2022年四川泸定 M_(s)6.8地震强震动特性研究

北京时间2022年9月5日12时52分,四川省甘孜州泸定县发生M_(s)6.8级地震。国家强震动台网获得了133组三分量加速度记录,在对记录进行初步筛选和滤波后,研究了PGA和PGV衰减关系、竖向地震动特点、地震动速度脉冲,对比分析了反应谱和设计谱,着重对石棉挖角台站附近震害与地震动的相关性进行了分析,结论如下:1)三种台站强震动记录的PGA和PGV拟合曲线都比较相近,PGA、PGV拟合曲线与霍俊荣的预测模型较为接近;2)竖向地震动偏大,约38.2%的强震动记录V/H大于2/3,可能是屋顶塌落、柱子扭转和天花板坠落等震害现象出现的主要原因;3)识别出具有速度脉冲特性的记录11条,该类记录对长周期结构影响较大;4)所选记录反应谱大多超过了罕遇地震设计谱水平段,具有速度脉冲特性的051SMW台站周围房屋破坏较严重,人员伤亡较重。

青藏高原东南缘三维S波速度和径向各向异性及泸定M_(S)6.8和芦山M_(S)7.0地震孕震环境探讨

利用青藏高原东南缘布设的684个流动地震台和150个固定地震台的连续背景噪声波形数据,提取了周期5~50 s的Rayleigh波和Love波相速度频散,并反演获得了该区域下方0~70 km三维S波速度和径向各向异性结构.结果表明:(1)受川滇地块南部高速体的阻挡,东南缘中下地壳内存在两条空间分布独立的低速带.西侧(L1)从川滇地块北部向南延伸至滇西南地块,其中下地壳平均V_(S)小于3.4 km·s^(-1)并表现为正径向各向异性结构,反映了高原中下地壳可能存在部分熔融和韧性变形;东侧低速带(L2)沿着小江断层南北分布,受到红河断层的阻挡,弱物质不太可能进入滇西南地块,该区域下地壳和上地幔顶部均显示较强的正各向异性,推测其更可能是沿小江断层相互驱动的块体在横向挤压过程中引起的地壳部分熔融而导致.(2)芦山M_(S)7.0地震位于龙门山逆冲断层南段,泸定M_(S)6.8地震位于鲜水河走滑断层东南段,两者都发生在地壳浅层高低速异常过渡带上,但其深部孕震环境有所不同.芦山震区西北部中下地壳低速体为负各向异性,推测韧性物质沿着龙门山下方陡倾断层向上运移,上地壳积累应力并通过薄弱区域释放导致了芦山地震的发生;泸定震区为正各向异性的中下地壳韧性变形促进了川滇地块SE向的水平运动,受刚性的四川盆地阻挡,加剧了上地壳发震断层的滑动变形和应力积累,脆性上地壳突然破裂导致了泸定地震的发生.

简易烈度计记录的噪声水平评价:以泸定M_(S)6.8级地震为例

在我国地震预警和烈度速报系统中,烈度计被广泛使用。烈度计的频谱特征主要是通过检定实验室进行标定,但在破坏性地震中,烈度计响应特点缺少必要的研究分析。该文以2022年四川泸定M_(S)6.8级地震为例,对比分析了烈度计记录和强震仪记录在噪声水平、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、高通滤波截止频率(f_(HP))取值以及有效周期范围(T_(max))方面的特点,综合评价了烈度计记录的频谱特征,分析了噪声影响。得到以下结论:在整个频域范围内,烈度计记录的SNR要比强震仪记录平均意义上低一个数量级,可以估计烈度计动态范围较强震仪大致低20 dB;烈度计记录的最佳f_(HP)取值相较于强震仪记录存在更大的不确定性,尤其是在竖直方向上;烈度计记录的最佳f_(HP)取值更大,反应谱T_(max)较传统强震仪记录在水平方向小1~2 s,在竖直方向小3 s左右。该研究结果有助于合理应用烈度计记录,服务地震学和地震工程学相关研究。

泸定M_(S)6.8地震发震机制研究——来自震前噪声成像和b值分布的共同约束

2022年9月5日四川省甘孜州泸定县发生了M_(S)6.8地震,打破了鲜水河断裂带东南段的大震"平静期",造成了重大自然灾害.清楚认识泸定地震震源区发震构造、地震活动性和应力状态对研究强震发震机制具有重要作用.本文利用震前在泸定地震震源区布设的50台短周期流动地震台阵观测资料及区域地震台网震相走时数据,分别采用背景噪声成像、双差定位和改进的b值成像技术,获得了震前震源区浅层高分辨率S波速度结构、地震空间分布及b值横向变化图像.结果揭示,泸定地震主震初始破裂起始于鲜水河断裂磨西段、具有高速异常和高应力特征的凹凸体内;主震西侧存在一条隐伏的正断型伴生分支断裂,5.0级的最大余震即发生在该断裂上;主震凹凸体的破裂同时造成了东南方向另一个较小高速凹凸体的破裂并形成密集余震群.由此可见,震源区跨断层高速异常"铆钉"结构和震前的高应力积累在整体上控制了泸定地震的发生和强余震活动.通过浅层高分辨率结构成像识别这种特殊的"铆钉"结构,同时通过b值成像识别高应力区,可有效评估断层的发震能力,对重点区域地震危险性研判具有极其重要的意义.

2022年四川泸定M_(S)6.8地震震源破裂过程及强地面运动模拟

首先,利用区域宽频带波形拟合,反演了2022年泸定M_(S)6.8地震序列主震和部分余震的震源机制解和震源深度;其次,基于有限断层模型反演方法,使用区域宽频带波形数据反演了此次泸定地震震源破裂过程,并根据得到的震源破裂模型计算了峰值地面速度(PGV)分布。结果显示,此次地震矩心深度为6.0 km,是一个典型的高角度左旋走滑地震。震源破裂传播方向主要沿断层走向约165°向东南方向传播,由深部震源起始破裂点向浅部扩展,并破裂到地表,地表破裂主要分布在磨西到猛虎岗一带,长度约16 km。震源破裂过程持续时间约20 s,能量主要集中在前15 s内释放。地震释放的标量地震矩为1.07×10^(19)N·m,约等于矩震级M_(W)6.62。地震主体破裂发生在3~6 s之间,最大滑动量达到1.8 m,位于震中东南方向深度约10 km处。除此之外,在震中西北方向深度11 km处和震中东南方向深度18 km处分别发生两个次级破裂,滑动量大约在0.6~1.0 m。主体破裂的破裂长度约20 km,两个次级破裂的长度分别约为4 km和8 km。使用该震源破裂模型计算得到了PGV分布,PGV分布以震中为中心沿断层走向两侧扩散,其长轴与地震断层走向一致,呈NW向,极震区PGV为200~360 cm/s,地震烈度区内受灾严重的村镇均位于极震区。

地震预警台站在地震定位中的应用——以四川泸定M_(S)6.8地震为例

为了研究预警台站在地震定位中的应用效果,本文以2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震为例,基于地震预警台站观测资料,使用LOC3D定位方法对主震及2022年9月9日前MS≥3.0余震进行重定位。结果表明:泸定M_(S)6.8地震震中位置与人工目录结果基本一致;预警台站观测资料的加入能够增加各个方位的台站覆盖率,增加近台数量,提供地震事件S波完整震相,有效地约束地震定位结果中的震源深度,提升了地震定位精度,为地震定位提供更全面有效的数据支撑。

2022年9月泸定M_(S)6.8地震与花莲M_(S)6.9地震震害对比分析

2022年9月,我国发生2次6级以上地震,分别为四川泸定M_(S)6.8地震和台湾花莲M_(S)6.9地震。对比分析2次地震震害情况,总结地震造成的人员伤亡情况及对建筑物、基础设施等的影响,剖析震害差异原因,并从中总结提高地震灾害防御能力的启示,以期为未来地震灾害的快速判定、地震现场烈度评定及损失评估、应急响应决策等提供参考。

泸定M S6.8地震震前变形特征及鲜水河断裂南东段地震活动性

针对鲜水河断裂带南东段的历史地震活动性和近10 a该断裂带上发生的中小震群展布特征,利用GNSS观测数据给出2022年泸定M S6.8地震震源区及周边区域的速度场、应变率场,识别此次地震震前的变形特征。GNSS速度场显示,鲜水河断裂带南东段走滑速率约为10 mm/a,区域整体运动为ES向,与断裂构造运动具有一致性;应变率场结果显示,发震断裂仍存在较强的剪切应变积累,汶川特大地震后随着应变能不断释放,龙门山断裂带的卸载作用间接影响鲜水河断裂带的南东段,该断裂长期处于应变积累高值的过渡区,现今仍具有较高的断层闭锁状态,该地区的地震活动趋势和地震危险性值得进一步关注和研究。

2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震序列发震构造

2022年9月5日在四川省泸定县磨西镇发生M_(S)6.8强烈地震,极震区烈度达Ⅸ度,共造成97人遇难,20人失联.本文利用截至2022年10月22日的震相数据和波形资料,对本次地震序列进行了重新定位,并利用CAP波形反演方法,计算了主震与M_(S)>3.0余震的震源机制解,初步分析了该序列的发震构造及其几何结构特征和震源区构造变形特征.序列重新定位结果表明,泸定M_(S)6.8地震余震区长轴沿鲜水河断裂带南段磨西段呈NNW向展布,余震密集区长约55 km,北端和南端大致止于泸定新店子北侧和石棉草科乡南侧.余震存在明显的分区丛集特征,且在南门关南侧和湾东附近各存在一个余震稀疏区,将余震区自然划分为北、中、南三段,北段和南段相对较窄、中段较宽.M_(S)6.8主震与10月22日泸定M_(S)5.0余震位于中段,9月7日石棉M_(S)4.5余震位于南段,北段无M_(S)4.0以上余震活动.CAP反演结果显示,主震矩震级MW6.44,震源机制解节面参数(走向/倾角/滑动角)为:节面Ⅰ75°/90°/155°,节面Ⅱ165°/65°/0°,矩心深度3.0 km;7次M_(S)>3.0余震的矩心深度在2.5~7.5 km之间,反映本次泸定主震及其3.0级以上余震能量释放主要发生在上地壳浅部.面应变As值揭示主震为纯走滑型,而余震震源机制解分段特征显著,南段和北段均为纯走滑型,中段为拉张(正断)型.基于余震空间分布、序列震源机制解与余震区构造展布,推测本次泸定M_(S)6.8地震的主发震断层为鲜水河断裂带南段NNW走向的磨西段(磨西断裂),左旋走滑,其断层面走向、倾角和倾向均呈现明显的分段差异,揭示主发震构造几何结构具有复杂性,但应变花形态揭示石棉草科乡以北的主发震断层构造变形模式具有很好的一致性,呈NE向拉张、NW向挤压等量的纯走滑变形模式.余震区中段主震西侧3次M_(S)>3.0正断型余震与2016年泸定震群4次M_(S)≥3.4纯正断和斜滑正断型地震应变花揭示该区域发震断层呈NE向拉张分量为主或NE向纯拉张的变形模式,主震西侧可能存在一系列走向SSE(NNW)的正断型微破裂(~2 km),震源机制解给出的两个节面倾向表明高海拔的贡嘎山山体在震间及同震过程中或存在垮塌现象.

2022年MS_(6.8)泸定地震诱发滑坡中过剩地形的影响

地貌演化受到构造活动和河流侵蚀等作用影响。作为地貌演化的重要组成部分,滑坡对于塑造地貌形态起到了重要作用。滑坡发生的本质是坡体平衡受到破坏,而这种不平衡现象可体现为存在过剩地形。2022年9月5日四川省泸定县MS_(6.8)地震诱发了大量山体滑坡,为研究过剩地形对同震滑坡的空间分布提供了一个研究实例。文中基于震后遥感影像对同震滑坡进行了提取,并依据ALOS 12.5m地形高程数据计算了震区过剩地形。此次工作共识别出1485个滑坡(面积约为14.83km^(2)),这些同震滑坡多为浅层滑坡,呈带状集中分布于大渡河两侧。同时,过剩地形的计算结果显示其主要分布在大渡河及其支流的山谷两侧。相关性分析结果表明,高达91.7%的同震滑坡分布在不同厚度的过剩地形分布区。为了进一步研究过剩地形和同震滑坡的空间关系,文中对2008年汶川地震、2013年芦山地震和2014年鲁甸地震等诱发滑坡与过剩地形的空间分布进行了分析,结果表明二者的空间分布具有高度的一致性,显示出过剩地形对同震滑坡空间分布的控制作用。值得注意的是,文中计算获得的泸定地震震区过剩地形的平均高度约为80.0m,明显大于此次地震诱发滑坡的厚度,这意味着此次同震滑坡仅仅是移除了很少部分的过剩地形,据此推测剩余的过剩地形分布区仍是未来潜在的滑坡易发区。

四川泸定M_(S)6.8地震灾害主要特征分析

四川泸定6.8级地震是继2013年芦山7.0级地震至今,四川境内遭受灾害面积最大、死亡人数最多的一次地震,造成了一定程度的房屋和基础设施损坏,诱发了大量的地质灾害,具有明显的区域特点.本文基于四川省抗震救灾指挥部和地震现场工作队的一手资料,从灾情获取的时间序列、震害的空间分布、生命损失、建筑物破坏、地震地质灾害的强度等方面开展了本次地震的灾害特征分析.初步得到如下认识:①黑箱期时间为1.5h,死亡人数统计比小于1%,24h获得了半数以上伤亡信息,符合中强地震灾情渐进式获取的一般规律;②本次地震影响面较广,有感面积为816194km^(2),烈度Ⅵ度区域以上面积为19089km^(2),Ⅸ度区面积为280km^(2),与一次7级地震受灾范围相当;③地震灾害重且破坏集中,截至2022年9月11日17时共造成93人死亡,25人失联,导致房屋垮塌415间,严重损坏5566间,一般损坏19890间,新增有威胁对象的地震地质灾害点565处,其中,约92%的死亡人员地点、68%的地震地质灾害点、多数的毁坏及严重破坏房屋位置,集中分布在Ⅷ度和Ⅸ度区;④滑坡、崩塌等次生地质灾害是造成本次地震人员死亡最主要的原因,占总死亡(含失联)人数的86%.

泸定M_(S)6.8地震卫星红外辐射异常

1研究背景将卫星遥感红外资料应用于地震监测,起始于20世纪80年代前苏联科学家。后续国内外学者陆续开展了这方面的研究,提出了涡度、RST、ZS、距平和功率谱等异常提取方法,取得了大量震例和机理方面的研究成果(张元生等,2002;Tramutoli et al,2005;Ouzounov et al,2007;Freund,2011;Jing et al,2022)。张铁宝等(2016)研究表明,川滇块体东边界带强震前,川滇块体存在显著的超阈值辐射增强异常。利用该地区通过震例总结得到的红外辐射异常特征,持续对川滇块体红外辐射进行了多年跟踪,在2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震前,川滇块体又再次出现了类似的异常变化。泸定地震发生在川滇块体东边界的鲜水河断裂带磨西段。本研究主要分析泸定地震前红外辐射的异常变化。

2022年四川泸定M_(S)6.8地震震源基本特征

2022年9月5日,在四川省甘孜州泸定县发生M_(S)6.8地震.本研究收集区域台网震相数据、全球地震台网(GSN)、国际数字地震台网联盟(FDSN)与德国地学中心GEOFON台网的宽频带P波数据,利用双差定位、矩心矩张量解反演、有限断层波形反演和视震源时间函数分析等方法,分析了此次地震震源的基本特征.重定位结果显示,余震分布具有丛集性,3个地震丛分别集中在震中附近以及相距30 km左右的东南端和西北端,总体上西北端地震较浅,东南端地震较深.矩心矩张量反演表明,矩心位于29.55°N,102.14°E,深度16 km,释放地震矩1.0068×10^(19)N·m,相当于矩震级MW6.60,双力偶成分占88%,是一次近纯走滑的地震事件.结合余震分布可以断定,地震发生在走向163°、倾角77°(倾向西南),滑动角为-5°的断层面.有限断层反演显示,破裂区主要由两部分构成,破裂起始点及其周围是主要破裂区;另一破裂区位于其东南,总体表现为从西北向东南的单侧破裂,最大滑动量约1.4 m,位于起始破裂点附近.从矩心矩张量反演和有限断层反演得到的震源时间函数均表明,地震持续时间约20 s,能量释放分两个阶段.根据视震源时间函数的方位依赖性推断,破裂优势方向在165°方位,与断层走向一致,由平均视震源时间函数估计的标量地震矩几乎与有限断层反演得到的完全一致,且与矩心矩张量反演结果非常接近.

2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震深部构造特征

2022年9月5日四川省泸定县发生M_(S)6.8地震.本次地震发生在鲜水河断裂南东段端部,位于鲜水河断裂与龙门山断裂、安宁河断裂相交汇的Y形区域.本文利用四川泸定地区的三维S波速度结构,结合地壳厚度、泊松比、GNSS应变场、构造应力场以及各向异性等资料,综合分析了震源区的深部结构.结果显示:泸定M_(S)6.8地震发生在地壳厚度、泊松比、布格重力异常以及最大剪切应变率的快速变化区内;震源附近S波速度在横纵向均表现为高、低速的过渡区域.震源西南侧有一个相对较小的低速体,可能是泸定地震发震的主要深部构造原因.GNSS应变场显示泸定地震位于最大剪切应变率显著高值区.震源机制解显示本次地震震中处于WNW向挤压、ENE向拉张的走滑应力结构,与鲜水河断裂的构造应力场一致.构造应力方向与GNSS主压应变方向有良好的一致性.近场地震记录得到的上地壳S波分裂结果显示,Y形交汇区内快S波主要有两个优势偏振方向,其中WNW(近EW)方向为交汇区的主压应力方向.本文推测,鲜水河断裂是泸定地震的主控断裂,但龙门山断裂对本次地震有重要影响.

泸定M_(S)6.8地震前后川滇强震活动幕式图像分析

1研究背景2022年9月5日四川泸定发生M_(S)6.8地震,该事件对于未来强震活动形势发展及主体活动区域转移有何意义,是目前关注的焦点。本文继承了黄圣睦(2000)的川滇地区幕式结构研究思路和判定依据,其主要内容为:川滇作为一个地震构造块体,有着相同的新构造环境和地震活动紧密相连的充分依据。川滇之间没有像四川和甘肃或四川和青海之间存在的EW向秦岭构造带的横亘、阻截,将四川和云南作为整体研究,其幕式活动图像明显,可以比较容易把握强震活动规律。

2022年9月5日泸定M_(S)6.8地震震源机制和辐射能量测定

中国地震台网(2022)测定2022年9月5日12时52分四川泸定县(29.59°N, 102.08°E)发生M_(S)6.8地震,震源深度为16 km。本次地震震中位于鲜水河断裂带(徐泰然等,2022),该断裂带北起甘孜东谷附近,向南经过炉霍、道孚、康定一线,至石棉县安顺场一带逐渐消失,全长约350 km,总体走向320°—330°,呈略向北凸出的弧形,与甘孜—玉树断裂共同构成川滇地块的北边界和巴颜喀拉地块的西南边界。鲜水河断裂带作为中国西南山区现今活动强烈的大型左旋走滑断裂带,具有规模大、活动强、地震频度高等特点(陈桂华等,2008)。

2022年9月5日泸定M_(S)6.8地震宽频带地震动谱元法模拟

2022年9月5日12时52分四川甘孜州泸定县发生M_(S)6.8地震,此次地震造成泸定县及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡。为重现此次地震的地震动影响场,分析近场强地面运动的空间分布特征,将确定性的凹凸体震源模型与随机震源模型结合得到有限断层运动学混合震源模型,进而将上述混合震源模型开发到SPECFEM 3D谱元法开源代码中,实现了基于谱元法和运动学混合震源模型的泸定M_(S)6.8地震的全过程宽频带(0.1—5 Hz)地震动模拟,通过与六个台站的时程记录、对应的反应谱以及NGA-West2地震动衰减曲线进行比较检验了方法的精度和适用性;进而给出了此次地震的三分量速度波场快照图,再现了地震波传播时近场地震动的方向性效应和局部场地效应;最后给出了震中100 km×100 km范围内的地震动峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV)云图,分析了泸定地震近场强地面运动的空间分布特征,并给出了基于模拟结果的地震烈度分布图。结果显示,震中PGA接近600 cm/s^(2),PGV接近50 cm/s,烈度达到Ⅸ度,且由于泸定地区内高山峡谷地形对地震动的影响,地震动峰值在山顶和峡谷处明显放大,山顶处PGA和PGV分别放大1.9倍和1.5倍,峡谷谷底处PGA和PGV分别放大1.7倍和1.4倍,这里出现的地震动放大现象以及可能造成的次生地质灾害亟需引起注意。

利用区域地震记录反演2022年泸定M_(s)6.8地震破裂过程

2022年9月5日在四川省甘孜藏族自治州泸定县发生一次M_(s)6.8地震.基于区域地震波形数据,对主震震源破裂过程进行反演,结果表明:这次地震发震断层为鲜水河断裂,总体表现为左旋走滑.破裂主要沿断层走向向SSE方向传播,并由起始破裂点向浅部扩展,整个过程持续约13 s,释放标量地震矩为1.2×10^(19)N·m,相当于Mw6.6.破裂长度约18 km,宽度约14 km,最大同震滑动量为2.7 m,估计的矩心深度为6.2 km.与远震波形数据反演结果相比,此次地震主要破裂区位于震中SSE一侧,在震中NNW一侧没有发现较为明显的破裂区.

2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震引起的水温同震响应特征分析

基于全国地下流体观测网的水温观测数据,分析2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震引起的水温同震响应特征,并结合同震静态应变场探讨了水温同震响应机理。结果表明,泸定M_(S)6.8地震水温同震观测点主要分布在龙门山断裂带和川滇菱形块体中南部;震中距Δ≤500km范围内水温同震以下降—恢复型和上升型为主,水温同震项数及测项比随震中距的增加逐渐减少;水温同震响应幅度与震中距和地震能量密度显著相关,且随震中距的增加呈指数衰减,随地震能量密度的增加呈指数增大;水温同震响应持续时间主要集中在1天以内,持续时间随震中距的增加呈指数衰减。

2022年四川泸定MS6.8地震前地下介质视电阻率变化特征及其机理分析

2022年9月5日四川泸定县M_(S)6.8地震前四川地区运行有5个直流视电阻率连续观测站,其中红格、冕宁、江油和甘孜4个观测站在地震前出现了不同类型的中短期异常变化.本文结合岩石物理实验结果、岩土介质电阻率模型和断层虚位错模式对这4个观测站的异常变化与此次地震晚期孕育过程之间的联系进行了初步的分析,结果显示冕宁、江油和甘孜3个台站的视电阻率异常变化形态与地震前观测站所在区域相对的变形特征吻合,其中甘孜站为下降异常,位于此次地震孕育过程产生的挤压增强区域;冕宁和江油站为上升异常,位于相对膨胀区域;红格站为下降异常,但却位于相对膨胀区域,其观测数据的异常变化可能不仅仅受此次地震孕育过程的影响.