汶川余震活动的固体潮触发研究

论文摘要

月球和太阳起潮力引起的地球整体的周期性弹性变形现象称为固体潮。固体潮汐应力是固体潮在地球内部引起的、具有周期性变化特征的应力，其平均量级约为10~3Pa，虽然比地震应力降小很多，但是固体潮汐应力的动态变化速率却要比构造应力大两个量级（Heaton et al，1975；1982)。同时，潮汐应力对地球内同一部位具有不断重复作用的特点，这种潮汐的振荡性质、而不一定是潮汐的振幅，在潮汐应力触发中可能起更重要的作用（Lockner et al，1999）。基于以上观点，在潮汐应力是否会影响或调制地震的发生这一问题上，国内外学者的研究兴趣一直不减。汶川地震的破裂过程复杂，余震数量多、空间展布尺度大，分段特征明显且时空分布不均匀。蒋海昆等（2008）研究汶川余震序列特征时发现，大多数MS≥5.4强余震受引潮力调制显著，上、下弦及望时段前后，是强余震的优势发震时段。本文在前人的基础上，利用汶川序列数据，更为细致的揭示汶川余震序列的的潮汐触发这一事实。根据潮汐形变及弹性力学理论，引用勒夫数L_n()、 H_n、 K_n分别作为垂直位移、水平位移和附加位对引潮位球函数展开式的比例系数，编写Schuster检验、数据平滑及相位角统计检验相关程序，利用2008年5月12日～2008年12月31日的汶川余震数据，采用Schuster检验方法，分时段、分区域对汶川余震受固体潮的调制触发情况进行系统的统计检验研究，其中包括引潮力、潮汐应力及潮汐库仑破裂应力等对地震可能的触发影响。研究结果显示：1、总体上来看，汶川地震余震区北段潮汐触发比南段明显；月尺度潮汐触发比潮汐日变化触发明显；引潮力触发结果比潮汐应力和潮汐库伦破裂应力触发明显。2、汶川地震余震区北段7月底、8月初引潮力Schuster检验平滑p值非常小，达到0.05的触发阈值。因此这一时期的一组强余震活动可能受潮汐触发。潮汐正应力及潮汐库仑破裂应力经Schuster检验平滑后均得到与引潮力基本一致的结果。3、此外，汶川余震受半月潮的调制也非常明显，余震区南段和北段Schuster检验p值结果均非常小，远远小于潮汐触发地震的阈值。北段余震多发生于上、下弦时段，南段地震多发生于上、下弦和望时段。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 国内外研究现状
• 1.1.1. 地震发生时刻和月相关系研究
• 1.1.2. 基于日月引潮力及其分量的地震触发研究
• 1.1.3. 潮汐触发地震的统计学检验
• 1.2 本文研究内容
• 第二章 潮汐应力及 Schuster 检验的相关计算
• 2.1 地球内部任一点的应力张量
• 2.2 断层面上潮汐正应力及沿滑动方向的潮汐剪应力
• 2.3 发震断层面上由潮汐引起的库仑应力变化
• 2.4 Schuster 检验
• 第三章 汶川地震简介及数据资料选取
• 3.1 汶川地震基本情况
• 3.1.1. 汶川地震基本参数
• 3.1.2. 汶川地震破裂过程
• 3.1.3. 汶川序列的时空特征
• 3.2 汶川余震目录的完整性分析及数据选取
• 3.2.1. 汶川余震最小完备震级 Mc的确定
• 3.2.2. 数据选取
• 第四章 汶川地震潮汐触发统计检验
• 4.1 引潮力日尺度调制的统计检验
• 4.2 潮汐力半月潮调制的统计检验
• 4.3 断层面上潮汐正应力和潮汐剪应力统计检验
• 4.4 潮汐库仑破裂应力检验
• 结论和展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 作者简历、在学期间研究成果及发表文章