近日，我组关兆萱硕士生、万永革教授等在国际地学期刊《Seismological Research Letters》发表文章，文章主要介绍了2021年青海玛多7.4级地震断裂带构造应力场的非均匀性特征。万永革教授为本文通讯作者。2021年5月玛多地震序列发生于昆仑山口—江错断裂，研究人员发现该地震序列并不是沿平直断层分布，东南段的余震分布走向出现东向偏转，西北段余震分布出现分叉（图1）。为分析这种东向偏转和余震分叉与断层活动的关系，本研究求解了震源区各分区及整体的应力场。 

图1 研究所用的玛多地震序列余震及震源机制分布

通过反演计算得到震源区整体应力场的最优解参数为张应力轴的走向为151.36°，倾伏角为17.86°；主压应力轴的走向为60.66°，倾伏角为2.16°，相对应力大小R=0.9（图2），结果表明，在印度板块的北向挤压作用下，该地呈现较强的东北—西南向挤压应力，挤压过程导致了巴颜喀拉块体以北内部的昆仑山口—江错断裂断层错动，导致了本次地震序列的发生。 

图2 玛多地震震源区整体应力场的三维示意图（a）及应力场反演结果（b）

为进一步细致分析地震序列的应力非均匀性，探究西北段的余震分叉和东南段的东向偏转产生的原因，该研究将150条震源机制进行分区处理，分区的原则按照滑动窗口法由东南至西北进行分区，沿断层走向将研究区域事件分成8组，每个窗口含有30~31个震源机制，前移一个窗口更新13个震源机制解数据（图3）。

图3 分区应力场反演结果

根据图3分区反演的结果，发现东南段余震走向偏转处应力场的张应力轴倾伏角接近垂直，西北段余震分叉处的张轴倾伏角也略高于整体应力场所表现的张轴倾伏角。为验证上述反演结果不是由于选择了特定分区方式造成的，该研究还尝试了两种不同的分区方式，第一种：改变分区区域总数目，把研究区域由8个分区变为10个子区，每个子区震源机制数目仍为30~31个，按17个震源机制解窗口迭代；第二种是改变每个分区区域内个数，分区数目仍为8个，每个子区震源机制数目变为33~34个，按17个震源机制进行窗口移动迭代。但不管改变分区总数目，还是改变每个分区内震源机制的个数，所得的结果并未发生太大的变化，这说明不同分区对震源区的应力不均匀性结果没有影响。同时该研究还使用阻尼区域应力场反演方法对结果进行验证，结果仍未有太大的变化（图4）。 

图4 阻尼区域反演结果

本研究发现地震序列东南段走向偏转处的应力场表现了较大的逆冲分量，通过计算本次断裂由于裂纹尖端效应所产生的断裂角，认为这可能是由于破裂物质向东南方向移动时，裂纹尖端效应导致局部应力集中，以及震后局部应力调整造成的西北段余震分叉处的应力场也表现出了一定的逆冲分量，且位于玛多地震序列的余震稀疏区，根据本次地震的破裂模型，发现该区域的破裂较大，因此研究认为当地震破裂到达该处时，较大的破裂和局部应力调整可能触发了分叉处隐伏断层的地震活动性，隐伏断层的重新激活导致局部应力的释放，并导致分叉处西侧的地震活动性降低。该研究通过对于多种分区方式和反演方法验证了应力场结果的准确性，分析了玛多地震所在断层上不同分区的应力状态，结合非均匀应力场和地球物理资料分析了西北段余震分叉和东南段余震走向偏转的原因。

本研究得到了河北省硕士在读研究生创新能力培养项目（CXZZSS2024159）、国家自然科学基金（42174074，42364005，41674055）和河北省地震动力学重点实验室开放基金项目（FZ212105）共同资助。

详细论文信息：Zhaoxuan Guan, Yongge Wan, Shaohua Huang, Gan Feng. Study on the Heterogeneity of the Stress Field in the Maduo Earthquake Fault Zone. Seismological Research Letters. 2024. doi