震源處應力量值及地震斷層錯動科里奧利力的研究.pdf

1、近年來,隨著數(shù)字地震觀測技術的發(fā)展和寬頻帶數(shù)字地震資料在地震學中的應用,人們可以比較準確的測定較小地震震源機制參數(shù),這為利用大地震前后短時期、小范圍的大量小震震源機制獲得地震前后應力場方向提供了有利條件,為我們對應力場的進一步研究及應力量值的獲取奠定了基礎。
　　 本文的主要內容由三部分組成:
　　 第一部分反演1992年美國加州蘭德斯地震震源區(qū)應力場。參照Wald和Heaton(1994)給出的蘭德斯地震斷層破裂模型,

2、從Hauksson(2000)給出的南加州震源機制目錄中選取前震和余震資料,然后用Gephart和Forsyth(1984)的應力場反演方法反演地震前后的應力場。應力場反演結果表明:在約翰遜谷和霍姆斯特德谷子斷層區(qū)最大主應力軸在蘭德斯地震前后均近水平,且方向為北偏東,中間主應力軸保持垂直；主震改變了應力的方向,使最大主應力方向發(fā)生了順時針旋轉。
　　 第二部分計算蘭德斯地震震源處應力量值。首先給出大震前后構造應力方向在北東下地理

3、坐標系中的表示,然后將震前構造應力方向和地震應力降統(tǒng)一在震后主軸坐標系下表示,建立它們之間的數(shù)學關系。根據(jù)在震后主軸坐標系中剪切應力為零的原則建立關于震前主應力量值為未知數(shù)的方程組；并此基礎上進一步考慮相對主應力大小,對應力量值進行進一步約束,建立關于震前應力量值為未知數(shù)的超定方程組；再利用最大似然解估計公式對方程組進行求解。
　　 研究結果表明:地震發(fā)生后,正壓應力增大,有利于破裂的終止；震前剪切應力大于震后剪切應力,且它們的

4、差基本對應著應力降；霍姆斯特德谷斷層段地震后斷層面的剪切應力并不為零,這說明本斷層段沒有滑動過頭的現(xiàn)象；從結果可以看出,雖然地下壓應力很大,但是差應力并不大,投影到斷層面上的剪切應力也比較小的。
　　 第三部分研究主震斷層錯動所受科里奧利力與余震強度的關系。本部分研究首先給出了求取科里奧利力的嚴格表達式,然后采用哈佛大學矩心矩張量目錄進行分析,按斷層分類研究了主震斷層錯動所受科里奧利力,將其分解到已知斷層面的法向和切向上,分別研

5、究了科里奧利力在斷層面法向分量和主震震級與其最大余震震級差、主震地震矩與余震地震矩總和之差以10為底取對數(shù)以及主震地震矩與余震地震矩總和之差轉換為矩震級間關系。研究結果顯示:地震斷層錯動過程中雖然產生了使斷層兩盤相互拉離(或擠壓)的科里奧利力,它降低(或增加)了斷層錯動時斷層面上的摩擦阻力,但是科里奧利力太小(估計最大不到0.1MPa,即不到一個大氣壓),不足以對斷層錯動及主震能量釋放產生影響,所以,根據(jù)科里奧利力是否可以判斷主震后余震