2013年岷县漳县M_(S)6.6地震和2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前地球物理观测异常空间分布机理分析

对甘东南地区2013年岷县漳县M_(S)6.6地震和2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前地球物理观测异常特征进行总结梳理。根据活动构造单元对地球物理观测台站进行区域划分,统计了相关构造单元上异常的数量和百分比,以及不同学科震前异常数量、百分比、异常持续时间等特征,并对异常的空间分布和机理进行分析,讨论了活动构造对异常分布的影响、异常强度与震源机制及断层应力之间的关系。结果表明:①2013年岷县漳县M_(S)6.6地震比2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前地球物理观测异常百分比高,两次地震的震前电磁异常和跨断层水准测量异常均较为显著,而流体异常不明显;②震前地球物理观测异常分布与活动构造相关,2013年岷县漳县M_(S)6.6地震震前异常主要集中在东昆仑-西秦岭断裂带和六盘山-海原断裂带,2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前异常则主要集中在龙门山断裂带和东昆仑-西秦岭断裂带;③两次地震震前地球物理观测异常分布均与GNSS速度场分布特征有较好的对应关系;④安德森断层应力模式解释了2013年岷县漳县M_(S)6.6地震(逆冲型)比2017年九寨沟M_(S)7.0地震(走滑型)的形成需要更多的应力积累,因此2013年岷县漳县M_(S)6.6地震虽然震级较小但震前异常更显著。

中国大陆强震发生前地震活动增强统计特征分析

依据《中国震例》(1966—2017年)对1966年以来中国大陆东部M_(S)>6.0、西部M_(S)>7.0强震前地震活动增强的异常现象特征进行了系统的梳理,并试图总结不同活动构造地块周缘强震前地震活动增强的异常时空演化特征。结果显示:①我国大陆大震前普遍存在地震活动增强现象,33个震例中有21个震例存在震前地震活动增强异常,占比达64%;②西部地区大多数震例的地震活动增强空间范围表现为中间尺度或构造尺度,且主震震级越大,越有可能出现大范围的地震活动增强;③西部地区出现中强地震活动增强的概率高于东部地区,前兆地震活动增强的平均震级较大,发生大震(M>7.0)的概率增大;④西部地区地震活动增强的时间尺度与震级成正比,而东部地区随着震级增大,更可能出现中期到中短期的地震活动增强异常;⑤多数西部地区震例在震前出现不同时间尺度的地震活动增强叠加的现象;⑥川滇菱形地块的强震前均出现了中长期尺度的地震条带交会现象、不同空间尺度的地震空区以及中短期尺度的中小震活动增强现象,并且对大震地点有较好的指示意义。巴颜喀拉东边界与北、西及南边界大震前存在显著的不同地震活动增强特征,震前未出现中强地震围空的现象。

龙门山断裂带北东段现今地震活动特征

文中基于中国测震台网统一地震编目网2010年1月—2020年6月的正式地震观测报告反演了龙门山断裂带北东段的最优一维速度结构,并矫正了初始震源位置,在此基础上开展了小地震精定位工作,结合汶川MS80地震早期余震精定位结果和震源机制解资料综合分析了龙门山断裂带北东段现今的地震活动特征。结果显示:南坝地区(S区)小地震平行于主破裂带分布;中段(M区)小地震偏离主破裂带分布,在两侧分别形成了丛集区M2和M3;北段青川附近(N区)地震沿主破裂带和青川断裂密集分布(N1区),地震活动强度较大,且沿主破裂带与青川断裂震源深度剖面特征有所不同。推测研究区南端S区的小地震空间分布延续了汶川地震主破裂的特征;北端N区汶川地震破裂受到宁强—勉县一带上地壳高速体的阻挡,地表破裂带消失,应力向深部传导,对青川断裂运动的触发作用明显。综上分析认为,先存断层、新生破裂与主破裂共同作用导致了龙门山北东段现今地震活动复杂的空间特征,暗示了汶川地震后应力传递和调整过程的空间不均匀性,这可能与北段复杂的地质结构有关。

全球火山活动时空分布特征及其对强震活动趋势的指示

基于史密森学会火山目录分析了全球火山活动的时空特征,并结合中国地震台网目录讨论了火山活动对全球和中国大陆强震活动趋势的指示意义。结果显示:①全球火山活动表现出较为显著的百年周期特征,且百年周期内火山活动和M≥8.0大震之间存在着频次准同步和能量互补现象;②中国大陆1955年前后强震活动状态的变化可能与同期全球火山活动状态变化密切相关,且二者可能受控于百年周期内地球内部能量积累与释放的状态变化;③2022年汤加火山的剧烈喷发意味着地球内部能量仍在持续释放。结合全球M8地震和中国大陆M7浅源地震的活动特征,认为当前及未来一段时间全球及中国大陆的大震活动状态可能与二十世纪上半叶相似。

基于工程钻孔资料的V_(S30)估算新型模型

地表以下30 m深度的平均剪切波速(V_(S30))是评价场地条件及场地地震影响的重要参数。我国存在大量深度小于30 m的钻孔数据,此类钻孔无法直接计算得到V_(S30),阻碍了V_(S30)相关研究成果的推广应用,因此准确估算V_(S30)尤为重要。基于陕西关中平原4个城市590个孔深大于30 m的钻孔测井数据,采用拟合、对比方法开展V_(S30)估算模型研究。研究发现:钻孔不同深度的平均剪切波速(深度Z<30 m)及孔口高程与实算V_(S30)沿深度呈现较强的对数线性相关性,并由此提出了基于钻孔不同深度平均剪切波速及孔口高程的V_(S30)估算对数线性外推新型模型,简称双因素影响外推估算模型。相比速度梯度、双深度参数模型,在计算深度取值越小时,新型模型估算精度越高,稳定性越好,优势越突出。