2020年新疆伽师M_(S)5.4、M_(S)6.4两次中强地震发震构造探讨

2020年1月,新疆伽师连续发生M_(S)5.4、M_(S)6.4两次中强地震,震中分别位于天山南麓和塔里木盆地交界的推覆构造前缘。基于地震精定位和震源机制解揭示褶皱和逆冲带的深部几何结构对于理解这两次中强震发生机理具有重要的作用。本文利用18个区域固定地震台站资料,对2009年1月1日至2021年7月31日期间的地震展开重定位研究,并对伽师M_(S)5.4前震、M_(S)6.4主震以及7次4级以上余震开展震源机制求解,进一步反演得到震源区构造应力场。地震定位结果显示,整个地震序列呈NNW和EW2个优势方向分布,前震序列和余震序列在时空分布上存在明显差异,前震序列主要沿着NNW向展布,而余震主要在近EW向的奥兹格尔他乌断裂上展布,并表现出双层分布特征;震源机制反演结果表明,2020年1月18日伽师M_(S)5.4前震为一次走滑型地震事件,而伽师M_(S)S6.4主震和7次余震均为逆冲型事件;另外,应力场反演显示主震震源区为近NS向挤压特征,与该区域地表应力状态基本一致。结合上述结果以及周边地质构造背景,我们认为M_(S)5.4前震和M_(S)6.4主震的发震构造不同:1月18日M_(S)5.4前震发震构造为NNW向具有走滑性质略向W倾的隐伏断层,为“类转换断层”;而M_(S)6.4主震的发震构造为柯坪塔格推覆体中的EW向隐伏推覆盲逆断层,且触发了不同深度的发震断层面。M_(S)5.4前震和M_(S)6.4主震发震断层面走向和倾角的差异,反映了天山地区近NS向不均匀的构造挤压作用。。

2003年2月24日新疆巴楚—伽师M_(S)6.8地震应急救援工作回顾

介绍了2003年2月24日巴楚—伽师M_(S)6.8地震基本参数、发震构造背景、余震序列、建筑工程和地表破坏及震害特征,回顾了地震发生后各级政府、部门、行业应急救援行动和恢复重建情况,讨论了此次地震抗震救灾工作取得的成效以及对全国农村抗震安居工程建设的示范作用。

2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震震源及邻区震后构造应力场特征

收集2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震周围及柯坪逆冲推覆构造附近震源机制解资料,应用MSATSI软件包中阻尼最小二乘法反演该地震震中周围的构造应力场。结果表明,研究区主压应力轴方向呈近NS向且整体一致性较好,西段最大主应力方向为NNW向,东段为NNE向,但西段中的喀什、巴楚等靠近塔里木块体边缘地区主压应力方向为NNE向。柯坪逆冲推覆构造带所在区域的主压应力方向呈NNW向,主张应力方向呈NNE向,与此次地震的震源机制解P、T轴方向相同,表明该地震的发生受区域构造应力场影响。研究区整体张轴的非均匀性明显,方位分布范围较大,但地震震中周围主压应力轴倾伏角一致性特征明显,反映了该区域以逆冲为主的应力特征。

2024年新疆乌什M_(S)7.1地震数据产品及其分析

2024年1月23日,地处印度洋板块和欧亚板块碰撞前沿地带的新疆乌什地区发生M_(S)7.1地震。地震发生后,中国地震台网中心立即启动应急响应,国家测震台网中心快速产出地震数据产品,为地震发震构造研究、震源区地震危险性评估提供基础数据。基于中国地震台网资料,采用双差定位方法,对新疆乌什地震及主震后38天内3487次余震进行重新定位。定位结果显示,主震震中位置为(41.28°N,78.62°E),震源深度为31 km,余震序列呈NE-SW向线性展布,扩展范围约80 km,震源深度优势分布在30 km以浅范围内,发震断层倾向NW。同时,基于所得地震定位和前人震源机制解结果,采用PSGRN/PSCMP软件包,计算本次地震不同深度上的库仑应力分布,根据结果分析表明,主震发生使得主震周边区域进入应力卸载状态,并分析了主震对余震发生的触发作用。最后,使用国家地震烈度速报与预警工程站网数据计算本次地震仪器烈度,显示最大烈度值为Ⅸ度,烈度区域小,且集中在主震NEE方向。基于上述结果,结合周边地质构造,认为此次新疆乌什M_(S)7.1地震事件为一次兼具走滑性质的逆冲型地震。

2020年1月19日伽师M_(S)6.4地震静态库仑应力触发及对周边断层影响研究

针对2005年以来南天山西段8次M_(S)≥5.0地震,计算静态库仑应力和主要断层的加卸载效应,结合余震空间展布,分析应力触发及对周边主要断层的影响,结果表明:2008年乌恰M_(S)6.9地震与2016年阿克陶M_(S)6.7地震的发生,对伽师M_(S)6.4地震的发生起到延缓作用;伽师M_(S)6.4地震震中NNE方向、SSW方向和NWW方向处于库仑应力加载区,随着应力持续积累,上述区域未来一段时间地震危险性增强;柯坪断裂绝大部分区域、迈丹—沙依拉姆断裂中段、喀拉铁克断裂西南段发生地震危险性较大。

2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震序列的活动特征和发震构造

文中利用新疆地震台网固定台站和流动台站的观测资料研究了2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震序列的活动特征和发震构造。重定位结果显示,地震序列呈NNW和近EW 2个优势方向分布,其中NNW向余震条带长约20km,近EW向余震条带长约40km。NNW向条带的发震断层倾角较陡,倾向W;近EW向条带的发震断层西侧倾角较陡,向E逐渐变缓,略S倾。M_(S)6.4主震深度为14.9km,地震序列优势分布于10~20km深度,近EW向的余震深度呈现由西向东逐渐变浅的特征。震源机制解结果表明,M_(S)6.4主震和2次5级以上余震的震源机制以逆冲为主,2020年1月18日M_(S)5.7前震以走滑为主。利用ISOLA方法对M_(S)6.4主震进行多源模型反演,结果显示主震由走滑和逆冲性质的2个子事件组成。推测M_(S)6.4地震发生在柯坪逆冲推覆构造带滑脱面以下的中下地壳,主震由NNW向W倾的高角度隐伏断裂和近EW向S倾构造先后破裂组成。

2020年1月19日伽师M_(S)6.4地震前后波速比异常分析

根据南天山西段采集的地震波数据并结合多台和达法,通过定量分析2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震前后波速比的变化,结果表明:①就空间状态而言,在本次地震发生之前,波速比的区域中有EW走向椭圆状低值异常区,长半轴和短半轴长分别为30 km与20 km。②就时间进程而言,伽师M_(S)6.4地震前无出现波速比低值异常,震前无呈现降低—恢复—平静—发震模式。

新疆伽师M_(S)6.4地震前后柯坪断裂土壤气地球化学特征变化

由于土壤中气体的浓度可能会因为地下应力的变化而改变,通过对2016~2020年10期柯坪断裂土壤气地球化学流动观测结果总结和分析,土壤气浓度的变化不仅和覆盖层的厚度、粒度组合有关,也和断层出露点的破碎程度及断裂的活动状态有关。在伽师M_(S)6.4地震前柯坪断裂逸出气体强度出现了较为显著的增强,表明柯坪断裂西克尔至阿依库勒段活动性增强,地震发生后异常强度增强的区域显著减少与柯坪断裂的断层活动性减弱有关。

新疆伽师M_(S)6.4地震震源深度测定研究

利用CAP波形反演法、PTD方法、近震深度震相sPL测定、sPn与Pn震相走时法和远震深度震相法,对2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震震源深度进行精确测定。结果表明,5种方法测定的震源深度基本一致,该地震震源深度为17 km。伽师地震震源深度的准确测定可以为深入研究伽师震源区的发震构造和深部动力学环境提供参考依据。

2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震前地球物理定点观测异常特征分析

利用形态分析法和速率分析法,检验2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震前出现的地球物理定点观测异常。结果表明:伽师地震前共存在4项中长期异常,包括3项背景异常和1项中期异常,其中仅有乌恰钻孔倾斜中期异常对应本次伽师M_(S)6.4地震。统计显示,在本次地震前,喀什地磁垂直分量拟合差值首次出现超过2倍均方差的背景异常,异常出现后,台站周边发生多次M_(S)≥5.0以上地震;乌恰钻孔倾斜的震例均发生在异常结束后2个月左右,且异常持续时间越长,对应地震的震级越大。

基于GNSS资料分析漾濞M_(S)6.4地震前应变时空演变特征

基于云南省内及邻区2009-2020年GNSS观测数据解算结果,在各个测点时间序列和速度场的基础上,采用克里金插值方法估计区域应变率场;以连续基准站时间序列为约束,获取漾濞M_(S)6.4地震近场区域的块体应变时间序列.分析发现:漾濞地震发生在前期最大剪应变高值区以及面应变高梯度带的张压转换区,发震的时间处于区域应变积累速率逐渐降低的过程之后.震中近场区域均以NW向断层的右旋走滑应变积累为主,且大多呈现持续增强趋势,与漾濞地震的发震断层走向及其破裂特征一致.震前震区东部块体出现了短期应变趋势转折及反向加速的异常现象,反映了应力-应变积累在接近临界破裂状态时的非线性调整.

2020年新疆伽师M_(S)6.4地震前后伽师地区温泉水文地球化学特征

对2018—2019年新疆伽师地区9个温泉的主量元素、微量元素、氢氧同位素、Sr同位素含量以及SiO_(2)含量进行了采样测试,并于2019年9月—2020年7月对其中2个温泉的水化学变化进行监测,分析2020年新疆伽师M_(S)6.4地震前后研究区温泉水化学组分和同位素组成的变化。结果表明:①研究区温泉可以划分为9种水化学类型,主要受蒸发盐岩的溶解作用控制,其次是碳酸盐岩及硅酸盐岩风化溶解作用;②氢氧同位素测试表明温泉水主要来源于周围6 km高山的冰川融水与大气降水,水-岩化学反应平衡特征表明乌恰泥火山、因干、塔合曼和阿合其温泉循环深度较深,水-岩反应程度高,而其它温泉的循环深度较浅,存在浅部冷水混入;③利用温标法估算该地区温泉的热储温度为17℃~82℃,循环深度约为0.6~3.2 km;④因干温泉及塔合曼温泉的常量及微量元素浓度在伽师M_(S)6.4地震前9~19 d有明显的异常,其异常幅度达到平均值的15%左右。

2021年漾濞M_(S)6.4地震序列前后震源参数

利用漾濞地区共22个固定和流动台站记录到的数字地震波形资料,在扣除地震波衰减与台站场地响应后,联合反演计算得到2021年漾濞M_(S)6.4地震序列前后共819次M L≥1.0地震的震源参数,并对M L2.9~3.8地震应力降的时空演化过程进行分析。结果显示:①漾濞地震序列的地震矩与震级相关性较好,与破裂尺度之间存在一定的正相关关系,与拐角频率之间呈现出负相关关系,对于M L≤2.8的地震,应力降随震级增大而增大,而对于M L>2.8的地震,其应力降随震级的变化趋势并不明显;②漾濞M_(S)6.4地震序列前后的应力降受漾濞区域复杂构造环境背景的控制表现明显的分段特征,在前震序列阶段,震源区中段应力降有逐渐增强的趋势,处于应力加速积累的过程,一系列高度丛集的中小地震活动所造成的应力扰动可能导致了震源区北段漾濞M_(S)6.4主震的发生;M_(S)6.4主震发生以后,其余震序列活动自北西段向南东向破裂了整个余震区,余震区北西段由于主震的发生,该区域应力背景快速调整,应力降的时空分布表现为高值-低值起伏的状态;余震区中段至最大前震震中附近区域可能由于前震活动频繁,应力释放较多,表现为应力降相对低值区域;余震区南段则余震活动丰富,为应力降高值分布区域。漾濞地震序列中震级较大的地震活动与应力降高值区域一致性较好。

2021年5月21日漾濞M_(S)6.4地震及周边的构造应力场特征和动力学意义

文中利用CAP方法计算了2021年5月21日漾濞地震序列M_(S)≥4.0地震的震源机制解,再结合收集到的周边历史地震的震源机制解,反演计算了漾濞地震及周边区域的构造应力场,并根据反演得到的应力张量模拟了漾濞地区的相对应力值大小和震源机制解分布情况。研究结果表明:1)研究区以走滑型地震为主,其次是正断型地震,地震集中分布于15km以浅的深度范围,主要发生在脆性上地壳。2)漾濞震源区的构造应力场属于典型的走滑应力结构,最大主应力方位为NNW-SSE向,与区域构造应力场基本一致。研究区的分区反演结果显示,最大主应力轴和最小主应力轴的方位从东北至西南呈现出顺时针旋转的趋势。区内川滇菱形块体、腾冲和保山等地块内部的应力方位分布一致性较好,块体边界带是应力发生偏转的部位,表现出一定的差异性,区域构造应力场受到不同块体间相互作用的影响。3)应力形因子R值的分布上大致表现为自西北向东南逐渐增大,说明物质运移所需的压应力相对变小,结合研究区的地质构造背景认为,地块(物质)的运动速度自西北向东南逐渐变缓。4)根据模拟计算的漾濞地震相对剪应力和相对正应力大小推测认为,漾濞地震是在区域构造应力场作用下沿着最优释放节面滑动破裂而发生的,更容易发生错动的NW向节面为此次地震的发震断层面。

2016年1月21日门源M_(S)6.4地震前重力非潮汐变化特征分析

选取2015—2018年兰州和高台连续重力观测站整点值数据,分析2016年1月21日门源M_(S)6.4地震前2个台站连续重力数据非潮汐变化特征,发现2个台站在此次地震发生前1年,分别观测到重力数据出现持续约6个月的重力非潮汐上升变化,月均变化速度分别为9.36μGal、6.17μGal,累计变化振幅分别达到56.15μGal、37.05μGal。通过对观测站点周边观测环境的详细核实和理论计算,排除台站周边环境干扰因素,认为震前6个月的重力非潮汐持续性下降变化应与此次M_(S)6.4地震孕震过程有关。本研究结果可为揭示此次门源地震的孕震机理提供一定参考,为后续地震预测中重力观测指标的建立提供一定参考。

2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震地球物理观测异常分析

为研究地震异常,对南天山西段地球物理观测资料进行分析,喀什台地磁、乌恰钻孔倾斜的资料变化与2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震有关。(1)喀什台地磁秒数据垂直强度极化法、Z分量日变幅加卸载响应比均出现超阈值的高值异常;(2)乌恰钻孔倾斜EW分量2019年5月12日~11月24日反向东倾,异常幅度达到4.54″,随后恢复正常西倾变化。

震前重力扰动与背景噪声时空变化特征——以玛多M_(S)7.4与漾濞M_(S)6.4地震为例

2021年5月21—22日,云南漾濞、青海玛多先后发生了M_(S)6.4和M_(S)7.4地震。为检测震前是否存在重力扰动与重力仪背景噪声异常信号,文中基于中国连续重力台网中15台重力仪的秒采样数据,成功提取了震前重力扰动信号,并计算了排列熵(PE)及重力仪在地震频段(200~600s)的背景噪声等级(SNM)。结果表明:1)大地震发生前多数台站在2021年5月15—18日存在1组重力扰动信号,其中沿海台站同时还存在其他2组扰动信号,扰动幅度为±(10~100)μGal,扰动频率集中在0.15~0.25Hz。沿海台站的扰动幅度普遍大于内陆台站,震中距与扰动幅度无明显相关性,沿海台站扰动幅度较大及产生其他2组扰动的原因可能与海浪脉动或局部降雨有关;2)不需要对原始重力序列作任何预处理,PE能够快速检测到数据中的突变信号,PE时间序列中持续显著下降的信号对应震前扰动信号,PE瞬时向下的脉冲信号对应地震波引起的颤动信号;3)多个台站的SNM时变曲线显示,震前2个月(2021年3月初)直至主震发生时背景噪声水平显著升高,SNM的空间分布表明,震前1~2个月,位于青藏高原北缘、巴颜喀拉地块附近台站的背景噪声有明显增大的趋势,震后噪声水平显著降低。综上,我们初步推测:震前的重力扰动可能是由发震断裂慢滑移产生的低频颤动信号,震前背景噪声的增大可能与发震地块的活动性增强有关。

加权泰森多边形在2021年云南漾濞M_(S)6.4地震后应急避险安置点责任区划分的应用

以2021年云南漾濞M_(S)6.4地震为例,综合考虑震后安置点容量和居民点实际情况,利用无人机航拍影像,通过人工矢量化、空间插值、震害识别、创建缓冲区等预处理,获得基于建筑物的漾濞县城震后应急避险安置点容量、建筑物破坏程度、交通便捷度和人口分布4个影响因素精细化数据。以影响因素为权重因子,使用加权泰森多边形法对研究区应急避险安置点进行责任区划分。结果表明:责任区失去住所人数均未超出对应安置点容量,位于老城区责任区的安置点服务压力较大,新城区责任区的安置点服务压力较小。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列特征及其发震构造分析

2021年5月21日21时,云南大理白族自治州漾濞县发生M_(S)6.4地震。该地震的震中位于川滇块体的西南边界,是该区40多年来震级最大的一次地震。地震未产生地表破裂,余震也未沿震区附近已知的断裂分布。研究者针对这次地震的发震构造已有若干研究结果,但采用不同数据、方法和思考角度对这些结果进行验证并同时补充新认识是必要的。文中利用云南地震台网观测资料分析了漾濞地震序列的时空分布特征,进行重新定位,并通过CAP(Cut and Paste)方法获取序列中较大地震的震源机制解与矩心深度。结果表明,漾濞地震的余震震源深度主要集中在4~13km,余震带总体呈NW-SE走向,空间分段性明显:主震震中北西侧余震稀少且分布相对集中,东南侧余震密集且余震带宽度变大;前震序列发生在主震震中的东南侧,与余震密集段的位置基本重叠,反映主震震中北西侧的稀疏余震应属于触发型,而主震破裂可能属于由震中向SE扩展的单侧破裂型。余震带的深度横剖面显示主震破裂具有明显的分段性,序列北西段的结构较为简单,显示出一个地震丛集,而南东段则相对复杂,很可能由2条倾向SW的高倾角断层组成。漾濞地震序列中29个M_(S)≥3.0地震的矩心深度主要分布于3~13km,震源机制解以右旋走滑型为主,大多存在一个NW-SE走向的高倾角节面,且具有一定的正断倾滑分量。主震是以右旋走滑为主的破裂所引发的,矩心深度为5.2km,与重定位所得的震源初始破裂深度8.9km较为接近,反映该地震发生在上地壳,也反映震区的地震活动深度偏浅。文中对2021年5月云南漾濞序列的时-空分布特征与震源机制解的分析,反映此次地震的发震断层产状及力学性质与NW走向的维西-乔后-巍山断裂较为一致,但位置不同,证实这次地震的发震构造是该断裂南段西侧一条SW陡倾的右旋走滑次级断裂。

基于遥感影像的震后避难空间快速提取模型研究——以2021年云南漾濞M_(S)6.4地震为例

震后避难空间是居民遭遇地震时紧急疏散、避难、临时生活的重要区域。以无人机影像为基础,采用影像面向对象分类与GIS栅格化的分析方法,构建震后避难空间评价指标,建立基于遥感影像的震后避难空间快速提取模型,并以2021年云南漾濞M_(S)6.4地震为例,将避难空间提取的结果与震后居民实际选取的避难空间进行比较。结果表明:模型共计提取可用避难空间70个,根据目标函数F得到最优避难空间5个,其中每个避难空间在漾濞M_(S)6.4地震中实际帐篷数量分别为72、55、54、30、44顶,模型计算结果与实际结果匹配。