2014年8月3日云南省昭通市鲁甸县发生 M_S6.5 地震。该事件的特殊之处在于余震活动表现在共轭的昭通-鲁甸断裂和包谷垴-小河断裂上。为了从应力角度探究地震活动发生在2条断裂上的原因及确定主震发生在哪条断裂上, 文中首先搜集了鲁甸地震周围的震源机制数据, 求解了区域构造应力场, 然后采用新发展的模糊聚类断层面拟合法获得了地震2条断层的产状参数: NNW-SSE向分支的走向和倾角分别为336.67°和88.41°, 近EW向分支的走向和倾角分别为266.10°和86.42°。之后, 将应力场投影到2条断层面上, 发现包谷垴-小河断裂和昭通-鲁甸断裂的相对剪应力都很大, 说明2条断层均可能发生地震活动。相比之下, 包谷垴-小河断裂处的相对剪应力更大, 可能预示着包谷垴-小河断裂的地震活动比昭通-鲁甸断裂更强烈。上述分析得到了2条断层上地震活动的M-T图和总体地震矩的支持。

精细地壳应力场在地球动力学研究中具有至关重要的作用。2021年云南漾濞地震序列发生在地震观测台站密集分布的地区, 丰富的漾濞地震序列资料为该地区的精细应力场分析提供了大量地震震源机制解数据。为分析漾濞地震震源区的应力状态、 断层构造和地震动力学关系, 首先选择震源机制中心解算法对搜集到的漾濞地震序列震源机制解进行中心解求解, 以保证震源机制数据的准确性; 其次基于地震序列发生的位置, 采用移动窗方法将震源机制解划分为6个区域, 分别求解了6个区域的应力张量数据; 最后分析了非均匀应力场所揭示的动力学问题。研究结果表明: 漾濞地震震源区西北部和东南部的压应力轴方向由NNW-SSE向转换为NNE-SSW向, 偏转角度达23°, 且西北部的应力形因子大于东南部。推测西北部和东南部明显的应力场变化是由破裂区北部物质南移受阻和印缅弧深部NNE向低角度俯冲导致研究区浅部出现NNE向拉张联合作用所致。漾濞地震序列破裂东南区呈现马尾状散开的断层分布及山脉和水系走向在周围的分布均与本研究推测的应力偏转和应力形因子改变相符。这些研究对认识该地区的断裂活动特性和地震动力学具有一定意义。

地震的破裂过程一般涉及多个断层面, 发震断层面一般并非单一断层, 而是由多个断层面相互组合形成。文中基于成丛小地震在断层面附近发生的原则, 假定所有震源点以断层面为中心, 服从三维正态分布, 利用模糊聚类算法给出了2021年云南漾濞地震断层的三维空间结构。首先, 采用GK(Gustafson, Kessel)模糊聚类算法对全部震源点目录进行处理, 得到矩阵的划分结果; 之后, 利用矩阵划分结果及给定的阈值剔除离群震源点, 提取含有断层面的子类; 最后, 在95%置信水平下确定断层面分布的矩形断层区域的精确空间位置、 倾向角及走向角等参数。由所得结果推测, 震源点沿与维西-乔后断裂带近平行的断裂带分布, 且向SE逐渐分为3个断裂分支。东侧分支大体倾向SWW, 为主断裂, 对应2个子断层平面, 走向分别为134.22°、 132.65°, 倾角分别为87.14°、 81.96°; 西侧分支与东侧分支大体平行, 走向为129.45°, 倾角为74.77°。除3条主断裂外, 还识别出一条走向为235.66°、 倾角为66.30°的隐伏断层, 位于维西-乔后断裂带附近区域。文中基于模糊聚类算法确定云南漾濞地震的断裂带形状分布, 对地震构造和地震动力学研究具有重要意义。

地震的发生与地壳应力场有密切的联系, 地震是应力积累到一定程度使得断层破裂的结果, 而大地震之前的应力场变化与大地震的孕育和发生有着最直接的联系。为理解地震活动较低的2008年汶川地震之前的构造应力场与该地震发生的关系, 文中采用能综合利用小地震P波初动信息的综合震源机制方法求解汶川地震之前的应力场。首先采用2001年1月—2008年5月12日汶川8.0级地震前的P波初动符号求解了四川地区大量中小地震的综合震源机制, 发现综合震源机制的压轴和张轴方向以龙门山断裂带、 鲜水河断裂带和华蓥山断裂带为界。龙门山断裂带以西至龙日坝断裂的川北地块压轴近SEE-NWW向, 张轴近垂直, 致使该地块在龙门山断裂带上表现为以逆冲为主兼右旋走滑的运动方式, 有益于汶川地震孕育过程中的应力积累。鲜水河断裂南段及附近地区的震源力学机制呈现为走滑模式, 完美地解释了鲜水河断裂上一系列走滑大地震的滑动行为。华蓥山断裂南东段则呈现为逆冲模式, 与前人提出的该地区的古应力模式一致。为研究汶川地震之前地壳应力场随时间的变化, 文中还分时段计算了汶川地震前综合震源机制旋转到汶川地震震源机制的旋转角变化, 发现采用不同作者和机构得到的汶川地震震源机制均可得到旋转角在震前1年达到最小值的结论, 且低于旋转角的标准差。以上结果表明, 汶川地震之前出现了应力方向趋于促使主震破裂方向的现象。

基于2017年11月18日西藏米林M6.9地震的破裂模型, 分别计算了2种接收断层选择方案下, 不同深度的静态库伦破裂应力变化的空间分布。 一种方案认为接收断层的参数和发震断层一致; 另一种方案假设断层的方位随机分布, 选择在主震同震应力场作用下最容易发生错动的断层面作为接收断层面。 根据以上2种方案下静态库伦破裂应力变化的结果, 讨论主震对震后短期内余震以及2019年4月24日西藏墨脱M6.3地震的静态库伦应力的影响。 结果表明: 1)当接收断层和发震断层一致时, 各深度处于静态库伦破裂应力变化正值区的余震比例较小, 正值区余震的震源机制和主震相似, 分析认为是主震继续破裂所导致。 2)各深度大部分余震处于静态库伦破裂应力变化的负值区, 考虑可能是由于这些余震和主震的震源机制差异较大所致。 通过选择最容易发生错动的断层面作为接收断层面计算静态库伦破裂应力变化的结果可发现, 不同深度的余震均处于静态库伦破裂应力变化大于触发阈值0.01MPa的范围内, 说明所有余震均有被触发的可能性。 推测处于静态库伦破裂应力变化负值区的余震可能发生在主震剧烈破裂导致的破碎带内, 从而导致其震源机制解与主震存在较大差异。 破碎带的存在会显著降低震源区的弹性常数值, 文中的结果也说明考虑震源区内外弹性常数的差异对准确估计震源区内地震之间的静态库伦应力影响是有益的。 3)根据不同机构和作者利用不同资料和方法给出的墨脱地震的震源机制解, 计算得到一个与这些震源机制差别最小的中心震源机制解, 进而据此中心震源机制解定量计算了米林地震对墨脱地震的静态库伦应力影响。 结果显示, 米林地震在墨脱地震中心震源机制解的2个节面上产生的静态库伦破裂应力变化的量值都很小, 说明墨脱地震是一次独立于米林地震的事件。

在挤压应力的背景下，龙门山断裂带南段的米亚罗断裂在汶川地震序列过程中却发生了大量的走滑型地震。为研究其原因，分区反演了米亚罗断裂附近的应力张量。结果显示：米亚罗断裂南北两侧主压应力轴走向近乎垂直于龙门山断裂带走向，倾角近水平；主张应力轴走向近竖直。而米亚罗断裂主压应力轴走向为SWW-NEE，倾角近水平；主张应力轴走向为NNW-SSE，倾角近水平，与该断裂受到左旋剪切力的应力状态相符。据此推测米亚罗断裂在汶川地震序列过程中的活动是由于该断层两侧受力不均衡导致撕裂引起的。为理解以上分区内余震的破裂模式，将各区余震的矩张量进行叠加得到各区的综合地震矩张量，发现米亚罗断裂南侧与北侧综合地震矩张量各分量分布趋势相似（表明其破裂模式具有一致性），且南侧大部分分量大于北侧，尤其是垂直于龙门山断裂带走向的水平压缩分量和竖直方向的膨胀分量，说明南侧向SE逆冲的分量大于北侧的对应分量，两者的差异导致了米亚罗断裂的撕裂，并且这种撕裂的分量与南北两侧逆冲分量的差异大致在同一量级，故完全可以由南北两侧的逆冲差异解释其活动原因。根据以上研究提出了能对上述现象进行解释的米亚罗断裂活动的动力学模型。

基于2015年皮山M_W6.4地震的破裂模型及均匀弹性半空间模型，计算了该地震在周围主要活动断层上产生的库仑应力变化和周围地区的水平应力变化。结果表明：1）皮山地震造成西昆仑山前逆冲断裂西段库仑应力降低（达9.5×10³Pa）；西昆仑山前逆冲断裂东段和康西瓦断裂中段的库仑破裂应力增加，因此要注意西昆仑山前逆冲断裂东段的危险性。2）对余震位置的统计分析认为，大多数余震受到主震的触发作用；主震造成周围地区库仑引力增加的部分，余震的分布比较密集；而主震造成的库仑应力减少的部分，余震的分布就比较稀疏。3）水平面应力在该地震震中北侧的柴达木盆地和南侧的青藏高原西北部增加（拉张），在震中东侧的青藏高原北部和西侧的帕米尔高原东部降低（压缩）。从水平主压和主张应力方向来看，震中区域的主压应力为近SN向，主张应力方向为EW向。主压应力以震中为中心呈向外辐射状，而主张应力近乎于以震中为圆心的同心圆。震中西侧的主压应力为NW向，震中东侧为NE向，应力的大小随着半径增加而逐渐衰减，中心达10⁷Pa，到达柴达布盆地北部的迈丹断裂仅有百Pa的水平。

基于2015年尼泊尔地震序列的破裂模型及均匀弹性半空间模型，计算了该地震序列导致的喜马拉雅山脉及邻区的位移场。结果表明：尼泊尔地震序列所导致的位移场呈南北两侧水平分量向震中会聚的分布形式，水平位移最大达871~962mm，并且距震中越远水平位移量越小，但震中南侧的水平位移量随震中距衰减更快。震中北侧出现了明显沉降，最大沉降量达376~474mm，大部分震中及以南区域出现了明显隆升，最大值达626~677mm。文中还估计了该地震序列导致的周围喜马拉雅山脉部分山峰的位移场，结果表明希夏邦马峰的位移最大，水平位移达393mm，下沉36mm；世界最高峰珠穆朗玛峰近S向水平移动36mm，下沉9mm；其他山峰的位移因与到尼泊尔地震序列的震中距离和方位的不同而不同。

2015年12月25日山东平邑县发生石膏矿塌陷事件。采用各向同性塌缩点源模型计算了该塌陷事件在周围地表产生的位移场、水平应力场及在其附近的蒙山山前断裂上的库伦破裂应力变化。结果表明：1）塌陷中心的水平位移达18mm，在距离塌陷位置约5km范围内的水平位移>1mm，方向指向塌陷中心；塌陷中心的垂直沉降达4mm，在塌陷中心约3km以内沉降>1mm，水平位移和垂直位移在远处快速衰减到可以忽略不计，这是由于该塌陷源较浅，位移变化局限在地表局部所致。2）由于自由表面的影响，该塌陷造成地下2km深度的约5km范围内呈现面收缩应力状态，面收缩应力达1000Pa；而在远处均处于面膨胀应力状态，膨胀应力最大约达1000Pa，面膨胀应力在距塌陷中心约10km处迅速衰减到100Pa以下。在2km深度的平面上造成的最大主张应力和主压应力达10000Pa，在主压应力大于主张应力的塌陷中心约5km范围内，主压应力呈现以塌陷为中心的径向分布，在距塌陷中心约5km以外，主张应力呈现以塌陷为中心的径向分布，随着距离的增大，主压应力和主张应力快速衰减到100Pa量级。3）该塌陷造成了其西北部的蒙山山前断裂（被认为不活动的断层段）上的库伦破裂应力降低，最大值达2500Pa，造成了东南部的蒙山山前断裂（被认为第四纪左旋正断活动的断层段）上的库伦破裂应力增加，最大值达2400Pa，在分析该断裂的危险性时要予以注意。

构造应力场对地震预测具有十分重要的科学意义。文中搜集了甘肃及邻区2001年以来245个M_L≥3.5的震源机制解数据，由多个震源机制解反演该区平均应力场，首次给出了覆盖甘肃及邻区的1°×1°的构造应力场方向和相对大小。反演结果显示，青藏高原板块内缘最大主压应力呈NE向分布，外缘最大主压应力由西向东呈现出顺时针旋转的特征，即最大主压应力轴由西段近NS向转向中段NNE向，到东段转至NNW向。该区力源来自印度板块向欧亚板块的挤压。反演结果与前人的研究结果具有相似性，印证了处理方法的正确性，并且反演得到了甘肃地区的非均匀应力场的空间分布，这些结果为解释甘肃地区的地震地质背景和地震预测研究具有一定参考意义。

文中给出了根据地震释放的总地震矩求解平均应力场的方法,并使用加入随机误差的人工合成震源机制解数据和唐山余震区震源机制解数据对其进行检验。由检验结果可知,该方法可以应用于区域平均应力场的求解。使用的震源机制解资料越多,所得结果越稳定,且更接近真实的区域应力场。该方法的优点是: 用每个地震的震级作为权重,能够较好地反映出大小地震在应力场反演中的不同贡献; 并且在计算过程中不需要知道震源机制解2个节面中哪个节面为地震断层面。

选用Hayes和Guangfu Shao等给出的震源破裂模型(2011年3月网上公布)、哈佛CMT目录和日本F-net目录给出的余震目录,使用Coulomb3.2软件,对2011年3月11日发生在日本本州东海岸附近海域的M_W9.0地震序列间的静态库仑应力触发关系进行了初步研究。结果表明: 1)3月9日发生的M_W7.2前震破裂分布产生的库仑应力对随后发生的M_W9.0主震存在触发作用; 2)M_W9.0主震对余震的触发统计结果表明,选用不同的主震模型、余震目录、等效摩擦系数和震源机制解中不同的节面作为接收断层面时,会得到不同的触发统计结果,该研究得到的主震对余震的触发率最小为56.8%,最大为75.3%; 3)利用震源机制解计算库仑应力时,理论上震源机制解的2个节面上的剪切应力是相同的,但在实际计算中可能由于2个节面的非正交或震源机制解结果的取整,导致2个节面上计算出的剪切应力不同,但一般差异很小。由于节面的选取对接收断层面上的剪切应力有一定影响,而对接收断层面上正应力的影响较大,因而会影响到库仑应力的计算结果,因此讨论某个具体余震是否被触发或统计余震触发率时,对接收断层面的选取应加以注意。

精确的地震位置对于地震活动性、地震层析成像和地壳应力场反演具有相当重要的意义,对于地震速报也具有重要的应用价值。将观测到时的不确定性、台站高程、地震震源深度进行约束的同时,根据反演理论给出了地震震源位置精确估计和误差估计的方法。该算法联合考虑Pg波、Sg波、Pn波和Sn波的到时进行反演,数据量的增加可以增强地震位置的准确性,并可同时应用于地方震和区域地震。采用模拟数据对该地震定位算法进行检验发现,该算法在观测数据的不确定性不等时明显优于其他方法。将该算法应用于四川地区2001-2008年间的地震定位,得到的地震位置更加符合地震的丛集性并集中于断裂带附近。这些结果为四川地区的地震活动性、断层构造以及地震层析成像研究打下了基础,并且为汶川地震之前的地震活动前兆研究也提供了有益帮助。

通过分析2001年昆仑山口西M_S8.1地震前后的GPS资料和1979—2002年的水准测量资料,获得了地表同震位移场。利用这些同震位移数据,以震后详细野外地质调查破裂数据为约束,反演了破裂断层面上的同震滑动分布。结果表明,破裂下界深度为14.2～21km(70%置信区间),最佳破裂深度17km。虽然在太阳湖段和主破裂带西端的中间区域未观测到地表破裂,但反演的结果表明此区域存在2～3m左右的左旋水平走滑,与InSAR资料分析得到的结果一致。地表以下的破裂西端止于太阳湖段,而东端似乎在地表破裂迹线以东30km范围内仍存在1.5～2.0m的左旋滑动。反演的垂直位移表明断层在东经93°以西部分大体表现为南盘上升,而东经93°以东部分表现为北盘上升。由大地测量和地表破裂调查得到的地震矩释放为6.1×10²⁰N·m,与地震波资料的反演结果基本一致。