a） 同震库仑应力变化; (b) 同震+震后粘弹松弛库仑应力变化

（3） 九寨沟地震对余震分布的影响

如图4a所示, 库仑应力的增强区主要位于主震破裂面NNW、SSE两端, 以及破裂面的东、西两侧. 目前所记录到的余震主要发生在沿破裂面附近的库仑应力增强区, 在破裂面东侧以及SSE方向的扇区存在少量的余震分布, 而库仑应力下降的区域几乎没有余震记录.

为了进一步分析库仑应力场变化与余震分布之间的相关性, 沿破裂面方向和垂直破裂面方向作了两条剖面, 比较不同深度上库仑应力变化与余震位置的关系. 如图4b和4c所示, 位于应力影区的余震主要集中在4~14km的深度、毗邻地震破裂面的区域. 这主要是由于该区域内主震破裂的滑移量最大, 余震的发生机制复杂, 难以用简单的地震应力触发理论来解释. 而在距地震破裂较远的区域, 如断层面14km深度以下的区域、断层破裂面SSE向及东侧, 余震均主要位于同震库仑应力增强的区域. 因此, 目前所记录到的余震的空间分布能够较好地由地震应力触发理论所解释.

图4 九寨沟地震同震静态库仑应力变化场与余震分布的关系

（4） 九寨沟地震对周边断层应力积累的影响

考虑地震的同震静态应力传输, 作者计算了九寨沟地震对周边主要活动断层上应力积累的影响库仑应力变化的结果如图5所示, 九寨沟地震同震库仑应力传输的影响范围主要集中在主震破裂面临近的地区. 九寨沟地震提升了东昆仑断裂玛曲-荷叶段(又称塔藏断裂)、虎牙断裂北端上的应力积累, 最大应力增量均超过0.03MPa, 是地震应力触发阀值的约3倍. 九寨沟地震导致的同震库仑应力增强将提升这些断层上地震发生的概率, 未来发生余震的可能性较大. 近年来, 虎牙断裂上的地震活动比较活跃, 其中1976年松潘-平武两次7.2级地震位于该断裂南段, 表明该断裂可能积累了较强的应力. 2017年九寨沟地震进一步提升了虎牙断裂北段上的应力积累, 其地震危险性在未来需要密切关注.

图5 九寨沟地震同震静态库仑应力对周边主要活动断层的影响

欲了解文章详情，请复制下方地址到浏览器阅读：

http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SSTe/doi/10.1360/N072017-00268?slug=full%20text

中文引用格式：单斌, 郑勇, 刘成利, 谢祖军, 孔军. 2017. 2017年M7.0级九寨沟地震同震库仑应力变化及其与2008年汶川地震的关系. 中国科学: 地球科学, 47: 1329–1338, doi: 10.1360/N072017-00268

英文引用格式： Shan B, Zheng Y, Liu C L, Xie Z J, Kong J. 2017. Coseismic Coulomb failure stress changes caused by the 2017 M7.0 Jiuzhaigou earthquake, and its relationship with the 2008 Wenchuan earthquake. Science China Earth Sciences, doi: 10.1007/s11430-017-9125-2

猜你喜欢：

朝鲜地震了，长白山会怎样？

解密|地质人全面解读512大地震（全）

矿物、宝石、地学、矿产等精选文集

请回复关键字：目录

号内搜索历史文章请回复关键字：搜索

投稿建议、转载授权、商务合作请加个人微信号：banyo615

矿业在线QQ群号：273655701

长按上方二维码识别获得更多精彩文章