2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震震源机制解

使用区域台网资料,采用CAP方法反演了2023年12月18日甘肃省积石山6.2级地震的震源机制解,结果显示,该地震为逆冲型地震,与GCMT、 GFZ和USGS的震源机制解基本一致。震源机制解节面Ⅱ的走向与积石山东缘断裂大致相同。

2023年甘肃积石山6.2级地震发震构造浅析

2023年12月18日23时59分,甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震,造成人员伤亡和财产损失。本次地震发生在青藏高原东北缘地区,受青藏高原向NE向扩展挤压作用的影响,区域发育两组较为典型的断裂构造:NWW向大型左旋走滑断裂带是活动块体运动边界,另一组NNW向右旋走滑断裂则发育在块体内部构成次级块体边界。此次积石山6.2级地震就发生在NWW向西秦岭北缘左旋走滑断裂带和NNW向日月山右旋走滑断裂带之间的大型挤压阶区内,初步判定其发震构造为以逆冲作用为主的拉脊山断裂带东南段的积石山东缘断裂。余震展布范围严格限制在黄河以南的积石山东麓大河家第三系盆地内,根据黄河以北拉脊山和以南的积石山山脊线及坡折带存在较大不连续性,且沿黄河南岸发育较明显的断层三角面等构造地貌特征,推测沿黄河发育有一条调节区内挤压变形差异的横向断裂。断裂切断拉脊山北缘断裂带东南段,使积石山东缘断裂成为一个长度不足40 km的独立活动段,判定原震区近期发生更大地震的可能性不大。

区域地震记录揭示的2023年甘肃积石山6.2级地震震源破裂过程

基于有限断层模型反演方法,利用区域宽频带地震波形数据,反演了2023年12月18日甘肃临夏积石山6.2级地震的震源破裂过程,获得了积石山地震破裂滑动时空分布:此次地震是逆冲兼少量走滑型地震,破裂持续时间约为9 s,主体能量在前6 s释放,地震破裂主要沿断层走向向NW方向拓展,计算得到的标量地震矩为1.39×10^(18)N·m,相当于M_(W)6.02,破裂尺度约10 km左右,最大同震滑动量为35 cm。

考虑地震动空间相关性及大震震源效应的烈度场插值方法

地震发生后,利用强震动观测数据快速生成合理的等震线图是地震烈度速报中的一项关键技术。基于震源参数及烈度衰减规律生成的烈度等震线过于规则,无法反映局部烈度分布特征;而直接采用观测数据通过插值生成的等震线无法合理反映大震的震源效应。为此,提出一种考虑地震动空间相关性及大震震源效应的烈度场融合克里金插值方法,利用点到点之间的距离来考虑烈度的空间相关性,利用点到源之间的距离来考虑大震的震源效应。首先,在克里金插值方法的框架下,使用粒子群优化算法实现半变异函数的快速自动拟合;其次,通过两种自变量不同的半变异函数拟合实现了对空间相关性和震源效应的考虑;最后,使用日本和中国地震数据的插值结果验证方法的合理性。结果表明,融合克里金插值方法获得的烈度等震线图形状规则,能反映出一次地震的震源效应,且对台站稀疏的情况有较好的适应性,满足地震烈度速报的要求。该方法可为地震烈度速报及地震烈度等震线的绘制提供技术支持。

云南地区强震的超长时间平静异常及未来地震趋势研究

从1996年丽江M_(S)7.0地震发生后至2023年8月,云南地区M≥6.7和M≥7.0地震出现了长达27.55 a的超长时间平静现象。本文从更大时空尺度上对该平静异常现象及其与青藏高原和川滇地块的强震活动之间的关系进行了分析和总结,并讨论了云南地区未来地震趋势。结果表明,1887年以来,云南地区5次M≥7.0地震平静期内其周边地震活动环境有很大差异性:第Ⅰ,第Ⅱ和第Ⅴ平静期出现在青藏高原M≥7.0地震活跃背景下(即云南地区平静,但青藏高原活跃),第Ⅲ和第Ⅳ平静期出现在青藏高原M≥7.0地震平静背景下(即云南地区平静,青藏高原也平静)。当前云南地区处于27.55 a超长时间平静期(即第Ⅴ平静期),其所处的周边地震活动环境与第Ⅰ和第Ⅱ平静期相似,据此推断,其后续地震趋势可能也与第Ⅰ和第Ⅱ活跃期相似,处于相对弱的活跃期。同时,未来较长时间青藏高原可能仍将处于M≥7.0地震活跃时段;2022年泸定M_(S)6.8地震后,川滇地块可能会进入M≥6.7地震活跃时段。

对强震地形变监测预报方法的思考

简要回顾了中国地形变用于强震监测预报领域的发展过程及现状。对几次强震前得到的比较突出的地形变异常进行了分析,收集了大面积形变异常与强震中长期预测、地震前兆分布存在时间有序和空间配套,强震前发现巨幅形变异常,InSAR给出强震前地面垂向形变,强震前地倾斜异常,慢地震和预滑移等方面的研究成果。综合分析认为,强震前震中区附近存在与孕震体尺度相当的巨幅快速地面异常隆升。及时有效地捕捉强震前巨幅快速地面异常隆升的时间有序和空间配套的异常信息,可望针对人口稠密区域未来发生的强震给出具有减灾实效的预测预报意见,值得尝试。基于本研究提出了针对人口稠密的地震重点监视防御区开展高密度、大量程、低精度地倾斜观测的设想,并初步给出了观测方案、基本原理和数据计算处理方法。

天津宝坻地区地下水水文地球化学特征

天津宝坻地区地震观测井是京津冀地区的前兆敏感井,但其水文地球化学特征研究程度比较薄弱。本文选取宝坻断裂南北两侧的3个地震观测井,分析离子组分浓度、氢氧同位素组成、二氧化硅及碳同位素含量,开展水文地球化学特征研究。结果表明:(1)宝坻断裂北部的宝坻新井及周边冷水井的水化学类型以Na-SO_(4)·HCO_(3)型为主,宝坻断裂南部的王3井、王4井及周边地热井的水化学类型以Na-HCO_(3)型为主。(2)地下水来源皆为大气降水,补给区为北部燕山山地。宝坻断裂两侧的冷水和地热水位于未成熟水区,表明两者在向上运移过程中皆受到浅表冷水的混合作用。断裂南侧的地热水循环深度明显高于北侧冷水,且地热水Cl^(-)具有深部来源成因。(3)冷水和地热水的无机碳同位素表现出分区特征,断裂北侧冷水中碳酸盐矿物不饱和,断裂南侧地热水的碳来源为补给区碳酸盐矿物的淋滤作用及碳酸盐岩含水层的溶解作用。(4)宝坻断裂两侧冷水和地热水的补给区虽然同为北部燕山山地,但由于观测井所在地水文地质条件、循环路径、循环深度等差异,以及宝坻断裂对两侧地下水水文地球化学演化的控制作用,形成了断裂两侧不同类型的地下水。本文研究结果丰富了京津冀地区地球化学背景场数据,为分析区域地下流体地球化学特征提供了科学依据。

云南地区介质衰减、场地响应及震源参数研究

利用云南区域地震台网2012-2023年的地震波形记录,采用联合反演方法,获得研究区的介质衰减Q值、67个台站的场地响应以及区内ML2.0以上2819次地震的震源参数。结果显示,在三段地震波几何衰减模型基础上,非弹性衰减模型较准确地反映了云南地区构造复杂、地震活动性较强的特征。在研究区67个台站中,场地响应总体上没有出现明显的放大效应,但存在显著的高频衰减现象。在卓越频段1~6Hz,场地放大倍数大多为1~4倍;在10Hz以上高频段,场地的衰减幅度大多在0~95%之间。其中,12个台站的场地响应值在1附近波动;4个台站的场地响应值在低频段接近1,在高频段放大;5个台站的场地响应值整体上略小于1;46个台站出现低频段稍微放大,高频段衰减的现象。各震源参数的相关性分析结果表明,地方性震级与矩震级、地震矩、应力降、视应力及辐射能量均正相关,与拐角频率负相关。滇西漾濞、盈江、芒市地震余震区及滇南红河断裂南段是中小地震应力释放水平相对较高地区,沿金沙江–红河断裂带,尤其是滇南红河断裂带南段沿线则是高应力降地震集中的区域,说明这里的断层可能受到相对较强的构造剪应力作用。

不同赋存形式H_(2)映震特征及机理分析

乌鲁木齐04泉水中溶解气H_(2)和阿克苏断层土壤气H_(2)监测点均属新疆地震监测预报评估A类。本文以二者为研究对象,分析不同赋存形式H_(2)浓度的动态变化特征;利用R值评分方法和Molchan图表法对H_(2)浓度进行映震效能检验,并提取异常指标;探讨和分析不同赋存形式H_(2)的映震机理。结论如下:乌鲁木齐04泉水中溶解气H_(2)浓度受气象因素影响较小,而阿克苏断层土壤气H_(2)浓度受气压和气温双重影响,其中以气温影响为主。R值评分方法和Molchan图表法检验显示,两个监测点均具有较好的短期预测效能。H_(2)浓度测项具有较好的短临预测效能,这得益于H_(2)的物理化学性质稳定且迁移速度极快。

天津典型观测井渗透性变化及对玛多7.4级地震响应机理分析

采用微水试验和固体潮汐反演两种方法计算了王3井、宝坻新井、宁河井不同时期渗透系数,经对比分析发现,两种方法计算含水层渗透系数所得结果在总体量级上是相当的,并且变化趋势是一致的,发育稳定、连续性较好的含水层中的观测井,二者计算结果更加接近。微水试验估算的井含水层渗透系数主要反映了井孔周围局部含水层渗透能力在短时间内水流过程中的渗透性特征,而固体潮汐反演估算的渗透系数则反映了在较长时间内较大范围含水层的平均渗透能力。因而,在观测井同震响应分析、抽(注)水干扰等异常核实分析中,使用微水试验估算的井含水层渗透系数更为合理,而在分析区域应力场变化中使用固体潮汐反演估算的渗透系数则更合理。本文分析了三口观测井水位和渗透性变化特征以及产生原因,并进一步分析了王3井和宝坻新井水位对2021年5月22日青海玛多7.4级地震同震响应机理,以及玛多地震对宁河井水位观测的影响机制,发现应力积累、抽/注水干扰、地震波传播等因素均会对含水介质渗透性造成影响。并且,地震波传播过程对不同含水介质造成的影响不同,而含水层岩性相同的不同观测井对同一地震的响应特征和机理也不相同。

张渤断裂带山东东部地热水地球化学特征分析

通过对张渤断裂带山东东部地区温泉/地热井采样,测试水样主量元素和氢氧同位素,进行水文地球化学特征分析,结果表明:(1)地热水化学类型主要有Ca-HCO_(3)、Na-Cl、Na-HCO_(3)、Na-SO_(4)。(2)δD、δ^(18)O的测值范围分别为-39.90‰~-68.00‰和-5.00‰~-8.50‰,均落在中国大气降水线和中国东部地区大气降水线下方附近,说明地热水来源为大气降水。计算得到研究区地热水最小循环深度为1183 m,最大循环深度为4271 m,补给高程大致变化范围为430.0~1366.6 m。(3)γNa/γCl变化范围在0.509~38.37,其中临朐揽翠湖、磁山温泉变质系数相对较高,表明受矿物溶滤作用较大。(4)Na-K-Mg三角图表明地热水样大多为部分平衡水,仅有高青县御泉汤温泉为平衡水。

唐山老震区M≥4.0地震前b值变化异常特征研究

选取2009年1月至2022年12月唐山老震区的地震目录资料计算b值,利用格点搜索法确定b值下降幅度较大(≥20%)的区域作为异常区,分析该区域b值的时间变化特征,结合b值的时空变化研究该区域发生M4.0以上地震的危险性。研究发现,唐山老震区7次(组)M4.0以上地震均发生在b值下降幅度较大的区域边缘或附近,表明应力较高的区域是地震危险区。异常区域内b值的时间变化显示,7次(组)M4.0以上地震多在震前半年至一年出现b值下降的变化过程,也反映了异常区域应力逐渐积累的过程。总体来说,b值的时空下降变化对唐山老震区M4.0以上地震的研判具有指示意义。

地震事件分类识别软件

非天然地震事件分类是地震监测业务部门的日常工作之一。本研究主要针对地震、爆炸和矿震的分类问题,在地震波数据处理、特征提取和人工智能综合分类的研究基础上,基于Qt开发框架,结合Python、 Matlab等多种编程语言,开发了一个具有良好的可移植性和可扩展性、具有自主知识产权的地震分类识别软件。该软件可以部署在不同操作系统上,由七个模块组成:地震数据导入模块、数据处理模块、特征提取模块、综合分类模块、特征分析模块、当量估算模块和结果分析模块。软件集成了多种时频特征提取技术和人工智能分类方法,形成了较为完整的地震类型判定流程。软件内置的地震事件分类模型准确率高于90%,适用范围较广,已推广应用于多个地震监测部门,并取得了较好的应用成果,提高了对非天然地震的快速分析能力。

莆田地震台铟瓦棒伸缩仪故障分析及维修技术研究

该文论述莆田地震台形变观测仪器SS-Y型铟瓦棒伸缩仪近几年来的故障,从电源、主机、传感器、线路故障等几个方面对故障进行整理、分类、统计。通过故障的表现形式分析故障原因,整理出不同故障曲线形态产生的原因。总结莆田地震台维修经验,结合其他台站经验,针对不同故障给出维修方案,可为其他相关地震台站提供借鉴。

2020年呼和浩特市和林格尔M_(L)4.5地震破裂方向性测定及发震构造分析

本文基于区域数字地震台网波形数据,在三维空间内利用gCAP反演方法获得2020年3月30日和林格尔M_(L)4.5地震矩心的空间精细位置为40.131°N, 111.922°E,深度为13 km。最佳震源机制解节面Ⅰ为走向279°,倾角41°,滑动角-27°;节面Ⅱ为走向30°,倾角72°,滑动角-127°;矩震级MW3.98。采用双差定位法对主震和余震序列进行重定位,获得19个地震事件的重定位结果。研究表明,主震震源参数为40.136°N, 111.858°E,震源深度为11.718 km;余震序列沿NW—SE方向双向扩展,地下破裂长度约为4.6 km;深度剖面显示,主震位于余震区中部,主破裂同时向上和向下扩展,深度分布范围为4~17 km。利用Hypocenter-Centroid方法对地震发震断层进行快速判断,20组测定结果均显示NW走向的节面Ⅰ为发震断层面。综合震源区地质构造、余震序列分布、区域构造应力场及三维地壳结构等研究结果,推断和林格尔M_(L)4.5地震的发震断层是一条沿NW向延伸的隐伏断裂。本次地震是一次左旋走滑、带正断分量的事件。地震发生于地壳内波速高低转换的过渡区,位于偏高速体一侧。综合分析认为,流体物质的涌入是引发2020年和林格尔M_(L)4.5地震的关键因素,而复杂的断层结构不仅为流体运移提供了通道,且控制着地震的发生及地震序列的空间展布。

辽宁盘一井地下流体异常特征、预测方法及异常成因研究

辽宁盘一井地下流体自1973年开始观测以来,发展至今不仅流体观测手段逐渐丰富,积累了大量观测资料,并在多次地震前出现明显异常,为地震监测预报提供了重要借鉴,本文对辽宁盘一井地下流体异常特征、预测方法及异常成因进行了研究。对盘一井不同测项的震前异常特征及预测方法分析结果表明,水氡以趋势性和临震异常为主,氢气以短临异常为主,使用阈值法、差分分析法及临界慢化法识别异常效果较好;氯离子以短临异常为主,使用原始曲线分析方法提取异常效果较好。盘一井水氡异常成因分析表明,盘一井各测项浓度异常与测点周边地震活动强弱、区域应力场变化等存在紧密关系。在压应力状态下,该井氡浓度异常往往表现为高值异常;在张性应力状态下,该井氡浓度异常往往呈“V”字形态变化。

2023年2月6日土耳其两次7.8级地震引起的井水位同震响应对比分析

2023年2月6日,土耳其发生的两次7.8级地震引起了新疆乌鲁木齐地区新04井、新10井和新11井的同震响应,但同震变化形态各有不同。本文对比分析了这三口观测井水位的同震响应特征,探讨了地震引起的井水位同震响应机理。结果显示,本研究中的三口观测井水位的同震响应类型有振荡、同震下降和同震上升三种。其中,新10井表现为振荡,而新04井和新11井则分别表现为同震下降和上升,表明井水位同震变化机理的复杂性。两次地震在同一观测井的同震响应形态一致,不同观测井水位同震变化与井孔所在位置的渗透性结构改变有关。

氡计量标准器量值传递技术研究与应用

AlphaGUARD测氡仪被广泛用作氡标准仪器开展量值传递。本文通过标准氡室以及循环氡源验证AlphaGUARD测氡仪在低量程的准确性、高量程的一致性,并建立一定浓度范围(0.6~142.4 Bq·L^(-1))内的量值传递线性关系。为保证量值传递的可靠性,基于溯源到参考标准的氡标准仪器,将量值传递到循环氡源,分别开展以循环氡源以及标准仪器和一定浓度的水样(>5 Bq·L^(-1))作为参考标准的量值传递实验。本研究针对地下流体氡观测网内近年应用的4种新型测氡仪,制定应用氡标准仪器进行量值传递的7种技术方案,并在全国40多个氡观测站应用,其中有12个连续观测站应用2年,结果表明,校准系数相对偏差均小于5%,氡量值传递技术方案是可行的,可满足现有氡观测的校准需求。此外,还开展了传递方案的不确定度评价实验,以DDL型测氡仪为例,其最小不确定度可达5.5%(包含因子k=2)。本研究建立的新型测氡仪氡计量标准器量值传递技术方案,该方案科学可行,应用方案可有效保证新型测氡仪测值的稳定可靠。

基于EEMD分解法对北武当观测站形变资料受气压干扰特征分析

本文通过选取北武当观测站的水平摆、伸缩仪,对观测数据受气压干扰明显的典型事件进行分析,研究气压变化如何对观测数据变化产生的影响,并对原始观测数据采用EEMD分解出含有干扰信息的IMF分量;对IMF分量进行Hilbert变换得出Hilbert时频图。结果表明,水平摆和伸缩仪受气压干扰明显,且气压干扰具有延时性。总之,通过EEMD方法对北武当观测站测向资料的分析,说明这种方法对气压干扰的研究有较好的效果,提高了识别干扰信息的能力。

海南岛温泉气体地球化学特征研究

为了查明海南岛温泉气体的起源,探讨海南岛温泉与琼北新生代火山活动的关系,通过对海南岛温泉气体成分和氮(N)同位素组成进行分析研究。结果表明:海南岛温泉气体以N 2为主,含量都在87%以上,个别样品达到90%以上,且均有CO_(2)共存。海南岛温泉气体δ^(15)N值均大于0,且断裂带集中地区的样品,其δ^(15)N值普遍偏大,而断裂带相对稀疏地区的样品,其δ^(15)N值相对较低,说明温泉气体主要受断裂带控制,主要来源为地壳和大气。此外,海南岛温泉气体不论是气体组合还是氦同位素特征,都与腾冲、长白山及五大连池活动火山区地热流体逸出气体明显不同,前者气体组合以N_(2)为主,后者主要以CO_(2)为主,前者He含量高,3He/4He低,而后者He含量低,3He/4He高。综合温泉气体成分和同位素特征,认为海南岛温泉气体主要为地壳和大气来源,少量为幔源混入,其温泉气体释放活动属于正常的断层气体活动,与琼北新生代火山活动关系不大。