与1999年伊兹米特Mw7．4地震相联系的应力旋转和应力恢复-论文.pdf

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1、2013年第5-6期世界地震译丛与1999年伊兹米特Mw7．4地震相联系的应力旋转和应力恢复M．IckrathM．BohnhoffF．BulutG．Dresen摘要在地震周期中，应力场的局部旋转也许可以作为表征各个断层段物理性质的一个指标。本文我们主要研究1999年土耳其西北部伊兹米特Mw7．4地震的震前、两个月的余震期和震后阶段。使用震源机制数据的汇编资料，我们研究了应力场取向的时空变化特征，发现沿各个断层段存在明显变化。尽管伊兹米特主震前及其后两个月的余震序列反映出稳定的走滑状态，然而在阿克亚泽盆地之下余震期的早期主要为东西向扩张。在两个

2、月的余震期中，我们发现主震期间有从走滑性质转换到正断层作用的明显变化，之后发生系统的回转，回到主震前的应力状态。这一应力回转首先开始于阿克亚泽盆地，产生了≤3m的同震滑动缺失，然后向东传播到87天后发生迪兹杰Mw7．1地震的卡拉代雷和迪兹杰断层。我们的研究结果证实，地震周期中的应力场旋转时空变化是地震构造背景变化的一个有用指标。关键词：空间分析地震周期地震动力学地震活动性与地震构造转换断层地壳应力取向旋转。这些应力旋转意味着主引言震期间有近乎完全的应力降，而且主震后数月内应力轴会快速回转。这些研究证实了应与断层活动相联系的地壳应力场取向的力旋

3、转的存在，并表明对于极大地震，旋转时空变化可以作为表征地震周期内各个断层的幅度可以清晰观测到。Hasegawa等段物理状态的指标。然而，由于应力反演结(2011)和Hardebeck(2O12)的震例研究支持果的精度较为有限，应力场的变化极难探测Michael(1987a)最早提出的应力恢复模型，即到。通常情况下，应力场取向的误差范围等主震后的应力状态会很快恢复到主震前的应于或略小于期望的应力场旋转尺度的量级。力状态。另外一种观点是Hauksson和Jones沿主要断层破裂(M～7)的研究表明，应力(1988)提出的应力衰减模型，该模型假定主

4、取向的变化约为1O。～2O。的量级(如Mi-震后的平均应力变化与同震应力降有相同的chael，1987a；Hauksson，1994；Zhaoet量级，而且在长期上平均应力恢复的总体降al，1997)，但对这样的应力取向旋转进行低与构造重新加载相似。本研究我们调查土解释应该倍加小心(TownendandZoback，耳其西北1999年伊兹米特Mw7．4地震伴随2001)。最近，Hasegawa等(2011)和的地壳应力场取向的时空变化，并将我们的Hardebeck(2012)已经观测到与M>8．7地发现与不同的地震构造特征和沿破裂的同震震(2

5、004年印度尼西亚苏门答腊一安达曼地滑动变化相联系。伊兹米特地震使土耳其西震，2010年智利马乌莱地震，2011年日本北部的北安纳托利亚断层带(NAFZ)140km东北近海地震)相联系的量值超过2O。的明显长的一段发生破裂，表现为与长期区域应力第5-6期与1999年伊兹米特Mlw7．4地震相联系的应力旋转和应力恢复87法的技术，该技术采用一组断层面的取向及其中的参考文献编辑(可以在表S1中找到(走向和倾角)及在这些断层面发生的滑动的震源机制数据)。尽管大部分事件为伊兹米方向(滑动角)。给定这些参数，反演方法使特主震后最初2个月的余震(图2b)

6、，但我用断层面上的预测剪应力与观测滑动方向之们还算入了1943年之后的主要区域事件(56间的夹角最小化的最小二乘方法确定最佳拟个)以及2000~2007年间2个月余震活动后合应力张量。另外我们还采用了基于应力反的事件(19个)。整个震源机制数据的P轴演算法SATSI(HardebeckandMichael，和T轴显示为垂直和近乎水平的压缩轴和2006)新开发的软件包MSATSI，这是一种大部分近乎水平的拉张轴(图2a)。这可能阻尼反演算法，可在反演各个子区的应力场反映了走滑及正断层共存的应力状态为了取向的同时使得邻区之间的应力差别最小确定应力

7、场随时间的可能变化，我们将所有化。MSATSI具有采用MATLAB环境的数据分为震前、震后2个月及其他震后时用户友好界面，有显著的总体性能、稳定性间，并进一步将震后时问分为更细的数据改进和综合误差处理能力(Martinez—Garz6n组，组成了重叠65个事件的7O个事件的移etal，审稿中)。与Michael的技术相比，动窗口。这些数据组采用Michael的应力张阻尼反演去除了非阻尼反演显示出的应力旋量反演方法独立反演，并与相同情况下采用转的虚假信息，比移动窗反演能更好地分辨108个网格点、每个网格点包含70个震源出真实的应力旋转。我们采用

8、了伊兹米特地机制的MSATSI软件反演结果进行比较。震之前、两个月余震期及之后时间的区域地另外，在伊兹米特余震期内，我们还单独分震活动的震源机制，这些地震是用不同的