2008年和2014年2次新疆于田M7地震之間的黏彈性應(yīng)力轉(zhuǎn)移

王　輝　曹建玲　洪順英　徐岳仁　荊　鳳

1)中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100036 2)中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所，北京　100036

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2008年和2014年2次新疆于田M7地震之間的黏彈性應(yīng)力轉(zhuǎn)移

王輝1，2)曹建玲1，2)洪順英2)徐岳仁2)荊鳳2)

1)中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100036 2)中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所，北京100036

青藏高原西北邊緣地區(qū)在2008年和2014年先后發(fā)生了2次7級(jí)以上強(qiáng)震，這2次地震發(fā)生在阿爾金斷裂帶西南端，對(duì)于認(rèn)識(shí)區(qū)域動(dòng)力背景和潛在地震危險(xiǎn)性有重要意義。文中采用分層黏彈性模型和最大應(yīng)力策略研究了這2次地震之間的相互關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明，2008年于田地震的同震應(yīng)力擾動(dòng)觸發(fā)了后續(xù)的余震活動(dòng)，該地震產(chǎn)生的同震應(yīng)力擾動(dòng)對(duì)2014年于田地震的發(fā)生影響不顯著；但是，此次地震6a后震后變形所導(dǎo)致的應(yīng)力擾動(dòng)有利于2014年于田地震的發(fā)生。2014年于田地震發(fā)生后，阿爾金斷裂帶西南段上的同震和震后庫(kù)倫應(yīng)力顯著增加?？紤]到阿爾金斷裂帶西南段上次強(qiáng)震的離逝時(shí)間和應(yīng)力積累-釋放過(guò)程，該斷裂帶上的地震危險(xiǎn)性值得進(jìn)一步關(guān)注。

于田地震分層黏彈性模型庫(kù)倫破裂應(yīng)力阿爾金斷裂帶西南段潛在地震危險(xiǎn)性

0　引言

新疆于田地區(qū)位于青藏高原西北邊緣，該地區(qū)是青藏塊體和塔里木塊體交會(huì)的地區(qū)?？聧彅嗔褞?、阿爾金斷裂帶、康西瓦斷裂帶等大型斷裂帶在此交會(huì)，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈。雖然該地區(qū)缺乏地震歷史記載，但是在過(guò)去數(shù)年中，該地區(qū)先后發(fā)生了2008年3月21日M7.3地震和2014年2月12日M7.3地震(圖1)。這2次地震分別發(fā)生在阿爾金斷裂帶西端的不同分支上，宏觀震中相距約200km，震源機(jī)制類(lèi)型分別屬于正斷層型和走滑兼正傾滑型。如此短的時(shí)間間隔中、如此近的空間范圍內(nèi)發(fā)生的2次M7地震為研究強(qiáng)震之間的相互作用及其對(duì)區(qū)域潛在地震危險(xiǎn)性的影響提供了很好的科學(xué)實(shí)例(Zhuetal.，2015)。

圖1　于田地區(qū)活動(dòng)構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig. 1　Simplified tectonic map in the Yutian region，Xinjiang.紅色圓點(diǎn)代表1970 年以來(lái)的7級(jí)以上強(qiáng)震

于田地區(qū)平均海拔4,000m，該地區(qū)人煙稀少，因此對(duì)該區(qū)域2次M7地震的研究相對(duì)較少。徐錫偉等(2011)對(duì)2008年于田地震的地表破裂帶進(jìn)行了野外調(diào)查，發(fā)現(xiàn)此次地震的發(fā)震斷層為位于阿爾金斷裂西南尾端的張性構(gòu)造，該地震表明青藏高原的昆侖塊體、柴達(dá)木塊體、祁連塊體存在著E向滑移(Xuetal.，2013)?；贗nSAR資料和地震波資料，許多人對(duì)2008年于田地震破裂帶上的滑動(dòng)分布進(jìn)行了研究(Elliottetal.，2010; Furuyaetal.，2011；張國(guó)宏等，2011；劉智榮等，2012)。利用這些成果，不少人對(duì)這2次地震的動(dòng)力學(xué)背景、應(yīng)力擾動(dòng)等做出了初步研究，并對(duì)區(qū)域潛在地震危險(xiǎn)性進(jìn)行了判定(萬(wàn)永革等，2010; 程惠紅等，2014; 任俊杰等，2014; 宋金等，2014; 周云等，2015)。這些結(jié)果大多基于彈性假設(shè)，沒(méi)有考慮中、下地殼黏彈性效應(yīng)的影響，由此得到的結(jié)果存在一定的局限性。本文采用分層黏彈性模型研究2008年和2014年2次于田地震所造成的區(qū)域應(yīng)力調(diào)整以及這2次地震的相互關(guān)系，得到的結(jié)果能為認(rèn)識(shí)區(qū)域潛在地震危險(xiǎn)性提供科學(xué)依據(jù)。

1　方法與模型

1.1計(jì)算方法

庫(kù)倫應(yīng)力變化ΔCFS可以根據(jù)如下公式計(jì)算：

其中，Δτ為剪應(yīng)力變化；μ′為視摩擦系數(shù)，通常取為0.4；Δσ為正應(yīng)力變化。Δτ定義當(dāng)其方向與特定方向一致時(shí)為正；Δσ定義壓應(yīng)力為正(Stein，1999)。根據(jù)庫(kù)倫破裂準(zhǔn)則，上述公式表明庫(kù)倫應(yīng)力變化增加的地方更加趨近于破裂，而庫(kù)倫應(yīng)力變化減少的地方相對(duì)更加安全(Freed，2005)。

前人提出了利用位錯(cuò)模型計(jì)算半無(wú)限彈性空間中位錯(cuò)所造成的應(yīng)力變化的具體表達(dá)式(Okada，1992)，并在研究單個(gè)大地震的同震應(yīng)力變化(McCloskeyetal.，2005; Parsonsetal.，2008; Todaetal.，2008；萬(wàn)永革等，2010)以及一系列地震所造成的區(qū)域應(yīng)力擾動(dòng)(Steinetal.，1997；Papadimitriouetal.，2004; 沈正康等，2004; 王輝等，2008)中得到了廣泛應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，考慮到中、下地殼-上地幔黏彈性松弛效應(yīng)的震后變形模型也在震后應(yīng)力調(diào)整研究中得到了應(yīng)用(沈正康等，2003; Freed，2005; Luoetal.，2010; Heetal.，2011; Shanetal.，2013；徐晶等，2013)。

本研究中采用半無(wú)限空間的彈性/非彈性成層模型(Wangetal.，2006)計(jì)算2008年和2014年2次于田地震的同震與震后應(yīng)力調(diào)整。與經(jīng)典彈性位錯(cuò)模型(Okada，1992)相比，彈性/非彈性成層模型可以考慮中、下地殼—上地幔介質(zhì)流變所導(dǎo)致的上地殼應(yīng)力積累，進(jìn)而研究與時(shí)間相關(guān)的震后變形過(guò)程。為了研究應(yīng)力調(diào)整與后續(xù)地震活動(dòng)的關(guān)系，主要關(guān)注庫(kù)倫應(yīng)力變化量≥0.01MPa的區(qū)域范圍(Stein，1999)。

研究地震所造成的應(yīng)力擾動(dòng)通常選擇下次地震的震源深度作為觀測(cè)深度?？紤]到地震定位深度的誤差，同時(shí)小震往往集中發(fā)生在1個(gè)深度范圍內(nèi)，我們采用最大庫(kù)倫應(yīng)力策略(the maximum-Coulomb-stress strategy)，分別計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)上孕震層不同深度上的ΔCFS，并取其中的最大值作為該節(jié)點(diǎn)上的ΔCFS結(jié)果，由此得到的ΔCFS能夠更好地避免計(jì)算誤差，以解釋區(qū)域的小震活動(dòng)。綜合前人結(jié)果，取于田地區(qū)上地殼孕震層的深度為0～15km(胥頤等，2006; Huangetal.，2011)。

1.2模型設(shè)置

對(duì)2008年和2014年2次于田地震的研究主要基于地震學(xué)和InSAR等的結(jié)果。震源機(jī)制結(jié)果表明，2008年于田地震主要為正斷兼走滑型地震，而2014年于田地震主要表現(xiàn)為走滑兼正斷型地震(表1)。野外調(diào)查結(jié)果表明，2008年于田地震的地表破裂帶呈SN—SN—NNE向展布，全長(zhǎng)約31km(徐錫偉等，2011)。根據(jù)地表破裂類(lèi)型及其組合特征，該次地震的地表破裂帶可以分為3個(gè)基本段，地表破裂帶測(cè)量到的最大左旋走滑位移為1.8m，最大垂直位移約2.0m。InSAR觀測(cè)的同震形變場(chǎng)分析結(jié)果表明，該地震的震源破裂帶長(zhǎng)45km，破裂面上的最大滑動(dòng)量超過(guò)4m，反演誤差<0.1m(Elliottetal.，2010)(圖2)。

表1　2008年和2014年2次于田地震的震源參數(shù)

Table1　Source parameters of the 2008 and 2014 Yutian earthquakes

事件時(shí)間經(jīng)度/(°)緯度/(°)走向/(°)傾向/(°)滑動(dòng)角/(°)來(lái)源12008-03-2081.3735.4320352286GCMT82.4735.4921969292USGS22014-02-1282.5936.2724282-4GCMT

2014年2月12日的于田M7.3地震位于2008年地震宏觀震中東北方向約200km處。此次地震同樣發(fā)生在阿爾金斷裂帶南端。利用衛(wèi)星遙感資料，發(fā)現(xiàn)該地震的地表破裂帶可識(shí)別長(zhǎng)度約為9km，破裂面上未見(jiàn)明顯的水平位錯(cuò)(徐岳仁等，2015)。根據(jù)遠(yuǎn)場(chǎng)P波波形和SH波波形資料反演得到的震源過(guò)程結(jié)果顯示，該次于田地震震級(jí)為MW6.9，震源深度10km，震源破裂面長(zhǎng)度達(dá)到85km，地震滑動(dòng)以左旋走滑為主并具有正傾滑分量，最大值為2.10m(周云等，2015)。

由于巖石圈變形在短期內(nèi)表現(xiàn)為彈性，長(zhǎng)期變形更接近于流體，可以采用Maxwell體作為巖石圈變形的一階近似。地震學(xué)資料顯示，于田地區(qū)的莫霍面深度大約為62km(Huangetal.，2011)。與此同時(shí)，根據(jù)強(qiáng)震震后回彈估計(jì)的青藏高原中、下地殼-上地幔的黏滯系數(shù)≤1×1018Pa,s(Ryderetal.，2007；張晁軍等，2008; 孫玉軍等，2013)。綜合區(qū)域地震波速結(jié)構(gòu)(Mechieetal.，2012)，設(shè)置模型材料參數(shù)如表2。

表2　分層黏彈模型的模型參數(shù)

Table2　Parameters of layered viscoelastic model

深度/kmVp/km·s-1Vs/km·s-1ρ/kg·m-3η/Pas上地殼0～276.03.452760中、下地殼27～406.13.5528001×1018上地幔40～S607.14.1532001×1020

2　2008年于田地震對(duì)2014年于田地震的影響

2.1同震應(yīng)力擾動(dòng)

為了方便與前人結(jié)果進(jìn)行比較，首先根據(jù)2008年于田地震的震源機(jī)制解計(jì)算了均勻位錯(cuò)造成的同震庫(kù)倫應(yīng)力變化。震源破裂帶的參數(shù)參考文獻(xiàn)(萬(wàn)永革等，2010)，地震破裂面長(zhǎng)度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(Wellsetal.，1994)計(jì)算為57.5km，滑動(dòng)量為1.88m，斷層寬度為25.6km。圖3a給出了深度為8km處最優(yōu)面方向上的ΔCFS結(jié)果。計(jì)算結(jié)果顯示，2008年于田地震導(dǎo)致破裂帶兩側(cè)斷層上的同震ΔCFS減少，地震破裂帶端點(diǎn)附近斷層上的同震ΔCFS增加。具體而言，于田地區(qū)的康西瓦斷裂帶、大紅柳灘斷裂帶、泉水溝斷裂帶和郭扎錯(cuò)斷裂帶東段附近的同震ΔCFS減少超過(guò)0.01MPa，而阿爾金斷裂帶、郭扎錯(cuò)斷裂帶西段和龍木措斷裂帶附近的同震ΔCFS增加超過(guò)了0.01MPa。雖然上述結(jié)果與前人結(jié)果較為一致(萬(wàn)永革等，2010)，但是該結(jié)果與后續(xù)余震的空間分布差別較大。根據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)統(tǒng)一地震目錄(http: ∥data.earthquake.cn/datashare/datashare_tyml_query.jsp)，選取了2009年1月1日至2013年12月31日的區(qū)域小震，發(fā)現(xiàn)2008年于田地震后的余震主要集中在破裂面兩側(cè)附近。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在2008年于田地震同震ΔCFS量值>0.01MPa的空間范圍內(nèi)，只有大約19.2%的小震發(fā)生在同震ΔCFS增加的地方。由此可見(jiàn)，雖然根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和均勻位錯(cuò)模型能夠比較快速地計(jì)算出較大空間范圍內(nèi)的區(qū)域應(yīng)力擾動(dòng)情況，但是其與后續(xù)余震活動(dòng)的空間分布差別較大，均勻位錯(cuò)模型的結(jié)果具有一定的局限性。

結(jié)合地震波和InSAR地表形變觀測(cè)，Elliott 等(2010)給出了2008年于田地震的斷層滑動(dòng)模型(圖2)。采用Elliot的斷層模型作為斷層位錯(cuò)輸入，計(jì)算了2008年于田地震在0～15km深度內(nèi)各個(gè)深度的同震ΔCFS，然后選取不同深度ΔCFS的最大值作為區(qū)域整個(gè)孕震層中最大ΔCFS的空間分布(圖3b)。比較圖3a和圖3b可以看出，非均勻位錯(cuò)模型計(jì)算的同震ΔCFS量值>0.01MPa的空間范圍略小于均勻模型結(jié)果。非均勻位錯(cuò)模型計(jì)算的同震ΔCFS顯著影響區(qū)的空間分布形態(tài)與均勻模型的結(jié)果大致相同，都是斷層面兩側(cè)同震ΔCFS減少，斷層面2個(gè)端點(diǎn)處同震ΔCFS增加。然而，非均勻位錯(cuò)模型計(jì)算的同震ΔCFS增加的區(qū)域面積明顯大于均勻位錯(cuò)模型，特別是非均勻位錯(cuò)模型計(jì)算的同震ΔCFS在接近地震破裂面的地區(qū)為正值，正好解釋了地震破裂面附近較頻繁的余震活動(dòng)。同樣，將余震空間分布與同震ΔCFS空間分布進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)于田地區(qū)2009年以來(lái)的地震有53%發(fā)生在同震ΔCFS增加超過(guò)0.01MPa的區(qū)域，2008年于田地震的發(fā)生顯著影響了破裂帶附近區(qū)域的地震活動(dòng)。

圖3　均勻位錯(cuò)模型和非均勻位錯(cuò)模型計(jì)算的2008年于田地震同震ΔCFS空間分布Fig. 3　Coseismic ΔCFS produced by the 2008 Yutian earthquake.黃色圓點(diǎn)為2009年1月1日至2013年12月31日的小震活動(dòng)，黑色線條為區(qū)域主要活動(dòng)斷裂帶，綠色線條為地震破裂帶；a 均勻位錯(cuò)模型計(jì)算的最優(yōu)面上的同震ΔCFS，b 非均勻位錯(cuò)模型計(jì)算的最優(yōu)面上的同震ΔCFS

圖4　非均勻位錯(cuò)模型計(jì)算的2008年于田地震同震ΔCFS 誤差空間分布Fig. 4　Error of coseismic ΔCFS produced by uneven rupture model of the 2008 Yutian earthquake.Green lines show the seismic rupture.

為了考察同震ΔCFS計(jì)算的可靠性，進(jìn)一步根據(jù)Elliot模型的誤差計(jì)算了2008年于田地震同震ΔCFS的誤差分布(圖4)。圖4 的結(jié)果顯示，同震ΔCFS的誤差分布與同震ΔCFS的空間分布模式大致一致，同震ΔCFS誤差最大的區(qū)域集中在地震破裂面的兩側(cè)附近，地震破裂帶南段上較大的滑動(dòng)誤差導(dǎo)致其附近相對(duì)較大的同震ΔCFS的誤差。另外，由于地震破裂面滑動(dòng)誤差主要為0.05～0.10m，遠(yuǎn)小于反演的斷層滑動(dòng)量，同震ΔCFS誤差擾動(dòng)的量值也不到同震ΔCFS量值的10%。

比較均勻位錯(cuò)模型和非均勻位錯(cuò)模型的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，非均勻斷層滑動(dòng)模型計(jì)算得到的同震ΔCFS分布比簡(jiǎn)單均勻模型的結(jié)果更好地解釋實(shí)際觀測(cè)到的余震空間分布。另外，無(wú)論是均勻模型還是非均勻模型的同震ΔCFS計(jì)算結(jié)果均表明，2008年于田地震在2014年于田地震震源區(qū)附近所造成的同震ΔCFS變化遠(yuǎn)<0.01MPa，2008年于田地震所產(chǎn)生的同震應(yīng)力擾動(dòng)對(duì)2014年于田地震的發(fā)生影響不顯著。

2.2黏彈性應(yīng)力擾動(dòng)

雖然同震ΔCFS的結(jié)果顯示2008年于田地震對(duì)2014年于田地震的發(fā)生沒(méi)有顯著影響，但是由于青藏高原地區(qū)的中、下地殼相對(duì)較軟(Ryderetal.，2007；張晁軍等，2008; 孫玉軍等，2013)，柔軟中、下地殼的黏性變形會(huì)導(dǎo)致上地殼的應(yīng)力集中。因此，2008年于田地震發(fā)生6a后的震后變形影響范圍有可能擴(kuò)展到2014年于田地震的震源區(qū)附近。

圖5　2008年于田地震造成5a后的ΔCFS空間分布Fig. 5　Postseismic ΔCFS produced by the 2008 Yutian earthquake in 2014.黃色圓點(diǎn)為2009年1月1日至2013年12月31日的小震活動(dòng)，綠色線條為地震破裂帶；a分層黏彈模型計(jì)算的最優(yōu)面上的震后ΔCFS，b投影到區(qū)域斷層分段上的震后ΔCFS

采用1.2節(jié)中的模型和參數(shù)設(shè)置，計(jì)算了2008年于田地震6a后，中下地殼黏彈性松弛效應(yīng)所造成的區(qū)域應(yīng)力擾動(dòng)(圖5)。圖5a給出了2008年于田地震6a后附近區(qū)域整個(gè)孕震層中最大ΔCFS的空間分布。與同震ΔCFS的空間分布相比，2008年于田地震6a后變形所造成的應(yīng)力擾動(dòng)空間范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，應(yīng)力擾動(dòng)>0.01MPa的區(qū)域擴(kuò)展到距離2008年于田地震地震破裂面近200km的地方。對(duì)比2008年于田地震后的ΔCFS空間分布和2009—2013年間的小震分布，可以發(fā)現(xiàn)，在震后應(yīng)力擾動(dòng)>0.01MPa的區(qū)域內(nèi)發(fā)生的小震大約74%集中在ΔCFS增加的地區(qū)，只有約26%的小震集中在ΔCFS減少的地區(qū)。

根據(jù)計(jì)算的震后應(yīng)力場(chǎng)和前人提供的斷層幾何與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)(萬(wàn)永革等，2010)，進(jìn)一步計(jì)算了震后ΔCFS影響顯著區(qū)域內(nèi)，主要活動(dòng)斷裂帶分段上的震后ΔCFS(圖5b)。計(jì)算結(jié)果顯示，2008年于田地震導(dǎo)致康西瓦斷裂帶東段上的震后ΔCFS增加最大，約為0.07MPa。普魯斷裂帶上從東到西的震后ΔCFS增加0.01～0.05MPa不等，貢嘎斷裂帶上的震后ΔCFS減少0.13～0.59MPa。郭扎錯(cuò)斷裂帶東段上的震后ΔCFS減少0.11MPa，而其西段上的震后ΔCFS增加0.04～0.10MPa。龍木措斷裂帶上震后ΔCFS增加0.03MPa。泉水溝和大紅柳灘斷裂帶上的震后ΔCFS減少0.02～0.04MPa。值得注意的是，2008年于田地震的震后應(yīng)力調(diào)整使得2014年于田地震破裂面上的震后ΔCFS增加0.011MPa。

對(duì)比2008年于田地震同震ΔCFS和震后ΔCFS的空間分布圖像可以看出，雖然2008年的于田地震所造成的同震ΔCFS對(duì)2014年于田地震的影響不顯著，但是震后應(yīng)力松弛效應(yīng)導(dǎo)致的應(yīng)力轉(zhuǎn)移有利于6a后2014年于田地震的發(fā)生。

圖6　2014年于田地震造成的震后ΔCFS空間分布Fig. 6　Coseismic and postseismic ΔCFS produced by the 2014 Yutian earthquake.黃色圓點(diǎn)為2014年2月12日至2014年12月31日的小震活動(dòng)，綠色線條為地震破裂帶；a分層黏彈模型計(jì)算的最優(yōu)面上的同震ΔCFS，b投影到區(qū)域斷層分段上的同震ΔCFS，c分層黏彈模型計(jì)算的5a后的最優(yōu)面上的震后ΔCFS，d投影到區(qū)域斷層分段上的震后ΔCFS

3　2014年于田地震所造成的應(yīng)力擾動(dòng)

2014年于田地震的發(fā)生可能再次擾動(dòng)了區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變分布，從而影響后續(xù)地震活動(dòng)。根據(jù)地震破裂過(guò)程給出的破裂面滑動(dòng)分布結(jié)果(周云等，2015)，同樣計(jì)算了2014年于田地震所造成的同震ΔCFS和震后ΔCFS應(yīng)力擾動(dòng)(圖6)。圖6a給出了2014年于田地震所造成的同震ΔCFS，圖6b給出了投影到區(qū)域主要斷裂分段上的同震ΔCFS，圖6c是5a以后黏彈性松弛導(dǎo)致的震后ΔCFS，圖6d則給出了5a以后主要斷裂分段上的震后ΔCFS。

計(jì)算結(jié)果顯示，2014年于田地震的發(fā)生主要使得阿爾金斷裂帶西南段的同震ΔCFS增加，與地震破裂帶平行的附近區(qū)域同震ΔCFS減少區(qū)與增加區(qū)相互間隔。從余震分布的情況來(lái)看，在同震ΔCFS變化較顯著的區(qū)域內(nèi)，大約76.1%的余震發(fā)生在同震ΔCFS增加的地區(qū)。這些余震主要集中在地震破裂帶附近，并且呈現(xiàn)出南、北2個(gè)余震集中區(qū)。與反演的地震破裂面滑動(dòng)分布結(jié)果相對(duì)比，可以看出余震主要集中在地震破裂面滑動(dòng)分布相對(duì)較小的區(qū)域。也就是說(shuō)，2014年于田地震后的余震活動(dòng)可能補(bǔ)償了主震破裂面上的同震滑動(dòng)分布。這與2008年汶川M8.0地震的主震滑動(dòng)與余震活動(dòng)分布模式類(lèi)似(陳九輝等，2009)。

同樣地，計(jì)算了2014年于田地震在區(qū)域主要活動(dòng)斷裂帶分段上造成的同震ΔCFS。結(jié)果表明，2014年于田地震使得康西瓦斷裂帶東段上的同震ΔCFS增加0.16～0.85MPa，普魯斷裂帶上的同震ΔCFS減少0.42MPa，貢嘎斷裂帶上的同震ΔCFS減少0.42MPa?？缕簲嗔褞贤穰FS減少0.03MPa，郭扎錯(cuò)斷裂帶上的同震ΔCFS主要表現(xiàn)為減少，大約為0.04～0.06MPa。與前人計(jì)算類(lèi)似的結(jié)果證明了本文結(jié)果的可靠性(周云等，2015)。

震后黏彈性松弛將使2014年于田地震的震后變形影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。預(yù)計(jì)2014年于田地震后5a，黏彈性松弛效應(yīng)將使震后ΔCFS量值>0.01MPa的范圍大約達(dá)到顯著同震形變范圍的1.5倍，但是其形態(tài)大致保持不變?？滴魍邤嗔褞|段、中段上的震后ΔCFS變化增強(qiáng)，達(dá)到0.35～0.98MPa，貢嘎斷裂帶上的震后ΔCFS減少0.03～0.04MPa，普魯斷裂帶上的震后ΔCFS減少0.21～0.23MPa?？缕簲嗔褞险鸷螃FS減少0.03～0.05MPa，郭扎錯(cuò)斷裂帶上的同震ΔCFS主要表現(xiàn)為減少，大約為0.03～0.08MPa。2014年于田地震震后變形的影響還將擴(kuò)展到其南邊的一些斷裂帶上。

4　討論

由于具有明確的物理含義，利用位錯(cuò)模型研究震后ΔCFS并判斷區(qū)域余震趨勢(shì)對(duì)于潛在地震危險(xiǎn)性的判定有重要意義。前人利用相對(duì)較簡(jiǎn)單的均勻彈性位錯(cuò)模型計(jì)算2008年和2014年2次于田地震的同震ΔCFS，得到的結(jié)果能夠?qū)τ诤罄m(xù)余震的快速判定提供指導(dǎo)( 萬(wàn)永革等，2010；宋金等，2014)。然而，均勻彈性位錯(cuò)模型結(jié)果在近場(chǎng)與實(shí)際的余震活動(dòng)符合程度較差。即使采用相對(duì)完善的震源破裂模型作為輸入能夠得到更加符合實(shí)際情況的結(jié)果，但是彈性模型并不能考察震后松弛所導(dǎo)致的應(yīng)力轉(zhuǎn)移(周云等，2015)。

除了同震ΔCFS與余震分布的關(guān)系研究之外，震后ΔCFS對(duì)后續(xù)地震的影響也很顯著。同一個(gè)斷裂帶上或者鄰近地區(qū)的強(qiáng)震活動(dòng)往往表現(xiàn)為叢集活動(dòng)，2次大地震的時(shí)間間隔也在數(shù)年至數(shù)百年的尺度，如此長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的地殼流變效應(yīng)不可忽略。本文的研究也表明，2008年于田地震的同震ΔCFS對(duì)2014年于田地震的發(fā)生影響不大，如果僅憑同震ΔCFS對(duì)區(qū)域潛在地震危險(xiǎn)性進(jìn)行判定可能會(huì)帶來(lái)誤導(dǎo)。事實(shí)上，震后黏彈性松弛所導(dǎo)致的應(yīng)力轉(zhuǎn)移使得2008年于田地震在2014年于田地震震源區(qū)產(chǎn)生超過(guò)了0.01MPa的ΔCFS，從而2008年于田地震的震后變形有利于2014年于田地震的發(fā)生。雖然黏滯系數(shù)的選取會(huì)影響震后變形的計(jì)算結(jié)果，但是下地殼黏滯系數(shù)計(jì)算結(jié)果的誤差往往在2～3個(gè)數(shù)量級(jí)(張晁軍等，2008)，數(shù)值試驗(yàn)表明較低的下地殼黏滯系數(shù)更有利于震后變形的擴(kuò)散。無(wú)論如何，震后黏性松弛所導(dǎo)致的應(yīng)力轉(zhuǎn)移需要特別引起注意。

在前人結(jié)果的基礎(chǔ)上，本文采用多種方法考慮ΔCFS的計(jì)算誤差。首先，選取整個(gè)孕震層不同深度上ΔCFS的最大值作為最終的ΔCFS，避免了后續(xù)地震震源深度誤差對(duì)ΔCFS計(jì)算結(jié)果的影響，最大ΔCFS與余震分布的對(duì)比也更加合理。其次，根據(jù)位錯(cuò)模型的誤差給出了同震ΔCFS的誤差分布，結(jié)果表明同震ΔCFS的誤差主要集中在斷裂帶兩側(cè)附近，誤差的量值小于ΔCFS變化絕對(duì)值的10%。由此，本文得到的區(qū)域最優(yōu)面方向的ΔCFS空間分布圖像相對(duì)可靠。最后，前人的研究表明，對(duì)ΔCFS計(jì)算影響最大的因素是接收斷層的傾角誤差，其次是斷層模型、接收斷層的走向和滑動(dòng)角方向的誤差(Wangetal.，2014)。受到于田地區(qū)活動(dòng)構(gòu)造研究局限性的限制，該區(qū)域各個(gè)接收斷裂帶上的同震ΔCFS和震后ΔCFS只能提供相對(duì)的定性參考，其結(jié)果還需要根據(jù)后續(xù)斷層幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究進(jìn)一步完善。

圖7　2008年于田地震的震后變形與和2014年于田地震同震影響所造成的區(qū)域應(yīng)力擾動(dòng)Fig. 7　Regional comprehensive stress disturbance produced by 2008 and 2014 Yutian earthquakes.

5　結(jié)論

本文采用分層黏彈性模型詳細(xì)分析了2008年和2014年2次M7于田地震所造成的同震和震后應(yīng)力擾動(dòng)，并研究了2008年于田地震對(duì)2014年于田地震的影響，得到了如下結(jié)論：

(1)2008年于田地震的發(fā)生主要使得破裂面附近區(qū)域的同震ΔCFS增加，絕大部分余震發(fā)生在同震ΔCFS增加的地區(qū)。此次地震使得阿爾金斷裂帶西端的ΔCFS增加，但是其對(duì)2014年于田地震的影響并不顯著；

(2)中、下地殼的黏性松弛效應(yīng)導(dǎo)致2008年于田地震的震后應(yīng)力調(diào)整，有利于2014年于田地震的發(fā)生；

(3)2014年于田地震的發(fā)生進(jìn)一步增加了阿爾金斷裂帶西段的ΔCFS，考慮到該斷裂帶上較高的活動(dòng)速率和過(guò)去較長(zhǎng)時(shí)間的地震平靜，該斷裂帶上的潛在地震危險(xiǎn)性值得進(jìn)一步關(guān)注。

致謝感謝審稿專家提出的寶貴意見(jiàn)。Elliot博士提供了2008年于田地震的震源破裂參數(shù)，王衛(wèi)民博士提供了2014年于田地震的震源破裂參數(shù)，汪榮江博士提供了計(jì)算軟件，在此一并致以謝忱!

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VISCOELASTIC STRESS TRANSFER BETWEEN 2008 AND 2014 YUTIANM7 EARTHQUAKES，XINJIANG

WANG Hui1，2)CAO Jian-ling1，2)HONG Shun-ying2)XU Yue-ren2)JING Feng2)

1)KeyLaboratoryofEarthquakePrediction，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100036，China2)InstituteofEarthquakeScience，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100036，China

Two earthquakes with magnitude larger than 7.0 occurred in 2008 and 2014 on the southwestern end of the Altyn Tagh Fault，which is located in the northwestern borderland of Tibetan plateau. Occurrences of these two earthquakes provide important insights into regional geodynamics and potential seismic risk. Layered viscoelastic model is employed in the paper to study the interaction between these two events. We find that most of aftershocks were triggered by coseismic stress produced by the 2008 Yutian earthquake，and the effect of this earthquake is insignificant on the occurrence of the 2014 Yutian earthquake. However，stress transfer by viscoelastic relaxation of postseismic deformation is in favor of occurrence of the 2014 Yutian earthquake. The coseismic and postseismic stress transfer produced by the 2014 Yutian earthquake leads to stress increasing on the western segment of the Altyn Tagh Fault. Since the occurrence time of the last major earthquake on the western segment of the Altyn Tagh Fault is tens of years ago，it should have accumulated large moment deficit on the fault segment. The Altyn Tagh Fault should be considered as a fault with high potential seismic risk.

Yutian earthquake，layered viscoelastic model，ΔCFS，western segment of the Altyn Tagh Fault，potential seismic risk

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.03.011

2015-03-30收稿，2016-04-15改回。

中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)(2014IES0102)與國(guó)家自然科學(xué)基金(41104058，41104057)共同資助。

P315.72+7

A

0253-4967(2016)03-0646-14

王輝，男，1976年生，研究員，主要研究方向?yàn)榈貧ば巫兣c地球動(dòng)力學(xué)，電話： 010-88015551，E-mail: wanghui500@gmail.com。