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。

GPS观测到的2004年印度洋9.3级等大地震前后地壳运动

2004—2012年印尼西部海域发生多次大地震,其中2004年印度洋9.3级巨震为21世纪以来全球最强。利用印尼及其邻近区域35个GPS连续观测站和中国内地北京附近的GPS连续观测站BJFS站全球参考框架坐标时间序列,可得到以BJFS作为核心站的区域参考框架下这些观测站大地震震前位移积累、同震和震后位移,特别是震前水平位移积累和同震水平位移。该区大地震时空间隔密,且分布范围较大,观测站相互间与地震相关的地壳运动影响明显,地壳运动极为复杂。本文重点讨论了5次8级以上大地震前后地壳运动的特点、成因和相互影响。GPS观测结果显示,研究区域内7.5级以上地震的同震水平位移是震前水平位移积累的(弹性)回跳,震前水平位移积累是前兆。9.3级与2005年8.7级地震震级与时空相近,有重合与不重合的前兆形变区,是前者触发后者的主要条件;而9.3级与8.7级震后强烈地壳水平运动与2012年8.6级和8.2级地震的发生直接有关;2007年8.4级地震的发生与9.3级和8.7级地震无明显关系,但其震后水平位移影响了赤道南8.6级和8.2级地震的同震水平位移。尽管所采用的GPS连续观测站数量少、密度低,但仍为研究地震预测中多次地震前后地壳运动的复杂性提供了有意义的震例。研究表明,印尼西部地区是全球最有意义的地震预测探索区之一。

2022年门源M_(W)6.7地震的同震破裂模型及应力研究

2022年1月8日,青海省门源县发生M_(W)6.7地震。文中运用Sentinel-1A数据,采用InSAR技术获取震区的LOS向形变场,其中最大形变量分别为7.0cm和7.2cm,结合升、降轨卫星的飞行方向,判定发震断层的运动性质以左旋走滑为主,其中最大形变量位于冷龙岭破裂段。此外,以InSAR形变场数据为约束,基于Okada弹性位错模型,厘定了发震断层的几何结构及破裂面的精细滑动分布特征,反演结果揭示出2个断层破裂面。冷龙岭破裂段是滑动主要集中的区域,最大左旋滑动量为3.66m,最大滑动深度为5km;而托莱山断裂处存在1.95m的左旋滑动量,位于5km深度处。判定发震断层为冷龙岭断裂西段,地震同时使托莱山断裂发生破裂。在此基础上,计算了库仑应力变化,结果显示震中300km区域内的库仑应力变化图像呈现走滑型地震特有的四象限分布特征。同时,震中破裂的NW-SE区域和NE-SW端的ΔCFS≥0.01MPa,这些区域后续的地震危险性值得关注。最后,相对于鄂尔多斯块体的GPS速度场显示冷龙岭地区存在一个显著的面应变高值区,未来该区的地震活动性可能持续较强。此外,文中还讨论了2016年和2022年2次门源地震的发震构造特征及发震关系,2次地震整体都是该地区应力积累的一次局部调整,它们都是青藏高原向NE推挤运动的表现。

东平台分量应变与体应变可靠性分析及特殊事件影响对比

本文通过四分量自检、相对标定内精度分析对东平地震台YRY-4钻孔分量应变观测资料进行可靠性分析,并结合滑动相关性计算、潮汐因子内精度对2套仪器数据进行了对比,证明YRY-4钻孔分量应变2面应变相关性高,相关系数接近1,相对标定内精度高,与体应变数据整体趋势一致。2套仪器观测环境一致,运行稳定,数据正常可靠,但也存在降雨、场地干扰特殊时段曲线表现不一致的情况。针对2种特殊情况结合相关性计算、S变换进行了对比分析。结果表明,降雨时段,因钻孔条件差别较大,2套仪器数据相关性较差,接近0;场地干扰时段,2套仪器观测系统均受到影响,频率域同步出现干扰信号,影响数据曲线形态及潮汐因子精度,但2套仪器面应变相关性达0.91。综合分析,东平台钻孔应变仪与体应变2套仪器观测系统是可靠稳定的。

2022年门源M_(S)6.9地震前后垂直形变

1研究背景据中国地震台网测定2022年1月8日1时45分,青海省海北州门源县发生M_(S)6.9地震(37.77°N,101.26°E),震源深度为10 km,这是继1986年8月26日门源M_(S)6.4地震(37.70°N,101.50°E)和2016年1月21日门源M_(S)6.4地震(37.68°N,101.62°E)之后该区域发生的又一次6级以上强震。

延庆西拨子洞体应变速率变化异常识别

1西拨子洞体应变观测概述。地壳形变与地震孕育发生有着紧密的联系,洞体应变观测仪(伸缩仪)是精密测量地壳岩体两点间水平距离相对变化的仪器,适用于观测地壳应变和固体潮水平分量的连续变化,定点应变潮汐连续观测数据可反映该区域地壳应力—应变状态的长期变化,为研究地震孕育过程中水平应变的变化规律提供数据。

数字水准仪测量精度受空气湿度影响分析

以地震科学考察项目、鄂尔多斯项目、大华北地区项目区域精密水准测量成果为依据,分析数字水准仪在实际测量中的主要误差来源及消除或者减弱的技术措施和方法,重点探讨空气相对湿度对成果精度的影响。分析发现主流数字水准仪测量成果精度在一定程度上受自然条件中的湿度影响,但目前还没找到合适技术手段去削弱,以待后续研究。

高频BDS/GPS融合PPP确定2021年玛多M_(W)7.4地震三要素

基于GREAT程序,利用GPS和BDS/GPS融合PPP(精密单点定位)获取了2021年玛多M_(W)7.4地震10个高频GNSS测站的地震时间序列,并通过历元间差分法获得了震前30 min的速度时间序列。分析发现,相对于GPS,BDS/GPS速度时间序列在东西、北南、垂直3个方向的精度分别提高了14.8%、15.2%和3.5%。利用STA/LTA(短时窗平均/长时窗平均)方法,从各测站GPS和BDS/GPS时间序列中提取了地震波初至时刻;利用2种时间序列计算得到的震中位置和发震时刻分别为(34.6°N,98.54°E),18:04:28.8和(34.63°N,98.51°E),18:04:29.2(UTC);利用GPS和BDS/GPS峰值地面位移,根据经验公式反演了玛多地震震级分别为M_(W)7.34和M_(W)7.36,BDS/GPS震级与GCMT公布的结果(M_(W)7.4)更为接近。结果表明:BDS/GPS融合PPP解算可提高时间序列稳定性并降低噪声,更真实地描述震时地表位移变化,从而提高震级解算准确性,更好地为地震预警、地震应急救援等工作提供数据支持。

2023年土耳其双强震震源机制中心解及震源区构造应力场特征分析

为理解2023年2月6日土耳其双震震源区的构造应力场特征,剖析双强震的孕育背景和发生条件,根据1976年1月至2022年10月全球CMT目录的震源机制解反演了土耳其双强震震源区及其邻区震前构造应力场,并模拟在其作用下各种形状断层上产生的相对正应力和剪应力分布情况。结果表明:(1)研究区域震前主要处于NNW-SSE向挤压和WWS-EEN向的拉张状态,且以拉张应力为主。这与阿拉伯板块向北运动,推挤安纳托利亚地块和安纳托利亚块体被迫向西逃逸相对应。(2)M_(W)7.8地震的断层破裂几乎沿应力场的最大剪应力平面发生,是在区域走滑型构造应力场作用下,沿应力场最大剪应力平面进行的正常能量释放。M_(W)7.5地震与背景构造应力相差较远,推测为M_(W)7.8地震产生的应力变化触发的结果。

基于InSAR技术的张家口定点形变观测场地形变监测

针对张家口定点形变观测场地伸缩仪NS向观测曲线在2020年6月至12月出现加速上升的异常变化,以张家口定点形变观测场地为研究区域,基于Sentinel-1 SAR降轨数据并采用小基线集技术对场地进行形变监测,并获取了2018—2020年该区垂向年平均形变速率和形变时间序列。研究结果表明:张家口断裂两侧地表在垂向的相对运动速率小于1 mm/a,断层活动性较弱;张家口断裂在NNW-SSE向拉张应力作用下,使得断层南盘地表相对北盘出现较为明显的沉降运动,导致张家口伸缩仪NS向观测出现张性加速趋势变化异常现象。

芦山两次强震序列活动特征及余震预测效能对比分析

利用可充分考虑小震信息的Omi-R-J模型,对2013年芦山M_(S)7.0地震和2022年芦山M_(S)6.1地震序列活动特征进行对比分析,发现芦山M_(S)7.0地震序列较芦山M_(S)6.1地震序列完备性随时间变化更加明显,震后早期检测能力较低,两次地震序列稳定时段检测得到的完整性震级均为1.8级左右。芦山两次地震序列p值差异较小,展示了相对正常的衰减过程;芦山M_(S)7.0地震序列k值明显大于芦山M_(S)6.1地震序列,这或许与芦山M_(S)7.0地震较为发育的余震或强余震有关;芦山M_(S)7.0地震序列b值小于芦山M_(S)6.1地震序列,表明M_(S)7.0地震之后芦山地区仍处于较高的应力状态,而M_(S)6.1地震之后应力处于相对较低的水平。利用N-test方法开展效能评估,结果显示,两次地震序列初期阶段余震发生率展示了较好的预测效能,基于震后初期1天内的数据开展的未来1天的余震预测中,仅有1次预测失效,而在对未来3 d的余震预测中,不存在预测失效的情况。

基于跨断层水平形变资料的鲜水河断裂现今活动分析

利用2000—2018年鲜水河断裂基线、蠕变资料,将场地缩放到统一尺度,分析不同资料反映的断裂活动特征,探讨断层活动与周边地震活动的关系。结果显示:①跨断层近场水平形变资料表明鲜水河断裂活动具有明显分段性,按照断层活动速率大致分为北西段、中段和南东段,与地质上分段方式有一定差异;②跨断层近场水平形变资料能不同程度显示出偏离正常背景的活动变化,捕捉到附近中强地震前兆信息和震后调整变化,为地震危险性判定提供重要参考;③基线和蠕变反映的断层活动存在差异,基线活动明显高于蠕变,基线走滑速率为0.30~2.05 mm/a,张压速率为0.47~1.21 mm/a,蠕变走滑速率为0.14~0.62 mm/a,张压速率为0.12~0.29 mm/a;④蠕变和基线均显示研究区内的鲜水河断裂以左旋走滑活动为主,北西段和中段活动强于南东段,基线资料显示2017年芦山M_(S)7.0地震后张压活动总体加强。

五指山形变台定点形变观测资料内在精度分析

本文对2016年1月—2021年12月连续6年五指山形变台定点形变观测资料内在精度进行统计分析,台站水管倾斜仪和铟瓦棒伸缩仪内在精度质量较好;宽频带倾斜仪两个分量内在精度年均达到优秀指标的概率仅50%,且自2020年1月出现观测数据内在精度质量持续下降,导致观测资料质量不高。提高数据内在高质量的重要条件是确保观测数据的连续率,因此,提升台站人员业务水平和保证必要的备机备件是当务之急。

2011年日本M_(W)9.0地震对首都圈地壳形变场的影响

1研究背景2011年日本M_(W)9.0地震对我国华北地区地壳形变产生了显著影响。首都圈地处华北地区,一方面,太平洋板块对欧亚板块的俯冲作用是华北地区地震活动的重要动力来源之一,位于太平洋板块俯冲带的日本地区强震活动对我国华北地区的地震活动具有重要的影响,目前华北地区6级地震平静已达25年,地震形势依然严峻;另一方面,大地震发生会引起发震断层本身、邻域活动构造及岩石圈内部应力应变场的快速调整,包括发震断层面上的震后滑移、邻域活动构造活动性的改变和下地壳上地幔的弛豫形变等,因此,跟踪研究日本M_(W)9.0地震前后首都圈地区地壳形变场特征,有助于深刻理解此次地震对于研究区域地壳形变场的应变状态、活动构造运动方式的影响,从而为首都圈地区的震情跟踪和地震预测预报工作提供参考信息。

狮泉河地震台PET型连续重力仪M_(2)波潮汐因子异常分析

以狮泉河地震台PET型重力仪2018~2020年的观测数据为依据,通过剔除观测环境干扰、观测系统干扰,对观测质量检验、自由空气和布格重力、M_(2)波潮汐因子、R值检验进行了分析,得出M_(2)波潮汐因子异常对周边300 km内M≥5级,300~350 km范围内M≥5.5级地震有一定的指示意义。

漾濞Ms6.4级地震云南省水管倾斜仪和洞体应变仪同震响应特征分析

2021年5月21日云南漾濞6.4级地震引起了省内水管倾斜和洞体应变观测同震响应。通过分析省内水管倾斜仪和洞体应变仪的震时观测资料,研究各测项对漾濞6.4级地震的同震响应特征。结果表明,云南省内水管仪和洞体应变仪的台站均记录到此次地震,同震响应形态分为振荡型、振荡—阶变型、阶变型三类;不同台站相同类型仪器的同震响应幅度有很大差别;同一台站同一仪器不同方向上记录波形幅度也有差别;且云南省水管倾斜仪和洞体应变仪观测对漾濞地震的阶变响应表现出分区特征,漾濞周边大部分台站多测项出现大量阶变响应,其中,较典型的有云县台和云龙台洞体应变仪,震动幅度最大的台站也多集中于漾濞周边。分析认为,漾濞地震产生的能量对大理及周边临近地区影响较大。

大连地磁台极低频观测天然源电磁场数据分析

利用大连极低频电磁观测台的连续观测数据,采用天然源电磁法对观测的电磁场数据进行了处理和分析。结果表明天然源电磁场具有明显的周期性变化特征,表现为白天电磁场谱值比夜间的大,日变化和夏季谱值是冬季谱值的2倍左右的季节性的特征。对地磁台站观测天然源电磁场数据的非地震影响因素主要为雷电、磁暴以及电磁环境(如高压直流输电)等。

地震前兆还是降雨干扰?——与“宁强5.7级地震前陕西定点形变的异常现象”作者商榷

在宁强MS5.7地震(2008年5月27日)发生前2天,宝鸡台洞体应变NS和EW分量分别记录到了大幅应变异常,有研究认为该异常是宁强地震的短临前兆^([1])。为客观验证该结论的真伪性,本文采用重复地震检验和统计实证等方法,对该异常进行了较系统的归因分析,结果表明降雨干扰才是主因。

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 .