韓曉明,劉 芳,劉文廣

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)地震局,呼和浩特 010010;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)地震局烏加河地震臺(tái),內(nèi)蒙古臨河 015000)

2003年內(nèi)蒙古巴林左旗—阿魯科爾沁旗5.9級(jí)地震測(cè)震學(xué)指標(biāo)異常分析＊

韓曉明1,劉 芳1,劉文廣2

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)地震局,呼和浩特 010010;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)地震局烏加河地震臺(tái),內(nèi)蒙古臨河 015000)

2003年 8月 16日,在內(nèi)蒙古巴林左旗與阿魯科爾沁旗交界處發(fā)生MS5.9地震。以本次地震為研究對(duì)象,結(jié)合震中區(qū)地震地質(zhì)背景,從地震活動(dòng)性和震害分布特征兩個(gè)方面進(jìn)行了分析。根據(jù)b值、波速比(VP/VS)和地震空間相關(guān)長(zhǎng)度在震前的變化,探討了地震前震源區(qū)地下介質(zhì)體的演變過(guò)程,并對(duì)此次地震的孕震過(guò)程做出了初步推斷。本次地震前波速比和地震空間相關(guān)長(zhǎng)度的變化規(guī)律對(duì)該區(qū)域未來(lái)中強(qiáng)地震預(yù)測(cè)有一定借鑒意義。

MS5.9地震;b值;波速比;地震空間相關(guān)長(zhǎng)度;內(nèi)蒙古

0 引言

阿魯科爾沁旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中東部,與鄰近的巴林左旗、巴林右旗形成一個(gè)近似矩形的發(fā)震區(qū)域。歷史地震資料(陳立強(qiáng),張躍剛,2006)顯示,從公元 849年至 2003年,該區(qū)域未有MS5.0以上地震發(fā)生,因此 2003年 8月 16日巴林左旗與阿魯科爾沁旗交界處的MS5.9地震的發(fā)生,打破了該區(qū)域一千多年來(lái)MS5.0以上中強(qiáng)地震平靜。研究該地震的地震活動(dòng)性以及測(cè)震學(xué)指標(biāo),探討該區(qū)域的地震活動(dòng)規(guī)律及孕震機(jī)理,可為華北以及東北地區(qū)的地震形勢(shì)分析提供一定的震例依據(jù)。

1 本次地震的概況

1.1 震中區(qū)域地震地質(zhì)背景

2003年 8月 16日,在內(nèi)蒙古自治區(qū)巴林左旗與阿魯科爾沁旗交界處(43.9°N,119.7°E)發(fā)生MS5.9地震(以下簡(jiǎn)稱巴—阿 5.9級(jí)地震)。地震位于大興安嶺隆起帶南部東坡邊緣與松遼盆地過(guò)渡地帶,該地區(qū)主體構(gòu)造線方向以北東、北北東和近東西向?yàn)橹?北西向較弱。東西向斷裂主要展布在松遼盆地及其邊緣,北東向和北西向構(gòu)造線主要分布于大興安嶺隆起帶。同時(shí),該地區(qū)位于縱貫我國(guó)南北的北東向重力異常梯度帶上。區(qū)域地質(zhì)資料(陳立強(qiáng),張躍剛,2006)顯示,震中區(qū)分布著一條約 25 km長(zhǎng)的斷層,該斷層性質(zhì)不明,可能為本次 5.9級(jí)地震的發(fā)震構(gòu)造。

高孟譚和許力生(2005)通過(guò)反演中國(guó)數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)(CDSN)的長(zhǎng)周期波形資料,確定了本次地震的震源機(jī)制解和震害分布特征。地震發(fā)生在一個(gè)近東西走向的南傾的斷層上,斷層運(yùn)動(dòng)的正斷層分量和左旋走滑分量基本相當(dāng)。

近 30年來(lái)本次地震周邊區(qū)域沒有發(fā)生過(guò)強(qiáng)震,但是中小地震較為活躍(陳立強(qiáng),張躍剛,2006)。1971～1988年,在本次震中區(qū)域方圓大約65 km范圍內(nèi),共發(fā)生 5次MS3.5以上地震,而且本次地震正好位于這 5次地震的圍空地帶(表 1、圖 1),從震級(jí)分布圖可以看出,本次 5.9級(jí)地震屬主震—余震型(圖 2)。

表 1 巴—阿 5.9級(jí)地震震中周邊地區(qū)MS3.5以上地震基本參數(shù)Tab.1 Parameters of theMS≥3.5 earthquakes around the epicenter ofMS5.9 Balinzuoqi-Alukeerqinqi earthquake

圖 1 巴—阿 5.9級(jí)地震及周邊區(qū)域MS≥3.5地震分布圖Fig.1 Distribution of theMS5.9 Balinzuoqi-Alukeerqinqi earthquake and the neighboringMS≥3.5 earthquakes

圖 2 巴—阿 5.9級(jí)地震序列Fig.2 Earthquake sequence of theMS5.9 Balinzuoqi-Alukeerqinqi earthquake

1.2 震害特征

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察及調(diào)查資料(高孟譚,許力生,2005),本次地震的宏觀震中為 44°03′N,119°42′E,震中區(qū)烈度為Ⅷ度,等震線呈東西向橢圓形分布(圖 3)。

圖 3 巴—阿 5.9級(jí)地震等震線分布(陳立強(qiáng),張躍剛,2006)Fig.3 Isosei smal distribution of theMS5.9 Balinzuoqi-Alukeerqinqi earthquake(Chen,Zhang,2006)

本次地震的極震區(qū)位于巴林左旗白音溝鄉(xiāng)水泉溝村、孤山子村和阿魯科爾沁旗西山灣村一線,呈近東西向分布,長(zhǎng)約 30 km,均位于微觀震中的北側(cè)。極震區(qū)內(nèi)大部分土木結(jié)構(gòu)房屋倒塌,很多磚木結(jié)構(gòu)房屋的承重系統(tǒng)破壞?，F(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)在輻射狀調(diào)查的基礎(chǔ)上,對(duì)極震區(qū)的邊界進(jìn)行了逐村校核。Ⅶ度區(qū)北至太平莊,南至古北口村。位于Ⅶ度區(qū)與Ⅵ度區(qū)分界線上的古北口村,破壞也很嚴(yán)重。

巴—阿MS5.9地震的破壞區(qū)域比較廣。據(jù)估計(jì),Ⅷ度區(qū)面積為 169 km2,Ⅶ度區(qū)面積為 3055 km2,V I度區(qū)面積為11690 km2。V I度區(qū)包括巴林左旗、阿魯科爾沁旗和巴林右旗的部分地區(qū)(陳立強(qiáng),張躍剛,2003)。

2 利用 b值對(duì)震源區(qū)應(yīng)力環(huán)境進(jìn)行分析

把巖石破裂試驗(yàn)中的聲發(fā)射記錄與天然地震過(guò)程做比較,可以看到反映大震與小震之間比例關(guān)系的b值與巖石所處的應(yīng)力狀態(tài)以及地下介質(zhì)體的不均勻性有關(guān)(傅征祥,1997)。Mogi(1962)指出不均勻介質(zhì)與均勻介質(zhì)的破裂性質(zhì)有非常大的差異。例如在均勻外應(yīng)力作用下的不均勻介質(zhì),應(yīng)力將集中在介質(zhì)中的不規(guī)則點(diǎn)上,并在那里發(fā)生破裂,這種局部破裂通常不會(huì)發(fā)展為大破裂,因?yàn)樗鼈兊臄U(kuò)展受到介質(zhì)中不同尺度的障礙體的阻擋。所以,在不均勻介質(zhì)中,發(fā)生大破裂的概率小,小破裂則較頻繁地發(fā)生。相反,在均勻介質(zhì)中,小破裂很少發(fā)生,一旦發(fā)生可能會(huì)發(fā)展成大破裂。Mogi(1962)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述思想,并得出了b值的區(qū)域差異受區(qū)域地殼介質(zhì)不均勻性的差異制約的結(jié)論,即某一區(qū)域地下介質(zhì)體的不均勻程度越高,該區(qū)域的b值就越高。Scholz(1968)通過(guò)不同物理性質(zhì)巖石樣品的圍壓試驗(yàn),探討了b值隨應(yīng)力變化的過(guò)程,并發(fā)現(xiàn)b值一般隨著應(yīng)力的增大而減小。基于這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,大地震前震源區(qū)及鄰近區(qū)域b值的降低很可能是應(yīng)力增加和集中的客觀表現(xiàn)。尹祥礎(chǔ)等(1987)根據(jù)斷裂力學(xué)的基本理論,認(rèn)為b值反映了介質(zhì)斷裂構(gòu)造狀態(tài)(如介質(zhì)裂紋系的空間分布和斷裂韌度、摩擦系數(shù)等)。一個(gè)地震區(qū)的b值較大,表明區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度大的斷裂數(shù)目較少,長(zhǎng)度小的斷裂數(shù)目較多。其實(shí),上述 3種關(guān)于b值的研究結(jié)論是互相聯(lián)系、相互映證的。在地震孕育過(guò)程中,應(yīng)力水平對(duì)b值的影響實(shí)質(zhì)上是由介質(zhì)斷裂構(gòu)造狀態(tài)發(fā)生變化造成的,同時(shí)介質(zhì)的不均勻性也在時(shí)刻變化。

為了確保b值的計(jì)算精度,筆者根據(jù)序列中日頻次的多少選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間窗以使在這一時(shí)間窗內(nèi)有一定的地震樣本(不少于 10個(gè)地震),然后以一定的時(shí)間單位進(jìn)行滑動(dòng)給出b值的時(shí)間進(jìn)程曲線,所選時(shí)段為 1988年 3月至 2004年 10月。

計(jì)算過(guò)程中,由于原始數(shù)據(jù)的突跳過(guò)大(圖4a),不能很好地判斷b值曲線的變化趨勢(shì),因此筆者對(duì)原始數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行了 FFT平滑處理。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),采用窗長(zhǎng)為 15個(gè)地震,滑動(dòng)步長(zhǎng)設(shè)定為 5個(gè)地震。從所選時(shí)間段(1988年 3月至 2004年 10月)的b值時(shí)序曲線來(lái)看(圖 4b),在本次地震發(fā)生前,b值的高值回落幅度最大,降到了歷年來(lái)的最低值。

根據(jù)上述b值與區(qū)域應(yīng)力狀態(tài)、介質(zhì)性質(zhì)和構(gòu)造斷裂狀態(tài)的關(guān)系的研究,可以推斷,在大破裂產(chǎn)生之前(即MS5.9地震前),由于應(yīng)力的作用,震中區(qū)域多為長(zhǎng)度較短的小破裂,介質(zhì)整體比較破碎,非均勻性較高,因而b值較高;隨著時(shí)間推移,伴隨著應(yīng)力的不斷增大,小破裂逐漸串聯(lián)發(fā)展成為長(zhǎng)度較大的破裂,介質(zhì)整體性增強(qiáng),非均勻性變小,b值隨之降低,應(yīng)力加大到一定程度(即到達(dá)臨界狀態(tài))后產(chǎn)生最終的大破裂(MS5.9地震發(fā)生);震后應(yīng)力得到釋放的同時(shí),大破裂再次分化為許多小破裂,介質(zhì)體非均勻性增強(qiáng),b值再次回升。因此,大地震發(fā)生前后,b值表現(xiàn)為“下降—回升”的變化(圖 4)。

圖 4 研究區(qū)域 b值變化曲線(a)b值原始變化曲線;(b)b值 FFT平滑曲線Fig.4 Curve ofb-value in the study area(a)Original curve ofb-value;(b)FFT smoothness curve ofb-value

因此,通過(guò)分析地震前一定時(shí)空范圍內(nèi)b值的變化,可以了解震前震中區(qū)域由應(yīng)力變化、地下介質(zhì)體的不均勻性以及斷裂構(gòu)造狀態(tài)所決定的地震孕育過(guò)程。同時(shí),也能夠?yàn)橄挛牡牟ㄋ俦群偷卣鹂臻g相關(guān)長(zhǎng)度計(jì)算的結(jié)果分析提供依據(jù)。

3 測(cè)震學(xué)指標(biāo)分析

3.1 波速比

在地震孕育過(guò)程中,震源區(qū)介質(zhì)的物理狀態(tài)會(huì)發(fā)生一系列變化,如出現(xiàn)微破裂、擴(kuò)容、塑性硬化及相變等。地震波通過(guò)震源區(qū)時(shí),波速也會(huì)發(fā)生變化,其變化可利用波速比值的變化來(lái)測(cè)定(蔡靜觀,2000;蔡靜觀等,1999;李永莉等,2008)。

(1)計(jì)算方法

根據(jù) 4個(gè)以上數(shù)字地震臺(tái)記錄到的清晰直達(dá)波 Pg、Sg震相的到時(shí)TP、TS,用最小二乘法計(jì)算波速比

式中n為臺(tái)站個(gè)數(shù),ΔTi=Tsi-Tpi。

(2)資料選取

空間范圍:巴—阿地震發(fā)生在內(nèi)蒙古自治區(qū)中東部,該地區(qū)臺(tái)站分布密度有限,而且較小的空間范圍內(nèi)沒有足夠的地震事件參與波速比計(jì)算,這將大大影響計(jì)算結(jié)果的精度,因此,我們以震中區(qū)為中心,取 250 km范圍內(nèi)的區(qū)域作為研究區(qū)(圖 5),這樣既保證了足夠多的地震樣本數(shù)目,又使更多的地震臺(tái)站參與計(jì)算,從而提高波速比計(jì)算的精度和可信度。

時(shí)間范圍:依靠波速比時(shí)序曲線來(lái)判定中強(qiáng)地震前的波速比變化,較短的時(shí)間內(nèi)很難準(zhǔn)確把握異常信息。根據(jù)國(guó)內(nèi)研究者的結(jié)論(蔡靜觀等,2000;李永莉等,2008),本次波速比研究中選取的時(shí)間范圍為 2001年 1月至 2009年 2月。

地震樣本的挑選:選取初動(dòng)清晰,易于分辨的震相,同時(shí)選取距震中相對(duì)較近的臺(tái)站的記錄,以減少傳播路徑上的介質(zhì)對(duì)波速比的影響。

考慮到震中區(qū)及周邊地區(qū)地震臺(tái)站的分布情況,我們?cè)诓ㄋ俦扔?jì)算過(guò)程中,利用山西省地震局提供的震相數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件,針對(duì)每個(gè)地震事件,對(duì)各個(gè)臺(tái)站記錄到的 Pg、Sg震相到時(shí)進(jìn)行了和達(dá)直線檢驗(yàn),對(duì)偏離直線的臺(tái)站震相到時(shí)進(jìn)行了校對(duì)和修正,對(duì)偏離較大且無(wú)法校正的,在保證滿足計(jì)算要求的前提下予以刪除。在此基礎(chǔ)上,共整理出波速比標(biāo)準(zhǔn)誤差小于等于 0.05、相關(guān)系數(shù)大于 0.96的地震事件 161次(包括 2003年 8月 16日阿魯科爾沁旗MS5.9地震序列和 2006年 11月 3日巴林右旗MS4.3地震序列),這樣既保證了足夠多的地震樣本數(shù)目,也提高了數(shù)據(jù)的精度和可信度。

為了更好地顯示波速比隨時(shí)間的演化趨勢(shì),筆者對(duì)原始數(shù)據(jù)曲線采用 4點(diǎn)窗長(zhǎng)、2點(diǎn)步長(zhǎng)進(jìn)行近均值平滑處理,即平滑前后波速比平均值保持不變。計(jì)算結(jié)果表明,研究區(qū)的平均波速比值為1.725,波速比變化范圍為 1.655～1.82;平滑處理后的標(biāo)準(zhǔn)差為 0.02745,如圖 5所示。

圖 5 研究區(qū)域的波速比時(shí)序曲線Fig.5 Time-sequence curve of the velocity ratio(VP/VS) in the research area

圖 5顯示,在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi),在以下兩次地震前后波速比曲線的波動(dòng)幅度最大:2003年 08月16日阿魯科爾沁旗MS5.9地震前,波速比值明顯下降,在下降過(guò)程結(jié)束即將回升時(shí)發(fā)震,震后波速比值又有一定的升降變化,但幅度明顯減弱;2006年 11月 3日巴林右旗MS4.3地震前,波速比值也呈顯著的下降—低值—上升趨勢(shì),在上升趨勢(shì)即將結(jié)束時(shí)發(fā)震,震后波速比值也有一定程度的升降變化,波動(dòng)范圍逐漸減小,最后趨于平穩(wěn)。前蘇聯(lián)學(xué)者謝苗諾夫指出,在 4～5級(jí)地震發(fā)生之前,波速比值往往呈下降—持續(xù)低值—回升發(fā)震的過(guò)程(國(guó)家地震局預(yù)測(cè)預(yù)防司,1997)。這兩次地震前波速比的變化規(guī)律與謝苗諾夫的研究結(jié)論是相符的。

3.2 相關(guān)長(zhǎng)度

(1)計(jì)算原理與方法

相關(guān)長(zhǎng)度可看作是一定時(shí)段中,一定空間范圍內(nèi)的地震之間的特征距離或震群尺度。按照地震的自組織臨界系統(tǒng)的觀點(diǎn),如果系統(tǒng)接近臨界點(diǎn),那么將出現(xiàn)以冪次律為特征的長(zhǎng)程相互作用,這時(shí)中等地震的相關(guān)長(zhǎng)度ξ應(yīng)增長(zhǎng),可用下式表示(Bruce,Wallace,1989):

式中,tf為中強(qiáng)地震的發(fā)震時(shí)間,即震源系統(tǒng)達(dá)到臨界點(diǎn)的時(shí)間;k為正數(shù),取決于相關(guān)長(zhǎng)度增長(zhǎng)的速率。

相關(guān)長(zhǎng)度ξ可用單鍵群分析方法來(lái)估算。關(guān)于單鍵群分析的具體方法,Frohlich和 Davis(1990)有詳細(xì)的論述。榮代潞等(2006)通過(guò)一些震例對(duì)此方法進(jìn)行了一定的改進(jìn)和完善;韓曉明,榮代潞(2007)也曾用此方法對(duì) 2004年甘肅臨澤震群進(jìn)行了研究。

為了得到相關(guān)長(zhǎng)度的時(shí)間演化進(jìn)程,使用滑動(dòng)時(shí)間窗方法,在選定的空間范圍內(nèi),以在主震發(fā)生前一段時(shí)間(一般是數(shù)年)的地震序列為基礎(chǔ),以一定數(shù)目的地震作為時(shí)間窗,用單鍵群分析方法計(jì)算時(shí)間窗內(nèi)的相關(guān)長(zhǎng)度,然后,以一定的步長(zhǎng)移動(dòng)這個(gè)時(shí)間窗,就可得到主震發(fā)生前一段時(shí)間內(nèi)相關(guān)長(zhǎng)度隨時(shí)間的演化過(guò)程。

關(guān)于強(qiáng)震前地震空間相關(guān)長(zhǎng)度增長(zhǎng)的現(xiàn)象,國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者做了大量研究。Zoller等(2001)用此方法研究了美國(guó)加州北緯 32°～40°之間 1952年以來(lái)發(fā)生的 9次MS≥6.2地震前地震活動(dòng)相關(guān)長(zhǎng)度的增長(zhǎng)現(xiàn)象。榮代潞等(2006)研究了近 17年來(lái)甘肅及鄰近地區(qū)的 6次 6級(jí)左右地震,發(fā)現(xiàn)在震前相關(guān)長(zhǎng)度都存在不同程度增長(zhǎng)。

(2)資料選取和計(jì)算

時(shí)間范圍:為了更加深入地探討本次MS5.9地震前相關(guān)長(zhǎng)度的變化,選取震前 3年的地震資料進(jìn)行分析。

空間范圍:依據(jù)郭增建等以地震孕育的組合模式提出的有效前兆范圍(榮代潞等,2006)

其中R為以震中為中心的半徑(單位:km),M為面波震級(jí)。此公式是基于震源孕育的組合模式和對(duì)觀測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)而得出的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系,地震實(shí)際孕育過(guò)程中它的應(yīng)力積累的范圍應(yīng)當(dāng)更大,因此由應(yīng)力積累引起的地殼介質(zhì)性質(zhì)的變化范圍也更大?；谶@種認(rèn)識(shí)并考慮到需要足夠多的地震參加計(jì)算,可以在(R～2R)的范圍內(nèi)選取地震,根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的總結(jié)(蔡靜觀等,1999;Frohlich,Davis,1990;榮代潞等,2006;韓曉明,榮代潞,2007),只要有足夠多的地震參加計(jì)算,空間范圍的變化不太大就不會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大影響。

把MS=5.9代入公式(3)可求得R≈42 km,因此可以選取震中區(qū)域方圓 84 km范圍內(nèi)的地震參與計(jì)算。

震級(jí)范圍:由于巴—阿MS5.9地震震中區(qū)及周邊地區(qū)臺(tái)站分布不是特別密集,地震監(jiān)控能力也不是很高,因此首先用古登堡—李克特公式 lgN=a-b M對(duì)所用地震目錄進(jìn)行完備性檢驗(yàn),得到所用目錄的截止震級(jí)為ML=1.8,最終選取 118次ML≥1.8的地震事件進(jìn)行相關(guān)長(zhǎng)度計(jì)算。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),采用時(shí)間窗長(zhǎng)為 4個(gè)地震,步長(zhǎng)設(shè)定為 2個(gè)地震進(jìn)行滑動(dòng)計(jì)算,得到 58組地震空間相關(guān)長(zhǎng)度結(jié)果,并根據(jù)(2)式對(duì)結(jié)果進(jìn)行冪次率擬合(圖6)。從圖 6可以看出,在巴—阿MS5.9地震前,震源區(qū)域的地震空間相關(guān)長(zhǎng)度有顯著的增長(zhǎng)現(xiàn)象,這種增長(zhǎng)變化與震前震源區(qū)域地下介質(zhì)體的運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。

圖 6 巴—阿MS5.9地震前相關(guān)長(zhǎng)度增長(zhǎng)變化Fig.6 Increase of seismic spatial correlation length before theMS5.9 Balinzuoqi-alukeerqinqi earthquake

4 結(jié)論與討論

(1)從研究區(qū)域的地震活動(dòng)性分析結(jié)果來(lái)看,本次巴—阿 5.9級(jí)地震不是孤立發(fā)生的,從 20世紀(jì) 70年代起該區(qū)域中等地震就時(shí)有發(fā)生,本次地震就發(fā)生在這些地震的圍空的中間部位,表明此次地震是該地區(qū)地震長(zhǎng)期孕育發(fā)展的結(jié)果。

(2)在本次地震前,震中區(qū)域平均波速比變化過(guò)程為:下降—低值—回升—發(fā)震,這個(gè)過(guò)程與其他研究者的結(jié)論是一致的。由此可以推斷震前震源區(qū)域地下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為:震前一段時(shí)間內(nèi),震源區(qū)域壓力開始增大,巖石由整體變?yōu)槠扑?波速比開始減小,隨著壓力的進(jìn)一步增大,波速比持續(xù)低值,巖石裂隙逐漸減小,破碎程度減小,整體性增加,波速比開始回升,當(dāng)壓力增加到超越臨界值時(shí)發(fā)震;本次地震前,地震空間相關(guān)長(zhǎng)度也有顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)。這種增長(zhǎng)變化可能反映了地震前震源區(qū)域地下介質(zhì)體在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的微裂隙的變化過(guò)程。這個(gè)理論也與上述b值的研究結(jié)論相符。

(3)通過(guò)對(duì)比分析b值、波速比和相關(guān)長(zhǎng)度在MS5.9地震前的變化規(guī)律,可以發(fā)現(xiàn)震中區(qū)域地下介質(zhì)變化過(guò)程為:在應(yīng)力作用的初期階段,巖石中的微裂隙密度增加,但巖石總體并沒有發(fā)生宏觀破壞。隨著應(yīng)力的增大,微裂隙密度增加,但在大的尺度上宏觀破壞現(xiàn)象仍不顯著。當(dāng)應(yīng)力和微裂隙密度增加到某一程度(大于臨界值)時(shí),就發(fā)生宏觀破壞(即地震)。

(4)震前b值、波速比和地震空間相關(guān)長(zhǎng)度的顯著變化與發(fā)震區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)。巴林左旗—阿魯科爾沁旗地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單,地下介質(zhì)整體性較好,剛度較強(qiáng),因此,地震發(fā)生前,震中區(qū)域地下介質(zhì)的細(xì)微變化(主要表現(xiàn)為介質(zhì)破碎程度增加)會(huì)直接影響波速比和空間相關(guān)長(zhǎng)度的變化。對(duì)于同一區(qū)域,由于其固定的地質(zhì)構(gòu)造條件,發(fā)生在該區(qū)域內(nèi)的地震往往表現(xiàn)為相同的地震類型,而且孕震過(guò)程也有一定程度的相似性,因此,本次巴—阿 5.9級(jí)地震前波速比和空間相關(guān)長(zhǎng)度的變化規(guī)律,可以為該區(qū)域未來(lái)中強(qiáng)地震的預(yù)測(cè)預(yù)判提供參考依據(jù)。

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Analysis of the Abnormity of Seismometry Index before Balinzuoqi-Alukeerqinqi MS5.9 Earthquake in Inner Mongolia Autonomous Region in 2003

HAN Xiao-ming1,L IU Fang1,LIU Wen-guang2
(1.Earthquake Administration of Inner Mongolia Autonomous Region,Huhhot010010,Inner Mongolia,China)
(2.Wujiahe seismic Station,Earthquake Administration of Inner Mongolia Autonomous Region,Linhe015000,Inner Mongolia,China)

On August16,2003,an MS5.9earthquake occurred in the bordering area of Balinzuoqi and Alukeerqinqi,Inner Mongolia Autonomous Region.We analyze the seismic activity and the distribution of earthquake disaster on the basis of the seismological settings in the earthquake area.By analyzing the variation of b-value,velocity ratio(VP/VS)and correlation length before the earthquake event,We discuss the evolvement of underground media in the hypo central area before earthquake event and preliminarily deduce the seismogenic process of the earthquake.The variation regularity of these three indexes can serve for forecasting the future medium-and strong earthquakes in this region.

MS5.9earthquake;b-value;velocity ratio(VP/VS); seismic spatial correlation length; Inner Mongolia

P315.75

A

1000-0666(2010)03-0247-06

2009-06-25.

2010年度中國(guó)地震局震情跟蹤合同制項(xiàng)目(2010020104)資助 .