林向东;徐平;葛洪魁;武敏捷;武安绪
日本是亚洲之光
【摘 要】The study on temporal and spatial crustal stress change is important for exploring earthquake origin and seismogenic condition. Based on 740 focal mechanism solutions of ML≥2. 5 earthquakes occurred during Jan. 1998 to Jan. 2009 in middle Xiaojiang fault and its adjacent area, the studied region was divided into sub-regions, and temporally further divided into phases with the larger earthquakes as boundary of the sub-regions. After removal of the larger earthquakes this paper inverted the focal mechanism data with the method of Gephart for the stress in main phase of each sub-region. The result indicates that the azimuth of maximum principal stress σ1 in 4 temporal phases of the sub-region A is approximately NNW-SSE, and in northern part of sub-region B are approximately NNW-SSE, WNW-ESE and ENE-WSW. The azimuth of σ1 in southern part of sub-region B is approximately NNW-SSE. The azimuth of σ1 in northern part of sub-region B changed significantly, while the azimuth of σ1 in sub-region A is relatively stable. This result may be r
elated to the complicated structure and possible stress adjusting in northern sub-region B. The σ1 directions in sub-region A may indicate seismically relative stability of the central Yunnan crustal block.%研究地壳构造应力状态及其时空分布特征,特别是应力变化的信息,是探讨地震成因、分析发震条件的重要有效途径之一.本文利用1998年1月至2009年1月以来小江断裂中段及其邻区ML≥2.5的共计740个震源机制解,基于小江断裂中段及其邻近地区地质构造背景,对研究区进行了分区；以该区域内较大地震为界,结合余震时间序列特征,进行时间上的分段；去除较大地震后,采用最长距离聚类分析方法对各分区的地震进行了分类.在此基础上,利用Gephart的应力张量反演方法,根据震源机制解资料反演出了各分区的优势应力场.结果表明,在观测时段内,根据构造和震源机制,可将研究区域分为A和B两个区域.A区最大主应力σ1方位在4个时段内大致为NNW向,B区北部在4个时段内σ1方位大致为NNW向、WNW和ENE向.从应力结构看,A区和B区北部应力以水平作用为主.B区南部σ1方位大致为NNW向,仍以水平作用为主；B区北部σ1方位变化较大,可能与B区北部地质结构复杂、应力调整活跃有关.而A区主应力方位相对稳定,显示了滇中块体的稳定性. 【期刊名称】《地震学报》
【年(卷),期】2011(033)006
【总页数】8页(P755-762)
【关键词】小江断裂中段;震源机制解;应力场变化唐山师范学院学报
【作 者】林向东;徐平;葛洪魁;武敏捷;武安绪
【作者单位】中国北京100081 中国地震局地球物理研究所;中国北京100080 北京市地震局;中国北京100080 北京市地震局;中国北京100081 中国地震局地球物理研究所;中国北京100080 北京市地震局;中国北京100080 北京市地震局
【正文语种】水土保持学报中 文
【中图分类】P315.72+7
一个地区的构造应力场不是一成不变的，构造应力的变化与集中是孕震的关键.汶川MS8.0地震发生在一个意想不到的地方，给我们敲响了警钟：我们研究应力场的同时也应该关注其随时间的变化（Chen etal，2008）.研究地壳构造应力状态及其时空分布特征，特别是应力变化的信息，是探讨地震成因，分析发震条件的重要有效途径之一.虽然现今构造应力
场的研究已经取得了许多重要成果，但是在构造应力场随时间变化的监测与分析方面，研究成果较少.
引文翻译
小江断裂地处川滇地区，是南北带上著名的活动断裂带.小江断裂及其邻近地区构造很复杂，应力调整也比较激烈，历史上曾发生过多次大地震，认清该区域的构造应力在空间和时间上的变化具有重要的意义.在小江断裂及其邻近地区的应力场研究方面，已经取得了重要的研究成果.例如，阚荣举等（1977，1980）、李坪和汪良谋（1975）依据强震震源机制解和地震地表破裂带资料提出了“川滇菱形块体”向SSE相对移动的结论.许忠淮等（1987）依据多次小震数据分析了川滇地区地壳应力场的方向特征.程万正等（2003）提出川滇地块间运动的不均匀性，并得出滇中地块的运动优势方向为SSE.谢富仁等（2001）利用断层滑动资料反演构造应力张量的方法，获得滇西南地区现代构造应力场.崔效锋等（2006）讨论了川滇地区现代构造应力场分区及动力学意义.王绍晋等（2005）利用强震震源机制资料，对昆明及附近地区现代构造应力场的空间分布、地震震源破裂特征进行了分析，认为昆明地区现代构造应力场以水平作用为主，主压应力优势方位为SSE－－SE，主张应力优势方位为NE－－ENE.上述研究得到了有关小江断裂及其邻近地区的大地构造和应力场空间分布的重要信息，但在应力场的时间变化上的探索较少.
本文利用云南省数字地震台网记录到的740次地震事件，基于震源机制解和地质构造，从时间尺度上反演了研究区的应力场变化情况，并讨论了汶川MS8.0地震对该区的构造应力场变化的影响.
本文利用林向东（2009）测定的1998年1月至2009年1月以来小江断裂中段及其邻区（24.54°N—27.82°N；101.148°E—104.036°E）ML≥2.5（图1）的共计740个震源机制解结果进行了应力场变化研究.在此研究中，震源机制解的计算采用垂直向P波与SV波振幅比（梁尚鸿等，1984；刁桂苓等，1993）的方法，以广义透射系数的快速算法，计算合成地震图得到各自最大振幅，并通过其垂直向最大振幅比值与观测资料拟合，反演出震源机制解，再结合P波初动方向分布选择最佳解.在震源机制分类时采用最长距离聚类的分析方法（刁桂苓等，1992）.该方法将大量震源机制以各自的空间取向划分出不同的类，并研究它们之间的亲疏程度.其原理是将各自样本自成一类，然后将距离最小的两类合并，再将距离最近的两类合并，直到把所有样本全归为一类.在计算应力场时采用震源机制应力场反演方法：FMSI（focal mechanism stress inversion）（Gephart，1990），该方法用断层滑动方向与最大剪应力方向间的残差最小，即辅助轴的最小转动值使得断层面解与理论计算的断层面解最接近时，获得最优应力模型，得到主应力方向.其基本假定是：① 在一定时空范
围内，研究区内的应力场是均匀的；② 断层滑动方向与断层面上最大剪应力方向一致.应力是对称的二阶张量，有6个独立的参数，由于只有偏应力张量才能产生剪应力，因此，在只考虑构造应力张量的偏应力张量（对角线和为零）和人为规定八面体剪应力大小的情况下，断层面上的剪应力方向只依赖于4个参量，即3个主应力方向和1个应力比R（指中间主应力相对大小，令σ1，σ2，σ3分别为最大、中间和最小主应力，取压应力为正，R＝（σ2－σ1）/（σ3－σ1））.上述4个应力参数的任何一种组合都可作为一个应力模型，与观测数据拟合最好的模型则为最优模型.
为了系统地研究小江断裂及其邻近地区应力的时间变化特征，我们首先将研究区进行空间分区.根据研究区地质构造上主要包括以小江断裂为界的滇中块体和滇东块体，本文以小江断裂为界，将小江断裂中段及其邻区分为A和B（包含小江断裂带）两个区（林向东，2009；林向东等，2010）.同时为了研究应力场在中强地震前后的变化，我们在空间分区的基础上，以该区域内较大地震为界并去除较大地震的情况下，结合余震时间序列特征，进行了时间上的分段（表1—表3），计算时去除较大地震是为了消除它们本身对地震前后时段应力场反演结果的影响.在去除2003年7月4日大姚ML6.7和2003年10月16日大姚ML6.2地震的情况下，将A区分为4个时间段，分别为大姚ML6.7地震前、大姚两次地震之
昆明理工大学楚雄应用技术学院
间、余震密集和余震衰减4个阶段.由于B区在时间分布上，北部地震比较集中，而在南部地震较少，根据地震分布将B区分为北部和南部两个子分区进行分析.在去除2003年11月15日鲁甸ML5.4，2004年8月10日鲁甸ML5.9和2005年8月5日会泽ML5.7地震的情况下，将B区北部进行时间分段：分为鲁甸ML5.4地震前、鲁甸ML5.9地震之前、会泽ML5.7地震之前和会泽ML5.7地震之后；在B区南部，由于地震较少，在时间尺度上无法进行分段，所以本文对该区域的所有地震进行集中分类.
进行应力场反演时，为了保证其计算结果的可信度，要求震源机制资料P和T轴要有较好的一致性.计算时通常将一些与P和T轴总体优势方向相矛盾的数据略去，不参与反演.通过对所有震源机制解进行聚类，可以将震源机制分成一致性较好的几个类别，能较好地避免矛盾地震参与反演引起误差的问题.
本文利用最长距离聚类分析方法（刁桂苓等，1992），对A区和B区北部各个时间段的地震进行了分类，同时对B区南部所有地震也进行了聚类分析（表4）.结果表明，A区和B区分类最多为5类，最少为2类.我们将震源机制解个数最多的一类视为主类.A区1—4时段主类震源机制解个数分别为76，48，137，58；B区北部1—4时段主类震源机制解个数分别为17，17，12，45；B区南部的主类震源机制解个数为44个.
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