2023年2月6日土耳其双强震场地液化及其震害特征现场调查分析

震害考察是地震工程研究的支柱之一。2023年2月6日土耳其中南部发生了两次震级分别为Mw7.8,Mw7.5的罕见双强震,造成巨大的人员伤亡和财产损失。通过实地震害考察,对双强震触发的场地液化震害及其特征进行调查分析,分析结果显示:①本次地震液化具有现象显著、液化面积大、涉及范围广、液化灾害严重等特征;②场地液化震害形式多样,表现为喷砂、地面侧移、地基沉降以及地基丧失承载力等典型液化震害形式,且造成大量建筑物严重破坏;③在两个调查地区发现了液化引发的地面侧移,侧移量从几米至十几米,并直接导致建筑物严重破坏甚至毁坏;④在格尔巴舍(Golbasi)城区发现数十栋建筑物因地基液化丧失承载力而出现严重倾斜(不均匀沉降)、沉降,沉降量从几十厘米到1~2米、倾斜角度从几度到十几度不等,现场测量建筑最大倾斜角度达到20°。通过对土耳其地震场地液化的宏观现象调查分析,认识本次地震触发的液化特征及其震害启示,以期为中国地基液化减灾技术研究提供参考。

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。

2023年土耳其“双大震”InSAR同震形变观测及断层滑动分布反演

为研究2023-02-06东安纳托利亚断裂系中“双大震”地震序列的同震形变及发震断层滑动特征,对欧空局发布的Sentinel-1 A影像进行D-InSAR和POT处理,获取此次地震序列的同震形变场,并基于“四叉树”法进行数据降采样,以构建的分布式滑动模型为基础进行发震断层的几何形态及精细化滑动分布反演研究。结果表明,“双大震”同震形变场的形变态势呈现相反的变化趋势,发震断层均位于以左旋走滑为主的东安纳托利亚断裂系中,M W7.8地震破裂在主断裂带上,最大滑动量约10.5 m,平均滑动角为3.74°;M W7.5地震破裂以索尔古分支断层为主,最大滑动量约11.8 m,平均滑动角为1.05°。与USGS和GCMT的震源机制解联合分析可知,两次大震均表现为左旋走滑为主兼少量倾滑分量,此次地震序列的发生是东安纳托利亚断裂带现今构造运动的一大重要体现。

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。

中强地震发震构造标志浅析——以2023年积石山M_(S)6.2地震为例

地震地表破裂是地震发生的重要特征,是研究地震动力学、构造变形的重要手段。一般认为,M6 3/4以上的地震才会形成地表破裂。但近年来,也有M6.0左右的地震发生了地表破裂。本文旨在探讨中强地震地表破裂的识别方法。中强地震发震构造的识别具有一定的挑战性,主要表现在以下几个方面:(1)中强地震地表破裂的规模(位错量、宽度、长度和深度)较小,容易被黄土层厚覆盖,掩盖地表破裂的痕迹,不易识别;(2)非构造成因裂缝干扰,使得难以区分构造成因地表破裂。本文以2023年积石山M_(S)6.2地震为例,对中强地震构造成因破裂的识别标志进行了初步分析,提出了以下识别标志:(1)地表破裂几何展布和剖面形态,地震伴生的次生灾害(滑坡、崩塌、砂土液化等)的线性分布为识别发震构造提供参考和线索;(2)地表破裂沿破裂走向呈现稳定地穿越不同地貌单元,至少穿越一条沟谷等低凹地貌;(3)地表破裂在地质剖面上表现出稳定的产状;(4)地表破裂伴生构造形态,地表沿破裂发育雁列式褶皱(挤压鼓包)与张裂缝交替出现的现象。本文提出的识别标志为中强地震发震构造的识别提供了新的思路。

利用远场记录反演2023年甘肃积石山M6.2地震破裂过程

2023年12月18日23时59分在甘肃临夏积石山发生了M6.2地震,地震发震断层推测为此前尚未充分认知的积石山东缘断裂。本文利用远场地震记录反演分析了2023年积石山M6.2地震的破裂过程。结果表明,地震破裂持续时间约8 s,主要破裂长度为20~25 km,宽度约25 km。在走向为164°的节面Ⅰ上,整个破裂过程释放的标量地震矩为1.46×10^(18)N·m,相当于矩震级MW6.05,最大同震滑动量约为0.25 m,估计矩心深度为9.5 km,破裂主要沿断层走向SSE向扩展;在走向为303°的节面Ⅱ上,释放的标量地震矩为1.38×10^(18)N·m,相当于矩震级MW6.03,最大同震滑动量约为0.19 m,矩心深度为11.1 km。破裂呈现双侧形态,主要沿SE方向,并存在NW向的拓展趋势。

基于InSAR技术分析2023年积石山地震同震形变及断层滑动分布

2023年12月18日甘肃省临夏州积石山县发生了自该区域地震观测以来的首次大地震,研究本次地震的地表形变和地震机制,可以为了解该区域的断层活动特征提供有价值的参考。本文采用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术,利用Sentinel-1A降轨影像,在SAR影像几何畸变评估和干涉图大气延迟校正的基础上,提取了地震LOS向同震形变场,并利用Okada弹性半空间位错模型反演了发震断层几何参数及其滑动分布。研究结果显示,所用Sentinel-1A降轨影像在研究区域受几何畸变影响面积占3.6%,适用于该区域形变场提取;地震引发的地表形变近似呈椭圆形隆升,最大雷达视线LOS方向形变量为8.5 cm;本次地震的发震断层在走向、倾角等几何参数上与拉脊山南缘断裂带较吻合,因此倾向于认为发震断层与拉脊山南缘断裂带存在一定的关联性。

2023年土耳其双重地震不同破裂过程与地震结构的关系

大地测量和地震学观测揭示了2023年土耳其双重地震破裂的初始过程和扩展模式,然而,沿东安纳托利亚断裂带深部结构变化在双重地震破裂过程中的作用尚不清楚.为了阐明该双重地震破裂过程与深部构造的关系,通过收集到的大量高质量P波和S波走时数据对,采用地震双差重定位和非线性多参数联合反演方法获得了双重地震破裂带的高分辨率速度(V_(P)、V_(S))和泊松比(σ)结构.研究结果显示,该双重地震具有明显不同的诱发机制,并与断裂带强烈对比的地震结构属性变化以及不同板块构造过程密切相关.第一个7.8级地震发生在死海断裂带最北端的岩石强度强-弱变化的刚性过渡区,而第二个7.6级地震则起始于地震孕震层的塑性带,该孕震带以低地震波速度和高流体饱和度为特征,并且沿着?ardak断层左右延伸.研究认为,沿着7.8级地震破裂带所观察到的显著地震结构差异主要是由东安纳托利亚板块弱化部分与阿拉伯块体的脆性部分之间强烈倾斜碰撞造成的,而7.6级地震破裂带则是因为塞浦路斯板片向北俯冲以及随后拆沉引起的流体侵入,提高了震源区流体应力而导致的塑性变形.此外,第一次地震(E1)的发生有助于减轻第二次地震(E2)断层上的剪切应力,从而可能减缓E2事件的破裂.但与此同时,由于两个大走滑断层交汇形成的三角区域内存在双左旋走滑结构,第一个地震显著降低了东安纳托利亚板块作用在E2断层上的正应力,这种正应力减少不仅降低了?ardak断层面的有效摩擦力和增加断层内岩石孔隙度,而且导致应变力下降和库仑应力的重新分布,进而有助于E2事件发生.这一解释很好地阐明了第二次地震发生在大约9个小时之后的原因,即流体从深部渗入到震源区,需要积累足够长时间以达到诱发断层失衡所需的应力.本研究所提出的双震破裂模式与控制单个地震破裂的模型不同,为减轻土耳其或欧洲潜在地震灾害提供重要信息.同时,从这次事件中汲取的经验教训也有助于重新评估中国南北地震带或全球其他具有类似地质构造地区发生灾难性地震风险.

2016年新疆呼图壁6.2级地震发震构造

文中利用新疆地震台网的震相报告,采用双差定位方法重新定位2016年12月8日新疆呼图壁M_S6.2地震及M_L1.0以上地震的震源位置,结果显示,余震沿NE和NW 2个方向展布,深度主要分布在5~15km范围内。同时利用新疆区域数字地震台网波形记录,采用CAP方法反演了呼图壁M_S6.2主震和部分余震的震源机制和震源深度。基于上述研究,综合分析了呼图壁6.2级地震的震源深度、震源机制和余震分布特征,探讨其发震构造。结果显示,呼图壁6.2级地震的最佳双力偶机制解节面Ⅰ走向144°、倾角26°、滑动角118°,节面Ⅱ走向293°、倾角67°、滑动角77°,矩震级M_W=5.9,矩心深度为15.2km,表明本次地震为1次逆冲型的地震事件。余震震源机制解大部分显示为逆冲型,与主震相似。推测本次地震的可能发震断裂为霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁断裂。

2020年1月19日新疆伽师M 6.4地震的重定位及震源机制

采用双差重定位和W震相反演方法分析“地震编目系统”和中国地震台网中心提供的地震观测报告及区域地震波形数据,对2020年1月19日新疆伽师地震进行重定位,反演前震及主震震源机制。地震序列重定位结果显示,2020伽师地震呈两个优势方向展布,分别为WNW向和NNW向;其中WNW向为主要余震优势分布区域,呈现长约34km条带状分布在柯坪塔格断裂带西段的北侧。另外一条优势分布沿NNW向长约8km。深度剖面显示,震源深度集中分布于10~20km范围。震源机制反演结果表明,2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4主震2个发震断层面参数分别为:节面Ⅰ,走向76°,倾角81°,滑动角109°;节面Ⅱ,走向190°,倾角21°,滑动角26°,矩震级M W5.87,震源表现为逆断为主外加少量走滑的地震破裂事件。综合分析伽师地震序列的重定位、震源机制和震中及附近区域的地质构造背景,推断2020新疆伽师地震的发震破裂面呈WNW走向,发震断层为近EW走向柯坪塔格断裂带的西段。

云南通海2018年8月地震序列重定位及震源机制

文中使用中国地震台网中心地震编目系统、中国地震台网数据备份中心提供的正式观测报告和区域事件的波形数据,基于双差定位和W-Phase反演方法,对2018年8月云南省通海地震序列进行了重定位并反演了2次M5. 0主震的震源机制。2018年8月云南通海地震序列发生在川滇块体的南部边缘地区。川滇块体东部,小江断裂带分割了川滇块体与华南块体;川滇块体的西南部,红河断裂带分割了川滇块体与中南半岛。这2条主要断裂带阻挡并吸收了向S运动的川滇块体的大部分运动分量,因此在川滇块体的南部边界积累了大量构造应力,导致该地区的地震活动性较强。作为地震活动较强的地区,通海在1970年曾发生过M7. 0强震。2018年通海地震序列中2次M5. 0主震是1970年之后发生在通海及周边地区震级较大的地震。对通海地震序列的震源机制开展研究,可为通海及周边地区的防震减灾工作提供重要的地震学证据支持。文中,首先采用双差重定位方法对通海地震序列的震中进行定位;在此基础之上,采用W-phase波形反演方法反演获取了2次主震的震源机制。经过重新定位的地震震中分布显示,通海地震序列以NE-SW优势方向呈条带状分布,余震震源集中分布在深度5~10km的范围内,且发震断层呈现高倾角的特征。震源机制反演结果显示,2018年8月13日发生的M5. 0地震的2个节面的走向、倾角和滑动角分别为298. 2°、45. 2°、-172. 9°和203. 2°、84. 9°、-45. 0°,矩震级MW5. 07;14日发生的第二次M5. 0地震的2个节面的走向、倾角和滑动角分别为297. 0°、63. 6°、-161. 5°和198. 5°、73. 5°、-27. 7°,矩震级MW4. 89。综合分析通海地震序列重定位及震源机制反演结果可知,其发震断裂可能为NE走向的明星-二街断裂带,且地震序列的时空分布特征及震源机制信息与区域地震构造背景一致。

2023年土耳其双震震源处的断裂几何形状与应力场

2023年土耳其东南区域的东安纳托利亚断裂附近发生两次大于7级的大震,震后大量余震位置及震源机制数据为求解东安纳托利亚东南段的断裂形状和区域应力场提供了良好的基础.本研究首先搜集了土耳其双震序列之后的精定位结果,采用模糊聚类求解断层面的方法求解得到了双震余震集中区的8条子断层的几何形状.结果表明MW7.8级地震的4个子断层均为较陡、倾向西北的断层,与东安纳托利亚断裂的东北段的倾向一致;MW7.6级地震主破裂为陡倾北的断层,西端存在2条相向倾向、走向西北-东南的子断层,东端存在1条走向东北、倾向与东安纳托利亚断裂相向的断层.这些结果为精细研究地震破裂模型提供了基础.然后本研究搜集了土耳其双震周围的地震震源机制,分区域求解周围应力场.发现MW7.8地震破裂东北区呈现以NE-SW向挤压和NW-SE向拉张的走滑应力状态,表现了阿拉伯板块对安纳托利亚板块的斜向推挤导致的东安纳托利亚断裂走滑运动;MW7.8西南破裂区则表现为东西向拉张和南下-北上挤压的过程,此处在阿拉伯板块、非洲板块和安纳托利亚块体的交界部位,反映了非洲板块和阿拉伯板块对该地的北上向推挤和安纳托利亚块体被迫西向运移导致的东西向拉张状态;位于安纳托利亚块体内部的MW7.6地震破裂区应力场则表现为近南北向挤压和西下拉张,反映了阿拉伯板块和非洲板块的推挤作用和该块体的西向伸展的状态.将地震破裂应力场投影到这两次地震的震源机制中心解节面上,发现MW7.8地震的应力释放方向与构造应力场方向较为一致,而MW7.6地震发震断层面的应力释放方向与构造应力场方向相差较大,表明MW7.6可能受到MW7.8地震的触发而发生.

InSAR数据约束下的2023年赫拉特地震序列发震断层探讨及其建筑物损毁评估

2023年10月7日阿富汗西部赫拉特省在不足1 h内接连发生4次Mw 5.5+的地震,称之为“2023年赫拉特地震序列”,此次地震序列是阿富汗境内过去20多年来遭遇伤亡最严重的地震事件,研究该地震序列的发震断层几何和快速分析损坏建筑物的分布状况对理解Herat断裂系统的构造机制、保障高效救援以及灾后规划重建等工作具有重要科学意义。基于欧洲空间局Sentinel-1升降轨合成孔径雷达影像,利用InSAR技术(interferometric synthetic aperture radar)获取2023年赫拉特地震序列的同震形变场,以升降轨InSAR观测为约束,反演确定发震断层几何和断层滑动分布,并对发震构造进行分析;基于多时相InSAR相干性变化探测方法分析并提取本次震后建筑物损毁代理图(building damage proxy map,BDPM)。结果表明,升降轨同震形变场均位于Herat断裂带和Siakhubulak断裂带之间,升降轨数据观测得到的最大视线向形变量分别约为32.3 cm和58.9 cm。反演结果显示,同震位错以逆冲运动为主兼具少量右旋走滑运动,发震断层北倾,倾角约为34°;同震滑动未破裂至地表,主要发生在2~8 km深度,最大滑动量为2.5 m,位于5.3 km深度处,反演得到的矩震级为Mw 6.53。利用多源遥感数据综合分析,初步判定发震断层为Herat断裂带北侧的一个未被填图的逆冲性质的北倾断层。BDPM结果表明,该地震序列对震中40 km范围的建筑物造成较为严重的损毁,其可能是该地震引发大规模人员伤亡的直接原因。

基于先验约束和InSAR数据估计土耳其双震的同震破裂分布

2023年2月6日土耳其发生了两次震级大于7.0级的破坏性大地震.迄今为止,用不同观测资料得到的土耳其破裂模型仍存在较大的差异,其中美国地质调查局给出的有限断层模型是目前所能得到的最为准确的一个综合性模型,所以我们选择采用美国地质调查局给出的有限断层模型作为本研究的先验模型,并结合哨兵一号获取的InSAR观测数据反演出土耳其双震的同震破裂分布,得到的结果如下:(1)反演得出的总地震矩为1.6268×1021N·m,相当于一次Mw8.1级的大地震;(2)在东安纳托利亚主断层上的破裂多集中在地下0~15 km的范围内,东安纳托利亚北部分支断层?ardak-Sürgü断裂带上的破裂多集中在地下5~20 km范围内.在东安纳托利亚主断层中,破裂呈现为两个明显的高值区,一处位于Narlidag断裂带与东安纳托利亚主断层的交汇处,另一处位于Narlidag断裂带与东安纳托利亚主断层的交汇处往西南方向大约65 km的位置,其中破裂的最大走滑分量可达到9.0 m,最大的倾滑分量约为3.0 m;在?ardak-Sürgü断裂带中,总体形态表现为两个高值区,一个位于7.5级土耳其地震的震中附近,一个则是位于?ardak-Sürgü断层西北角东南—西北走向与东北—西南走向断层的交汇处,其中走滑分量的最大值约为8.1 m,倾滑分量的最值约为6.1 m.土耳其双震产生的破裂以走滑分量为主,倾滑分量为辅,且两个发震断层东安纳托利亚主断层和?ardak-Sürgü断裂带总体都呈现为左旋走滑性质,但在局部范围内也呈现出明显的逆冲性质与正断性质.

利用锁眼卫星影像提取历史地震同震位移——以1976年土耳其Chaldiran地震为例

大地震的地表破裂及形变特征对研究地震成因机制、断层运动及大陆变形具有重要意义。随着卫星技术的日益成熟,自1992年美国加州Landers地震以来,光学和雷达影像被广泛应用于同震破裂、震后形变等定量研究。然而,由于缺乏更早之前的影像资料,90年代以前的历史地震研究无法深入。美国锁眼卫星KH-9影像的公开解决了震前卫星影像匮乏的问题,为研究70~90年代历史地震提供了可行的条件。首先借助伊朗Tabas-e-Golshan地震和Khuli-Boniabad地震的研究实例,概述了KH-9卫星影像测量历史同震位移的方法与进展;然后利用1976年(震前)和1980年(震后)的KH-9影像对1976年土耳其Chaldiran地震的同震位移进行了计算,测得该地震东西向同震位移量为(3.1±0.7)m,与实地测量的地表位移相符,表明该走滑地震没有明显的浅部滑动亏损现象;最后对KH-9卫星影像定量研究历史地震的未来应用和限制进行了讨论与总结。