基于小震经验格林函数研究中等地震破裂方向性:以2008年攀枝花M_(S)6.1地震为例

中小地震破裂方向性研究在确定实际发震面以及地震灾害评估中具有非常重要的意义.本文以2008年8月30日攀枝花M_(S)6.1地震为研究实例,以较小余震作为经验格林函数地震,利用表观震源时间函数随台站方位角变化特性,确定了主震的破裂方向、破裂尺度以及破裂速度,验证了该方法的适用性和可行性.研究结果表明,主震的破裂方向为几乎正南的184°,破裂长度8.05 km,破裂速度3.35 km·s^(-1),进一步确认了主震震源机制解其中沿南北向的节面是地震实际发震面,主震在水平方向沿着南北向元谋断裂从北往南破裂.攀枝花地震震源破裂速度接近地壳剪切波速度,这可能是造成此次地震虽然震级不大但破坏性严重的重要原因.本文综合分析主震的矩心深度、震源机制解、破裂方向性以及构造应力背景等信息,探讨了地震发生的破裂过程以及灾害严重的原因.

2008年M_S6.1攀枝花地震震源区多参数结构成像及发震机制研究

通过联合反演123,053个P、Pn、Pg震相和100,176个S、Sn、Sg震相数据,获得了2008年M S6.1攀枝花地震震源及其周边区域的高分辨率三维纵、横波速度(V P,V S)和泊松比(σ)图像.结合研究区域地壳应力数据综合分析发现,攀枝花地震发生在高-低纵、横波速度转换带,并且在震源下方存在一显著的低V S和高σ异常体延伸至下地壳.本研究认为,该构造特征主要是由于西侧坚硬的川滇菱形块体对来自深部流体或熔融物质具有一定的阻挡作用,绝大部分流体或熔融物质通过断裂带向东南侧的块体内部迁移,造成断裂带两侧块体的岩石物理属性差异较大所致.研究结果表明,攀枝花地震发生在剪切应力较强的元谋—绿汁江断裂带上,震源下方的流体或部分熔融物质被挤入至震源的断层或裂隙中,增加了震源区岩石的流体应力,降低了横波速度(V S)、增加了岩石的泊松比(σ).我们推测,流体侵入在攀枝花地震形成上扮演了重要角色,来自于青藏高原下地壳的大量的流体或部分熔融物质被挤入震源区岩体的断层或裂缝中,这一过程增加了震源区的孔隙流体压力、减弱岩石的机械强度,同时岩石的静摩擦力增加,导致容易引起岩体脆性形变,从而诱发地震.

2008年中国大陆地震灾害损失述评

在列出2008年中国5级以上地震目录的基础上,结合有关省(自治区、直辖市)地震局的地震灾害评估资料,总结出2008年中国大陆地震灾害的主要数据和特性。最后对1990-2008年中国大陆地震灾害的相应数据进行了简要的比较分析。

2008年新疆于田M_S7.3地震前区域地震活动和应力状态特征初步研究

从区域地震活动和中等地震震源机制特征的角度,初步研究了2008年新疆于田7.3级地震前区域地震活动和应力场的应力状态特征.结果表明,于田7.3级地震前区域地震活动存在中短期异常特征.一方面,该地震前1年其震区500km范围内中强震以及西昆仑地震带和阿尔金地震带3.5级以上地震出现了增强活动;另一方面,该地震前出现了4级地震孕震空区和近乎共扼分布的3.5级地震密集条带异常图象.于田7.3级地震前新疆区域应力场和震源区及其附近局部应力场的应力状态发生了一定程度的改变,拉张作用力相对挤压作用力有所加强.这可能是于田7.3级地震前新疆和于田震区及其附近具有正断层性质的中等地震增多的原因.

2008年西藏改则地震多视角InSAR成果的三维形变解算及初步分析

2008年西藏改则M_W6.4地震发生于青藏高原腹地拉萨块体与羌塘块体之间的张性活动构造带上,是一次典型的正断层破裂事件。基于InSAR对SN向形变的极度不敏感性,文中利用结合先验条件的最小二乘迭代逼近法解算了改则地震的三维同震形变场。结果显示:主震断层两盘的垂直运动差异明显,上盘存在明显的沉降"双心"特征,量值分别为-41.4 cm、-48.9cm,而下盘的最大隆升量仅5cm;除余震断层附近存在小量级(<5cm)的N向形变外,SN向形变总体趋势向S;三维形变场的整体以垂直形变为主,并集中于上盘,而水平形变具有明显的EW向分离和E向旋转特征;所得到的各形变分量与模拟值的残差标准差不超过6cm,说明此方法能够用于获取精度较高的三维同震形变场。整体上,三维形变场的分解结果与改则地震的张性破裂特征及其所处的EW向拉伸、SN向压缩构造应力背景呈现一致性特征。

2014年新疆于田M_S7.3强震构造背景及其与2008年M_S7.3地震之间的关系讨论

首先介绍了2014年2月12日新疆于田MS7.3地震的区域构造背景与断裂活动情况;然后分析了此次MS7.3地震震中位置以及周边历史地震震源机制特征,认为2014年2月12日于田MS7.3地震发生在阿什库勒断裂东支上,2014年MS7.3地震和2008年MS7.3地震是阿尔金断裂带南端尾部向西南方向延伸,由左旋走滑为主逐渐转变为拉张作用为主的过程中,在阿什库勒断裂带不同位置发生的2次地震,它们存在着相同的力源作用,2008年MS7.3地震对2014年MS7.3地震的发生有促进作用;最后利用分层地壳模型计算了2008年MS7.3地震对2014年MS7.3地震的库仑应力作用,结果同样显示2008年MS7.3地震促进了2014年MS7.3地震的发生。

地球自转减速对2008年汶川M_S8.0地震的作用

本文将地球看成是一个质量分布均匀的球对称弹性球体,给出了地球以匀角速率旋转情况下产生的应力场的解析表达式,计算了地球匀速自转时在2008年汶川MS8.0地震发震断层面上产生的应力,分析了地球自转速率变化对汶川地震发震断层的影响。结果表明,地球自转减速有利于汶川地震发生。如果地球自转减速对汶川地震的发生起到了触发作用,那么在震前震区或许会出现中小地震发生受到地球自转减速触发的现象。分析表明,从2006年起汶川地震震中附近地区ML≥2.7地震受到地球自转减速的触发,这从另一个侧面说明了地球自转减速对汶川地震的发生具有促进作用。

2008、2009年大柴旦6.3级、6.4级地震序列活动特征及前兆异常

利用区域地震构造和震源机制解等资料初步探讨了大柴旦强震发震构造。结合德令哈2003年6.6级、2004年2～5月5次5级的地震序列分布特征,初步探讨了大柴旦两次强震的地震序列时间、空间分布特征,同时分析了区域历史地震活动特点。初步分析了近10年来两次8级地震对该地区的影响,并结合青海地区的前兆观测资料分析和讨论了前兆异常及其特点。

2008年盈江地震序列的震源参数和震源机制相关系数研究

基于云南数字地震台网记录的2008年盈江地震序列的数字波形资料,采用波谱分析方法和Brune震源模型,得到盈江地震序列的震源参数。利用两次地震事件的相同台站的震源谱参数(零频振幅)计算谱振幅相关系数,据此对地震的震源机制进行聚类分组,并收集和对比地震序列已知的震源机制解结果,发现每组内震源机制解P轴的相关性较好,且相关系数越大,P轴的方位角就越接近。将盈江地区划分为三个研究区,联合震源参数的应力降和聚类分组中每组的平均震源机制解结果研究地震序列发生过程中应力的释放水平和应力场方向变化特征。结果表明:不同阶段震源机制解类型的变化和转化特征一定程度上反映了孕震过程中区域应力场随时间的变化特征,并且地震震源机制解类型在时间段上的集中并向区域构造应力场方向转换的现象可能是发生强震的标志。震源机制解分组类型和对应类型的地震的应力降有一定依赖关系,震源机制解类型反映的应力场与区域应力场接近的地震应力降高,震源机制解类型反映的应力场与区域应力场差距较大的地震应力降普遍较低。

2008年汶川地震破裂的滑移向量

估计同震滑移向量对于认识和理解破裂方式和破裂过程具有重要意义。2008年汶川大地震在青藏高原东缘龙门山推覆构造带的中央断裂和前山断裂上各形成了一条长250 km和72 km的地表破裂带。地震发生后至今,已经发表了大量有关同震位错沿破裂带分布的论文和报告,但绝大部分都仅仅是破裂的走向位错和垂直位错,极少有同震滑移向量的报道。这不仅是因为野外难以直接测量到水平缩短量(或拉张量),而且还因为这些走滑位错实际上是视走滑位错,部分或全部来自水平缩短或拉张。因此,仅仅根据视走滑同震位错和垂直同震位错估计的同震总滑移量肯定包含了相当大的误差。尝试利用据不同走向参考线测量到的一组(两个以上)视走滑位错来计算水平滑移向量的这一新方法,获得了中央破裂带上的7个水平同震滑移向量,并结合垂直位错量进一步计算了走滑、倾滑和水平缩短三个同震滑移分量以及断层倾角和破裂面上的同震滑移向量,综合出露破裂面的擦痕所指示的滑移向量,并对比根据矩张量解获得的震源深度的滑移向量,得出以下认识:(1)破裂南段的地表滑移向量的方位角明显小于震源深度滑移向量的方位角,表明在破裂从震源向地表传播过程中破裂面上的滑移向量发生了逆时针旋转;(2)滑移方位角向北东方向逐渐增大,表明地平面上水平滑移向量表现出顺时针旋转的趋势,而且在破裂向北东方向传播过程中近地表的走滑分量逐渐减小而倾滑分量逐渐增大;(3)几乎在每一个观测点倾滑分量都大于走滑分量,表明汶川地震的破裂方式在任何地点都是以逆冲运动为主;(4)破裂面倾角在10.4°～64.7°,平均值为41°,与天然破裂露头和探槽揭示的结果基本一致;(5)滑移向量沿破裂带的分布显示,走滑分量中段大而两端小,倾滑分量则相反,中段小两端大。

2008年汶川M_S8.0地震在2013年芦山M_S7.0地震和2014年康定M_S6.3地震破裂区引起的库仑破裂应力

2008年5月12日四川汶川发生M_S8.0地震发生之后,先后于2013年4月20日和2014年11月22日分别在汶川M_S8.0地震震中西南约80km的芦山县和约178km的康定县发生了M_S7.0和M_S6.3地震。芦山地震位于龙门山前主边界处,康定地震位于鲜水河断裂带上。芦山地震发生前有几位作者先后计算了汶川M_S8.0地震引起的库仑破裂应力,分析了其对周围断层的影响。本文对这些研究结果进行了简要回顾,并根据芦山地震和康定地震的实际发震断层面参数,计算了汶川M_S8.0地震在芦山地震和康定地震震源深度处的水平面上以及其发震断层面上产生的库仑破裂应力,还给出了其震中处库仑破裂应力随深度的变化。结果表明,汶川M_S8.0地震发生使芦山地震震源断层面上有利于其错动发震的应力大面积增加而使康定地震震源断层面上有利于其错动发震的应力大面积减小。在芦山地震初始破裂点处引起的库仑破裂应力达0.245MPa,在康定地震初始破裂点处引起的库仑破裂应力为-0.000 63 MPa。因此,汶川M_S8.0地震的发生对芦山地震具有明显的促进作用,而对康定地震的作用不明显。在目标断层面参数已知的情况下,根据库仑破裂应力在目标断层面上的分布,可能为未来地震发生的地点提供线索,进而对地震发生的危险性进行预测。若一次地震的发生使目标断层面上有利于其错动发震的应力大面积显著增加,这种情况下库仑破裂应力对未来地震具有预测意义。

2008年仲巴地震形变及其揭示的构造运动

2008年8月25日拉萨块体中部的仲巴县发生了MW6. 7地震,之后发生了MW6. 0余震。然而,针对此次地震,不同机构给出的震源位置和发震断层参数存在一定差异,同时对其所揭示的构造意义也需要更深刻的认识。文中利用不同波长、不同入射倾角的升降轨ENVISAT ASAR和ALOS PALSAR卫星数据,基于In SAR技术获取了该地震的8幅同震形变场图像,得到此次地震引起的地表形变长约50km,且分为南、北2瓣。为了更好地反演主震的破裂滑动分布,在数据降采样过程中,设置近场区域的采样间隔远小于远场区域,以保证主要形变区域的观测数据特征和采样密度,并且扣除了余震形变的影响。基于Okada均匀弹性半空间位错模型和SDM方法反演的结果表明,此次地震的发震断层为E倾的帕龙错断裂,破裂滑动主要为正断倾滑兼部分左旋走滑性质,南段最大滑动量为1. 15m,北段最大滑动量为0. 52m。为了进一步理解此次地震的构造背景,文中利用SBAS-In SAR技术获得了震后仲巴地区2008—2010年的形变时间序列,发现形变主要是由剥蚀导致的沉降区堆积所引起的,而在断裂两侧并不明显。结合1991—2015年的GPS数据分析,认为拉萨块体内部EW向的伸展作用是明显且不均匀的,地堑附近伸展量逐渐减小。正断型地震在高原隆升过程中可能起着重要的调节作用。

基于PSInSAR的2008年汶川M_S8.0地震震后形变场特征

2008年5月12日汶川MS8.0地震造成了巨大的同震形变,地表破裂带分布广泛。为了研究汶川地震震后形变的分布特征,收集了震后2008年5月28日至2010年9月15日的多时相ENVISAT ASAR数据,该数据包括两个相邻条带,能够覆盖震后形变区域。使用基于单一主图像的PSInSAR处理技术分别对两个条带进行处理并拼接,获得了震后时序形变图和年平均形变速率图。研究结果显示,龙门山断裂带两侧的震后形变分布特征明显不同,断裂带西北盘形变量表现为LOS向隆升,最大累积形变约为26mm,最大形变速率约为17±7mm/a;断裂带东南盘形变表现为LOS向沉降,形变量较小,最大累积形变约为-10mm,最大形变速率约为-5mm/a。汶川地震后的形变特征反映了龙门山断裂在此段具有逆冲为主兼有走滑分量的活动性质,本文研究结果与震后GPS观测结果在形变趋势和量级方面具有较好的一致性。

2008年世界地震灾害综述

2008年全球地震活动为中等水平,但地震灾情较重。地震死亡和失踪人数总计88223人。伤374171人。经济损失8500亿元。重大地震灾害发生在中国。四川汶川8级地震是中国自唐山地震以来最严重的震灾。

基于粘弹库仑应力变化的后续最大地震震级估计及2008、2014年于田2次7.3级地震之间关系的讨论

在前人关于于田地区地壳水平分层模型研究的基础上,结合于田台GPS连续观测资料粗略确定各层的粘滞系数。基于粘弹水平分层模型,分别计算了2008、2014年2次于田7.3级地震的粘弹同震库仑应力变化。基于粘弹库仑应力变化,采用＂直接＂余震频次的计算方法,得到了区域范围内与主震同震库仑应力变化直接相关的理论地震频次。提出了基于理论与实际地震频次对比以及理论与实际地震频次-距离衰减曲线拟合残差对比估计与主震同震库仑应力变化直接相关的后续最大地震震级的方法。不同方法的计算结果显示,与2008年于田7.3级地震同震库仑应力变化直接相关的最大后续地震震级为MS7.2~7.5,而2014年于田7.3级地震的最大后续震级估计为MS6.3。前者与2014年于田地震7.3的震级非常接近。由于震级相同、空间距离较近、时间间隔较短、区域外力作用相同、2次地震构造关联性较强且具有较明确的应力相互作用等,因而认为2008、2014年2次7.3级地震构成一对广义的双震型地震,这与该区域以往序列类型特点相吻合。对震级下限及G-R关系b值对结果的影响进行了初步讨论,结果显示,当粘弹同震库仑应力变化确定之后,震级下限对后续最大地震震级估计影响不大,但G-R关系b值对结果有较大影响。

2008年3月21日新疆于田MS7.3地震破裂过程研究

利用IRIS全球地震台网30°—90°的长周期P波记录,反演了2008年3月21日新疆于田MS7.3地震的破裂过程,得到了此次地震的破裂时空图像,并初步分析了余震分布与主震断层滑动量分布的关系.结果表明,此次地震是一个破裂尺度长100km、宽20km的破裂过程;破裂持续时间约为40s,在第13s时地震矩释放速率达到峰值,断层面上一次大的破裂行为几乎构成了整个地震的破裂过程.地震所释放的标量地震矩为4.23×1019 N·m,其矩震级为MW7.02.由主震断层静态滑动量分布图可以看出,整个破裂区以正断左旋走滑为主,显示出双侧破裂特征,最大滑动量为151cm,位于初始破裂点沿断层出露地表处.精定位后的余震在断层面上的投影结果显示,80%以上ML4.0—4.9余震和全部ML≥5.0余震均发生在初始破裂点附近区域及其南西方向,位于主震破裂滑动位移量迅速减小的区域,反映了震源区介质强度的不均匀性.

四川龙门山断层带的GPS测量与2008年汶川地震

根据中国大陆地壳运动GPS的观测结果,初步估计了沿四川龙门山断层带西北-东南两侧断层间东南向的聚敛率,并与2008年5月12日发生在四川汶川县的Ms8.0级特大地震触发产生的沿龙门山断层带的水平向破裂位移的相应分布进行了比较,结果证实,如同2004年苏门答腊-安达曼岛地震引起的地壳破裂滑行位移与板块间的聚敛率的关系一样,汶川Ms8.0级地震引起的近300km长的龙门山断层破裂位移分布与断层间的聚敛率大小密切相关。根据在龙门山断裂带沿带区域断层间每年几毫米量级的聚敛率结果和汶川Ms8.0级地震引起的逆冲位移观测结果,可估计得到龙门山断层带断层间聚敛应力的累积时间约为数百年至近千年,这个时间尺度与区域性特大地震发生的时间分布基本吻合。

2008年汶川Ms8.0地震前定点形变高频异常特征的研究

本文以中国大陆西部定点形变观测资料作为研究对象,采用S变换和超限率时频分析法对其进行了处理和分析。研究结果表明:在2008年汶川MS8.0地震前,距离震中600km范围内的定点形变个别台站观测到高频异常,异常持续时间较长;距离震中300km范围的个别台站临震高频异常非常显著;并且不同的定点形变观测手段对高频信号的响应不同,地倾斜测项临震前高频异常形态较地应变测项更为清晰灵敏。同时S变换和超限率两种方法处理结果具有较好的一致性,表明本文提取到的高频异常可信度较高。

基于背景噪声经验格林函数的地震准确定位精度分析——以2008年甘肃武都地震为例

准确的震源位置能够为抗震减灾工作和地球内部结构研究提供关键信息.在震中附近观测台网密集且方位角覆盖良好的情况下,通过拟合多个台站P波、S波的观测到时,能够得到准确的震源位置.而在台网稀疏的地区,由于缺少可靠的三维速度结构模型,往往造成较大的地震定位误差.近年来发展了基于背景噪声经验格林函数(EGFs)对地震波形进行校正的重定位方法,能够有效地压制路径上复杂速度结构体的影响,提高了地震定位精度,为稀疏台网情形下地震准确定位研究提供了一个新思路.本文选取由InSAR观测到准确位置的2008年甘肃武都M_(S)5.5地震作为测试案例,对稀疏台网下基于背景噪声格林函数地震准确震中测定方法进行了定量评估.利用震中附近多个流动台分别作为参考台,提取其与固定台站之间的背景噪声格林函数(EGFs),然后使用噪声Rayleigh面波格林函数对地震波形进行校正,重定位武都地震震中,并与真实震中位置进行对比.结果表明:使用距离震中30 km以内的参考台,利用10~30 s频段的面波走时信息,噪声叠加时长为一个月,定位精度在5 km以内;当噪声叠加时间一年以上,重定位精度优于1 km.本文进一步针对缺少近台以及台网更加稀疏的情况进行了测试,发现使用10个左右固定台进行重定位,基于较高质量的噪声EGFs频散数据,定位结果精度可达3 km,从而给出了该方法的高精度定位所需的固定台网及参考台站的观测指标体系.

2008年汶川M_S8.0地震电离层图像信息长时程演化初探

应用改进的图像信息方法,结合DEMETER电磁卫星的电子温度数据,对2008年汶川M_S8.0地震进行了长时程的回溯性预测研究。与以往的地震电离层演化图像提取异常的研究相比,将其回溯的时程延长至震前近11个月,并向震后延长48 d。在长期连续的异常扰动演化图中,出现了两个明显的异常时段,且在震前2个月短期内异常扰动明显减弱并趋于背景值。两个时段出现的异常扰动分布位置及其形态以及持续时间皆不重复,这体现了前兆异常的不易确定,难以定性及定量识别的特点。电离层异常扰动特征的长时程研究,有评估其预测参数和模型可靠性的实际作用,也为应用中国卫星观测数据服务于地震预报等研究积累经验,具有借鉴意义。