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2016年新疆阿克陶MS6.7地震和呼图壁MS6.2地震的余震触发研究*

更新时间:2016-07-05

0 引言

中国地震台网测定,2016年11月25日22时24分,在新疆克孜勒苏柯尔克孜州阿克陶县发生了MS6.7地震,震中位置(39.3°N,74.0°E)。截至11月27日0时,共记录到ML5.0~5.9余震1次,ML4.0~4.9余震5次,最大余震震级为ML5.3。2016年12月8日13时15分,新疆昌吉州呼图壁县发生了MS6.2地震,震中位置(43.8°N,86.3°E),截至12月11日18时,记录到的余震总数为1 225个,余震震级最高为ML4.5。这2次地震发生后,余震活动频繁,本文拟对这2次地震主震是否产生了应力触发作用以及是否影响了后续地震活动的发生进行研究。

4c 1H NMR(CDCl3) δ:8.08(d,1 H),7.88(d,1 H),7.70(s,2 H),7.50-7.44(m,1 H),7.40-7.36(m,1 H),7.11(s,1 H),2.41(s,6 H).

地震应力触发研究始于1992年美国Landers地震,King等(1994)计算得到该地震对后续BigBear 6.5级地震产生的库仑破裂应力增量约2 bar,认为Landers地震加速了BigBear地震的发生。此后,大量的地震实例中都发现存在地震触发作用,甚至有可能触发中等地震。地震应力触发通常是以Okada断层位错产生的静态位移表达式(Okada,1985,1992)为基础,通过计算主震产生的库仑破裂应力变化的空间分布,对比后续余震活动的空间分布,以此为基础分析地震的应力触发作用(Hardebeck et al,1998;Hill et al,1993;Toda et al,1998;刘桂萍,傅征祥,2001;万永革等,2000;解朝娣等,2010)。

根据马克思主义哲学的观点,“事物都是联系的.联系是有普遍性的.”更何况化学本身就是一门从实践中来的学科,教师在进行教学的过程中应当注意这种联系的普遍性,发掘课本内容,尽可能地从实际现象入手,帮助学生分析和解决问题.比如学生在日常生活中,如果长时间不吃已经切开的苹果,苹果就会发生变色,这其实就是苹果在空气中发生了氧化还原反应.教师在讲到氧化还原反应的时候,就可以通过这个例子为学生找到化学课本和生活之间的联系,在联系中展开抽象的化学教学.

本文利用2016年新疆阿克陶地震以及呼图壁地震的余震精定位数据,以及中国地震局地球物理研究所(2016)给出的2次主震的震源破裂过程研究结果,通过计算主震产生的库仑破裂应力空间分布,对这2次主震及余震活动分布与库仑破裂应力变化之间的关系进行了探讨,以此研究地震对余震的应力触发作用。

1 构造背景

本文选择于2016-2017年到我院接受治疗,并在手部留置针的儿童患儿100例,将患儿随机分为常规组和改进组两组。其中,常规组有25例男性患儿和25例女性患儿,患儿年龄在9个月-4岁之间;改进组有27例男性患儿和23例女性患儿,患儿年龄在8个月-5岁之间。

护生并没有意识到临床实习的重要性,因此在实习阶段较为浮躁,在学习的过程中处于被动的状态,严重时甚至出现请假、早退等现象,没有养成良好的学习习惯,且没有学习目标,学习的态度也并不端正,并缺乏责任心。

该区域历史上强震活跃,震中100 km范围内曾记录到17次 6级以上地震,其中7级以上地震4次,距离新疆阿克陶MS6.7地震震中最近的地震为1974年乌恰7.3级地震,震中相距19~25 km;时间相隔最近的地震为2016年6月26日吉尔吉斯斯坦MS6.7地震,震中相距约58 km(陈杰等,2016)。

图1 2016年新疆阿克陶MS6.7地震的 发震构造与余震分布图 Fig.1 Map of the seismic tectonics of the 2016 Xinjiang Arketao MS6.7 earthquake and the distribution of its aftershocks

如图2所示,2016年新疆呼图壁MS6.2地震震中位于准格尔南缘断裂带附近,该断裂是晚更新世有过活动的逆冲断裂(中国地震局地质研究所,2016)。呼图壁县隶属昌吉回族自治州,位于新疆维吾尔自治区中北部,地处欧亚大陆腹地,准噶尔盆地南缘,东距新疆维吾尔自治区首府乌鲁木齐68 km。该区域由一系列NWW向展布的线性断层、断裂组成,其现代构造应力场主要表现为近SN—NNE向的挤压(赵善坤等,2013)。区域内主要的活动断层包括:准格尔南缘断裂、霍尔果斯—玛纳斯—吐谷努断裂、博罗科努—阿其克库都克断裂等(董曼,魏文薪,2015;魏斌等,2016)。该地区历史上地震活动频发,1600年以来震中200 km范围内曾记录到8次 6级以上地震,1次7级以上地震。

5)为了准确判断温度和风速对辣椒干燥速率的影响程度,并得出最优的辣椒干燥工艺,对表3进行方差分析和极差分析,如表4和表5所示。

图2 2016年新疆呼图壁MS6.2地震的 发震构造与余震分布图 Fig.2 Map of the seismic tectonics of the 2016 Xinjiang Hutubi MS6.2 earthquake and the distribution of its aftershocks

2 研究方法原理

首先用Okada(1985,1992)给出的静态位移和应变的解析表达式,计算震源在后续断层面上产生的应变分量,再由胡克定律计算出应力分量,然后由柯西公式可得后续断层面上的应力矢量T。设后续断层面的法向和滑动方向单位矢量分别为n(n1,n2,n3)和s(s1,s2,s3),将应力矢量投影到后续断层面上可得正应力变化与切应力变化为:

Δσn=Tini

(1)

Δτ=Tisi

(2)

根据库仑破裂准则,定义描述物体趋近破裂程度的库仑破裂应力变化为(Harris,1998):

Δσfτ+μ′Δσn

CCB-Ⅱ型制动机作为目前世界上最先进的制动机,尤其适用于牵引重载列车的机车使用。但其也常常会出现一些故障,随着交流传动技术以及电子制动技术的进步,机车制动机技术也需要不断的改进和完善,才能满足我国铁路发展的需求。

(3)

3 主震震源断层模型

3.1 阿克陶MS6.7地震断层模型

中国地震局地球物理研究所(2016)的震源破裂过程反演结果表明,阿克陶MS6.7地震以单侧破裂为主,从震中开始向东传播,在震中以东约35 km附近地表破裂最大同震滑动量达20~30 cm。阿克陶主震的震源断层走向107°、倾角76°、滑动角174°,主震断层被划分为19×8个次一级子断层,断层面上的滑动位移分布如图3a所示,震源深度为12 km。

图3 2016年新疆阿克陶MS6.7地震(a)和 呼图壁MS6.2地震(b)的震源断层模型图 (★代表震中断层面上的位置) Fig.3 Slip distributions of the source fault for the 2016 Xinjiang Arketao MS6.7 earthquake(a) and the Hutubi MS6.2 earthquake(b) (★ represents the location of epicentre at fault surface)

3.2 呼图壁MS6.2地震断层模型

根据中国地震局地震预测研究所(2016)的震源机制解结果,2016年新疆呼图壁MS6.2地震主震的震源参数断层走向290.1°、倾角71.1°、滑动角96.8°。中国地震局地球物理研究所(2016)的震源破裂过程反演结果给出的断层面上的滑动位移分布如图3b所示。

4 计算结果分析

根据上述计算原理,以这2个地震的震源模型计算阿克陶MS6.7地震和呼图壁MS6.2地震产生的库仑破裂应力变化的空间分布。地壳的剪切模量取3.3×1010 N/m2,泊松比取为0.25。余震序列采用新疆地震局提供的震后精定位地震目录作为后续地震活动数据。图4和图5分别给出了阿克陶MS6.7地震和呼图壁MS6.2地震的余震序列M-T图和余震震源深度分布图,从图中可以看出,2个余震序列的多数地震事件分布在8 km深度处。

图4 2016年新疆阿克陶MS6.7地震序列的M-T 图(a)和余震震源深度分布图(b) Fig.4 Magnitude varying with time(a)and depth distribution of aftershocks(b)of the 2016 Xinjiang Arketao MS6.7 earthquake sequence

图5 2016年新疆呼图壁MS6.2地震序列的M-T 图(a)和余震震源深度分布图(b) Fig.5 Magnitude varying with time(a)and depth distribution of aftershocks(b)of the 2016 Xinjiang Hutubi MS6.2 earthquake sequence

库仑破裂应力的计算需进行断层面投影,采用主震断层面的走向、倾角和滑动角作为投影断层面的参数。考虑到大多数余震的震源深度为8 km,本文库仑破裂应力变化的计算深度也取为8 km,视摩擦系数取为0.4(万永革等,2003)。王莹(2011)研究结果也表明:走滑断层主要沿走向滑动,其产生的库仑应力分布主要在断层两侧正负相间分布,而逆断层的两端均有较强的库仑应力增加区,这与本文结论相符。图6给出2次地震产生的库仑破裂应力变化与后续地震活动的空间分布情况。

图6 2016年新疆阿克陶MS6.7地震(a)和 呼图壁MS6.2地震(b)产生的库仑应力 变化与后续地震活动的空间分布 Fig.6 Map of the Coulomb failure stress changes and spatial distribution of aftershocks of the 2016 Xinjiang Arketao MS6.7 earthquake(a)and the Hutubi MS6.2 earthquake(b)

图6a显示,2016年新疆阿克陶MS6.7主震发生后的前几天,余震活动主要发生在库仑破裂应力减小的区域;随后,在主震的东侧应力增加区内发生了数次余震。但总体而言,这次主震活动对余震的应力触发作用不明显。

由图6b给出的呼图壁MS6.2地震产生的余震事件几乎发生在一个较集中的小区域,95%以上的余震都发生在震中附近的应力增加区域内。这说明主震产生的库仑破裂应力变化可能起到了应力触发作用,从而促使了大量余震的发生,且应力变化的分布是以震中为圆心呈放射状分布,有优势的应力增加区和减小区存在。

1.1 温度。蚕豆耐寒不耐热,可耐-4℃的低温,不同生育期对温度的要求也有所不同。适宜种子发芽的温度为16~25℃,种子发芽期的最低温度为3~4℃;最高温度为30~35℃,低于或高于适宜的温度值,均会影响种子发芽萌发。进入营养生长期阶段,适宜器官形成和生长的温度为14℃~16℃,营养生长期温度不宜过高,否则会导致植株矮小,且分支少,并易提前开花。开花结荚期所要求的温度高于营养生长期,适宜生殖器官形成及开花结荚结实的温度为16~22℃,如温度达到-4℃以下时,会冻伤地上部组织,造成冻害。而且,此阶段温度过低,不仅无法进行正常授粉,更会影响结荚数量,导致减产。

陈杰等(2016)对阿克陶地区的震后考察,发现 2016年新疆阿克陶MS6.7地震发震断层处于公格尔拉张系,而公格尔拉张系属于帕米尔构造结,位于帕米尔高原东部,并与西部卡拉库尔地堑的EW向拉张作用配合影响帕米尔内部活动变形。公格尔拉张系长约250 km,总体走向NW—SE,倾向W,倾角20°~ 45°(陈杰等,2016)。此次地震的发震断层是公格尔拉张系最北段的全新世活动转换断层NWW走向的木吉右旋走滑断裂(图1)。这一结果与中国地震局地球物理研究所(2016)给出的震源破裂过程一致。重新定位的主震位于木吉断裂上,绝大多数余震主要分布在木吉断裂南侧1个走向NWW、长逾 80 km的条带内。余震带的北边界上陡下缓,很好地限定了木吉断裂的铲形深部几何结构。

为了分析较大余震对后续地震活动的分布是否也产生了影响,笔者筛查了2016年新疆阿克陶MS6.7地震和呼图壁MS6.2地震的所有余震事件,如图4和图5所示。仅2016年的阿克陶MS6.7地震有一个余震事件的震级大于5级,该余震发生于11月 26 日17时23分,震级为ML5.3,震中位置为(39.17°N,74.27°E)。由于无法确定该ML5.3余震的震源断层规模,无法精确计算其产生的库仑破裂应力变化的空间分布。但是依据张旭等(2017)给出的该余震事件的震源机制解,走向基本与主震一致,倾角也相近,其产生的应力分布与主震的大体趋势应差别不大,但量级小很多,对整个研究区域的应力变化空间分布(图7)的影响应较小,所以本文主要考虑了MS6.7主震产生的应力变化对后续余震活动的影响。

采用全部精定位余震事件对余震与应力分布的关系进行分析。为了检验序列的完备性对结果是否产生影响,进一步对地震序列的完备性进行了分析,结果如图7所示。结果显示阿克陶地震序列的最小完备震级MC约为3.0级,呼图壁地震序列的最小完备震级MC约为2.2级。

著作权法采取“以用设权”的方式意味着,如果法律赋予作者控制某种作品使用行为,那么第三人实施这一行为时,需获得权利人的授权许可。换言之,权利人控制作品使用行为,也就有权从第三人使用作品的行为中获益。然而,作品使用行为是难以完全列举的,对于一些作品使用行为未被法律定性化为有名权利,而立法又未明确否定的利益,该如何保护?对此,各国有不同的做法。

只采用震级大于MC的地震事件,分析其与库仑破裂应力变化分布的对应关系,结果如图8所示。分别对比图6a和图8a,6b和图8b,可以发现采用全部地震事件和较完备的地震事件进行分析,得到的结果差别不大,但更能突出呼图壁MS6.2地震产生的库仑破裂应力与后续地震活动的对应关系;这也表明呼图壁MS6.2地震产生的库仑破裂应力对地震活动有显著的应力触发作用,而阿克陶MS6.7地震的对余震的应力触发作用不明显。

图7 2016年新疆阿克陶地震序列(a)和呼图壁 地震序列(b)的目录完备性分析 Fig.7 Map of the completeness analysis of the aftershock catalogue for the 2016 Arketao (a)and Hutubi earthquakes(b)

5 结论与讨论

根据库仑破裂准则,应力变化将影响断裂的破裂失稳条件,当应力变化为正值时,将加速周围断裂或临近区域的应力累积,使下次地震提前发生,这种效应即是地震触发作用。本文通过计算2016年新疆的2次M>6.0地震产生的库仑破裂应力变化,对余震分布与库仑破裂应力变化之间的关系进行了分析,以此讨论地震的应力触发作用,主要得出以下结论:

方差分析结果表明,采后处理、播种时间、播种方式对侧根的数量影响差异均不显著(FA=3.74、FB=10.74、FC=3.56,均小于F0.05(2,2)=19.0)。各因素对粗糠树侧根数影响的顺序依次为:播种时间>采后处理>播种方式。结合多重比较结果(表3)可以看出,粗糠树的播种育苗可以选择剥除果皮的种子,10月15日在露地低床播种。

刘桂萍,傅征祥.2001.海原大地震对古浪大地震的静应力触发研究[J].地球物理学报,44(S1):107-115.

左线隧道掘进后,1#承台向左线隧道方向发生少量的位移,右侧隧道开挖时1#承台X向的位移方向与左侧隧道开挖时相反,在隧道开挖结束时,1#承台的1号、2号角点最大位移约只有0.09 mm,3号、4号角点X向最大位移只有0.08 mm。2#承台的1号、2号角点X向最大位移约为-0.84 mm,3号、4号角点X向最大位移约为-0.79 mm。

参考文献

图8 2016年新疆阿克陶MS6.7地震(a)和 呼图壁MS6.2地震(b)产生的库仑应力变化 与后续M>MC地震活动的空间分布 Fig.8 Map of the Coulomb failure stress changes and aftershocks with M>MC of the 2016 MS6.7 Arketao earthquake(a)and the Hutubi MS6.2 earthquake(b)

式中:μ′为计算点处断层面介质的视摩擦系数,包括孔隙流体和断层面上的介质特性,其取值范围一般为0.2~0.8(Harris,1998)。将正应力变化Δσn和切应力Δτ变化代入(3)式,就可计算出震源破裂产生的库仑破裂应力变化Δσf

(3)新疆阿克陶MS6.7地震的发震断层是公格尔拉张系最北段的木吉右旋走滑断裂,此次地震也属于走滑型的,走滑型断层产生的应力场分布特征一般是应力增加区和减小区相间分布;而呼图壁MS6.2地震的发震断层是准格尔南缘断裂带,该断裂是逆冲断裂,此次地震也属于逆冲型,因而产生了有优势的应力增加区和减小区,对后续地震活动的影响也相对集中,有利于起到应力触发作用。

张勇为本次工作提供的震源断层数据和热心帮助,新疆地震局李金和刘建明为本次工作提供的余震精定位数据,在此一并表示感谢。

从表中可以看出,内燃机将天然气化学能转化的效率约90%,但其中仅一半转化为电能,另一半则是以余热的形式存在。

(2)呼图壁MS6.2地震95%以上的余震都发生在震中附近的应力增加区域内,主震产生的库仑破裂应力对地震活动有显著的应力触发作用。此次地震的后续地震活动还可能持续受到主震的应力触发作用。大地震产生的库仑破裂应力变化主要通过改变周边地区的应力状态,进而起到地震的触发作用。

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(1)2016年新疆阿克陶MS6.7地震的余震活动发生于主震产生的库仑破裂应力的应力减小区域内,余震序列的发震原因很有可能是主震断层的后续次生破裂引起的。

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瞳孔边缘检测的结果会直接影响到瞳孔中心坐标的计算,进而影响到视线估计的精度。众边缘检测算法中,Canny算子具有明显的优势。Canny算子对一阶微分算子进行改进,增加了非最大值抑制来抑制多边缘响应,又增加了和双阈值来减少边缘的漏检[11-13]。本文采用Canny算子进行初步的瞳孔边缘检测。检测结果如图9所示。

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城市地下综合管廊,即在城市地下建造一个隧道空间,将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理,不仅有效利用了道路下的空间,节约了城市用地,还极大方便了各种市政设施的维护和检修。将城市地下综合管廊建设成三维地理信息模型数据,有利于管理者进行高效的管理和做出应急处理决策等。

王苏,李建有,徐晓雅,赵淑芳,林凤仙,解朝娣,李金,刘建明
《地震研究》 2018年第01期
《地震研究》2018年第01期文献

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