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      2020年西藏波密ML4.9震群活動(dòng)的潮汐觸發(fā)特征

      2021-05-31 07:22:56李夢(mèng)圓蔣海昆宋金李金
      中國(guó)地震 2021年1期
      關(guān)鍵詞:波密潮汐剪應(yīng)力

      李夢(mèng)圓 蔣海昆 宋金 李金

      1)中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所,北京 100036 2)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心,北京 100045 3)新疆維吾爾自治區(qū)地震局,烏魯木齊 830011

      0 引言

      2020年7—8月,西藏波密縣易貢鄉(xiāng)發(fā)生顯著震群(以下簡(jiǎn)稱(chēng)波密震群)。自7月19日至8月18日短短1個(gè)月時(shí)間內(nèi),連續(xù)發(fā)生4.0級(jí)及以上地震20余次(ML標(biāo)度,下同),最大為4.9級(jí)地震。波密震群距離2017年11月18日米林MS6.9地震震中約70km,且位于嘉黎斷裂附近,加之震中附近人員分布相對(duì)密集、震感強(qiáng)烈,因而這一短時(shí)間內(nèi)持續(xù)不斷的4.0級(jí)及以上地震活動(dòng)引起廣泛關(guān)注。已有研究從不同角度證實(shí)該局部區(qū)域地震活動(dòng)在時(shí)間上與降雨等季節(jié)性變化密切相關(guān),認(rèn)為雨季集中降水以及夏季高溫導(dǎo)致的高山融雪等因素,可能是該局部區(qū)域地震活動(dòng)的主要誘發(fā)/觸發(fā)因素(Mukhopadhyay et al,2015)。

      在對(duì)波密震群地震活動(dòng)的進(jìn)一步分析中發(fā)現(xiàn),部分相鄰地震時(shí)間間隔多次出現(xiàn)大體上為24h或12h的情形,例如就ML≥3.0地震而言,7月19—20日緊鄰的4.9級(jí)、4.5級(jí)地震時(shí)間間隔為13.3h,7月22—23日相繼發(fā)生的2次地震時(shí)間間隔為23.8h,7月23—24日緊鄰的2次4.4級(jí)地震時(shí)間間隔為36.7h,7月27—28日緊鄰的2次地震時(shí)間間隔為13.5h,7月28~29日緊鄰的2次地震時(shí)間間隔為23.3h,7月30日2次緊鄰的地震時(shí)間間隔為14.4h,8月8日2次緊鄰的地震時(shí)間間隔為14.1h,8月14—15日2次緊鄰的地震時(shí)間間隔為23.4h,8月17—18日2次緊鄰的地震時(shí)間間隔為23.2h。這些現(xiàn)象意味著,除季節(jié)性降水影響外,2020年波密震群地震活動(dòng)可能還受不同周期潮汐變化的影響。事實(shí)上,對(duì)于大暴雨誘發(fā)/觸發(fā)的震群活動(dòng),在震群地震持續(xù)活動(dòng)期間,地震活動(dòng)明顯受潮汐引力疊加影響的現(xiàn)象此前已有研究(蔣海昆等,2011)。具體就波密震群而言,上述現(xiàn)象似乎說(shuō)明,部分地震的發(fā)生時(shí)間可能受潮汐日波、半日波調(diào)制。關(guān)于地震活動(dòng)的日潮調(diào)制已有許多研究,近期張涵等(2019)基于Schuster檢驗(yàn)的最新工作還顯示,日本部分區(qū)域微震活動(dòng)受半日潮調(diào)制影響也較為明顯。

      地震活動(dòng)受潮汐調(diào)制影響的統(tǒng)計(jì)研究由來(lái)已久(Heaton,1975、1982),固體潮對(duì)消減帶淺源低頻地震事件(VLFEs)存在統(tǒng)計(jì)可信的觸發(fā)影響這一觀點(diǎn)已屬共識(shí)(Nakamura et al,2017),但對(duì)其他地震活動(dòng)、尤其是對(duì)板內(nèi)地震活動(dòng)的影響,仍存在頗多爭(zhēng)議(黃元敏等,2008)。盡管有研究認(rèn)為潮汐應(yīng)力似乎僅對(duì)巨大地震的發(fā)生有統(tǒng)計(jì)可信的觸發(fā)影響(Ide et al,2016),但也有許多研究證實(shí),小地震群體受潮汐調(diào)制作用同樣顯著(孫長(zhǎng)青等,2014;李金等,2014;張涵等,2019;陳全等,2019)。

      當(dāng)?shù)卣饠?shù)量足夠多時(shí),通常從統(tǒng)計(jì)的角度研究地震活動(dòng)的潮汐觸發(fā),即基于大量地震樣本,通過(guò)嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),考察地震活動(dòng)受潮汐調(diào)制的顯著程度。其中使用較廣泛的是Schuster檢驗(yàn)方法(Tsuruoka et al,1995;Tanaka et al,2002a、2002b、2006;Fischer et al,2006;李金等,2014;張涵等,2019),該方法給每個(gè)地震賦予一個(gè)潮汐相位角后,通過(guò)統(tǒng)計(jì)參量p值來(lái)判定地震的發(fā)生是否受到潮汐的觸發(fā)。但當(dāng)?shù)卣饠?shù)量較少時(shí),統(tǒng)計(jì)學(xué)方法難以發(fā)揮作用,此時(shí)可以逐個(gè)對(duì)比分析地震發(fā)生時(shí)刻震源斷層面上的潮汐應(yīng)力狀態(tài),從物理角度討論該地震的發(fā)生是否受到潮汐應(yīng)力的觸發(fā)。

      基于波密震群地震數(shù)量較少但相對(duì)高震級(jí)地震較多的特點(diǎn),本文擬對(duì)20次有震源機(jī)制結(jié)果的4.0級(jí)及以上地震,分別計(jì)算地震前后震源機(jī)制解2個(gè)節(jié)面上的潮汐正應(yīng)力、潮汐剪應(yīng)力和潮汐庫(kù)侖破裂應(yīng)力變化,在此基礎(chǔ)上討論波密震群的潮汐觸發(fā)特征。

      1 斷層面上潮汐應(yīng)力計(jì)算

      潮汐應(yīng)力分解首先需要計(jì)算月球和太陽(yáng)在震源處球坐標(biāo)下的潮汐應(yīng)力,常用的有球諧展開(kāi)方法(吳小平等,2001)和基于勒夫數(shù)的計(jì)算方法(郗欽文等,1986;駱鳴津等,1986;孫文科,1991;蔣駿等,1995)。進(jìn)而由已知的地震震源機(jī)制解斷層面走向φs、傾角δ和滑動(dòng)角λ,將震源處球坐標(biāo)系下的潮汐應(yīng)力轉(zhuǎn)換到斷層面上,從而得到斷層面上的潮汐正應(yīng)力和剪應(yīng)力。鑒于許多文獻(xiàn)已有詳細(xì)的斷層面上應(yīng)力計(jì)算公式推導(dǎo),本文不再贅述。

      斷層面上潮汐正應(yīng)力σn、潮汐剪應(yīng)力τn計(jì)算公式為(蔣駿等,1995)

      (1)

      (2)

      式(1)中正應(yīng)力σn張開(kāi)為正(地下深部環(huán)境條件下,所謂“張開(kāi)”意味著擠壓減弱),式(2)中剪應(yīng)力τn沿滑動(dòng)方向?yàn)檎?/p>

      式(1)、式(2)中αn1、αn2、αn3為斷層面空間取向的方向余弦,αD1、αD2、αD3為滑移矢量的方向余弦,它們?cè)谇蜃鴺?biāo)系中的表達(dá)式分別為

      (3)

      (4)

      (5)

      發(fā)震斷層面上由潮汐引起的庫(kù)侖應(yīng)力變化ΔCFS為(Fischer et al,2006;Wan et al,2004;Cochran et al,2004)

      ΔCFS=Δτn+μ′Δσn

      (6)

      式中,Δτn、Δσn分別為式(1)、式(2)給出的潮汐正應(yīng)力和沿滑動(dòng)方向的潮汐剪應(yīng)力的變化量;μ′為斷層有效摩擦系數(shù),μ′=μ(1-B),μ為摩擦系數(shù),B為Skempton系數(shù),其理論范圍為0~1。斷層有效摩擦系數(shù)μ′通常分布在0.2~0.8之間,不同研究者的取值有一定差異,最常用的為μ′=0.4。

      2 波密震群活動(dòng)概況

      2020年7月19日18時(shí)15分45秒,西藏波密易貢鄉(xiāng)發(fā)生4.9級(jí)地震,震中位置為30.37°N、94.87° E。之后在一個(gè)非常小的范圍內(nèi)(約15km×20km)頻繁發(fā)生3、4級(jí)地震,直至8月19日震群活動(dòng)結(jié)束,持續(xù)約1個(gè)月。圖1 為波密震群及附近區(qū)域2020年以來(lái)大體上1°×1°范圍內(nèi)ML≥2.0地震分布,圖中嘉黎斷裂北側(cè)地震密集區(qū)域即為波密震群區(qū)域(圖1中方框所示),嘉黎斷裂南側(cè)緊鄰帕龍-旁辛斷層的近NW向相對(duì)密集的地震分布區(qū)域?yàn)?017年米林MS6.9地震余震區(qū)。由圖1 可以直觀看出,波密震群既不是嘉黎斷裂活動(dòng)的直接結(jié)果,也與米林地震余震活動(dòng)無(wú)關(guān),因?yàn)閺牡卣鸱植己?jiǎn)單來(lái)看,它們之間并無(wú)明顯的構(gòu)造關(guān)聯(lián)。

      圖1 波密震群附近區(qū)域構(gòu)造及2020年1—10月ML≥2.0地震分布圖中方框?yàn)椴苷鹑簠^(qū)域;Jiali F:嘉黎斷裂;Milin F:米林?jǐn)嗔眩籔along-Pangxin F:帕隆-旁辛斷裂

      據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心統(tǒng)一編目數(shù)據(jù),2020年7月19日至8月19日期間,圖1 中方框所示波密震群區(qū)域共記錄ML≥2.0地震62次,其中2.0≤ML≤2.9地震9次,3.0≤ML≤3.9地震28次,4.0≤ML≤4.9地震25次,最大為7月19日ML4.9地震。這一時(shí)期地震活動(dòng)又可分為2個(gè)密集時(shí)段(圖2),分別為7月19日—8月1日時(shí)段和8月8—19日時(shí)段,密集時(shí)段持續(xù)時(shí)間大體相當(dāng),分別約為13天和12天,期間僅在8月4日發(fā)生1次ML3.4地震,地震平靜持續(xù)約7天。

      圖2 波密震群ML≥2.0地震M-t圖及部分ML≥4.0地震震源機(jī)制

      檢索圖1 中方框所示區(qū)域2020年1月1日—12月31日期間的所有地震,除圖2 所示7月19日—8月19日期間高頻次、高強(qiáng)度的波密震群外,其他時(shí)段僅有4月24日2.3級(jí)、6月24日3.0級(jí)和10月7日2.6級(jí)3次小地震,可見(jiàn)波密震區(qū)2020年地震活動(dòng)主要集中在7月、8月。從地震震級(jí)分布來(lái)看,波密震群地震震級(jí)主要分布在3.0級(jí)左右和4.5級(jí)左右2個(gè)震級(jí)段(圖2)。3.0級(jí)與該區(qū)域當(dāng)前地震監(jiān)測(cè)的最小完備性震級(jí)大體相當(dāng)(1)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心等,2019. 青藏高原監(jiān)測(cè)能力提升項(xiàng)目初步設(shè)計(jì). 內(nèi)部資料.。作為一個(gè)完整的地震序列,波密震群大、小地震比例失衡,3.0~4.5級(jí)震級(jí)區(qū)間地震較少,高震級(jí)地震數(shù)量偏多。

      表1 2020年波密震群ML≥4.0地震及震源機(jī)制解CAP計(jì)算結(jié)果

      3 波密震群地震發(fā)生時(shí)間的潮汐影響

      3.1 震源機(jī)制

      2020年波密震群共發(fā)生25次ML≥4.0地震,震后中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心預(yù)警速報(bào)部利用CAP方法計(jì)算并提供了其中20次地震的震源機(jī)制結(jié)果(表1),即80%(20/25)的4級(jí)以上地震給出了震源機(jī)制解,因而根據(jù)這些震源機(jī)制解進(jìn)一步開(kāi)展的潮汐觸發(fā)研究具有一定的代表性。CAP方法(Zhao et al,1994;Zhu et al,1996)將地震波分成面波和體波部分,分別對(duì)截取的震相利用相關(guān)性方法進(jìn)行擬合,在給定的參數(shù)空間中進(jìn)行網(wǎng)格搜索,求解最佳矩心深度和震源機(jī)制解。該方法的優(yōu)勢(shì)之一是反演結(jié)果對(duì)速度模型和地殼橫向變化的依賴性相對(duì)較小(鄭勇等,2009),這對(duì)于研究像波密地區(qū)這樣研究基礎(chǔ)薄弱、精細(xì)速度結(jié)構(gòu)缺乏的區(qū)域有一定優(yōu)勢(shì)。

      3.2 波密震群較大地震發(fā)生時(shí)間的潮汐影響分析

      3.2.1 震源機(jī)制解節(jié)面上的潮汐應(yīng)力分解

      利用表2 所列20次4.0以上地震震源機(jī)制解,基于本文前述斷層面上潮汐應(yīng)力計(jì)算方法,計(jì)算斷層面上地震當(dāng)天以及地震前、后各1天共3天的潮汐正應(yīng)力、潮汐剪應(yīng)力及潮汐庫(kù)侖破裂應(yīng)力隨時(shí)間的變化,時(shí)間分辨率為分鐘。由于無(wú)法確定震源機(jī)制哪個(gè)節(jié)面與真實(shí)的發(fā)震斷層相吻合,對(duì)2個(gè)節(jié)面均進(jìn)行同樣的計(jì)算,結(jié)果如圖3 所示。

      表2 波密震群較大地震潮汐應(yīng)力觸發(fā)定性分析

      圖3 波密震群20次ML≥4.0地震前后3天的潮汐正應(yīng)力、剪應(yīng)力和庫(kù)侖應(yīng)力變化各子圖分別為基于震源機(jī)制解節(jié)面I和節(jié)面Ⅱ的計(jì)算結(jié)果;子圖序號(hào)與表2 序號(hào)相對(duì)應(yīng);地震時(shí)間、震級(jí)標(biāo)示于各子圖上方;綠色垂直線指示地震發(fā)生時(shí)刻;有促滑或阻滑的地震同時(shí)給出震源機(jī)制結(jié)果

      3.2.2 較大地震潮汐應(yīng)力影響分類(lèi)

      由于主要關(guān)注潮汐變化對(duì)地震發(fā)生是否具有觸發(fā)影響,因而首先應(yīng)判定地震發(fā)生時(shí)刻是否處于應(yīng)力變化的極大或極小值附近,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步討論具體的應(yīng)力觸發(fā)因素。依據(jù)前述約定,斷層面上潮汐正應(yīng)力σn張開(kāi)為正、潮汐剪應(yīng)力τn沿滑動(dòng)方向?yàn)檎?,因而就本文結(jié)果定性來(lái)看,潮汐正應(yīng)力σn增大、潮汐剪應(yīng)力τn增大或正的潮汐庫(kù)侖破裂應(yīng)力變化(ΔCFS>0)均有利于斷層滑動(dòng),可視為對(duì)地震發(fā)生具有觸發(fā)作用(促滑);而斷層面上潮汐正應(yīng)力σn減小、潮汐剪應(yīng)力τn減小或斷層面上負(fù)的潮汐庫(kù)侖破裂應(yīng)力變化(ΔCFS<0)均不利于斷層滑動(dòng),潮汐作用阻止地震的發(fā)生(阻滑)。

      據(jù)此,圖3 所列地震活動(dòng)的潮汐應(yīng)力影響可分為4種情形:

      (1)潮汐應(yīng)力對(duì)地震發(fā)生具有明顯的促滑作用,依據(jù)斷層面上潮汐應(yīng)力狀態(tài),可粗略推測(cè)可能的發(fā)震斷層。

      以圖3(4)所列7月21日21時(shí)26分4.3級(jí)地震為例,節(jié)面Ⅰ計(jì)算結(jié)果顯示,地震發(fā)生時(shí)間與潮汐正應(yīng)力極小值時(shí)間基本吻合,該時(shí)刻節(jié)面I上σn=-6627.6Pa、τn=1339.1Pa、ΔCFS=-1311.9Pa<0,依據(jù)σn和ΔCFS可判定潮汐應(yīng)力的綜合作用對(duì)節(jié)面I具有阻滑作用,不利于地震發(fā)生;節(jié)面Ⅱ計(jì)算結(jié)果顯示,地震發(fā)生時(shí)刻與潮汐剪應(yīng)力和潮汐庫(kù)侖應(yīng)力變化最大值基本吻合,該時(shí)刻節(jié)面Ⅱ上σn=-261.2Pa、τn=1335.2Pa、ΔCFS=1230.7Pa>0,依據(jù)τn和ΔCFS判定潮汐應(yīng)力對(duì)節(jié)面Ⅱ具有促滑作用,有利于地震的發(fā)生;由2個(gè)節(jié)面所受潮汐應(yīng)力狀況綜合分析,可判定潮汐應(yīng)力對(duì)該次地震具有促滑作用,節(jié)面Ⅱ?yàn)榭赡艿陌l(fā)震斷層。

      (2)潮汐應(yīng)力對(duì)地震發(fā)生具有明確的促滑作用,但無(wú)法認(rèn)定可能的發(fā)震斷層。

      如圖3(13)所列8月9日16時(shí)50分4.8級(jí)地震,無(wú)論節(jié)面I還是節(jié)面Ⅱ,地震發(fā)生時(shí)刻與斷層面上潮汐正應(yīng)力、潮汐剪應(yīng)力和潮汐庫(kù)侖應(yīng)力變化最大值在時(shí)間上均基本吻合,各項(xiàng)潮汐應(yīng)力均顯示對(duì)地震發(fā)生具有明確的促滑作用,但無(wú)法判定哪個(gè)節(jié)面為真實(shí)的發(fā)震斷層。

      (3)潮汐應(yīng)力對(duì)地震發(fā)生起阻滑作用。

      如圖3(15)所列8月12日02時(shí)14分4.6級(jí)地震,無(wú)論節(jié)面I還是節(jié)面Ⅱ,地震發(fā)生時(shí)刻與斷層面上潮汐正應(yīng)力、潮汐剪應(yīng)力和潮汐庫(kù)侖應(yīng)力變化最小值在時(shí)間上均基本吻合,各項(xiàng)潮汐應(yīng)力均顯示對(duì)該地震的發(fā)生具有明確的阻滑作用。

      (4)潮汐應(yīng)力對(duì)地震發(fā)生無(wú)明顯的調(diào)制影響。

      以圖3(14)所列8月10日01時(shí)13分4.4級(jí)地震為例,無(wú)論節(jié)面I還是節(jié)面Ⅱ,地震發(fā)生時(shí)刻與各項(xiàng)潮汐應(yīng)力極大或極小值在時(shí)間上均不吻合,這類(lèi)情形即可視為該次地震無(wú)明顯的潮汐觸發(fā)影響。

      3.2.3 較大地震潮汐應(yīng)力影響的統(tǒng)計(jì)分析

      按上述模式對(duì)圖3 所有地震的潮汐應(yīng)力調(diào)制情況逐個(gè)進(jìn)行分析,結(jié)果列于表2。由表2、圖3 可見(jiàn):

      (1)潮汐應(yīng)力對(duì)波密震群較大地震有一定的觸發(fā)作用。

      波密震群20次可計(jì)算震源機(jī)制解的4.0級(jí)以上較大地震中,潮汐應(yīng)力對(duì)其中13次地震具有促滑作用(表2 和圖3 第0、2、3、4、6、7、8、11、12、13、16、18、19號(hào)),觸發(fā)地震比例占總數(shù)的65%(13/20);潮汐應(yīng)力對(duì)其中3次地震具有阻滑作用(表2圖3 第1、5、15號(hào)),占總數(shù)的15%(3/20);4次地震未受到明顯的潮汐調(diào)制影響(表2圖3 第9、10、14、17號(hào)),地震發(fā)生時(shí)刻與各項(xiàng)潮汐應(yīng)力的極大、極小值均不吻合,這類(lèi)地震占總數(shù)的20%(4/20)。盡管統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)量有限,但從“促滑”、“阻滑”、“無(wú)影響”3類(lèi)震例數(shù)量來(lái)看,觸發(fā)地震所占比例相對(duì)較高。

      (2)潮汐應(yīng)力導(dǎo)致的斷層張性作用增強(qiáng)是觸發(fā)地震的一個(gè)可能原因。

      13次潮汐應(yīng)力具有促滑影響的震例中,6次地震發(fā)震時(shí)刻處于潮汐正應(yīng)力和潮汐剪應(yīng)力極大值(潮汐正應(yīng)力張性作用增強(qiáng)、潮汐剪應(yīng)力增大)時(shí)段(表2 和圖3 第4、8、11、13、16、19號(hào)),6次處于潮汐正應(yīng)力極大值(張性作用增強(qiáng))時(shí)段(表2 和圖3 第0、2、6、7、12、18號(hào)),1次處于潮汐剪切應(yīng)力極大值時(shí)段(表2 和圖3 第4號(hào))。從這個(gè)角度來(lái)看,潮汐應(yīng)力導(dǎo)致的斷層張性作用增強(qiáng)(擠壓作用減弱)可能是地震發(fā)生的一個(gè)主要觸發(fā)因素。

      (3)有觸發(fā)影響的地震大多發(fā)生在潮汐應(yīng)力極大值及之后的緊鄰時(shí)段。

      13次有潮汐觸發(fā)影響的震例中,地震發(fā)生在潮汐應(yīng)力極大值處的有6次(表2 和圖3 第0、2、3、11、12、19號(hào)),在極大值之后緊鄰極大值的有5次(表2 和圖3 第4、6、7、8、13號(hào)),在極大值之前緊鄰極大值的有2次(表2 和圖3 第16、18號(hào))。

      (4)潮汐應(yīng)力的促滑或阻滑影響對(duì)地震發(fā)生可能并不起主導(dǎo)作用。

      圖 3所列20次較大地震中,還有3次地震發(fā)生時(shí)刻潮汐應(yīng)力顯示明顯的阻滑作用,其中2次處于潮汐正應(yīng)力張性作用減弱同時(shí)潮汐剪切應(yīng)力也減小的時(shí)段(表2 和圖3 第1、15號(hào)),1次處于潮汐剪切應(yīng)力明顯減小的時(shí)段(表2 和圖3 第5號(hào))。即便潮汐應(yīng)力起阻滑作用,但這幾次地震還是“如期”發(fā)生了。這也意味著,潮汐應(yīng)力的促滑或阻滑影響對(duì)地震發(fā)生可能并不起決定性的主導(dǎo)作用。

      4 討論與結(jié)論

      (1)2020年7—8月西藏波密發(fā)生顯著震群活動(dòng),震群大小地震比例失衡、高震級(jí)地震數(shù)量偏多,共發(fā)生ML≥4.0地震25次,最大為7月19日4.9級(jí)地震。波密震群部分相鄰地震具有大約24h或12h的時(shí)間間隔,這意味著波密震群地震活動(dòng)可能受不同周期潮汐變化的影響。

      (2)針對(duì)20次有震源機(jī)制結(jié)果的4.0級(jí)以上地震,分別計(jì)算地震前后震源機(jī)制解2個(gè)節(jié)面上的潮汐正應(yīng)力、潮汐剪應(yīng)力和潮汐庫(kù)侖破裂應(yīng)力變化,在此基礎(chǔ)上討論了波密震群的潮汐觸發(fā)特征。結(jié)果顯示,潮汐應(yīng)力對(duì)波密震群中較大地震有一定的觸發(fā)作用,在20次可計(jì)算震源機(jī)制的較大地震中,潮汐應(yīng)力對(duì)其中13次地震具有促滑作用,占總數(shù)的65%。波密震群時(shí)間上可分為2個(gè)密集時(shí)段(圖2),與2次大的降雨過(guò)程相關(guān)聯(lián)。分別統(tǒng)計(jì)2個(gè)密集時(shí)段的地震活動(dòng),前一個(gè)時(shí)段持續(xù)13天,發(fā)生4級(jí)以上地震15次,有震源機(jī)制解的地震12次,其中潮汐應(yīng)力具有促滑特征的地震8次、潮汐應(yīng)力無(wú)影響的2次、潮汐應(yīng)力具有阻滑特征的2次;第二個(gè)時(shí)段持續(xù)12天,發(fā)生4級(jí)以上地震9次,有震源機(jī)制解的地震8次,其中潮汐應(yīng)力具有促滑特征的地震5次、潮汐應(yīng)力無(wú)影響的2次、潮汐應(yīng)力具有阻滑特征的1次。簡(jiǎn)單對(duì)比來(lái)看,2個(gè)時(shí)段具有潮汐應(yīng)力促滑影響地震的比例大體相當(dāng),分別約為0.67(8/12)和0.63(5/8)。

      (3)潮汐應(yīng)力導(dǎo)致的斷層張性作用增強(qiáng)(擠壓減弱)是觸發(fā)地震的一個(gè)可能原因。13次潮汐應(yīng)力具有促滑作用的地震中,12次與潮汐正應(yīng)力張性作用增強(qiáng)有關(guān)。張性作用增強(qiáng)有利于斷層滑動(dòng),而斷層張性作用增強(qiáng)(擠壓減弱)與日月潮汐對(duì)地球內(nèi)部固定位置拉張引力作用增強(qiáng)相對(duì)應(yīng)。

      (4)有觸發(fā)影響的地震發(fā)生時(shí)刻大多位于潮汐應(yīng)力極大值及其后的緊鄰時(shí)段。這一結(jié)果與張晶等(2007)的結(jié)果既有相似之處,也有不同之處。相似之處是地震大多發(fā)生于潮汐應(yīng)力極大值及之后的緊鄰時(shí)段,不同之處是張晶等(2007)的結(jié)果中潮汐剪應(yīng)力發(fā)揮主要作用而潮汐正應(yīng)力變化過(guò)程與地震發(fā)生關(guān)系不明顯,但本文波密震群結(jié)果則顯示潮汐正應(yīng)力變化與地震發(fā)生關(guān)系更為密切。這一差異可能與研究震例的破裂形式差異有關(guān),波密震群震源機(jī)制以張性、逆沖以及具有較大張性或逆沖成分的走滑型破裂為主(表2、圖3),而張晶等(2007)研究的1966—1976年中國(guó)九大地震則大多以走滑或走滑為主的斜滑型破裂為主。周江存等(2013)的研究則顯示,無(wú)論何種斷層破裂形式,斷層面上的潮汐正應(yīng)力與地震發(fā)震時(shí)刻具有更為明顯的相關(guān)性??梢?jiàn),實(shí)際情況更為復(fù)雜。

      (5)有幾次地震發(fā)生時(shí)刻潮汐應(yīng)力顯示明顯的阻滑作用但地震仍“如期”發(fā)生,這意味著潮汐應(yīng)力的促滑或阻滑影響對(duì)地震的發(fā)生可能并不起主導(dǎo)作用。一方面如前所述,由于處于臨界狀態(tài)的不穩(wěn)定系統(tǒng)更容易受到微小外加載荷的擾動(dòng)影響(張國(guó)民等,2001;蔣海昆等,2015),因而潮汐應(yīng)力對(duì)諸如余震、震群活動(dòng)區(qū)等已處于不穩(wěn)定狀態(tài)的區(qū)域具有更為明顯的調(diào)制作用(黎凱武,1998;蔣海昆等,2008、2011;李金等,2011;Yan et al,2020); 另一方面,固體潮與構(gòu)造應(yīng)力對(duì)地震的觸發(fā)作用實(shí)際上具有某種疊加效應(yīng),即相對(duì)于原有構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用力方向而言,潮汐應(yīng)力的作用是同向促滑、反向阻滑(Scholz et al,2019;劉冠男等,2020),但致使地震發(fā)生的關(guān)鍵還是原有的構(gòu)造應(yīng)力加載作用。例如走滑為主的鮮水河-安寧河構(gòu)造區(qū)域,絕大多數(shù)地震事件的觸發(fā)在很大程度上受潮汐剪切應(yīng)力的影響(劉冠男等,2020)。就波密震群而言,持續(xù)構(gòu)造加載基礎(chǔ)上集中降水導(dǎo)致的孔隙壓力快速增加,才是波密震群集中發(fā)生的主要因素。

      (6)還需要討論的一個(gè)問(wèn)題是潮汐觸發(fā)應(yīng)力的大小。潮汐應(yīng)力的量級(jí)在103Pa左右(周江存等,2013;Nakamura et al,2017;Ide et al,2016),這從圖3 也可粗略看出。103Pa與構(gòu)造應(yīng)力相比小得多,也比公認(rèn)的可觸發(fā)地震的庫(kù)侖應(yīng)力變化10-2~10-1MPa(萬(wàn)永革等,2000)低1~2個(gè)量級(jí)。如何理解潮汐應(yīng)力對(duì)地震發(fā)生的促滑作用?一是如前所述,潮汐應(yīng)力與構(gòu)造應(yīng)力對(duì)地震“同向促滑、反向阻滑”的疊加觸發(fā)效應(yīng),另一方面潮汐應(yīng)力的變化率可達(dá)102Pa/min,這比構(gòu)造應(yīng)力的平均積累速率大2個(gè)數(shù)量級(jí)(Heaton,1975),因而當(dāng)應(yīng)力積累達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí),附加潮汐應(yīng)力的動(dòng)態(tài)變化即可能對(duì)地震產(chǎn)生觸發(fā)影響(張晶等,2007;Ide et al,2016)。

      致謝:經(jīng)同意使用了中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心預(yù)警速報(bào)部震后產(chǎn)出的震源機(jī)制結(jié)果;西藏自治區(qū)地震局高錦瑞高級(jí)工程師在資料收集中提供幫助。一并致以衷心的感謝!

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