利用InSAR数据约束反演2017年M_W6.3精河地震同震破裂模型

利用Sentinel-1降轨卫星数据,研究2017-08-09新疆精河MW6.3地震的同震形变与断层滑动破裂。考虑轨道和大气误差的影响,基于模型改正后的精细同震干涉图显示,视线向最大地表位移约为7cm,未发现有地表破裂。此外,基于弹性半空间位错模型,采用两步法策略分别反演地震的均匀断层几何参数和同震滑动分布,结果显示,精河地震发震断层以逆冲运动为主,主破裂区位于8~17km深度,最大滑移量为0.6m,表明该地震是一次由逆冲型隐伏断层产生的单次破裂事件。InSAR结果给出的地震释放矩能量为2.91×1018Nm,相当于矩震级MW6.25,与USGS、CENC等机构给出的震级一致。

无人机摄影技术在精河地震房屋震害定量评估中的应用

利用2017年8月9日精河6.6级地震后获取的高分辨率无人机影像,对叶里斯南也肯村153栋房屋进行结构分类和震害解译,获取研究区内土木结构、砖木结构、砖混结构、框架结构4种类型房屋数量及震害特征,并依据解译结果计算每种结构房屋平均震害指数。由于研究区内砖木结构、砖混结构、框架结构房屋数量偏少,房屋内部的震害难以用无人机影像识别,这3类房屋的震害解译结果与现场调查结果相比差别较大,而土木结构房屋平均震害指数及所对应的地震烈度结果与现场调查结果基本一致,表明无人机影像可为房屋震害定量评估提供重要参考。

2017年8月8日四川九寨沟M7.0和9日新疆精河M6.6地震震源机制解

文中利用地震学联合研究会(IRIS)数据管理中心提供的全球地震事件波形资料,基于W-Phase震相资料,采用矩张量反演方法研究2017年8月8日和9日分别发生在四川省九寨沟的M7. 0地震和新疆精河M6. 5地震的震源机制。反演结果显示2017年8月8日发生的四川省九寨沟M7. 0地震的2个节面分别为走向152. 7°、倾角61. 4°、滑动角-4. 8°和走向245. 0°、倾角85. 8°、滑动角-151. 3°,震源深度为14km,该结果表明九寨沟地震以走滑型为主,2个节面分别呈NW向和SE向展布。2017年8月9日发生的新疆精河M6. 6地震的2个节面分别为走向100. 6°、倾角27. 5°、滑动角114. 1°和走向253. 9°、倾角65. 1°、滑动角78. 0°,震源深度为16km,该结果表明精河地震为以逆冲型为主的地震破裂事件,2个节面均为近EW向,震源性质与区域地震构造背景一致。

呼图壁MS6.2与精河MS6.6地震前的地形变异常特征

利用2012-2018年跨断层流动水准观测资料,提取北天山地区的断层形变趋势累积率和灰色关联度指标,结合2009-2017年GPS速度场数据,分析呼图壁MS6.2与精河MS6.6地震前的地形变异常特征。结果表明:①呼图壁地震位于GPS压性变化最高值区边缘,断层形变趋势累积量较大的测线相对集中在震区附近;精河地震位于压应变较高值区和增强区,震区附近也出现巴音沟、伊宁等跨断层高逆断趋势累积背景异常。②2次地震中,震级较大的精河地震前跨断层灰色关联度指标异常较为显著,震中周边半径200,300,500 km范围内均出现"逆断加速"中短期-短期异常;且距震中越近,异常幅度越大。

新疆精河M_(S)6.6地震震源深度研究

新疆精河M_(S)6.6地震后不同研究机构发布的震源深度差异较大,增加了对此次地震震源孕震机制和深部构造方面认识的难度。本文中利用双差定位法、CAP波形反演法和远震深度震相法,对精河地震的震源深度进行重新测定,结果表明不同方法测定的震源深度基本一致,此次精河地震震源破裂起始点深度为20 km比较可靠。

2017年精河M_S6.6地震邻区构造应力场特征与发震断层性质的厘定

2017年8月9日新疆精河发生M_S6.6地震,深入了解该地震的构造应力背景及其所破裂断层的活动特性对理解其孕震过程及震后的地震危险性估计十分重要.本研究自GCMT目录收集了2017年8月9日新疆精河MS6.6地震震中及其邻区的253个震源机制解,应用MSATSI软件反演了该地震及其邻区的应力场.反演结果显示,西北区域应力场的最大主压应力轴的方位从西到东呈现出NNW-NS-NNE的渐变过程,东南区域应力场最大主压应力轴的方位稳定于NNE向,倾角都较小;最大主张应力轴都基本沿东西向,倾角相对较大;西北区域较大的R值显示出区域应力场主要受近NS向水平挤压作用,中部挤压分量相对较大,西部和东部挤压分量相对较小.根据所反演的区域构造应力场,结合发震的库松木契克山前断裂的地质调查参数,估算该断裂的理论滑动角为137.7°,误差为21.3°,验证了地质上得到的库松木契克山前断裂的逆冲兼右旋走滑性质.判断该断裂滑动性质的另一种方法是通过发生在该断裂上地震的震源机制验证.本研究首先计算了发生在库松木契克山前断裂不同机构给出的震源机制节面在所反演的局部应力场作用下的理论滑动角,发现理论滑动角与实际地震震源机制滑动角相差很小,验证了反演的局部应力场的正确性;而后计算了局部应力场作用下的库松木契克山前断裂上的理论震源机制与实际发生地震震源机制的三维空间旋转角,发现两者在给定的误差范围内是一致的.本研究自地球物理角度确证了库松木契克山前断裂的滑动性质,为该地区的地震孕育环境、地震活动性和地球动力学研究提供了基础.

2017年8月9日精河M_S6.6地震余震序列精定位及发震构造分析

为确定2017年8月9日精河MS6.6地震的发震构造,本文使用双差定位方法对发震时刻至2017年10月震源区所发生的余震进行了精定位,同时利用CAP波形反演方法,得到了主震的震源机制解,同时使用GPAT方法反演得到了部分余震的震源机制解,并基于两者对本次地震的发震构造予以分析。结果显示:精定位后主震位于(44.27°N,82.85°E),震源深度为17 km;主震最佳双力偶解对应的节面Ⅰ的走向为260°、倾角为51°、滑动角为84°,节面Ⅱ的走向为89.5°、倾角为39.4°、滑动角为97.4°;余震序列位于主震东侧,并向东展布约30 km,在3-18 km深度范围内均有分布,其优势方向为近EW向,次优势方向为SW向。结果表明,本次地震是一次逆冲型地震,通过反演得到的大量小震震源机制解的结果与主震震源机制解结果相一致。结合余震震中分布、主震及余震的震源机制解以及震源区的地质构造,本文推断近EW走向具有逆冲性质的库松木楔克山前断裂为精河主震的发震构造。

新疆精河M_W6.3地震产生的静态应力变化研究

利用精河M_W6.3地震有限断层破裂模型,计算了精河地震产生的位移场、应力场、周围主要断层上的静态库仑应力变化以及主震对余震的触发作用。结果表明:(1)精河地震产生的地表隆升最大值约为6.6cm,沉降最大值约为1.8cm;水平位移方向呈现震中南北侧向震中汇聚、震中东西侧向外"流出"的特点。(2)精河地震产生的水平面应力场展布南北侧物质主要受到指向震中的拉张力作用,东西两侧物质主要受到因震中过剩物质东西向排出而导致的东西向挤压力作用。(3)震中西侧距震中约20km的库松木契克山前断裂中段和震中东北部距震中约50km的四棵树-古尔图南断裂西段的库仑应力加载均大于0.01MPa,即2处为地震危险区。(4)在震源深度为8~12km的余震事件中,约有85.5%处于库仑应力加载区,即受到主震的的触发作用;在深度为4~8km的余震事件中,约有87%受到主震的应力触发作用。

基于升降轨Sentinel-1 SAR影像研究精河M_S6.6地震震源机制

采用Sentinel-1A/B卫星升降轨SAR数据获取了2017-08-09新疆精河MS6.6地震的同震形变场,并以InSAR形变场为约束,利用均匀滑动模型和分布式滑动模型反演了发震断层的滑动分布。结果表明,升降轨InSAR形变场均显示为隆升,形变影响范围约30km×40km;发震断层走向约为83.8°,倾角约为40.6°,滑动角约为89.1°,震源深度约为20.7km,矩震级为MW6.35,同震位错以逆冲运动为主兼有极少量左旋走滑分量。精河地震的发震断层为库松木楔克山前断裂,该次地震是新疆北天山地区逆冲断裂带深部发生错动的结果。

2018年精河5.4级地震前地磁日变化畸变异常分析

2018年10月16日新疆精河5.4级地震发生时,震中附近的台站不同程度上记录了地磁日变化畸变异常,如地磁总强度F02时每日一值空间相关异常、地磁垂直分量加卸载响应比异常、地磁低点位移以及地磁日变化空间相关异常等。统计震前观测到的所有地磁异常,并分析研究了其震前异常变化特征。得到如下结论:(1)从全国每日一值相关分析结果看,震前114天出现每日一值空间相关异常,异常高值台为乌鲁木齐和克拉玛依;(2)震前59天沿北天山断裂带分布的地磁台站加卸载响应比均成组出现超限的高值,且异常高值的空间分布跟震中位置有一定关联;(3)中国大陆地磁台站震前37天出现低点位移突变分界线,且异常集中于震中附近;(4)震前出现地磁垂直分量日变化空间相关异常,异常台站空间上也主要集中于北天山地区。因此地磁垂直分量日变形态及有关的计算方法短期内具有一定的预报效能,可为今后利用地磁方法预测地震积累经验和震例。

基于区域地震波形的2017年新疆精河MS6.6地震破裂方向性及发震构造研究

2017年8月9日的新疆精河MS6.6地震是近年来天山北缘发生的最大地震,震中位于由多条逆冲断层组成的库松木契克断裂带内.由于震源较深、构造形变复杂、区域地震台站相对稀疏,仅根据震源机制解、余震分布和InSAR观测结果等难以直接判定发震构造.本文针对倾滑型地震发展了一种基于区域地震波形的破裂方向性测定方法,利用余震作为参考地震进行路径校正,根据主震和参考地震的波形时移差和Pn-Pg到时差分别确定主震在水平方向和深度方向的破裂尺度,进而推断同震破裂的延展方向和延伸尺度.本文在反演了主震的点源参数后,应用新发展的方法测定了地震的破裂方向性.点源反演结果显示,精河地震是一个发生在中地壳的高角度逆冲地震,矩震级约6.2,质心深度21km,震源持续时间5.5s,两个双力偶节面分别为102°/45°/106°(NP1)和259°/47°/74°(NP2).破裂方向性分析结果显示,地震的破裂面为南倾的NP1节面,地震沿着破裂起始点向西南方向、向下破裂,总破裂长度约11.5km,其中,沿深度的破裂范围约7km,沿水平的破裂范围约9km,平均破裂速度约2.1km·s-1.综合区域地质资料、卫星影像等判定本次地震的发震断层为精河南断层,地震可能只破裂了断层的下段(17~25km),并未破出地表.

基于GPS的精河M_S6.6地震前地壳变形动态特征研究

利用2013~2017年3期GPS观测资料,获得精河6.6级地震前震中附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率,并结合区域构造背景分析该区域变形动态特征。结果表明:震前震中附近区域速度场速率逐渐增大,发震断裂两盘构造运动速率不均,震中附近区域GPS测点的速率和运动方向存在差异,反应了地壳应变能量积累。震中区域主压应变率变化反映出应力调整过程,沿断层走向的张压转换的形变高梯度带、最大剪应变梯度带可为地震预测提供参考。

联合空基与地基观测数据揭示2017年新疆精河M_(W)6.3地震震前多参数时空关联及可能的物理机制

地震震前多参数异常及其时空关联性的回顾性分析是深入认识地震孕震过程,探究多参数异常变化可能物理机制的关键.因此,本文以空基数据包括地表温度、空气温度、潜热通量、晴空长波辐射和地基数据包括钻孔温度、水溶氡气、水溶氦气、钻孔形变作为研究参数,提取2017年新疆精河M_(W)6.3地震震前各参数时空异常变化,分析多参数异常变化之间的时空关联并探究其可能的物理机制.结果表明,精河地震前多个参数显示出异常变化.空基参数异常主要分布在震中西/西南部及北/东北部,最大异常分布出现在地震前一个月,且对应的异常变化高值区位于震中附近.钻孔温度未出现异常变化,水溶氦气显著异常变化出现在地震前四个月,水溶氡气显著异常变化则出现在地震前一个月,钻孔形变NE-SW分量压缩速率加快,NW-SE则由压缩状态转为拉张状态.空基和地基观测参数的异常变化在时间序列上呈现明显的链式过程,钻孔形变为第一个异常变化参数,水溶氡气为最后一个,异常集中变化时段在7月10日至7月15日.此外,钻孔形变NW-SE方向由压缩转为拉张的时段与空基参数异常变化时段相一致.在空间分布上,地表温度、空气温度和长波辐射异常分布范围与研究区应力积累区域吻合,而潜热通量异常空间分布则主要受区域地形因素影响.综合上述研究成果,本研究认为精河地震震前多种参数异常变化可能的物理模型为正极空穴模型.

2017-08-09新疆精河M_S6.6地震附近区域相对应变的变化分析

2017年精河MS6.6地震震前,尼勒克、巴伦台和小泉沟台钻孔应变仪记录到显著的应变变化,经现场落实确认,异常是可靠的。根据这3个台的记录资料计算相对应变的变化,结果表明,地震前最大(小)主应变大小和方向分别出现明显加速和急剧偏转变化。此外还发现,相对应变场异常期间主方向与震源机制解P轴方位较为一致。

2011年10月16日新疆精河县5.0级地震震害特征及原因

2011年10月16日新疆精河县5.0级地震震中位于博尔塔拉蒙古自治州精河县托里乡境内,极震区震中烈度为Ⅵ度。震害调查显示,灾区房屋主要以老旧的土坯房为主,地震使本身老旧的房屋裂缝加宽,破坏加重。其次,灾区房屋震害还具有明显的南北差异特性,场地条件差异是造成距离震中较远的部分房屋破坏较重的主要原因之一。

2017年8月9日精河6.6级地震烈度分布与房屋震害特征分析

通过对2017年8月9日精河6.6级地震灾区内共计355个调查点的实地调查,确定了此次地震的烈度分布。灾区最高烈度为Ⅷ度(8度),灾区面积15623km2,灾区总人口487696人,其中,受灾人口133695人,地震共造成36人受伤;对各烈度区内不同结构类型房屋的震害现象进行了整理,分析了不同结构类型房屋的抗震能力与震害原因,结果显示,土木结构房屋倒塌及屋檐塌落是导致人员受伤的主要原因;砖木结构房屋缺乏抗震设施,破坏形式多样;砖混结构房屋在高烈度区破坏较重;框架结构房屋主体完好但填充墙普遍出现破坏。安居富民房屋抗震性能良好。

2017年8月9日精河6.6级地震序列重定位与发震构造初步研究

基于新疆区域数字地震台网震相观测报告,采用HypoDD方法精确定位了精河M_S6.6地震序列ML≥1.0地震的震源位置,综合分析了此次地震序列的空间分布特征和可能的发震构造。结果显示,主震震中为44.2639°N、82.8294°E,震源初始破裂深度为17.6km;地震序列总体沿近EW(273°)向单侧扩展,展布长度约20km;震源深度优势分布范围为7~17km;沿余震走向的深度剖面显示,主震向西10km范围内,余震震源有逐渐变浅的趋势,余震序列中尾端向SW方向偏转的地震震源较深;垂直于地震序列的深度剖面显示,地震序列自北向南呈现逐渐加深的变化特征,表明发震断层面倾向为S倾。综合考虑中国地震局地球物理研究所给定的震源机制解以及震源区地质构造情况推测,精河M_S6.6地震发震构造可能为库松木契克山前断裂东段。

2011年10月16日新疆精河县5.0级地震震害特征及发震构造

通过对新疆精河5.0级地震现场调查,分析了灾区局部场地效应及房屋震害特征,对震害特点进行了较为全面的分析总结。震害调查显示,灾区房屋主要以老旧的土坯房为主,地震作用使本身老旧的房屋裂缝加宽,破坏加重。同时,受局部场地差异影响,灾区房屋震害具有明显的南北分带的特点。另外,根据地震现场考察,此次地震的发震构造为库松木楔克山前断层,该断裂是发育在北天山山前逆冲推覆体前缘的一条全新世活动断层,沿断裂断错晚更新世以来的各级地貌面和沟谷阶地,并在地表形成断层陡坎和古地震地表变形遗迹。

基于震源机制解的断层三维动画自动生成——以九寨沟7.0级、精河6.6级地震为例

基于震源机制解的断层三维动画自动生成系统以地震应急实际需求为导向,根据震源机制解提供的断层走向、倾角和滑动角,通过对断层模型进行三维建模,建立断层控制点的运动方程,利用动画自动生成技术,生成发震断层的三维演示动画。利用该系统制作了九寨沟7.0级、精河6.6级地震的三维运动动画。该系统自动产出的断层三维动画,可在地震应急期间为抗震救灾指挥部展示直观的断层运动过程,并且结合余震分布等信息可为震后趋势的判定提供科学依据,同时,可借助微博、微信等新媒体为社会公众提供更好的服务。

2017年新疆精河M_S6.6地震遥感大气温度变化特征分析

在中国地震台网中心2016年底利用热红外遥感技术预测2017年新疆西部地区为潜在M_S6.6±0.2地震危险区的基础上,分析2017年8月9日精河MS6.6地震临震时段引潮力变化,并选用18时(UTC)中国大陆近地表50m高度处的遥感大气温度数据,以震前引潮力值最高点时刻(8月1日)为时间背景,获取地震前后(8月2～13日)连续的大气温度日增量分布图像,跟踪分析精河M_S6.6地震短临大气温度变化。结果显示:地震发生在天体引潮力由高峰—低谷连续周期变化的低谷时段,而大气温度变化过程显示,在全国大范围内,仅震中附近大气温度升高明显,其异常演化经历了起始—加强—高峰—衰减—再增强—发震—平静的动态过程。增温过程与潮汐变化具有同步性,这表明引潮力对本次地震具有触诱发的作用,而大气温度变化反映了本次地震地应力的变化过程,也说明在地震预测实践中,从中、短临多时间尺度综合分析遥感大气温度和引潮力变化,将有助于提高地震预测能力。