地震应力降研究进展

和台站项 。对 Shearer 等（2006）提出的震源项分离方法的多种测试（ Prieto et al，2006；
Allmann et al，2007；Allmann et al，2009；Kane et al，2011）表明，选取输入 / 输出一致
势，反映了断层面总体几何形态和地震传播过程（陈运泰等，2000）。Chae（l 1987）认为 板内地震较好地符合 ω 平方模型（ n ＝ 2），国内研究也表明 ω2 震源模型适合中国大陆的
中小地震（赵翠萍等，2005，2011；华卫，2007），目前在利用震源谱计算应力降等震源 参数研究中，基本采用 ω2 震源模型 。
应力降是可从震源谱估计得到的重要参数之一，代表了断层滑移过程中沿断层表 面应力作用的一部分 。如果已知历史地震的应力降分布，有助于反演地震破裂的动态 过程 。因为断层附近的应力和强度分布不均匀，所以滑动和应力降一般是空间的复杂 函 数 。 对 数 字 波 形 记 录 可 使 用 以 下 方 法 计 算 震 源 参 数（ Kanamori，1994；Allmann and Shearer，2009）：①使用标度关系对震级、震源破裂面积和（或）辐射能量（ Kanamori and Anderson，1975；Andrews，1986）来估计应力降或视应力，该方法一般用于大地震或强 震；②给定震源模型（ Brune，1970；Madariaga，1976），通过数字波形震源谱估计的拐 角频率（ Boatwright，1984；Abercrombie，1995）推导应力降 。需要注意的是，应力降作 为地震引起的断层面上平均剪切应力的总和，被定义为一个静态参数，但在震源参数反 演过程中借助震源假设模型根据地震波形计算应力降，而只有断层滑移速度足够大时才 能产生地震波辐射，才能估计应力降 。震源参数反演的诸多方法均假设震源模型为圆形 断层面，因为单个事件的震源参数具有较大的不确定性，而对许多单个确定值的平均却 被认为是有意义的，所以在震源参数反演过程中多采用多台联合反演方法 。因此，应力 降也代表平均静态应力降（ Kanamori，1994；吴忠良等，1999）。由于在自相似的假设 和 Brune 模型下，应力降与视应力存在成比例的线性对应关系（ Singh and Ordaz，1994； Baltay et al，2011），因此文中不再讨论视应力问题 。
作者简介：韩和平（1974 —），男，高级工程师，阳原地震台台长，从事地震监测工作 。E-mail：he6f@ 本文收到日期：2017-08-02
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地震地磁观测与研究
39 卷
1 应力降计算方法
在自观测数据恢复震源谱并开展震源参数研究中，由于地震台站场地、射线路径等 影响之间的耦合特征，反演计算过程较为复杂，目前大多数研究或假定 Q 值为常数，或 不考虑地震台站场地的影响 。地震事件波形中的高频部分容易受传播路径和台站场地影 响，因此中小地震的震源谱计算更为复杂 。传统的经验格林函数（ EGF）方法将某个地震 台站记录的震级较小地震的观测位移谱当作格林函数，把同一震源位置、震级较大的另 一个地震的观测位移谱与之相除，以消除传播路径衰减、台站场地效应的影响 。在现实 观测中很难找到每个地震的 EGF，因此该方法对大范围分布的中小地震震源谱计算并不 适用 。研究震源参数，是根据真实的地震事件波形反演震源谱进行的，将真实震源谱与 理论震源谱进行拟合，即可得到相应的震源谱参数，进而得到震源参数 。地震的震源谱 模型是震源参数研究中首先要考虑的问题 。理论震源模型可以表示为
S( f ) =
ȍ0
( )f n
1 + fc
（1）
式中，S( f ) 代表理论震源谱，震源谱由零频谱值 Ω0、拐角频率 fc 及高频衰减系数 n 决定 。 零频谱值 Ω0 反映了地震大小；拐角频率 fc 反映了震源尺度大小，地震越小，fc 越大，震 源谱中包含的高频成分越多；高频衰减系数 n 是指震源谱中大于拐角频率部分的衰减趋
第 39 卷 第 3 期 2018 年 6 月
地震地磁观测与研究
SEISMOLOGICAL AND GEOMAGNETIC OBSERVATION AND RESEARCH
doi: 10. 3969/j. issn. 1003-3246. 2018. 03. 009
Vol.39 No. 3 Jun. 2018
引言
地壳中积累的应力为驱动地震破裂提供了能量，且应力大小成为未来地震震级大 小的主要控制因素 。地壳中的应力主要由以下因素产生：背景构造运动、构造抬升、 主应力方向的变化、孔隙流体压力变化、板块碰撞和岩体侵入等 。当断层面上的局部 剪切应力超过断层的摩擦力时地震发生，应力水平下降 。地震应力降 Δσ 为地震前断 层面上平均剪应力 σ0 与震后断层面上平均剪应力 σ1 之差，即：Δσ ＝ σ0 － σ（1 陈章立等， 2008）。
地震应力降研究进展
韩和平 马 佳 张广莉 林稚颖
（中国河北 075800 阳原地震台）
摘要 地震发生前后，地震断层面上会产生应力降。本文就应力降的定义、计算方法、 影响因素、研究进展、存在问题及在地震研究中的应用等进行详细分析、整理，阐述地 震应力降在国内外的研究进展，以期对地震活动的分析与研究提供参考。 关键词 应力降；定义；计算方法；影响因素；研究进展
地震台站记录的同一地震位移谱进行叠加，对同一台站记录的所有地震位移谱进行叠加，
对震中距基本相同的地震位移谱进行叠加，分别求得较为准确的震源项、台站项和路径
项 。这样做的目的是，先把震源项单独分离出来，然后在假定震源模型的基础上求取应
力降 。对多个台站记录的多个事件波形位移谱迭代叠加，得到稳定的震源项、路径项
近年来，Shearer 等（2006）提出一种不受台站项、路径项和震源项模型影响的震源谱
计算方法，在实际计算中该方法收敛速度快，广泛应用于地震应力降研究（ Shearer et al，
2006；Allmann et al，2007；Allmann et al，2009；Yang et al，2009）。该方法通过对所有