2013年岷县-漳县M_(S)6.6地震前通渭台的视电阻率变化

2013年7月22日甘肃岷县和漳县交界地区发生M_(S)6.6地震,地震发生前通渭台的视电阻率呈现出各向异性异常变化。文中采用断层虚位错模型对地震前通渭台的视电阻率数据变化进行了分析,在模型中将地震的同震滑动位移按大小相等但方向相反的方式进行加载,计算地震前产生这部分同震位移所需积累的应力、应变分布。计算结果显示,通渭台位于震前挤压变形增强的区域,与视电阻率的下降变化相吻合。震源机制解显示此次地震的主压应力方位为65°,与通渭台N20°W观测方向的夹角为85°,与EW观测方向的夹角为25°。地震发生前,N20°W测道数据的下降幅度为1.04%,EW向短极距EW′测道的下降幅度为0.37%,2个方向观测的各向异性变化与实验结果、理论模型和震例总结给出的特征一致。由此可以认为,此次岷县-漳县地震前通渭台的视电阻率变化与地震孕育过程之间可能存在力学机制上的联系。

岷县-漳县6.6级地震前后重力场变化

对甘肃地区2010-2013区域重力网观测资料进行精细处理,获得2013-07-22岷县-漳县6.6级地震前后的重力场变化图像。结果表明,重力场变化表现出与以往震例类似的异常特征：1）震中及以南地区震前持续正异常变化,临震前最大量级达70×10-8ms-2;2）震后重力场快速反向变化,震中区附近正异常消失。此外,资料处理过程中发现,仪器格值系数的变化对重力场变化结果存在较大的影响。

地磁低点位移异常:岷县-漳县M6.6地震可能的震前反映

选取天水地磁台(TSY)和兰州地磁台(LZH)2011~2013年、乾陵地磁台(QIX))2012~2013年以及成都地磁台(CDP)观测资料,基于小波多尺度分解,提取地磁垂直向日变的最低点时刻,在时间域展现低点位移变化特征。结果表明,从2013-05开始,天水台地磁日变低点时刻表现为持续上升(低点时刻逐渐滞后),2013-07初达到峰值。岷县-漳县地震(2013-07-22 M6.6)发震时间处在低点位移下降段,而其他台站低点位移在震前未出现异常变化。结合其他文献认为,天水地磁低点位移异常可能是这一地震孕育和发生过程在地磁场的反映。

岷县-漳县M6.6地震前后的形变范数变化特征

采用分布在南北地震带上10个洞体应变台的观测资料,基于小波分解和范数计算,提取2013-07-22甘肃岷县-漳县M6.6地震前异常信息。结果表明,除肃南台外,其余9个台均出现震前异常信息,昭通台、小庙台最早出现异常,在2013-06初(约在震前50d),距震中最近的宕昌台在7月初出现异常。结合其他学者的研究,对异常信息特征进行讨论认为,这次地震与南北地震带东侧块体自南向北运动有密切关系,而震后的形变传递过程是一个反向过程。同时也证明,用范数计算方法提取震前形变异常是简单、有效和可靠的。

2013年甘肃岷县-漳县M_S6.6地震余震序列目录完备性研究——基于对单台记录地震事件震中与震级的估计

中强地震余震序列地震目录编目是否完备、震源参数是否准确,直接影响余震序列特征分析、震后趋势快速判断和强余震预测等研究结果的科学性和可靠性.2013年7月22日甘肃岷县-漳县MS6.6地震余震序列目录中存在较多单台记录地震事件,地震观测报告仅给出其震级,而未给出震中位置.由于余震波形间的相互交叠干扰,使得余震最大振幅的测量误差较大,造成地震观测报告给出的单台事件震级误差较大.精确估计单台记录地震事件的震中和震级,能够补充完善现有地震目录,提高地震目录的完备性.本文对单台记录地震事件震中和震级的估计不仅限于单个台站,而是通过分析区域台网中多个台站的波形记录实现.首先以余震序列中震级较大、波形记录信噪比较高的地震波形作为模板,使用波形互相关震相检测技术,检测单台记录的地震事件在多个台站的震相到时.如果能在4个以上台站检测到震相,则利用测震台网常用的HYPOSAT方法估计其震中位置,并利用多个台站记录波形与模板地震的振幅比估计其震级.之后计算主震发生后不同时间的最小完备性震级,并通过线性拟合得到最小完备性震级随时间变化的表达式,以分析此地震余震序列的目录完备性.经过计算共得到253个单台记录地震事件的震级和其中177个事件的震中位置,其震中空间分布范围与余震序列中其它地震分布范围基本一致.震级复测以及与人工拾取震相到时误差对比表明,该方法所得震相检测和震级估计结果具有较好的可靠性.主震及最大余震发生后的短时间内,有较多数量单台事件的目录所给出的震级偏低,分析认为可能受主震与较大余震后续震相以及余震间相互干扰所致.主震发生0.02—0.3天内,其余震序列最小完备性震级随时间的对数呈线性下降,在0.3天后最小完备性震级稳定在ML1.1左右.

2013年甘肃岷县-漳县6.6级地震烈度异常点分布及成因

2013年7月22日甘肃岷县-漳县Ms6.6地震发生在临潭-宕昌断裂的东段,遥感和DEM研究表明,该断裂东段在晚第四纪以来仍有活动,自岷县至宕昌,断裂由左旋走滑兼具逆冲性质转为以左旋走滑性质为主。现场烈度和灾害调查发现,Ⅶ度区内形成Ⅷ度的异常点,在Ⅵ度区内形成Ⅶ度的异常点,这些异常点分布在沿断裂带附近约2km的范围内,主要分布在断层的上盘。进一步研究表明,由于临潭-宕昌断裂在岷县以南以走滑运动为主,强震动主要沿断裂传播,同时由于断裂活动形成软弱地基,强震动引起地基失效造成灾害,形成了烈度异常点。

甘肃岷县-漳县Ms6.6级地震震害特征及减灾建议

2013年7月22日7时45分,在甘肃省东南部岷县、漳县交界处发生了6.6级地震,地震造成98人死亡,直接经济损失达175.88亿元,创本世纪国内中强地震之最。在现场调查和收集资料的基础上,论述本次地震灾害具有土坯房和土木结构房屋受破坏极为严重、房屋破坏受地形地貌条件影响较大和地震地质灾害严重等特征。并提出加强安全隐患排查,减少后续损失;提高重建和新建住房质量,减少人员及财产的损失;科学选址,加强村寨聚落防灾能力等震后应急与重建工作中的减灾建议,为防震减灾服务。

震前突变——水准资料反映的2013年岷县-漳县M_S6.6地震孕震特征

利用兰(州)天(水)武(都)水准监测网1973~2014年水准资料,获取2013年岷县-漳县MS6.6地震前后震中及其所在区域的垂直形变场。结果表明:1)从1999~2006年区域垂直形变场来看,本次地震位于NNW-NWW向隆起带至近EW向相对下沉带的转换位置,也是反映岷山与秦岭之间构造活动的差异带附近。2)从震中以西附近沿NNE向的陇西-岷县水准剖面演化过程来看,垂直形变具有明显的阶段性变化特征,最终表现为震前突变。由分时段结果来看,1973~1993年,在漳县至岷县之间出现最大上升幅度近40mm的压性隆起区;1993~2008年,隆起区消失且转平,期间剖面整体呈波动状态,幅度在±10mm之间,西秦岭断裂、临潭-宕昌断裂两侧无明显的垂直差异运动;2008~2011年,相对陇西盆地,漳县至岷县之间跨临潭-宕昌断裂两侧出现近40km长的下沉梯度带,其中距震中16km以内的武定80、武定78、武定77等3个水准点同步出现向下突变,接近或大于1973年以来正常变化幅度的2倍;2011~2014年,漳县、岷县间相对陇西盆地恢复以逆冲隆升为主,但震前临潭-宕昌断裂两侧出现的形变梯度带已不存在,而上述3个水准点也恢复至震前波动区间。3)在总结岷县-漳县MS6.6地震前形变前兆的基础上,针对目前关于震前是否出现形变加速或突变特征的争议认为,只要形变资料的时空尺度足够,至少对某些构造区域的中强地震还是可以捕捉到震前的突变现象。

岷县-漳县M_S6.6地震前重力分形指数异常分析

以2013-07-22甘肃岷县与漳县交界的MS6.6地震为研究对象,采用去趋势波动分析方法处理兰州、高台2个台2011~2015年重力观测资料,试图提取这次地震前的相关重力异常信息。结果表明,以9.4倍的该台分形指数标准差为异常阈值,岷县-漳县地震前这2个台的重力分形指数均出现相似的异常升高过程,表明震前重力变化具有定向持续特征,显示出长程相关性,是孕震过程中物质运移、密度连续变化的反映,应该是与这次地震有关联的重要信息。结合其他学者的研究结果初步推测,这个异常变化可能与中下地壳乃至上地幔的物质运移有关。

2013年岷县-漳县M_(S)6.6地震前异常的演化特点及预测意义

针对2013年7月22日甘肃岷县-漳县 M_(S)6.6地震前观测到的地震活动性与地球物理场观测异常,总结了震前的显著地震活动异常和地球物理场观测异常演化特点。在地震活动性方面,震前存在大范围5级地震平静被打破,5级地震空区、4级地震空区和3级地震平静被打破等显著异常;在地球物理场观测异常方面,新增异常数量自2010年开始逐渐增加,在2011年年中达到最大值;异常测项比在震中距50~150km范围内最高;异常的时空演化存在明显的3阶段特征,即α阶段异常具有向外扩展的特征;β阶段表现为短期内大范围出现异常;γ阶段表现为远源区的异常向震中收缩(γ 1)和近源区的异常向外扩展的特征(γ 2)。对这些异常的演化特点的认识可以直接指导地震跟踪预测工作,如震前出现的地震活动(如不同震级的地震空区嵌套)和地球物理场观测异常分布区域对发震地点具有一定预测指示作用;中小地震活动的异常图像(如3级平静、4级空区)和显著短期异常(如地球物理场观测趋势异常的群体准同步的转折异常、异常的时空迁移性、短期群体异常等)对发震紧迫性具有一定指示意义。

岷县漳县6.6级地震及余震强震动记录特征分析

对2013年7月22日甘肃岷县—漳县地震获取的273条主余震加速度记录进行格式转换、基线校正和滤波等常规处理,分析该地震主震(MS6.6)和余震(MS5.6)两次地震记录的幅值、持时以及反应谱特征,发现MS6.6主震记录的PGA范围在0.728~177.5gal间,MS5.6余震记录的PGA范围在0.732~69.3gal间;将观测数据与霍俊荣和第五代《中国地震动参数区划图》地震动衰减关系进行对比,发现霍俊荣衰减关系更吻合于此次地震的主余震加速度衰减;绘制主余震5%~95%重要持时分布图,并针对主震62MXT反应谱和本地设计谱以及近些年国内主要强震震中反应谱开展比较分析;最后研究土层台、基岩台、相同台站各个震级反应谱的特征。

地震序列早期参数估计和余震概率预测中截止震级M_c的影响:以2013年甘肃岷县—漳县6.6级地震为例

针对"时空传染型余震序列"(英文简称ETAS)模型在地震序列参数的早期特征和余震短期概率预测研究中的应用问题,重点考察了不同截止震级Mc选取对结果的影响.以甘肃岷县—漳县6.6级地震序列的震后1.677天内的早期阶段为例,考察了ETAS模型和修正的Omori-Utsu公式的适用性问题,发现ETAS模型AIC值在各截止震级Mc下均小于修正的Omori-Utsu公式的结果,表明其适用效果更好.设定Mc=ML1.0,1.1,…,2.5,分别考察了ETAS模型中α值和p值的稳定性,并与2013年芦山7.0级地震序列进行了对比.结果表明,Mc对α值的影响相对较小,p值影响较大.此外,对基于ETAS模型和"瘦化算法"的余震短期概率预测结果进行了N-test检验,结果表明Mc的设定对余震短期概率预测影响较大,对甘肃岷县—漳县6.6级地震,仅当Mc=ML1.0或ML1.1时可获得较好的预测结果.由此,在真正的"向前"的预测实践中,需要首先考察不同的Mc下的余震预测效果.

甘东南重力、b值异常与岷县—漳县M6.6地震关系探讨

利用甘东南测网2010—2014年的流动重力观测数据,分析2013年7月22日甘肃岷县—漳县M6.6地震前后1a尺度的重力场变化,并结合地震b值图像和GNSS结果进一步分析甘东南重力、b值异常与岷县—漳县M6.6地震的关系,结果表明:(1)测区重力异常经历了由"区域重力负值变化→持续负值变化→转折上升正变化—发震→震后恢复变化"的时空演化过程;(2)岷县—漳县M6.6地震前后b值曲线出现"低值—高值—回落发震"的变化特征;(3)岷县—漳县M6.6地震发生在重力变化高梯度带上、"0"等值线附近和低b值区域。

地貌参数指示的临潭-宕昌断裂带最新构造隆升差异与地震活动

2013年7月22日,甘肃岷县漳县MS6.6地震发生在青藏高原东北缘的临潭-宕昌断裂带上。为了研究该断裂的最新构造隆升的差异性,基于ASTER GDEM数字高程模型数据提取了流域盆地及水系,并以此为基础,计算了面积高程积分及河道坡度指数。2个地貌参数的分析结果表明,临潭-宕昌断裂不同部位的最新隆升呈现不均匀性。其中,断裂的最新逆冲活动在临潭以西及以岷县附近明显强于其他各段。上述地貌参数所指示的断裂抬升强度还与历史及现今地震发震位置较好地匹配,体现了定量化地貌分析对断裂活动强弱的指示作用。临潭-宕昌断裂受区域NE-SW向挤压构造应力作用影响,其活动的差异可能与晚第四纪以来巴颜喀拉块体NE向扩展背景下的局部应力集中有关。

2013年甘肃岷县-漳县Ms6.6级地震地质灾害展布特征及主控因素研究

地震地质灾害发育特征及主控因素分析是科技防灾减灾领域研究的重要内容.笔者在2013年甘肃岷县-漳县地震区现场调查的基础上,分析了地震诱发崩塌滑坡泥石流等地质灾害的类型、空间分布和典型灾害体特征,研究了本次地震的发震构造与灾害点的关系.取得了以下主要认识：1）岷县-漳县地震诱发的地质灾害类型主要为小型、中型的黄土崩塌和滑坡,地质灾害总体表现为数量多、分布广,与发震断裂和水系关系密切,滑坡灾害危害严重;2）地质灾害分布密集区与地震烈度的极震区基本吻合,且地形坡度为10＆#176;～30＆#176;的范围内与地貌高程2000～3000m的范围内地质灾害分布最为密集,它们的灾害数量分别占震区地质灾害总数的70.1％和84.4％;3）震区崩塌滑坡泥石流灾害的总体展布特征受控于NW向的韩家山-梅川镇断裂,其是NWW临潭-宕昌断裂的分支断裂.

西秦岭临潭-宕昌断裂第四纪最新活动特征

临潭-宕昌断裂是西秦岭造山带内一条重要的分支断裂,其最新活动特征是分析西秦岭构造变形的重要依据。临潭-宕昌断裂的新构造活动强烈,中强地震频繁,但目前对于断裂的新活动特征研究程度较低,未见有其全新世活动地质地貌证据的报道。文中基于遥感解译、宏观地貌分析研究断裂的长期活动表现和分段性;同时通过地质地貌考察、无人机摄影测量、差分GPS和放射性碳测年等方法定量研究断裂的新活动特征;最后基于研究结果探讨了断裂及附近区域的地震危险性和区域构造变形。结果表明:根据断层迹线收敛程度和宏观地貌差异,可将临潭-宕昌断裂分为西、中、东3段;断裂的运动性质以左旋走滑为主,兼具逆冲分量,左旋走滑使洮河及其支流、冲沟和山脊等发生同步左旋拐弯,最大左旋位移可达3km,逆冲分量使新近纪盆地边缘和内部形成300~500m的垂向位移;断裂的最新活动时代为全新世,限定了1次2 090~7 745a BP(置信度为2σ)的全新世古地震事件;全新世早期以来,临潭-宕昌断裂东段主干断裂的左旋走滑速率为0.86~1.65mm/a,垂直滑动速率为0.05~0.10mm/a。临潭-宕昌断裂分配了约2mm/a的左旋走滑分量,是东昆仑-西秦岭阶区变形分配的关键断裂之一。

临潭—宕昌断裂带两次中强地震前宕昌地震台水管倾斜观测的异常变化分析

通过对宕昌地震台DSQ型水管倾斜观测2009~2019年观测资料的分析,结合2013年岷县—漳县6.6级地震(震中距54 km)和2019年夏河5.7级地震(震中距195 km),详细解析了宕昌水管倾斜观测资料的趋势异常变化与发生在临潭—宕昌断裂带附近地震之间的关系。并总结出了宕昌水管倾斜观测在临潭—宕昌断裂带附近发生地震前的异常变化特征—东西分量在地震发生前出现了加速变化期和转折变化期,北南分量在东西分量出现转折变化时同步出现加速或转折变化。

白银地震台洞体应变观测趋势变化分析

通过对白银地震台洞体应变观测资料趋势变化的分析,发现2013年岷县—漳县6.6级地震和2016年门源6.4级地震前均出现了趋势变化异常,认为该地震台洞体应变观测能够很好地记录到当地的地壳变化信息。

两次强震峰值速度比及其余震分布特征

基于甘肃地震台网和青海地震台网对岷县-漳县M S6.6地震和门源M S6.4地震的波形记录,采用FFT方法分别计算这两次地震三分向的峰值速度,讨论分量之间峰值速度比的分布特征,进而研究其震源性质。结果表明,岷县-漳县地震具有逆冲兼左旋位错性质,南北向能量明显大于东西向;门源地震以逆冲为主,略具左旋走滑特征,两个水平分量的能量相当。结合这两次地震的余震序列分布特征及其他学者的研究结果推测,岷县-漳县地震的发震断层应该是位于临潭-宕昌断裂西北侧且与其平行的一条次级断裂;门源地震的发震断层应该是冷龙岭断裂西北侧的次级断裂,但受到冷龙岭断裂活动控制。