高熹微 萬永革 黃驥超（防災(zāi)科技學(xué)院，河北三河 065201）

內(nèi)蒙古阿拉善左旗MS5.8地震靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化分析?

高熹微 萬永革 黃驥超
（防災(zāi)科技學(xué)院，河北三河 065201）

?基金項(xiàng)目：河北省地震科技星火計(jì)劃（DZ20140101002），中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)專項(xiàng)資金(創(chuàng)新項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)資助計(jì)劃)(ZY20110101)和國家國際科技合作專項(xiàng)(2012DFR20440)共同資助。

2015年4月15日15時(shí)39分28.6秒（北京時(shí)間），內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟阿拉善左旗發(fā)生MS5.8地震，中國地震臺(tái)網(wǎng)給出該地震的震中位置為39.8°N，106.3°E，震源深度為10 km。此次主震后，發(fā)生多次余震，根據(jù)中國地震臺(tái)網(wǎng)記錄，于當(dāng)日15時(shí)44分33秒在內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟阿拉善左旗發(fā)生M4.0地震（39.8°N，106.3°E）、當(dāng)日18時(shí)49分58秒在內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟阿拉善左旗發(fā)生M3.1地震（39.8°N，106.4°E），兩次余震深度均為5 km。該地震之后發(fā)生了兩次大于3級(jí)的余震，這兩次余震和主震之間有何關(guān)系，主震的發(fā)生是否傳遞到了余震位置導(dǎo)致了余震的發(fā)生，這些問題對于地震預(yù)測研究是有意義的。為研究地震發(fā)生和兩次大余震的關(guān)系，計(jì)算了主震在周圍空間產(chǎn)生的庫侖破裂應(yīng)力變化。

地震是由地下物質(zhì)大規(guī)模的遷移和重組所產(chǎn)生的，地震發(fā)生之后的短時(shí)間內(nèi)，彈性能的釋放是主要的物理過程，在此時(shí)，采用簡化模型，把地球地下介質(zhì)簡化為半無限空間內(nèi)均勻各向同性完全彈性體，如果已知地震位錯(cuò)面的幾何參數(shù)和滑動(dòng)量，則可求出彈性體內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)變場。運(yùn)用庫侖準(zhǔn)則，斷層面上的庫侖破裂應(yīng)力變化為剪切應(yīng)力變化與內(nèi)摩擦系數(shù)乘以法向應(yīng)力變化之和，內(nèi)摩擦系數(shù)采用0.4，計(jì)算出靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化。在面波震級(jí)小于8.9級(jí)的情況下，面波震級(jí)約等于矩震級(jí)的基礎(chǔ)上，采用中國地震局地球物理研究所矩張量快速反演結(jié)果中的矩心深度為20 km，節(jié)面Ⅱ的走向86°，傾角69°，滑動(dòng)角17°。接收斷層亦為節(jié)面Ⅱ所給參數(shù)，利用Wells和Coppersmith的經(jīng)驗(yàn)公式，估算得到斷層面的長、寬和平均滑動(dòng)量。根據(jù)Okada總結(jié)出的解析表達(dá)式求出位移和位移的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)萬永革等人所用方法求出給定的斷層面上的靜態(tài)庫侖破裂應(yīng)力變化。

通過計(jì)算，得到余震所在深度的彈性半空間內(nèi)的震中周圍的靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化（圖1）?？梢钥闯?，深度為5 km的平面上，在主震位置的東、南方向上庫侖應(yīng)力變化為正值，即應(yīng)力觸發(fā)區(qū)，有利于地震發(fā)生。在主震位置的東南方位庫侖應(yīng)力變化為負(fù)值，即應(yīng)力影區(qū)，說明在這塊區(qū)域不利于地震發(fā)生。此地震的M4.0余震的靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化值為0.0428 ×106Pa，M3.2余震的靜態(tài)庫倫應(yīng)力變化值為0.023×106Pa，兩次余震發(fā)生的位置剛好處于庫侖應(yīng)力變化正值區(qū)。

計(jì)算了內(nèi)蒙古阿拉善盟阿拉善左旗MS5.8級(jí)地震在周圍產(chǎn)生的庫侖破裂應(yīng)力變化，發(fā)現(xiàn)該地震產(chǎn)生了東、南兩個(gè)方向的應(yīng)力觸發(fā)區(qū)，兩個(gè)大于3級(jí)的余震發(fā)生在觸發(fā)區(qū)，說明此次主震傳遞的應(yīng)力觸發(fā)了這兩次余震的發(fā)生。

圖1 震中周圍靜態(tài)庫侖應(yīng)力變化圖