以震源精确定位结果分析张北地震序列的破裂特征

利用远场和近场数字地震观测记录 ,重新测定了张北地震序列ML≥ 3级地震的震源位置 ,结合修订后的震源机制、宏观烈度分布资料 ,给出了张北地震序列的破裂特征。地震序列由走向NWW、倾向NNE、倾角 4 4°、长 11.5km的左旋走向滑动的主破裂面 ,2条NNE走向、高倾角、右旋走滑的次要破裂面组合而成。NWW和NNE走向的破裂面共轭展布 ,2条NNE向的破裂面呈右阶斜列 ,3条破裂面先后依次出现。破裂面埋深 1.4～ 7.6km ,在地壳的浅部。研究表明 ,在没有发现活动断裂的“构造稳定区” ,利用精确可靠的强震序列震源位置、震源机制和宏观烈度分布资料 ,从三维空间分析研究强震序列的震源断层 。

张北地震地下流体异常场的研究

对比研究了张北MS6.2和MS5.6地震前地下流体异常时空演化特征。结合二次地震前的地震活动图像及其迁移规律,二次地震所产生的地表宏观裂度与地震的震源机制解,研究结果认为:地下流体趋势异常空间分布受区域构造格局控制;短期异常具有重复性,可能受震源机制影响;短期异常的强度、临震异常形态的差异性以及地震宏观破裂的差异性与地震强度和交替活动的构造有关;MS5.6地震应为MS6.2地震后该地区能量的进一步释放,并且是NE向构造带与近EW向构造带交替活动的结果;二次地震前的短期异常主要沿着近EW向张家口-渤海构造带分布,可能说明近EW向张家口-渤海构造带活动水平高于NE向山西构造带。

应用小波变换提取张北地震的震磁效应

以1998年1月10日的张北地震为例,应用小波变换及傅里叶分析,分析震中附近的6个地磁台站在地震前后共6个月的地磁场三分量分钟值采样数据.发现各个地磁台站记录的地磁场Z分量在张北地震前三个月内出现不同程度的异常现象,这种现象的出现频率随着离发震时间越近而越来越高,出现的地点由南向北迁移.地磁场H和D分量没有此类异常出现.用这6个地磁台出现异常时同一频率所对应的振幅值绘出等值曲线,得到的图形是稳定的四象限分布,震中基本上位于0～3nT的等值线上.结果表明小波分析是提取地震磁效应的有效工具,同时也证实了地震磁效应的客观存在.

张北地震前小震活动和余震序列精确定位及主震破裂方向的讨论

1970年至1998年1月10日张北地震前, 沿NWW向发生2级以上地震24次, 其分布相对集中, 呈条带状. 对华北台网所记上述地震的到时数据全部重新查图核对, 并补充了内蒙古台网5个台的数据以改善用于定位的台站分布, 并采用主地震定位法重新定位, 除一个地震外, 其余地震更加集中, 形成一小震条带. 1998年2月中国地震局地球物理勘探中心在张北震区架设10台短周期数字化地震仪, 记录了大量微震. 作者采用P波和S波到时差重新进行了震源定位, 得到184次微震的定位结果, 连同1998年1～2月张北震区3级以上地震事件定位结果一起勾画出6.2级地震的震源破裂带. 由张北地震震中向SEE向延伸存在由强震构成的张家口-渤海地震带. 根据精确定位结果, 结合修订后主震的震源机制、宏观烈度分布和层析成像资料, 讨论了张北地震和小尺度地震带(震源破裂带)、震前的中等尺度小震条带以及大尺度的张家口-渤海强震带的关系.

华北中北部地壳运动与张北地震

本文利用华北GPS监测网两个时段复测资料 (1992～ 1996～ 1999年 )、华北北部两个时段垂直形变资料 (1992～ 1998～ 2 0 0 0年 )和张北地震时的INSAR结果 (1997年 9月 2 2日～ 1998年 5月 2 6日 ) ,从场和块体运动的角度分析了张北地震前后地壳运动特征 ,结果表明 :①垂直形变不显著 ,近 10年来华北中北部地壳垂直形变基本上属于继承性 ,震时显著垂直形变范围仅约为 15km× 15km ,量值约 2 5 0mm ;②水平形变在各单元内部也不显著 ;③华北中部各单元整体水平运动在震前 (1992～ 1996年 )和震后 (1996～ 1999年 )存在动态变化 ,具体表现为阴山构造带由相对静止变为左旋走滑 ,山西断陷带由以拉张运动为主变为以右旋走滑运动为主 ,燕山构造带的张性左旋走滑运动变为左旋走滑运动 ,而且震前形成的燕 -冀形变过渡带消失于震后 ;④形变的大小与孕震区介质的物性和构造环境关系十分密切。进一步分析还表明 :①张北地震并不意味着华北的地震活动进入高水平 ;②当前地壳运动处在比较正常的状态之中 ;③未来本区有利于发生中强以上地震的空间位置主要是燕山构造带 ,尤其是该带的两端 ,以及山西断陷带等。

张北地震区的断裂构造特征

1 998年 1月 1 0日张北 6.2级地震发生在张家口坝上地区 ,震区被中、上新世溢流玄武岩覆盖 ,第四系地层 0～ 3m。电磁波遥感探测结果表明 ,张北震区存在 NEE、NWW和 NE向三组断裂。野外调查证实 NWW向的小水泉——满井断裂 ,尚义县套里庄乡东水泉南北向断裂和赤城——尚义大断裂的东西向次级断裂都明显错断中、上新世玄武岩及其夹层。热释光(TL)年龄测定结果表明 ,这三条断裂的最新活动时代分别为 1 6.7万年 ,2 0 .3万年和 1 4 .3万年。张北地震发生在 NEE、NE和 NWW向三组断裂的交汇区附近 ,NWW向的小水泉——满井断裂是发震断裂。

张北地震前地壳形变异常及力学分析

1998年 1月河北省张北 6 .2级地震前 ,在震中区西部存在一个幅度为 2 0mm的隆起异常区 ,震后异常恢复。根据张北地区 1984～ 1991年的水准测量资料 ,反演地震孕育期间的力学参数 ,结果显示震源区受力增加了32× 10 14 N ;力系中心位置为 4 0 .99°N ,113.99°E ,力系的方位角α =2 8.6 5°,力系的倾角 β =- 17.19° ,与后来实际发生地震的震中及震源机制十分接近 ,与华北地区区域应力场也基本一致。理论形变图与实测图大体相似。

构造“稳定”区强震长期预测的简便途径——以张北地震为例

作为强震长期预测基础的地震带、潜在震源区的划分,仍然依据地震构造类比和地震活动重复两原则。现有的强震长期预测方法在构造"稳定"区,即没有活动构造、没有历史地震(包括古地震)资料的条件下,无能为力。通过张北地震资料的分析,高精度地震定位并结合波形数据反演震源机制的结果表明:在稳定而统一的构造应力场的作用下,沿其最大剪切应力方向上的小地震集中成带,并且持续活动、震源机制的优势取向与应力场吻合,小震带便可以看作属于现今活动的震源断层,在地震长期预测工作中可以作为划分潜在震源区的依据。构造"稳定"区发生的强震属于新破裂。

张北地震与大气增温异常

通过对大气总温度资料的分析 ,认为 1 998年 1月 1 0日张北地震前几天 ,震区及其周围的增温异常是一种临震前兆 .异常的空间展布显示 ,震中区及其附近为强异常区 ,并且被弱异常区所包围 ;该次地震可能是NW向的张家口—北京—蓬莱断裂带向西扩展活动所致 ,同时也与尚义—多伦等NE向断裂的活动有关 .总温度等值线的系列演变图概略地反映出了应变能的积聚 扩展 释放的全过程 .

1998年张北地震及其较大余震的应力降

采用地震波初动半周期估算应力降的方法 ,计算了张北震区 2 5次较大地震的应力降并对余震的应力降进行了分析 ,2月 2 3日震区内发生的 ML3.5级地震 ,其应力降高达2 6.2× 1 0 5Pa,为 3月 1 1日 5.6级地震的震前异常。

张北地震余震Lg尾波Q的初步研究

利用两台架设在北京台的海底地震仪样机记的 1 998年 1月 1 0日 6 .2M张北地震的余震 ,选其中信噪比较高的记录利用单台叠加频谱比法得到Lg尾波Q及频率依赖因子 .结果显示 ,所有地震的Lg尾波Q值都比较接近 ,并且由两台仪器记录的同一地震得到的Q值及具有较高的一致性 .从中可以得出两点结论 :(1 )单台叠加频谱比法是求Q值的较稳定的方法 ,(2 )两台仪器的性能比较稳定 。

河北张北地震前内蒙古井网水位的异常特征

对１９９８年１月１０日河北张北６．２级地震前后，内蒙古井网的兴和、三号地、丰镇、凉城井地下水位观测值的变化与地震的关系进行了分析，认为这次地震前的地下水位异常具幅度大（达３．５ｍ左右）、持续时间长（达２．５ａ）。

1998年张北地震序列构造应力张量变化特征的研究

根据张北地震序列的地震活动特征,利用张北震区1998年1月～1999年3月间145个3 级左右地震的震源机制解资料,应用Gephart(1990)的应力张量反演方法,研究张北地震序列构造应力张量的总体变化特征和时序变化特征;研究发现强余震发生前,应力张量的波动幅度不是很大,震源及附近地区的构造应力作用较强,强余震发生后,应力因发生破裂而重新分布。而且震源区的构造应力场方向与华北地区的构造应力场方向基本一致,说明张北主震和强余震都是在华北统一构造应力场的作用下发生的。

河北省张北地震震害初探

分析了河北省张北地震的伤害情况,提出了应采取的措施。认为,政府应当尽快制定农村建筑物抗震设防的管理制度,加强防震减灾宣传,增强农村干部群众的抗震意识,全面提高农村房屋的抗震能力。

张北地震前的卫星热红外异常研究

地震前的热异常大多是使用极轨卫星数据来研究,例如AVHRR和MODIS数据,其时间分辨率为一天2次.由于观测时间间隔约12小时,有可能会漏掉一些异常信息.使用高时间分辨率的静止卫星数据,研究了1998年1月10日张北M s6.2级地震前热红外异常,首次精细地刻画了该热异常的形态变化.结果表明1月5日夜间热异常出现在北京西北部,随后逐渐向东南方向扩展,整体覆盖在张家口—渤海断裂带上,到1月6日凌晨消失;其温度高出周边地表温度4 K^5 K;热异常的扩张与风速、风向有关,在卫星云图上表现出明显的随风摆动现象;该异常带之下的地表的温度与周边地表温度相同,据此推断该异常出现在空中,而不是地表,这是与前人完全不同的新结论.综合以上特征,推断认为该异常可能与地下气体溢出或者异常电磁场有关,而不是岩石受力破裂所致.

张北地震区三维深部电性结构与孕震环境

张家口—渤海地震构造带(张渤带)是中国著名的强震集中带,地震以强度大、频次高、破坏严重为特点,1998年1月在张渤带西段发生了张北6.2级地震,造成了极强的破坏性,2021年以来该区域中小地震频繁发生,显示出张渤带张北地震区可能进入了又一轮的地震活跃态势.2020年8—9月期间,以张北地震震中区为中心,完成了阵列状的大地电磁数据采集工作.本文利用这些数据进行三维反演计算获得了该区域精细三维地壳电性结构,获得了如下认识:整体上看,张北地震区上地壳电性结构以高阻体为主,部分断裂带分布区域存在着高阻、低阻相互交替的现象,而中下地壳以规模较大、横向不连续性的低阻层为主.电性结构特征与地表地质构造格局相对应,大满—前黑沙土断裂(F1)和赤城—尚义断裂(F4)以及张家口断裂(F5)在电性结构上均表现为明显的电性差异带.针对地震学方法对1998年张北地震震源深度的多种定位结果,大地电磁探测结果支持震源深度位于12~15 km之间;发震断裂可能为隐伏在汉诺坝玄武岩区下方的大河镇—海流图断裂(F3).通过此次获得的三维电性结构信息,结合张北地震震源参数、震源机制解以及前人地震地质和地球物理探测结果综合分析,认为该区的上地壳高阻体代表着刚性较强的汉诺坝玄武岩区,汉诺坝玄武岩区下方的低阻体代表着地幔岩浆热物质,这些地幔热物质持续的向上侵入和上涌作用可能会削弱汉诺坝玄武岩区内发育的断层稳定性,直到累积足够的应力,产生了非均匀应力积累和变形并弱化了断层强度,导致了张北地震的发生.鉴于张北地震区深部具有的特殊构造环境,该地区仍然是张渤带未来应该长期关注的地震危险重点区域.

1998年1月10日张北6.2级地震前可能的卫星热红外异常现象

利用华北北部 ( 1 1 3°～ 1 1 9°E,38°～ 42°N)的 NOAA- AVHRR热红外通道数据 ,采用“震兆红外异常监测快速处理系统”软件 ,对遥感数据进行了辐射校正、几何校正和大气校正等处理 ,反演地表温度 ;结合地质状况 ,排除干扰因素的影响 ,利用图象差值法提取热红外温度异常 ;并以张北 6.2级地震为例 ,总结了热红外异常的时空变化特征及其与地震预报的关系 .在张北地震前十几天 ,沿张家口—渤海地震带上出现了较大范围的热红外温度异常现象 ,异常区域呈条带状 ,具有一定的区域性的构造背景 ;异常在空间上从外围向震中发展 ,震中位于热红外异常增温区边缘 .利用临震前出现的卫星热红外异常进行地震预报探索 ,有可能为地震预报开拓一条新的观测途径 .

张北6.2级地震地形变前兆演化特征

分析了张北６．２ 级地震前后华北地区水准、ＧＰＳ、重力、定点形变、流动形变、地应变观测资料及前兆的演化过程。结果表明，深大构造对背景场起着控制及传递的作用；震中区位于经历了剧烈地壳运动后近年处于相对平静的地区；背景场与前兆异常动态过程的密切配合，是作出正确震情判定的关键；前兆异常在震后的新发展，在震后趋势预测中有重要作用。