熊維， 譚凱， 劉剛， 喬學軍， 聶兆生

中國地震局地震研究所，地震大地測量重點實驗室， 武漢 430071

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2015年尼泊爾MW7.9地震對青藏高原活動斷裂同震、震后應力影響

熊維， 譚凱*， 劉剛， 喬學軍， 聶兆生

中國地震局地震研究所，地震大地測量重點實驗室， 武漢 430071

2015年尼泊爾MW7.9地震重烈度區(qū)從震中向東延伸，致災范圍包括尼泊爾、印度北部、巴基斯坦、孟加拉和中國藏南地區(qū)，其應力調整對鄰區(qū)和周邊活動斷裂可能產生重要影響．本文基于地震應力觸發(fā)理論，采用巖石圈地殼分層黏彈性位錯模型，計算了尼泊爾MW7.9地震引起的周邊斷裂，特別是青藏高原活動斷裂的同震和震后庫侖應力變化．結果顯示，尼泊爾地震同震效應引起大部分震區(qū)庫侖應力升高，余震主要分布在最大同震滑動等值線外部庫侖應力升高區(qū)域；少量余震靠近最大滑動量區(qū)域，可能該區(qū)域積累的地震能量在主震期間沒有完全釋放．尼泊爾地震同震庫侖應力對青藏高原，特別是中尼邊境區(qū)域活動斷裂有一定影響．亞東—谷露地塹南段、北喜馬拉雅斷裂西段、當惹雍錯—定日斷裂和甲崗—定結斷裂同震庫侖應力升高，其中當惹雍錯—定日斷裂南端，北喜馬拉雅斷裂西段同震庫侖應力變化峰值超過0.01 MPa；帕龍錯斷裂、班公錯斷裂、改則—洞措斷裂庫侖應力降低，其地震發(fā)生概率有所降低．震后應力影響方面，未來40年內黏彈性松弛作用導致北喜馬拉雅斷裂、改則—洞措斷裂和喀喇昆侖斷裂整體應力卸載；藏南一系列正斷層震后應力持續(xù)上升，其中帕龍錯斷裂南段受到震后黏彈性庫侖應力影響，由應力陰影區(qū)逐漸轉化為應力增強區(qū)，當惹雍錯—定日斷裂南段應力進一步加強，震后40年其南端應力變化峰值達到0.1345 MPa，亞東—谷露斷裂南段應力亦持續(xù)增強．藏南正斷層的地震活動性值得進一步關注．

尼泊爾地震; 庫侖應力變化; 黏彈性松弛; 地震危險性

USGS provided the coseismic slip model of the 2015 NepalMW7.9 earthquake. The historical earthquake focal mechanism was regarded as the actual geological fault parameter and the receive fault plane. We calculated coseismic and postseismic stress along surrounding faults induced by 2015 NepalMW7.9 earthquake based on the PSGRN/PSCMP code.

The analysis of coseismic stress indicates some important results: The 2015 NepalMW7.9 earthquake enhanced the static stress on most of the epicentral region. Most of the aftershocks occurred in the positive stress zone. The coseismic stress was increased on the south segment of Yadong-Gulu rift, the west segment of North Himalaya fault, Tangra Yumco rift and the Jaggang-Dinggyê rift, especially on the south end of the Tangra Yumco rift and the west segment of the North Himalayan fault, where the Coulomb stress was increased by more than 0.01 MPa. Coseismic stress released on the Palung Co fault, Bangong Co fault and Gerze-Dongco fault. Moreover, viscoelastic relaxation effect would unload the stress along the North Himalayan fault, Gerze-Dongco fault and Karakorum fault in the next 40 years, while the postseismic stress on a series of normal faults in southern Tibet would rise, which means that the stress shadow on the southern section of the Palung Co fault would gradually disappear, and the stress of the Tangra Yumco rift would further be strengthened. In 40 years after the earthquake, the Coulomb stress peak in this area would be about 0.1345 MPa, which is significantly over the stress threshold. The stress on the Yadong-Gulu rift would also be increased.

The high-intensity region of 2015 NepalMW7.9 earthquake, extended eastward from the epicenter, parallel to the Main Himalayan Thrust. Of the total, 90% of the aftershocks occurred in the positive stress zone, while few aftershocks are located in stress shadow. Coseismic stress on optimal fault plane could explain the characteristic of aftershock distribution. Post-seismic relaxation would enhance the stress on some normal faults (such as the Palung Co fault, Tangra Yumco rift and Yadong-Gulu rift) in southern Tibet. For the high locking depth and lack of historical earthquakes, the seismic activity of the normal faults in southern Tibet deserves further attention.Keywords Nepal earthquake; Coulomb stress changes; Viscoelastic relaxation; Seismic hazard

1 引言

相鄰斷裂帶的強震往往會相互作用和影響，地震同震及震后形變引起的周邊庫侖應力變化可定量描述發(fā)震斷層間的相互作用．一般而言，地震可能導致接收斷層應力加載，引起庫侖應力增強，使其更加容易破裂；地震如果使接收斷層應力卸載，引起庫侖應力降低，將推遲地震的發(fā)生(Stein et al., 1992; Stein, 1999, 2003)．根據物理機制的差異，地震引起的庫侖應力大致分為靜態(tài)庫侖應力(同震應力變化引起)、動態(tài)庫侖應力與黏彈性庫侖應力(震后黏彈性松弛應力變化引起)三類(Freed, 2005)．震后黏彈性松弛庫侖應力變化是由于黏彈性的下地殼和上地幔的震后黏彈性松弛作用引起的斷裂面上庫侖應力變化．許多歷史強震引起的同震、震后庫侖應力變化成功解釋了主震對余震的觸發(fā)作用(Parsons et al., 1999; Toda et al., 2008; 單斌等，2013)，以及地震觸發(fā)的時延效應(Stein et al., 1994; Freed and Lin, 2001; Pollitz et al., 2003; 雷興林等，2013)，有效分析了強震間相互作用的關系(Stein et al., 1997; Nalbant et al., 1998; McCloskey et al., 2005)，評估了活動斷裂應力變化狀況及地震危險性水平(Papadimitriou et al., 2004; 徐晶等，2013; Xiong et al., 2010; Shan et al., 2013;單斌等，2009)．

2015年4月25日，尼泊爾中東部郎唐地區(qū)(Lamjung)發(fā)生MW7.9地震(圖1)，截至5 月10日，已發(fā)生MW>4余震100次以上，8019人死亡，17866人受傷，大量建筑毀損．地震波及我國西藏南部，導致吉隆、定日、聶拉木相繼發(fā)生MS3.6，5.9和5.3地震(張貝等，2015；盛書中等，2015)．國內外研究機構基于遠震地震波資料，快速反演了本次地震的震源模型(USGS: http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us20002926 scientific_ finitefault; 張勇等，2015)；盛書中等(2015)根據USGS提供的破裂模型，從靜態(tài)庫侖應力觸發(fā)角度分析了尼泊爾地震對中國大陸的影響；張貝等(2015)采用PREM分層模型，計算了不同斷層模型下尼泊爾地震同震位移及周圍地區(qū)同震應力變化．當前研究成果主要集中于尼泊爾地震靜態(tài)庫侖應力影響，并未考慮巖石圈震后黏彈性松弛所引起的應力影響．

圖1 尼泊爾地震周邊活動斷層、歷史地震與余震分布

以往研究成果表明，震后黏彈性松弛庫侖應力變化對區(qū)域應力場及活動斷裂應力演化具有重要影響(Freed and Lin, 2001; Freed et al., 2007; Ali et al., 2008; Shan et al., 2013)．美國地質調查局(USGS)給出美國加州1992年MW7.3 Landers地震使1999年MW7.l Hector Mine地震震中靜態(tài)庫侖應力下降0.14 MPa(Freed and Lin, 2001)，這一結果顯然不能解釋后續(xù)地震的發(fā)生，然而Freed等計算表明下地殼和上地幔的震后黏彈性松弛導致1999年MW7.1 Hector Mine地震震中處的庫侖應力增至0.12 MPa(Freed and Lin, 2001)，震后黏彈性庫侖應力變化可較好解釋該震例的延時觸發(fā)效應；雷興林等(2013)和Wang等(2014)的工作也表明黏彈性庫侖應力變化可更好地解釋汶川地震對蘆山地震的觸發(fā)作用．本文基于中國活動斷裂數據庫(鄧起東等，2002)及CMT(Global Centroid Moment Tensor Catalog)歷史地震震源機制解資料，建立更為精細的活動斷層模型；根據USGS公布的主震破裂模型，進一步分析尼泊爾地震引起的同震及震后黏彈性庫侖應力變化，以期描述尼泊爾地震引起的青藏高原主要活動斷裂同震及震后應力演化特征，為震后地震危險性評估提供參考．

2 模型與方法

2.1 斷層破裂的庫侖應力模型

地震發(fā)生瞬間，發(fā)震斷裂產生較大的靜態(tài)同震滑移，并在近場和遠場引起靜態(tài)同震應變和應力．由于中下地殼和上地幔屬于較弱的黏彈性物質，地震應力可隨時間逐漸松弛釋放并引起震后地表位移，產生隨時間變化的震后黏彈性松弛應變和應力．同震和震后應力調整均會引起接收斷層的庫侖應力變化．根據庫侖破裂準則，接收斷層庫侖應力變化定義為：

Δσf=Δτ+μ(Δσn+ΔP),

(1)

式中，Δτ為斷層上的剪切應力變化(沿斷層滑動方向為正)，Δσn為正應力變化(使斷層解鎖為正)．ΔP為斷層區(qū)的孔隙壓力變化(壓縮為正)，μ為摩擦系數(范圍為0～1)．庫侖應力Δσf為正時破裂受到促進，為負時破裂被抑制；增加剪切應力或使斷層解鎖兩種情況均可驅使促進破裂．ΔP與Δσn作用的趨勢相反，常在式(1)中引入“有效”摩擦系數μ′而合并成一項(解朝娣等，2010)，即為式(2)：

Δσf=Δτ+μ′Δσn.

(2)

由上述模型可知，庫侖破裂應力的計算與滑動分布模型密切相關，并受到接收斷層參數和有效摩擦系數的影響．此外，黏彈性庫侖應力的計算需要選取可靠的巖石圈分層結構參數．

2.2 巖石圈分層結構

青藏高原處于印度板塊與歐亞板塊碰撞匯聚區(qū)域，地殼增厚，以高海拔與高山地貌為顯著特征．滕吉文等(2012)利用P波和S波震相進行二維速度結構反演，獲得青藏高原地殼與上地幔精細速度結構，王椿鏞等(2003)利用人工地震剖面和廣角反射數據研究了青藏高原東邊緣的地殼速度結構，本文綜合以上結果建立巖石圈速度結構．巖石圈流變性質主要參考青藏高原東昆侖斷裂帶區(qū)域研究成果(沈正康等，2003；邵志剛等，2008)，中下地殼和上地幔流變結構使用Maxwell體模擬(表1)．黏滯系數的不確定性會影響中下地殼及上地幔震后弛豫時間與應力釋放速率，然而對應力場空間分布特征與時間變化趨勢的影響較小(單斌等，2013)．

2.3 主要震源參數

本文主要目標是評估地震破裂對震區(qū)及中國青藏高原活動斷裂同震和震后應力影響，為防震減災和地震危險性評估提供參考，所以直接使用科研機構已公布的地震破裂滑動分布模型．我們使用USGS根據遠場地震波反演公布的地震破裂滑動模

表1 巖石圈分層結構模型Table 1 Stratified model comprised of elastic upper crust, viscoelastic lower crust and viscoelastic mantle

注：本文主要計算結果采用模型1參數，模型2和模型3的參數將在結果穩(wěn)定性分析中使用．

型作為本文的先驗模型．該模型共有121個子斷裂，子斷裂長寬為20 km×15 km，地表跡線與喜馬拉雅主山前沖斷裂基本一致，最大滑移3.1 m．滑移分布與余震分布具有較好的對應關系(圖2)．

圖2 USGS提供的尼泊爾地震同震滑動分布模型(http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us20002926 scientific_finitefault)Fig.2 Coseismic slip model of 2015 MW7.9 Nepal earthquake from USGS

2.4 接收斷層參數

庫侖應力計算與接收斷層參數(走向、傾角、滑動角、埋深)密切相關．本文主要根據中國活動斷裂數據庫(鄧起東等，2002)建立接收斷層模型．然而活斷層數據往往僅能給出明確的走向信息，傾角與滑動角信息多不完整．我們參考盛書中等(2015)的方法，采用歷史地震震源機制解作為接收斷層參數．青藏高原地區(qū)地震頻發(fā)，歷史地震數據積累豐富(圖1)，利用該方法可取得主要活動斷裂不同分段較為明確的產狀信息，進而建立較為精細的接收斷層模型．

由于幾乎不可能通過實際觀測來測定接收斷層的有效摩擦系數，目前其選取主要是依據經驗

(Parsons et al., 1999)．Parsons等(1999)認為高角度的走滑斷層應該對應較低的有效摩擦系數，而傾斜斷層的有效摩擦系數較高；Xiong等(2010)認為0.2～0.4的摩擦系數取值適用于走滑斷裂．本文計算中有效摩擦系數采用文獻常用值0.4，并將討論不同摩擦系數取值對結果的影響．

此外，由于在多次試算中發(fā)現深度變化對應力計算結果與分布特征影響不大，本文選取10 km 為計算庫侖破裂應力變化的深度，并假定剪切模量為30 GPa，泊松比為0.25．

3 計算結果與分析

3.1 主震對余震的觸發(fā)作用

由于很難獲取全部余震的震源機制解資料，研究中假定余震發(fā)生在最優(yōu)破裂面上(解朝娣等，2010)，根據USGS公布的震源破裂模型，計算了尼泊爾主震在10 km深度處所產生的同震庫侖應力變化場(圖3)．計算中有效摩擦系數取值0.4．并顧及區(qū)域應力場的影響.由于區(qū)域構造應力場主應力軸方向的改變直接影響接收斷層的最優(yōu)破裂面(解朝娣等，2010)，計算中參考Parsons等(2006)，設置區(qū)域構造應力場最大主應力軸方向垂直于斷層走向．

如圖3所示，尼泊爾地震產生的同震庫侖應力場增強區(qū)沿北西—南東向展布，與發(fā)震斷層走向平行．90%以上的余震分布于應力增強區(qū)域，應力降低區(qū)域少有余震發(fā)生．最優(yōu)破裂面上的同震庫侖應力場可較好地解釋余震分布特征．余震主要分布在最大滑動量等值線外部庫侖應力增加的區(qū)域，有少部分余震靠近最大破裂區(qū)域，可能該區(qū)域積累的地震能量在主震破裂期間沒有全部釋放．本文結果與張貝等(2015)的結果具有可比性．張貝等(2015)假定余震機制與主震一致，與本文假定存在差異，但這種差異并未對尼泊爾地震同震庫侖應力場的分布特征產生重大影響．

表2 尼泊爾主震對強余震的觸發(fā)作用Table 2 The trigger action of strong aftershocks by main event

圖3 尼泊爾MW7.9地震同震庫侖應力(CMB)變化與余震分布

圖4 尼泊爾地震引起的青藏高原活動斷裂同震應力變化

更加精細的分析需要依據特定余震的震源機制解計算其所受應力觸發(fā)作用．表2展示了USGS提供的三個強余震震源機制及其發(fā)震節(jié)面的應力變化．由結果可知，余震發(fā)震節(jié)面庫侖應力變化超過0.1 MPa，可認為表中所示余震均受到主震的應力觸發(fā)作用．

3.2 尼泊爾地震引起的青藏高原活動斷裂同震庫侖應力變化

假定接收斷層有效摩擦系數均為0.4，依據接收斷層模型，我們利用PSGRN/PSCMP程序(Wang et al.,2006)計算了尼泊爾地震對青藏高原活動斷裂的同震庫侖應力影響(圖4)．計算結果表明，距尼泊爾地震震中較近的斷裂庫侖應力變化較大，而較遠的活動斷裂所受到應力影響較小．亞東—谷露地塹南段、北喜馬拉雅斷裂西段、當惹雍錯—定日斷裂、甲崗—定結斷裂和錯那—瓊結斷裂受到尼泊爾地震影響，斷裂面庫侖應力得到較大增強，其中當惹雍錯—定日斷裂南端，北喜馬拉雅斷裂西段最大同震庫侖應力變化超過0.01 MPa．其他大部分斷裂面庫侖應力變化值低于0.01 MPa．

亞東—谷露地塹作為青藏高原內部規(guī)模最大的一條近南北向裂谷帶，地貌清晰，斷層發(fā)育，地震活動性強，在青藏高原構造研究中占有重要地位(Tapponnier et al., 1981)．亞東—谷露地塹歷史地震集中于中北段：如1411年裂谷中段羊八井一帶曾發(fā)生約8級地震，1952年約8級崩錯地震則發(fā)生在裂谷北端附近一條北北西向右旋走滑斷層上(Armijo et al., 1989)，近期強震活動以1992年尼木MW6.1地震和2008年當雄MW6.3地震為代表 (Elliott et al., 2008)，基本在1411年歷史地震的原址復發(fā)．然而該斷裂南段鮮有歷史地震記錄，可能已積累較大應力．尼泊爾地震進一步加強了該斷裂南段的應力水平，其地震危險性值得關注．

當惹雍錯—定日斷裂、甲崗—定結斷裂和錯那—瓊結斷裂均為西藏南部近南北向的正斷層，共同調節(jié)著青藏高原的隆升與東西向拉張．甲崗—定結斷裂南段歷史上曾發(fā)生一系列中小震群，北端與格林錯斷裂交界處曾于1934年發(fā)生MS7.0地震；當惹雍錯—定日斷裂北段曾發(fā)生MW>6地震，其南段則缺少歷史地震記錄；錯那—瓊結斷裂南段曾在1806年和1871年相繼發(fā)生兩次MS7.5地震．以上三段斷裂應力狀態(tài)在尼泊爾震后均被不同程度加載，并以當惹雍錯—定日斷裂南段尤為強烈．

北喜馬拉雅斷裂西段受到較強應力加載，最大變化量超過應力觸發(fā)閾值，然而其中段應力卸載作用明顯，整段斷裂平均應力變化水平低于0.01 MPa．相關研究認為，僅斷裂一端受到應力加載依然可能觸發(fā)地震(Nalbant et al., 2005)．可以認為北喜馬拉雅斷裂受到尼泊爾地震同震應力影響，未來地震危險性有所上升．

此外，尼泊爾地震同震庫侖應力有效降低了帕龍錯斷裂、班公錯斷裂、改則—洞措斷裂的應力水平，其地震危險性可能有所下降．距離尼泊爾地震震中位置較遠的活動斷裂，如阿爾金斷裂、東昆侖斷裂等，庫侖應力變化量級很小，其受尼泊爾地震影響可以忽略．

我們采用PSGRN/PSCMP程序計算庫侖應力變化，與盛書中等(2015)所采用的Coulomb3.3程序在地殼分層模型選取方面存在差異．Coulomb3.3程序基于彈性位錯模型，只能計算同震庫侖應力變化；而PSGRN/PSCMP程序基于黏彈性地殼分層模型，可有效模擬同震和震后形變及應力變化，可以提供比前者更詳盡的庫侖應力變化估計．由于計算模型差異，本節(jié)同震庫侖應力計算結果與盛書中等(2015)并不完全一致，如盛書中等(2015)認為當惹雍錯—定日斷裂北段和喀喇昆侖斷裂南段同震庫侖應力降低，而本文結果顯示其應力加載．但總體而言，我們所展示的同震庫侖應力空間分布和量級特征與盛書中等(2015)的結果具有可比性，這也在一定程度上說明了本文結果的可靠性．

3.3 尼泊爾地震引起的青藏高原活動斷裂震后應力演化

我們假定接收斷層有效摩擦系數均為0.4，利用PSGRN/PSCMP程序計算了尼泊爾地震引起的青藏高原活動斷裂震后10年、20年和40年的應力變化(圖5a—5c)．

可以看出，距離尼泊爾地震震中較近的斷裂受震后應力影響較大：北喜馬拉雅斷裂整體受到震后應力卸載，其西段同震應力增強區(qū)隨時間逐漸轉化為應力影區(qū)；改則—洞措斷裂、喀喇昆侖斷裂同樣受到震后應力卸載作用；藏南一系列正斷層，如帕龍錯斷裂、當惹雍錯—定日斷裂、亞東—谷露斷裂和錯那—瓊結斷裂，均受到震后應力加載，其中帕龍錯斷裂南段由同震應力影區(qū)轉化為應力增強區(qū)，當惹雍錯—定日斷裂南段應力進一步加強，震后40年其南端應力變化峰值達到0.1345 MPa，亞東—谷露斷裂南段和錯那—瓊結斷裂應力亦持續(xù)增強．藏南正斷層的地震活動性值得進一步關注．距離尼泊爾地震震中較遠的活動斷裂在震后應力變化較小，如東昆侖斷裂震后庫侖應力變化值低于102Pa量級，可以忽略不計．

值得注意的是，根據我們的計算結果，尼泊爾地震震后40年對青藏高原，特別是距震中較近的藏南地區(qū)活動斷裂的黏彈性庫侖應力影響與同震庫侖應力影響量值大體相當，說明中下地殼與上地幔的黏彈性松弛效應可有效改變震后斷層面的應力狀態(tài)．在圣安地列斯斷裂帶、鮮水河斷裂帶、昆侖斷裂帶等地區(qū)的歷史震例研究中也發(fā)現類似的現象(Freed and Lin, 2001; Freed et al., 2007; Ali et al., 2008; Xiong et al., 2010; Shan et al., 2013)．

圖5 尼泊爾地震引起的青藏高原活動斷裂震后應力演化

圖6 計算結果穩(wěn)定性分析

3.4 結果穩(wěn)定性分析

由庫侖應力數學模型可知，靜態(tài)庫侖應力計算結果主要與有效摩擦系數和接收斷層參數相關，除此之外黏彈性庫侖應力還與地殼分層結構參數相關．本節(jié)以亞東—谷露斷裂為例，分析不同參數取值對最終計算結果的影響．

震后正應力與剪應力的計算與有效摩擦系數無關，摩擦系數的改變影響正應力變化在庫侖應力變化中的權重．在應力條件恒定的前提下，摩擦系數對庫侖應力計算的影響是線性的．本文分別采用0.2，0.4和0.6的有效摩擦系數取值，計算亞東—谷露斷裂同震庫侖應力變化(圖6a)．考慮不同的有效摩擦系數，亞東—谷露斷裂同震庫侖應力變化隨有效摩擦系數取值的增加而線性升高，但應力分布特征并未發(fā)生改變．計算結果表明有效摩擦系數取值并不影響庫侖應力變化趨勢．

接收斷層參數選取主要依據中國活動斷裂數據庫(鄧起東等，2002)和CMT提供的歷史地震震源機制解資料，斷層走向與傾向信息較為明確，而滑動角信息不確定性較大．顧及亞東—谷露斷裂正斷層性質，本文分別采用-70°，-90°和-120°的滑動角取值，計算其同震庫侖應力變化(圖6b)．計算結果表明滑動角變化對應力結果呈非線性影響，但僅表現為量值上的少量變化，并不影響庫侖應力變化趨勢，這從一定程度上說明了本文研究結果的穩(wěn)定性．將來研究中可結合更多可靠資料以減小接收斷層參數不確定性帶來的影響．

青藏高原中下地殼與上地幔黏滯系數特征值位于1019～1021之間(萬永革等，2009；徐晶等，2013；雷興林等，2013；Shan et al., 2013)，本研究中依據三組不同參數(表1)建立地殼分層模型，計算亞東—谷露斷裂震后40年的庫侖應力變化(圖6c)．計算結果表明，中下地殼黏滯系數較高的模型2黏彈性應力釋放速率明顯較小，而上地幔黏滯系數較高的模型3應力釋放速率與模型1相差不大，可能中下地殼的震后黏彈性松弛對區(qū)域地殼變形的影響較大；中下地殼與上地幔黏滯系數越大，黏彈性應力釋放速率越小，黏滯系數的不確定性主要影響震后應力釋放速率，而對應力場空間分布特征與時間演化趨勢的影響較小．此外在黏滯系數合理取值范圍內，中下地殼黏滯系數的不確定性可能導致應力變化峰值產生較大的差異．因此，采用更為精細的分層地殼結構，尤其是中下地殼結構進行模擬，精確確定庫侖應力變化是需要繼續(xù)深入研究的課題．

4 討論與結論

本文基于地震應力觸發(fā)理論，采用巖石圈分層模型，計算分析了2015年尼泊爾MW7.9地震余震觸發(fā)作用及其導致的周邊斷層同震與震后庫侖應力變化，得出主要結論如下：

(1) 尼泊爾地震產生的同震庫侖應力場增強區(qū)沿北西—南東向展布，與發(fā)震斷層走向平行．90%以上的余震分布于同震庫侖應力增強區(qū)域，而應力降低區(qū)域少有余震發(fā)生．最優(yōu)破裂面上的同震庫侖應力場可較好地解釋余震分布特征．余震主要分布在最大滑動量等值線外部庫侖應力增加的區(qū)域，有少部分余震靠近最大破裂處，可能該處地震能量在主震破裂期間沒有全部釋放．

(2) 尼泊爾地震同震庫侖應力對青藏高原，特別是中尼邊境區(qū)域活動斷裂有一定的影響．亞東—谷露地塹南段、北喜馬拉雅斷裂西段、當惹雍錯—定日斷裂和甲崗—定結斷裂在同震庫侖應力影響下，應力水平得到增強，其中當惹雍錯—定日斷裂南端，北喜馬拉雅斷裂西段庫侖應力變化峰值超過0.01 MPa．同時同震庫侖應力使帕龍錯斷裂、班公錯斷裂、改則—洞措斷裂的應力水平降低，其地震危險性可能因此有所減弱．其他斷裂所受影響量級較?。?/p>

(3) 尼泊爾地震導致的震后庫侖應力場變化將使北喜馬拉雅斷裂整體應力卸載，其西段同震應力增強區(qū)隨時間將逐漸轉化為應力影區(qū)；改則—洞措斷裂、喀喇昆侖斷裂同樣受到震后應力卸載作用；藏南一系列正斷層震后應力上升，其中帕龍錯斷裂南段受到震后黏彈性庫侖應力影響，由應力影區(qū)逐漸轉化為應力增強區(qū)，當惹雍錯—定日斷裂南段應力進一步加強，震后40年其南端應力變化峰值達到0.1345 MPa，亞東—谷露斷裂南段應力亦持續(xù)增強．藏南正斷層的地震活動性值得進一步關注．就震后40年庫侖應力計算結果而言，震后黏彈性庫侖應力變化量與同震應力變化量已大體相當，震后黏彈性松弛效應可有效改變震后斷層面應力狀態(tài)．

(4) 由于發(fā)震斷層破裂模型、接收斷層模型、有效摩擦系數、地殼分層模型、巖石圈流變結構參數的選取具有不確定性，可能對庫侖應力計算存在一定的影響．進一步精化尼泊爾地震破裂模型，采用更為精細的接收斷層模型和地殼分層模型，精確確定尼泊爾地震庫侖應力變化是需要繼續(xù)深入研究的課題．此外，地震引起斷裂帶上庫侖應力變化，但地震孕震過程十分復雜，地震最終發(fā)生與否、震級的大小主要取決于斷裂構造應力積累是否已接近臨界失穩(wěn)應力．

(5) 尼泊爾主震之后發(fā)生的大量余震對周邊斷層也可能產生應力影響．由于大量余震震源機制與破裂分布尚不明確，且有研究表明，余震所釋放的能量與產生的地表位移場與主震相差懸殊(萬永革等，2009)，余震應力影響并不能改變庫侖應力場整體分布特征，因此該作用在研究中未作考慮．此外，由于目前資料尚未完備，強震的震后余滑作用在研究中亦未涉及．

致謝 感謝中國科學院測量與地球物理研究所單斌博士在PSGRN/PSCMP程序使用方面的指導．感謝兩位匿名審稿專家對本研究提出的寶貴意見．USGS提供了尼泊爾地震同震滑動分布模型；文中部分圖件利用Generic Mapping Tools (GMT) (Wessel & Smith, 1995)繪制，在此一并感謝．

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(本文編輯 何燕)

Coseismic and postseismic Coulomb stress changes on surrounding major faults caused by the 2015 NepalMW7.9 earthquake

XIONG Wei， TAN Kai*， LIU Gang， QIAO Xue-Jun， NIE Zhao-Sheng

KeyLaboratoryofEarthquakeGeodesy,InstituteofSeismology,ChinaEarthquakeAdministration,Wuhan430071,China

The high-intensity region of the 2015 NepalMW7.9 earthquake, that extends eastward from the epicenter, affecting Nepal, northern India, Pakistan, Bangladesh and southern Tibet of China. Since the adjustment of coseismic and postseismic stress could have significant effect on the adjacent areas and surrounding major faults, the study of the coseismic and postseismic stress is crucial for the seismic hazard assessment in these regions. Based on Coulomb failure stress triggering theory and the crustal layering elastic dislocation model, we calculated the coseismic and postseismic stress along surrounding faults induced by the Nepal earthquake and discussed the triggering of the aftershocks by the main event.

10.6038/cjg20151135

P315

2015-06-29，2015-10-19收修定稿

中國地震局地震研究所所長基金(IS201456148, IS201506220)，國家自然科學基金(41274027,41474097,41404016,41504011,41574017,41541029)資助.

熊維，男，主要從事大地測量與地球動力學方面的研究. E-mail: xiongwei_19881229@163.com

*通訊作者 譚凱，博士，研究員，主要從事大地測量與地球動力學方面的研究.E-mail: whgpstan@163.com