2017-08-08四川九寨沟M_S7.0地震(103.82°E, 33.20°N)位于青藏高原中部(巴颜喀拉块体)东缘隐伏的虎牙断裂带北段^[1]，该区是高原内物质在碰撞挤压下侧向挤出与刚性四川盆地碰撞的边缘地带，挤压构造变形强烈，发育有丰富的活动断层。地震破裂区周边百余km范围内分布有白龙江断裂、塔藏断裂、龙日坝断裂、岷江断裂、雪山断裂及青川断裂等活动断裂带(图 1)。GPS观测资料显示，2008年汶川地震之后，龙门山次级块体的水平运动速率有所增强，块体整体缩短，地壳形变及应力积累速率比汶川地震前均明显增强1.5~3倍^[2]。自1976年虎牙断裂带中南部发生3次M_S>6.5松潘地震，但其未破裂段的地震危险性仍不容忽视。

库仑应力变化理论^[3]能够定量给出地震对后续余震及邻区断层系统的影响，如1999年美国加州Hector Mine M7.1地震受到1992年Lan- ders地区M7.3地震群的库仑应力加载作用^[4]；Nalbant等^[5]对1912~1983年土耳其29次M_S≥6.0地震的研究表明，历史地震产生的库仑应力对后续地震有触发作用；2008年汶川地震增加了龙门山断层破裂区南段的应力^[6-8]，2013年该区发生芦山地震；2015年尼泊尔地震使我国青藏高原南部的正断层应力加载，触发日喀则地区两次震级大于5.0的地震^[9]；2015年智利Illapel M_W8.3地震受到2014年Maule地震和2014年Iquique两次地震共同加载作用^[10]。

九寨沟M_S7.0地震在一定程度上释放了发震断层上积累的震间构造应力，但也会对周边断层的应力状态产生扰动，进而对周边区域的地震活动性造成影响。本文将基于此次地震的破裂模型以及区域均匀分层粘弹性地壳模型，计算该地震引起的周边地区同震及震后库仑应力变化，并在此基础上讨论地震对周边活动断层的影响，分析周边区域的地震危险性。

1 计算方法与断层模型 1.1 岩石圈分层结构

利用Wang等^[11]基于位错理论的粘弹性分层模型PSGRN/PSCMP程序，将此次地震断层错动作为扰动源，计算其对周边区域产生的同震应力变化及震后应力调整，在此基础上计算周边区域目标断层面上的库仑应力变化。采用青藏高原东缘粘弹性分层地壳模型^[12]，见表 1。

1.2 地震断层破裂参数

此次地震有限断层滑动模型采用陈运泰由全球波形数据反演结果(http://www.cea-igp.ac.cn/tpxw/275883.html)，其断层位错模型如图 2所示。2017年九寨沟M_S7.0地震为左旋走滑型地震，发震断层面的具体参数为：走向151°，倾角83°，滑动角0°。断层滑动面上最大相对位移量为0.6 m，滑动面沿走向长为63 km，沿倾向宽为30 km，破裂面的面积约为1.89×10⁹ m²。

1.3 接收断层参数

求解周边区域目标接收断层面上的库仑应力变化，需要知道目标接收断层的具体参数，如断层的走向、倾角和滑动角。这些参数由历史地震资料及地震地质构造等研究结果给出(表 2)。

2 计算结果及分析

本文计算中统一采取有效摩擦系数0.4。此次地震震源深度在12 km，余震精定位深度分布在5~25 km之间，故选择在10 km深度处计算地震引起的应力变化。

2.1 同震库仑应力变化

分别计算2017年九寨沟地震引起的白龙江断裂、塔藏断裂、龙日坝断裂、岷江断裂、虎牙断裂、雪山断裂以及青川断裂等断裂带上的同震库仑应力变化(图 3)。

1) 白龙江断裂中段同震应力变化张量(图 4)显示，同震应力变化为右旋趋势，然而其背景构造为左旋，断层应力得到卸载(图 3)，库仑应力减小量达到4 kPa；断裂带西北段库仑应力增加，量值约1 kPa左右；东南段区域库仑应力量值自西向东逐渐减小，至东端为负值，量值较小可忽略。长期以来该断裂带滑动速率较小，最近一次地震为1879年武都南8级地震，至今未有明显活动，因此白龙江断裂带危险性较低。

2) 塔藏断裂带是东昆仑断裂主干(玛沁-玛曲段)东延区段，同震应力变化在西段为左旋及逆冲向，与背景构造相同(图 4)，增加了其应力积累，库仑应力加载量达到30 kPa(图 3)，超出触发阈值(10 kPa)。东昆仑断裂带自20世纪以来发生过多次强震，如1937年索托湖M_W7.6地震、1997年玛尼M_W7.6地震、2001年昆仑山西口M_W7.8地震，然而在塔藏段目前尚未有地震记录，地震地质研究认为该区段同东昆仑断裂玛沁-玛曲段同为地震空区^[1]。古地震研究表明，东昆仑玛曲段的大震重复间隔约为2 300 a，而最近一次地震时间约在公元前300~500年^[15]，该区段的地震危险性值得关注。

3) 龙日坝断裂带中北部应力张量变化(用震源球表示)(图 4)呈现东西向拉张兼具左旋走滑，而该区段背景构造为逆冲兼具右旋走滑，因此该断层应力得到卸载，如图 3所示，同震库仑应力减小量最大约为4 kPa；其南部远离此次地震震中，同震应力基本无变化。地球物理资料揭示，龙日坝断裂中上地壳存在低速异常^[16]，且长期的构造活动以及古地震研究均表现出较高的地震危险性，虽然此次九寨沟地震对其北部有应力卸载作用，南部影响较小，但其危险性仍不容忽视。

4) 岷江断裂以逆冲为主，兼具左旋走滑。此次九寨沟地震在其北段造成东西向拉张兼具右旋的应力张量变化(图 4)，与其背景构造相反，断层应力得到释放，库仑应力减小量最大为5 kPa(图 3)。其南段由于远离此次地震震中，库仑应力变化量较小，可忽略。

5) 虎牙断裂被雪山断裂分割为南北两段，北段为隐伏断裂，此次九寨沟地震即发生在此。此次地震在其破裂段应力释放，但两端库仑应力增加，最大值达到100 kPa，精定位余震多集中于此^[1]。在其南段，库仑应力增量较小，最大约3 kPa。

岷江断裂和虎牙断裂为岷山断块的东西边界，该断块内曾发生1748年6.5级地震、1933年7.5级叠溪地震、1960年6.7级地震，1976年虎牙断裂松潘地区发生3次大于M_S6.5地震。这两条断裂带吸收了部分东昆仑断裂带东端左旋走滑分量，在推覆挤压下造成岷山隆起，然而岷江断裂带没有明显缩短，虎牙断裂带有2 mm/a缩短，且二者在深部汇聚为滑脱面^[17]。虽然此次九寨沟地震释放了岷江断裂的部分应力，但受构造运动及该区流变结构的控制，岷江断裂带和虎牙断裂带的地震危险性仍然值得重视。

6) 雪山断裂横贯于虎牙断裂带中部，为逆冲型。以虎牙断裂与其交叉点为界，此次地震加载了雪山断裂西段逆冲型应力分量，使断层应力进一步积累，最大库仑应力增量约为10 kPa；应力沿东向逐渐减小，东段减小为负值。但由于雪山断裂整体滑动量很小，对区域变形作用也较小^[14]，其危险性较低。

7) 青川断裂距离较远，此次地震对其基本无影响。

2.2 震后库仑应力变化

计算以上断层的震后库仑应力调整(图 5)，由于此次地震震级较小，震后粘弹性松弛效应的库仑应力变化量值与同震变化(图 3)相比差异较小，故分别在每一条断层上选取不同的参考点(同震库仑应力极值点，如图 5中红色五角星所示)，绘制其随时间变化曲线(图 6)。结果显示，受粘弹性效应影响，随着时间推移，龙日坝断裂北部库仑应力逐渐加载，50 a后从同震的卸载状态增至加载状态；龙日坝断裂南部和白龙江断裂中部应力进一步减小，但变化量均较小，仅在1 kPa范围内；雪山断裂西段、青川断裂、虎牙断裂南段，库仑应力震后进一步加强，但增量较小，极值不足1 kPa，可忽略不计；岷江断裂和此次地震虎牙断裂带破裂区库仑应力卸载，震后虽有所增加，但仍处于影区；虎牙断裂破裂区两端以及塔藏断裂西侧库仑应力进一步加强，极值点增幅均达到3 kPa。综上，由于受小震级影响，九寨沟地震引起的各断层震后应力调整幅度较小。

3 结语

本文根据库仑应力触发理论，在分层地壳模型和地震位错分布基础上，计算了2017年四川九寨沟地震引起的同震及震后应力变化，分析了其对邻近主要活动断层的影响。

1) 受此次地震影响，发震的虎牙断裂带破裂段两端同震库仑应力最大增量达到百余kPa，其他部位则几十kPa，余震大多集中于此；塔藏断裂带西北段库仑应力增加量最大为30 kPa，这两个地区均已达到库仑应力触发阈值(10 kPa)上限，但塔藏断裂带尚未有余震发生。虎牙断裂带南段及雪山断裂西部地区，同震库仑应力增加，量值在10 kPa以内。另外，2008年汶川地震也增加了东昆仑断裂东端的塔藏地区和虎牙断裂南段的库仑应力^[7]，因此虎牙断裂带和塔藏断裂带的地震危险性值得进一步关注。

2) 龙日坝断裂北部、岷江断裂北部、白龙江断裂带中段库仑应力减小，虽然这些断层应力得以释放，但受构造活动及地壳流变结构控制，龙日坝断裂和岷江断裂仍有一定程度的地震危险性，而白龙江断裂带则相对更加安全。

3) 震后50 a内，处于应力影区的龙日坝断裂南段和白龙江断裂带库仑应力进一步减弱，其他断裂带则不同程度地增强，尤其是虎牙断裂破裂区两端和塔藏断裂西侧库仑应力增幅较大，危险性较高，需密切关注；雪山断裂、虎牙断裂南段、青川断裂等应力增幅较小，可忽略不计。

本文未考虑复杂流变结构、孔隙流体作用、不同断裂带在构造运动中的应力/应变分配以及动态应力触发等效应，需在后续研究中充分考虑，使结果更加完善可靠。