2017年 M W 6.5九寨沟地震激发的同震库仑应力变化及其对周边断层的影响
摘要
2017年8月8日21时19分在我国四川省北部阿坝州九寨沟县发生了MW6.5左旋走滑型地震.该地震发生在青藏高原巴颜喀拉块体东北缘，东昆仑断裂南东段的塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂的交汇地带.包括此次地震，近年来在巴颜喀拉块体周缘已发生了九次6级以上强震，表明巴颜喀拉块体周缘主要活动断裂上的应力水平仍处于不断调整之中.本文采用库仑应力模型研究2017年MW6.5九寨沟地震激发的库仑应力变化、该地震与周边地震的应力触发关系以及强震对周边主要活动断裂的应力扰动.强震序列包括周边区域1536—1975年M≥6历史强震和1976—2017年的MW≥ 6 gCMT地震目录中的强震，共计32个.研究结果表明：（1）2017年MW6.5九寨沟地震激发的同震库仑应力变化仅在局部范围内超过0.1×105Pa，且75%的余震（~12.7天）受到该地震明显的同震应力触发作用，而其余25%的余震落在应力影区，采用最优破裂面可以进一步提高同震库仑应力变化与余震分布的空间相关性；（2）2008年MW7.9汶川地震对2017年MW6.5九寨沟地震的发生有一定的促进作用，在后者震源处激发的同震库仑应力变化为（0.026~0.263）×105Pa，震后黏弹性库仑应力变化为（0.010~0.032）×105Pa.该库仑应力的变化范围取决于汶川地震源断层参数和九寨沟地震接收断层参数.2013年MW6.6芦山地震对九寨沟地震的发生几乎没有影响（ < 0.001×105Pa）；（3）1654年M8.0甘肃天水南地震对九寨沟地震的发生有明显的促进作用，在九寨沟地震震源处激发的同震库仑应力变化为（0.410~1.266）×105Pa，震后库仑应力变化为（0.147~0.490）×105Pa.1879年M8.0甘肃武都地震可能有比1654年M8.0甘肃天水南地震更强的应力触发作用，但也有可能对九寨沟地震的发生起到抑制作用.在选取的8个九寨沟地震接收断层面上，其中6个接收断层面上该地震所激发的同震库仑应力变化为（0.913~2.364）×105Pa，2个接收断层面上该地震所激发的同震库仑应力变化为（－1.326~－0.454）×105Pa；在4个接收断层面上震后库仑应力变化为（0.094~1.072）×105Pa，在另外4个接收断层面上震后库仑应力变化为（－1.593~－0.106）×105Pa.1933年四川叠溪地震对九寨沟地震的发生影响较弱，其所激发的同震库仑应力变化为（0.015~0.080）×105Pa，震后库仑应力变化为（－0.029~0.025）×105Pa；（4）九寨沟地震仅在其附近的岷江断裂北段、塔藏断裂和虎牙断裂南段造成较明显的同震库仑应力变化，其分别为0.09×105Pa、（0.14~2.03）×105Pa和0.25×105Pa.而进一步顾及其余31个强震的库仑应力作用则发现，同震库仑应力增加非常显著的主要活动断裂分段为：岷江断裂北段南侧和岷江断裂南段的库仑应力变化分别升高5.6×105Pa和9.8×105Pa.鲜水河断裂北段南侧库仑应力升高23.0×105Pa，鲜水河断裂南段道孚—康定段的北侧库仑应力升高9.0×105Pa，而最南端库仑应力升高3.0×105Pa；龙门山断裂带中段的北侧库仑应力变化为（6.1~7.4）×105Pa，中段库仑应力增加（2.1~11.5）×105Pa；西秦岭北缘断裂东段库仑应力变化为4.4×105Pa；龙日坝断裂北段最北侧的库仑应力变化为2.0×105Pa；小金河断裂北段库仑应力变化为1.7×105Pa；安宁河断裂北段库仑应力变化为1.6×105Pa；（5）由于下地壳和上地幔的黏弹性松弛作用，所有强震在九寨沟地震震后20年造成的黏弹性库仑应力变化在鲜水河断裂、龙门山断裂中段、塔藏断裂以及秦岭南缘断裂西段比较显著，其分别为：（1.0~3.0）×105Pa、2.8×105Pa、（2.3~2.7）×105Pa和0.9×105Pa.但总体上黏弹性库仑应力变化没有改变各断裂上的同震库仑应力变化空间分布.总的库仑应力变化在鲜水河断裂北段南侧和南段的道孚至康定段北侧、龙门山断裂中段北侧、岷江断裂南段和北段南侧、虎牙断裂、塔藏断裂以及西秦岭北缘东段很显著（均超过4×105Pa）.由于库仑应力明显升高可能预示着地震潜在危险性增强，因此这些断裂分段可能将来需要重点加以关注.