内蒙古阿拉善左旗MS5.8地震静态库仑应力变化分析∗

2015-05-13高熹微万永革黄骥超防灾科技学院河北三河065201

地震科学进展 2015年9期

高熹微万永革黄骥超（防灾科技学院，河北三河 065201）

高熹微万永革黄骥超
（防灾科技学院，河北三河 065201）

∗基金项目：河北省地震科技星火计划（DZ20140101002），中央高校基本科研业务专项资金(创新项目团队资助计划)(ZY20110101)和国家国际科技合作专项(2012DFR20440)共同资助。

2015年4月15日15时39分28.6秒（北京时间），内蒙古自治区阿拉善盟阿拉善左旗发生MS5.8地震，中国地震台网给出该地震的震中位置为39.8°N，106.3°E，震源深度为10 km。此次主震后，发生多次余震，根据中国地震台网记录，于当日15时44分33秒在内蒙古自治区阿拉善盟阿拉善左旗发生M4.0地震（39.8°N，106.3°E）、当日18时49分58秒在内蒙古自治区阿拉善盟阿拉善左旗发生M3.1地震（39.8°N，106.4°E），两次余震深度均为5 km。该地震之后发生了两次大于3级的余震，这两次余震和主震之间有何关系，主震的发生是否传递到了余震位置导致了余震的发生，这些问题对于地震预测研究是有意义的。为研究地震发生和两次大余震的关系，计算了主震在周围空间产生的库仑破裂应力变化。

地震是由地下物质大规模的迁移和重组所产生的，地震发生之后的短时间内，弹性能的释放是主要的物理过程，在此时，采用简化模型，把地球地下介质简化为半无限空间内均匀各向同性完全弹性体，如果已知地震位错面的几何参数和滑动量，则可求出弹性体内部产生的应变场。运用库仑准则，断层面上的库仑破裂应力变化为剪切应力变化与内摩擦系数乘以法向应力变化之和，内摩擦系数采用0.4，计算出静态库仑应力变化。在面波震级小于8.9级的情况下，面波震级约等于矩震级的基础上，采用中国地震局地球物理研究所矩张量快速反演结果中的矩心深度为20 km，节面Ⅱ的走向86°，倾角69°，滑动角17°。接收断层亦为节面Ⅱ所给参数，利用Wells和Coppersmith的经验公式，估算得到断层面的长、宽和平均滑动量。根据Okada总结出的解析表达式求出位移和位移的导数，根据万永革等人所用方法求出给定的断层面上的静态库仑破裂应力变化。

通过计算，得到余震所在深度的弹性半空间内的震中周围的静态库仑应力变化（图1）。可以看出，深度为5 km的平面上，在主震位置的东、南方向上库仑应力变化为正值，即应力触发区，有利于地震发生。在主震位置的东南方位库仑应力变化为负值，即应力影区，说明在这块区域不利于地震发生。此地震的M4.0余震的静态库仑应力变化值为0.0428 ×106Pa，M3.2余震的静态库伦应力变化值为0.023×106Pa，两次余震发生的位置刚好处于库仑应力变化正值区。

计算了内蒙古阿拉善盟阿拉善左旗MS5.8级地震在周围产生的库仑破裂应力变化，发现该地震产生了东、南两个方向的应力触发区，两个大于3级的余震发生在触发区，说明此次主震传递的应力触发了这两次余震的发生。