2017年九寨沟Ms7.0地震揭示青藏高原东缘岷山地区一条新的左旋走滑断裂

2017年8月8日,青藏高原东缘川西九寨沟地区发生Ms7.0地震。基于震源机制解和余震分布特征,结合历史地震和区域新构造分析,揭示了一条新的左旋走滑断裂:九寨沟-虎牙断裂,该断裂斜切岷山隆起,呈弧形展布,北接塔藏罗叉断裂,南连虎牙断裂,是东昆仑左旋走滑断裂的最新东延。新构造研究结果表明,第四纪以来,青藏高原东部巴颜喀拉地块向东挤出,在其东缘岷山地区边界运动学性质发生了明显的转换:早-中更新世之交的昆黄运动时期(1.0～0.6Ma),向东挤出运动主要转换为地壳缩短变形和块体隆升,沿岷山隆起东西两侧发生逆冲断裂作用;而自晚更新世晚期以来(ca 120ka),地块向东挤出伴随着块体顺时针旋转,构造变形以左旋走滑活动为主,主要集中在塔藏-九寨沟-虎牙断裂带。新构造运动性质的转换使得一些早期强烈活动的断裂,如岷江断裂、漳扎断裂等,其现今活动性明显减弱,而新的左旋走滑断裂正在孕育诞生。这一活动断裂演化图像的新认识为本地区未来强震评估和预测提供了新的视角。

九寨沟MS7.0地震应急流动台站噪声水平分析

选取九寨沟M S7.0地震应急流动台网6个台站2017-08-14~12-31记录的三分向连续波形资料,通过计算噪声功率谱密度及相应的概率密度函数分布,统计不同频率噪声水平PSD值的分布,对比地球新噪声模型,分析应急流动台网台站噪声水平的变化特征。结果表明,流动台站高频段噪声没有明显的地理空间分布特征,影响台站水平和垂直分向噪声水平的噪声源不同或者同一噪声源在水平和垂直分向的强度不同;受人为噪声和自然噪声的影响,平均噪声水平明显高于NHNM和NLNM的平均值,部分台站接近或高于NHNM。人为噪声和自然噪声都是宽频的,人为噪声与人类生产、生活作息相关,具有明显的昼夜变化,且在固定时段内可以产生某单一频率的固定噪声;自然噪声中小溪流水可以产生持续的高频噪声,不同频段的噪声水平也不同,没有明显的昼夜变化。

2017年九寨沟Ms7.0地震SmS震相观测与研究

2017年8月8日在四川阿坝州九寨沟县发生了M_s 7.0地震。本文利用九寨沟地震中记录到的强震动数据,对震中距80～140 km范围内的台站的三分向记录进行SmS震相的识别,结合理论地震图的对比分析,确认了九寨沟地震中存在莫霍面反射的SmS震相。在特定的距离范围,SmS波振幅大,能量强,对地面运动有很强的控制作用。通过非参数回归方法对峰值加速度随距离的衰减进行回归,得到的回归曲线直观的显示了SmS波对PGA的影响,再结合时间窗搜索峰值加速度值,定量的确定了SmS波的振幅是直达Sg波的2～5倍。本文由此得出结论:在震中距80～140 km的超临界距离,莫霍面反射的SmS波对地震动峰值加速度有着明显的影响。

九寨沟MS7.0地震地电阻率变化时空演化分析

本文应用归一化变化速率(NVRM)方法,研究了2017年九寨沟MS7.0地震周边800km范围内25个地电阻率台站2012-2018年的连续观测数据,分析了震中区周围的地电阻率时、空演化过程.结果显示:(1)25个台站中共有14个台站在震前出现了地电阻率变化,结合本次地震震源机制等分析其时空变化,认为邻近地震破裂带的临夏、通渭、武都和宝鸡台地电阻率在震前出现了下降-折返回升型的变化,符合前人已总结的强地震前地电阻率的变化过程.(2)地震发生前震中区周围大区域内出现了地电阻率负异常变化,且以震中区为中心呈条带分布,异常区的长轴方向与地震断裂带走向或地震烈度分布的长轴方向几乎垂直,与地震主压应力轴方向吻合.本文认为九寨沟MS7.0强震发生之前,震中区周围出现的区域性地电阻率异常空间丛集现象是很好的中期和短临前兆;地电阻率震前异常动态演化、各向异性等特征对认识本次强震发震断层活动以及震源区应力场分布有启示意义.

九寨沟Ms7.0地震前地应变LURR异常演化特征

从岩石应力-应变的本构关系出发,以能够反映岩石应变变化的地应变观测数据作为"响应量",通过库伦应力触发模型的加卸载响应比计算方法,计算2017年8月8日九寨沟MS7.0地震前震中及周边500km范围内应变观测的加卸载响应比结果。结果显示,基于应变观测的加卸载响应比方法能够较好地从潮汐频段提取地震前LURR异常,九寨沟地震前,300km范围内的多个应变观测台站出现LURR异常,其中相距96km的两水台EW分量Y值最大达到3.27;LURR空间演化特征显示,在震前约9个月内震中及周边地区陆续出现异常"集中-增强-减弱"过程,证明该地区在长期应力累积的背景下,应力的不断累积增强导致震中及附近区域的岩石出现不断损伤或弱化,最终位于树正断裂上的应变能积累超过了介质强度而引发了此次地震。

基于GPS、InSAR和强震数据联合反演2017年九寨沟MS7.0地震同震滑动分布

以多源观测为约束,利用近场GPS、InSAR同震位移和强震观测数据联合反演2017年九寨沟M S7.0地震发震断层的几何形状和破裂模型,并初步分析其地震成因。结果表明,九寨沟地震的发震断层走向154°,倾角80°,以左旋走滑为主,兼有少量正断分量;地震破裂主要集中在2~12 km深度范围,最大滑移量为1.6 m,位于地下6 km深处,断层在近地表没有滑移;地震释放的地震矩为5.59×10^18 Nm,矩震级为M W6.44。结合余震分布认为,该地震的发震断层为隐伏的虎牙断裂北段。

九寨沟Ms7.0地震的同震形变场误差研究及断层滑动分布反演

北京时间2017年8月8日四川省九寨沟发生Ms7.0级地震。为了提高断层滑动分布反演的可靠性,本文利用升降轨InSAR数据联合反演断层滑动分布,再根据模拟形变值二次反演,对比反演结果来探讨升降轨形变场误差和确定断层滑动分布的结果。结果表明,九寨沟升轨同震形变场的质量较好,降轨形变场受余震、震后粘弹性松弛效应影响明显,利用模拟形变值二次反演确定的断层滑动分布可靠性更高。

四川九寨沟Ms7.0地震前地电阻率的异常变化

四川九寨沟7.0级地震前,距离震中360km的平凉井下地电阻率出现了持续1年的趋势异常,NS和EW测项异常幅度年变化率均大于背景值(正常年变化0.6%和0.4%),分别为1.1%、0.6%;2017年6月27—29日中国地震局台网中心、宁夏地震局、甘肃省地震局组成联合异常核实小组,对这组变化进行分析研判,确定是地下介质电性发生了变化,属于震兆异常。在震前20个小时平凉地电NS和EW两个测道日变化率分别为8.9‰、1.5‰,主震结束后,测值基本恢复到背景值。该次变化对地震预测有积极的研究价值。

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。

九寨沟7.0级地震受灾区灾后经济韧性测度及恢复效率研究

地震的应对与灾后的恢复重建是政府应急管理的重点。为研究灾后区域经济韧性和恢复效率,利用灰色预测模型、韧性测度模型、超效率SBM模型以及DEA-Malmquist指数模型,对2017年九寨沟7.0级地震四川省内5个受灾县及其周边4个县进行灾后经济韧性指数和经济恢复效率分析。结果表明:九寨沟地震受灾地区经济韧性较高,在震后第2年恢复至震前水平;受灾区经济恢复以第三产业为主,发展其服务业是经济恢复的关键;各县的经济恢复效率在震后第2年开始上升,并逐渐超越震前水平,其中九寨沟相关地区产业结构的调整和升级起到主要作用;技术进步是受灾地区的全要素生产率提升的重中之重。

九寨沟7.0级地震孕育过程中的地震学特征

以2017-08-08四川九寨沟7.0级地震为研究对象,使用地震前震中附近10个台站宽频带地震仪数据计算地面运动速度的排列熵,讨论地面运动排列熵的时空变化与大地震孕育之间的关系。结果表明,2017-07下旬,震中附近排列熵出现两次异常变化,幅度最大的一次出现在2017-07末。10个台站均存在熵减过程,其中马尔康台(MEK)、舟曲台(ZHQ)和迭部台(DBT)的排列熵下降幅度较大,熵值分别为0.75、0.76和0.79,与均值相比分别下降12%、12%和10%。多个台站熵值的降低表明,地壳运动中有序振动信号的占比增大。震中东北部和西南部低值区的空间演变图像也表明,熵值异常变化与此次大地震的形成有关。结合以往研究结果认为,青藏高原地块的东移与华北地块和华南地块的阻挡导致此次地震的能量积累,受阻后的中下地壳物质上涌和侧挤引发九寨沟7.0级地震。

基于BP神经网络的九寨沟地区地震滑坡危险性预测研究

BP神经网络因具有良好的精度和拟合能力,被广泛地运用在区域性滑坡危险性预测中。本文建立了基于BP神经网络的地震滑坡危险性评价模型并应用于四川九寨沟地区,以2017年8月8日的九寨沟MS7.0地震引发的4834个历史滑坡为例,将其随机划分为70%的训练样本集用于九寨沟地区地震滑坡危险性预测,以及30%的验证样本集对预测结果的精度进行评估。选取高程、坡度、坡向、平行发震断层距离、垂直发震断层距离、震中距离、距道路距离、地面峰值加速度(PGA)以及岩性共9个影响因子,分析发震断层对地震滑坡的控制作用,并总结九寨沟地区地震滑坡空间分布规律特征,其中发震断层、岩性和坡度对九寨沟地区地震滑坡分布产生重要影响。利用模型得到九寨沟地震滑坡危险性预测图,结果显示73.19%的滑坡位于极高和高危险区域,与实际地震滑坡分布基本相符。通过30%的验证样本集来绘制预测成功率曲线,结果表明模型预测成功率(AUC值)为0.90,证实了BP神经网络在九寨沟地区地震滑坡危险性预测中具有良好的精度和拟合能力,评价结果为后续地震滑坡灾害预测和防震减灾工作提供了科学的参考。

2017年四川九寨沟M_(S)7.0地震前兆观测与预测总结

1引言据中国地震台网中心测定,北京时间2017年8月8日21时19分,四川省阿坝州九寨沟县发生M_(S)7.0地震(103.82°E,33.20°N),震源深度约为20 km。曾佐勋等(2021)粗略提到该地震具有前兆现象,但是由于篇幅所限,没有能系统介绍。

2017年九寨沟M7.0地震强地面运动估计与方向效应研究

基于二维有限单元法使用接触单元模拟断裂带的非连续破裂过程,建立2017-08-08四川九寨沟M7.0地震近场强地面运动估计模型,并对应力降和屈服应力等关键震源参数进行研究。在利用国家强震数据中心提供的实际观测波形开展地震动参数信度检验基础上,给出地震动峰值加速度(PGA)分布,探讨近场强地面运动方向效应特征及其成因机理。结果表明:1)随着震源接触单元屈服应力及应力降参数的增大,水平向PGA整体增大,前者对于强地面运动的影响更为显著;应力降为8.5 MPa、屈服应力为4.0 MPa时,强地面运动模拟结果的相对误差百分比整体小于40%,51JZB等近场强震台相对误差均小于5%。2)九寨沟M7.0地震水平向PGA模拟结果等值线整体呈椭圆状,椭圆长轴与发震断层树正断裂走向具有较好的一致性;震中附近PGA最大值约为720 Gal,且整体随震中距的增大不断衰减;跨龙日坝断裂北段及跨雪山梁子断裂PGA分别突降16.67%及22.72%,这种断裂带的隔震效应或与地震动沿断层面的透射降低有关。

2017年九寨沟M_s7.0级地震震源过程反演与烈度估计

2017年8月8日,在我国四川省九寨沟县发生一次M_s7.0级地震.在快速响应的基础上,重新筛选远场地震波形资料并收集覆盖震中区的InSAR资料对主震的震源破裂过程重新进行了反演分析,收集震后约13 h的余震震相数据对余震进行了双差定位,并基于此对发震断层的复杂性进行了讨论,提出了有待进一步研究的问题.最后,利用反演得到的有限动态破裂模型对地震烈度进行了估计.

四川九寨沟7.0级地震中长期预测的回顾认识

回顾了2013年郭增建提出的基于地震活动性的"静中动"和后期与作者共同发展的"准静中动"方法,以1987年1月8日在甘肃南部迭部县发生的5.9级地震作为标志性的"准静中动"地震,结合国家地震局在1989年综合划定的1990—2000年南北地震带10年地震危险区,用中长期预测的时间尺度,指出了南北地震带北段三个未来可能发生6~7级地震的地区,其中一个就是四川省九寨沟地区。回顾分析中对"静中动"方法预测效能、存在的问题及一些中长期预测的问题进行讨论,得到两点认识:一是通过这次地震的再次验证,证明"静中动"方法是一种可行的预测地震的独立指标方法,在验证的基础上对该方法进行了优化认识;二是基于"静中动"方法与南北地震带北段10年地震危险区对应地震较为准确的启发,初步认为前兆可以划分为平静期的前兆与活跃期的前兆,而前者可能对于地震的预测意义更大,未来可以沿这一思路开展进一步的论证和研究。

九寨沟M_S7.0地震震源机制解及构造应力场研究

2017年8月8日四川九寨沟县发生M_S7.0地震。根据中国地震台网固定台站的记录波形,利用gCAP方法和P波初动符号反演方法求解了主震的震源机制解,其结果与哈佛CMT震源机制解、美国地质勘探局发布的震源机制以及中国地震局发布的各震源机制解有很好的一致性。此外,还求解了九寨沟地震震中附近2010—2016年间28次小震的震源机制解,利用得到的小震震源机制解反演了该区域的构造应力场。结果表明,这一区域构造应力场的最大应力轴与最小应力轴均为水平方向,其中最大应力轴方向为NWW方向,最小应力轴方向为SSW方向。

九寨沟M_S7.0地震的前兆异常时空演化特征及其分析

以2017年8月8日九寨沟MS7.0地震震中为中心,对震前不同震中距前兆异常的时空演化过程进行分析。研究表明,震中距100km范围内无前兆异常,前兆异常主要分布在震中距100～500km范围内。震前2年新增前兆异常开始逐渐增多;不同震中距范围内的新增异常测项所占比例在震前1.5年左右达到最大,在震前又降低。在震中距300km范围内的异常测项所占比例相对较高。前兆异常时空演化过程存在3个不同的变化阶段,即α阶段(前兆异常的早期阶段,包括α_1和α_2,震前1000天以上)的异常主要分布在震中东北方向和西南方向,异常具有向外扩展的特征;β阶段(前兆异常的中期阶段,震前500～1000天)的异常表现为大范围出现异常;γ阶段(前兆异常的短期阶段,包括γ_1和γ_2,震前500天内)的异常分布在震中的东北方向,表现为远源区的异常向震中收缩过程(γ_1)和近源区的异常向外扩展的过程(γ_2)。通过与其他震例对比分析发现,前兆异常的3个阶段现象可能是大震前的共性特征,大震前前兆异常的显著增加对发震时间的预测具有一定的指示意义。

2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震前成都台地磁谐波振幅比异常分析

2017年8月8日四川省九寨沟县发生M_S7.0地震,成都地震基准台距此次地震震中约255km,震前该台地磁谐波振幅比出现趋势性异常。对成都台GM4磁通门磁力仪秒数据进行谐波振幅比计算,结果显示,谐波振幅比在九寨沟M_S7.0地震前表现出下降—转折—恢复上升的异常变化形态,地震发生在异常恢复期,同时,异常表现出由长周期向短周期迁移、SN向与EW向变化不同步的特征,芦山M_S7.0地震前成都台地磁谐波振幅比亦呈现了相似的异常变化特征。

2017年九寨沟M_S7.0地震序列活动特征分析

中强地震序列的主震发生后,短时间内受台站距震中较远、尾波干扰和波形重叠等因素的影响,往往会遗漏大量的地震,而地震目录的完整性会直接影响到震后趋势判定和余震序列特征分析的科学性和可靠性。本文利用基于GPU加速的模板匹配方法对2017年8月1~12日的连续波形进行扫描计算,检测九寨沟M_S7.0地震前后遗漏的地震事件,选取台网目录中信噪比较高的1033个地震事件作为模板,在主震前7天至震后5天期间识别出4854个检测地震事件,为台网可定位目录的3.3倍,除去对台网单台地震事件的修正外,还检测到1797个遗漏地震事件,将完备震级从1.6级降低到1.4级。基于补充了遗漏地震的完整地震目录,对2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震序列活动特征进行分析。结果表明,前震序列在主震前短时间内出现了地震活动的密集增强,b值也显示为低值状态,可能是深部断层发生破裂之前的加速蠕动的结果。随着时间的推移,余震序列的完备震级逐渐下降并趋于稳定,b值存在缓慢升高的趋势,未来较长时期内余震序列仍将处于持续衰减的状态。