震源處應(yīng)力量值及地震斷層錯(cuò)動(dòng)科里奧利力的研究.pdf

1、近年來,隨著數(shù)字地震觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展和寬頻帶數(shù)字地震資料在地震學(xué)中的應(yīng)用,人們可以比較準(zhǔn)確的測(cè)定較小地震震源機(jī)制參數(shù),這為利用大地震前后短時(shí)期、小范圍的大量小震震源機(jī)制獲得地震前后應(yīng)力場(chǎng)方向提供了有利條件,為我們對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的進(jìn)一步研究及應(yīng)力量值的獲取奠定了基礎(chǔ)。
　　 本文的主要內(nèi)容由三部分組成:
　　 第一部分反演1992年美國(guó)加州蘭德斯地震震源區(qū)應(yīng)力場(chǎng)。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(jī)制目錄中選取前震和余震資料,然后用Gephart和Forsyth(1984)的應(yīng)力場(chǎng)反演方法反演地震前后的應(yīng)力場(chǎng)。應(yīng)力場(chǎng)反演結(jié)果表明:在約翰遜谷和霍姆斯特德谷子斷層區(qū)最大主應(yīng)力軸在蘭德斯地震前后均近水平,且方向?yàn)楸逼珫|,中間主應(yīng)力軸保持垂直；主震改變了應(yīng)力的方向,使最大主應(yīng)力方向發(fā)生了順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
　　 第二部分計(jì)算蘭德斯地震震源處應(yīng)力量值。首先給出大震前后構(gòu)造應(yīng)力方向在北東下地理

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

4、差基本對(duì)應(yīng)著應(yīng)力降；霍姆斯特德谷斷層段地震后斷層面的剪切應(yīng)力并不為零,這說明本斷層段沒有滑動(dòng)過頭的現(xiàn)象；從結(jié)果可以看出,雖然地下壓應(yīng)力很大,但是差應(yīng)力并不大,投影到斷層面上的剪切應(yīng)力也比較小的。
　　 第三部分研究主震斷層錯(cuò)動(dòng)所受科里奧利力與余震強(qiáng)度的關(guān)系。本部分研究首先給出了求取科里奧利力的嚴(yán)格表達(dá)式,然后采用哈佛大學(xué)矩心矩張量目錄進(jìn)行分析,按斷層分類研究了主震斷層錯(cuò)動(dòng)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(jí)與其最大余震震級(jí)差、主震地震矩與余震地震矩總和之差以10為底取對(duì)數(shù)以及主震地震矩與余震地震矩總和之差轉(zhuǎn)換為矩震級(jí)間關(guān)系。研究結(jié)果顯示:地震斷層錯(cuò)動(dòng)過程中雖然產(chǎn)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(cuò)動(dòng)時(shí)斷層面上的摩擦阻力,但是科里奧利力太小(估計(jì)最大不到0.1MPa,即不到一個(gè)大氣壓),不足以對(duì)斷層錯(cuò)動(dòng)及主震能量釋放產(chǎn)生影響,所以,根據(jù)科里奧利力是否可以判斷主震后余震