云南地区GNSS应变率场异常识别方法及地震预测效能评估

利用1999-2020年云南及邻区近300个GNSS测站的观测数据解算获取的速度场为约束,采用克里金插值方法分时段估计了1999-2007年,2009-2014年,2015-2020年三期区域应变率场;通过回溯各个观测时段之后3年内M_(S)≥5.0地震事件,分析区域地壳形变特征与地震事件发生地点之间的相关性,结果表明,绝大部分地震都发生在面应变高梯度带的张压转换区和最大剪应变率沿断层方向的高值区或其边缘。基于上述应变率场异常特征,提出格网地震危险因子算法,建立地震危险区识别模型,通过估计格网最大剪应变率和面应变率风险区划因子,定量提取异常区地震危险指标,结果显示采用数值模型识别出的异常区与地震事件具有较好地对应关系;进一步采用R值评分的方式对应变率场异常区模型识别方法进行地震预测效能量化评估与分析,结果显示3期应变率场预测结果均通过R值评分检测。

新疆及邻区现今GNSS变形特征与地震关系研究

基于GNSS观测数据,采用球面最小二乘配置方法计算了新疆及邻区的应变率张量特征,在统计分析研究区域应变率分布以及1900—2022年M≥6.0地震分布之间的关系的基础上,研究了GNSS应变率特征对强震地点的指示意义。通过构建三维弹性块体模型反演得到的区内主要断裂的运动变形特征,结合震源机制解结果,对比分析了断裂运动变形特征与不同区域强震类型之间的关系。结果表明:天山西段—帕米尔地区、阿尔金断裂带邻近地区呈现第二应变率高值特征,其中帕米尔构造结附近高值特性最明显;最大剪应变率方向在南天山西段—帕米尔地区主要为NE-NEE向,反映了该区以倾滑变形为主的特征。研究区域的M≥6.0地震主要分布在应变率高值区及其边缘,特别是帕米尔构造结东部地区的强震集中非常明显。区内断裂运动性质具有明显的分类特征,除整体以挤压运动为主外,NE走向断裂带以左旋走滑运动为主,NW走向的断裂以右旋走滑运动为主。NE走向的柯坪、迈丹和那拉提断裂带与NW走向的克孜勒陶、塔拉斯—费尔干纳断裂带汇集的南天山西段和帕米尔西构造结东部地区强震密集分布,强震的震源机制类型与断层运动方式较为一致。

宁夏定点形变观测自然环境干扰分析

选取宁夏地区2015—2018年定点形变观测数据进行跟踪分析,初步探索自然环境典型干扰事件在形变观测数据中的特征表现形式,旨在丰富宁夏地震前兆数据服务产品,为形变观测数据的干扰识别提供参考依据,为深入研究等提供基础数据。

华北地区GPS地壳应变能密度变化率场及其构造运动分析

利用GAMIT软件将华北地区GPS地壳形变监测网 1 995、1 996及 1 999年 3期观测数据同全球IGS跟踪站资料进行了统一处理 ,并采用基线向量单天解及其全协方差矩阵和武汉大学PowerAdjVer3 .0软件在ITRF97框架下进行了GPS网整体平差 ,得出了相对于欧亚板块的水平运动速度场 ;进一步利用GPS速度场计算华北地区GPS地壳应变率场及应变能密度变化率场 .GPS结果表明 :华北地区现以 (3— 1 2mm/a)± 3 .4mm/a速度相对于稳定的欧亚板块向东或东南方向运动 ;唐山—河间—磁县是一个压缩活动边界 ,大同—太原则是一拉张活动边界 ,呈略带右旋的拉张运动 ;北京—天津—渤海湾地区 ,以及邢台地区是高剪应变率地区 ;张家口—北京—天津—渤海湾地区 ,以及济南地区是高应变能密度变化率地区 ,地壳积累能量高 ,且渤海湾地区处于面膨胀变化率正、负值过渡带 ,那里可能存在与地震危险性有关的应变能积累背景 .

中国大陆地壳运动与强震关系研究

利用GPS观测结果研究了中国大陆当前地壳运动的空间分布及其所揭示的大区域构造变形背景与趋势;讨论了区域水平运动、应变率场分布与强震地点的关系;通过对昆仑山口西Ms8.1等地震区域水平运动与形变的分析,研究了强震过程的区域形变场变化的主要特征;提出了识别孕震形变场以进行中长期强震地点预测的思路和途径。

景泰5.9级地震的断层形变异常及中短期预报

初步研究了 2 0 0 0年 6月 6日甘肃景泰 5.9级地震蕴育过程中近源区及外围地区断层形变异常的时空分布特征 :震前断层形变异常分布范围广、异常形态复杂 ,断层形变 (应变 )类信息指标图象异常区明显 .不同地域断层形变异常形态及幅度存在显著差异 ,与异常所处的构造部位密切相关 :海原断裂带西段出现的α,β,γ相断层形变异常 ,显示了近源区断层运动由准线性走向非线性的过程 ,与断层形变 (应变 )类信息指标高值异常区相配合 ,反映蕴震区应变积累程度高 ;而构造汇聚部位的六盘山断裂带等远场区较大幅度的突跳尖点异常 ,并不反映所在地的应变积累 ,而可能是蕴震过程区域构造应力场增强的一个标志 .在此基础上 ,结合对景泰 5.9级地震中短期预报经验教训的初步总结 。

昆仑山口西Ms8.1地震的地壳变形特征

利用全球定位系统 1991～ 2 0 0 1年及震后 4期GPS观测数据 ,获得了 2 0 0 1年 11月 14日昆仑山口西地震 (Ms8.1)的同震和震后形变运动图像。跨破裂带GPS网最近两点测得的最大同震形变为 1.9m左右 ,而震后 4个月断层蠕滑引起的变形约为 80mm。破裂带两侧震后变形幅度具有非对称性 ,南侧震后变形基本是北侧的 2～ 3倍。研究结果显示破裂带南盘在震后向偏东方向有明显移动 ,预示本次地震后能量的重新分配与积累 ,根据近几十年以来东昆仑断裂带的大地震由西向东扩展的特点 ,未来地震有向东迁移的可能。

GNSS连续站坐标的高程分量时间序列在地壳垂直运动研究中应用的若干问题

介绍GNSS连续站坐标的高程分量时间序列在地壳垂直运动研究中应用时需要解决的几个实际问题和具体的解决方法。

大华北地震动态重力监测网分形特征研究

从分形几何学角度研究优化后的大华北地震动态重力监测网的分形特征,给出优化后监测网的分维数D1=1.612、最佳化网格间距r=44 km。对优化后大华北地震动态重力监测网的监测能力的分析结果表明:测网的最佳化网格间距与Ms5.0地震诱发的重力场变化区域的特征异常区半径基本相当;测网对Ms5.0以上地震具有较好的监测能力。

用GPS资料研究华北地区形变场和构造应力场

利用华北地区地质构造、第四纪以来的活动断层、地形、地壳厚度、地壳及上地幔地震波速度结构等资料,构建了三维有限元框架模型,利用最新GPS观测结果作为边界约束条件,模拟计算了华北地区的形变场及构造应力场。结果表明,模型预测地表速度场和GPS观测结果比较一致。模拟结果中,大型NNE向断层如汾渭地堑断裂系呈右旋运动,NWW向断层如张家口渤海断裂带呈左旋运动,与野外地质考察结果一致。在地表以下10～20km处,模型预测应力场的主压应力方向为NNE、EW向,主张应力大约为主压应力2～8倍。模型中最大剪切应力场在山西、华北平原中部和东部沿海分别出现3条NNE向高梯度带,此梯度带与研究区域的主要地震活动带相对应。

汶川M_S8.0地震前后的重力场动态变化

利用国家重大科学工程"中国地壳运动观测网络"1998—2008年绝对重力和相对重力的观测资料,获得了南北地震带地区的重力场及其动态变化,从动态的观点研究了2008年5月12日汶川8.0级地震前后区域重力场演化特征及其与地震活动的关系.重力场变化既具有时-空分布的不均匀性,同时又具有与活动断裂构造密切相关和与地震孕育发展有着内在联系.重力场动态变化图象较清晰地反映了汶川大地震孕育、发生过程中出现的重力前兆信息.

时序InSAR断层活动性观测研究进展及若干问题探讨

基于大量SAR数据的时序InSAR技术已被广泛应用于断裂带震间长期缓慢地壳形变的观测研究,文中对现有多种时序InSAR方法(如Stacking,PSInSAR,SBAS等)的基本原理和技术特点进行了概括总结。采用PSInSAR技术,利用2003—2010年的17景降轨ENVISAT/ASAR数据,在海原断裂带中段开展了震间地壳形变观测的实验研究,获得了海原断裂中段的跨断层InSAR形变速率场整体图像,显示了约5mm/a的左旋走滑运动速率,与GPS和地质学研究基本一致。在此基础上,对时序InSAR断层活动性观测研究中的若干问题,如LOS形变速率与目标断层走向的关系、LOS形变速率与跨断层观测宽度的关系、LOS形变速率与GPS等其他形变速率的关系以及LOS形变速率场揭示的断层相互作用及断层滑动方式等进行了分析探讨。这些将为进一步推进InSAR构造变形监测研究提供参考。

利用差分干涉雷达测量技术(D-InSAR)提取同震形变场

简要介绍了合成孔径雷达干涉测量技术、差分干涉雷达测量技术,并对干涉测量精度进行了简单讨论.以西藏玛尼地区为例,通过三通差分干涉处理,获取了玛尼地震同震形变场.结果表明:形变场长200 km、宽115 km.干涉条纹以北东东向发震断层——玛尔盖茶卡断层为中心分布,且基本与发震断层平行;通过对干涉形变图进行分析,发震断层可分为3段,其中西段长约23 km,中段长约60 km,东段长约26 km,整个发震断层共长110 km;震中附近最大隆起斜距向位移量为162.4 cm,断层西侧最大沉降斜距向位移量为103.6 cm,震中最大地面水平位错为7.96 m.

潮汐形变资料中地震前兆信息的识别与提取

将小波变换的多分辨率分析引入潮汐形变资料处理中 ,对近年来云南地区的 3次强震前的潮汐形变观测资料进行了处理与分析 ,发现在地震前 2～ 5个月 ,震中附近的形变台站都接收到一个频段相同的异常信号 ,且它们之间是相关的 ,相关系数达 80 %以上 ,由此可以确定信号是由同一个源发出来的。出现在多个台站的相同频段的异常信号很可能就是我们想要得到的地震前兆信息。

地壳持续加速变形与地震关系的研究

借助岩石破裂实验和理论研究中得到的变形失稳准则 ,探讨了岩体持续加速变形中地震短期前兆信息的定量检测方法 ,讨论了极值变形与地震三要素之间的关系。结合川滇地区倾斜、应变现有观测能力 ,得到了倾斜、应变失稳变化的速度阈值 K- Slope分别为 4 .5 m s/d和 5 0× 10 - 8d。对 1990年至 2 0 0 1年 5月间发生在川滇及临近地区的 9次 5 .8级以上地震 (未包括强震的短期前震和余震 )的统计结果表明 :持续时间在 2 0天以上、速度超过 4 .5 m s/d的加速倾斜之后 ,在 15 0天之内有 8次地震对应 (无虚报 ) ,1次漏报 ;而持续加速应变变化之后 ,有 5次地震对应 ,4次漏报。该结果一方面反映了连续变形对地震的监测能力 ,另一方面也表明持续加速变形中存在速度临界值 。

小波分析方法在形变数字化资料处理中的应用

基于小波变换理论 ,提出了应用小波分析方法识别、消除数字化资料的干扰 ,提取不同频率信息的方法。结合实例 ,讨论了小波分析方法在识别与分离不同频率信息、提取趋势异常与短期异常等方面的应用。研究表明 ,小波变换是形变数字化资料分析处理的一种有效方法。

汶川8.0级地震前后龙门山断裂活动特征浅析

利用跨龙门山断裂的流动短水准观测资料分析了汶川地震前后各测点的变化特征。分析认为:1)汶川地震前(2006年)跨断层短水准观测到了龙门山断裂的活动,且在震前均出现不同程度的加速活动特征;2)震前龙门山断裂中南段为逆断层活动,地表变形呈反"S"型;3)跨断层位移测量反映了汶川地震区域地表应力集中、释放的时空演化过程,且机理解释与震源机制解基本一致。

定点倾斜观测映震能力综述

搜集整理了我国定点倾斜观测近30年来已发表的观测成果,归纳出常用的倾斜资料处理方法,通过统计在历次地震发生前、震中附近一定范围内的定点倾斜观测是否出现异常以及震前异常的幅度,得到了倾斜前兆异常量级、倾斜异常与震中和震级的统计关系,对倾斜台网未来的发展和台网布局具有一定的参考意义。

巴颜喀拉块体北东缘主要断裂现今活动性分析

利用GPS数据对巴颜喀拉块体北东缘地壳形变特征及主要断裂现今活动特性进行了研究。速度场结果揭示研究区整体向南东方向顺时针转动,速率自西向东呈逐渐减小趋势。计算获得了研究区主要活动断裂现今活动水平,结果表明迭部-白龙江断裂、光盖头-迭山断裂、西秦岭北缘断裂、虎牙断裂、礼县-罗家堡断裂以左旋走滑运动为主,而青川-平武断裂、茶坝-林庵寺断裂、岷江断裂以右旋走滑运动为主。