高频GPS监测的阿拉斯加地震同震形变与震级预估

为了进一步研究2020年阿拉斯加矩震级(MW)7.8地震同震形变获取及震级预估,提出一种高频全球定位系统(GPS)监测的阿拉斯加地震同震形变与震级预估方法:利用双差动态定位方法处理震中周边9个高频GPS测站数据,并解算得到这些测站的三维位移波形;最后获取此次地震引起的同震形变并对震级结果进行预估分析。结果表明,近场GPS测站位移波形变化幅度显著,波动幅度变化不仅受震中距的影响,也可能受破裂断层、地震波传播路径及场地效应等的影响;距震中最近的AC12测站水平地面峰值位移约为40 cm,永久水平位移约为24 cm,垂向抬升约30.6 cm,震中140 km范围内的GPS测站均能够监测到量值大于1 cm的永久水平形变,330 km范围内的GPS测站能够监测到毫米级以上的永久水平形变,除AC12测站与AC45测站外,此次地震造成其余测站明显的永久沉降。这些结果反映出此次地震的震源特征表现为逆冲性质,也可为后续的研究工作提供参考;利用这些高频GPS地面峰值位移(PGD)预估此次地震的震级为7.78,与实际震级基本一致,表明利用高频GPS数据进行强震震级快速预估的可靠性。

2015年尼泊尔廓尔喀MW7.8地震滑坡数据库

文中基于地震前后高分辨率卫星影像的人工目视解译方法,结合野外实地考察,建立2015年4月25日尼泊尔廓尔喀M_W7.8地震触发滑坡数据库。结果表明本次地震触发了至少47 200处滑坡,这些滑坡在空间上大体呈NWW向分布,与地震发震构造位置与走向大体一致。这些滑坡的总面积为110km^2,分布在1个面积约35 700km^2的椭圆形区域内。根据地震滑坡"面积(A)-体积(V)"幂律关系式V=1.314 7×A^(1.2085),估计这些滑坡的总体积约9.64×10~8m^3。在滑坡分布的椭圆形区域内,滑坡点密度、面密度、体积密度分别为1.32km^(-2)、0.31%与0.027m。文中提供了1个全面详细的廓尔喀地震滑坡数据库,为分析地震滑坡机制、分布样式、规律与危险性评估等提供了重要的基础数据,也为全球视角下的多震例地震滑坡研究提供了1个俯冲带地区推覆断层型地震滑坡实例。

玛尼Mw7.6地震和可可西里Mw7.8地震应力迁移研究

根据库仑破裂准则研究了1997年玛尼Mw7.6和2001年可可西里Mw7.8地震间的静态及黏弹性库仑应力的迁移。计算结果表明:静态库仑应力和黏弹性库仑应力均不超过0.005 MPa,小于典型的应力触发阈值0.01MPa;玛尼地震对可可西里孕震区应力状态的改变影响甚弱,震后造成的下地壳和上地幔的应力迁移效应对2001年可可西里地震的影响也甚弱;静态库仑应力和黏弹性库仑应力的迁移效应对可可西里地震无明显的触发作用,可能是随距离衰减相对较缓的动态库仑应力触发了可可西里地震。

GPS测定的2020年阿拉斯加M_(W)7.8地震震时地表动态变形及永久同震形变场

以UNAVCO公布的阿拉斯加地区GPS 1 Hz和30 s采样观测数据为基础,采用双差定位方法分别对两种采样率的数据进行处理分析,获得2020年7月22日阿拉斯加M_(W)7.8地震震时地表动态变形及同震三维形变场。结果显示,震中270 km范围内高频GPS震时波形明显,最大振幅达600 mm。根据各个GPS站的动态形变波形振幅及响应时间认为,其振幅和响应时间受地震的破裂传播方向和场地效应影响较大。静态同震位移矢量指向震中,同震位移大小基本符合随震中距离增大而减小的特征,除站点AC13外,其中距离震中最近站点的最大水平位移达26.7 cm。GPS测定的同震形变表明,2020年阿拉斯加地震是发生在阿拉斯加阿留申俯冲大断裂的一次逆冲型地震。

2015年尼泊尔MW7.8地震前磁扰动极化异常特征分析

文中基于中国大陆地区48个台站的地磁秒值资料,采用极化法对2015年尼泊尔MW7.8地震前的磁扰动特征进行了分析。极化法的逐步计算结果与地磁K指数的对比分析表明极化高值异常与空间磁场活动之间没有相关性,可用于提取震磁异常信息。距震中1500km范围内台站的极化值在震前98d出现了同步性高值异常,考虑到磁场变化具有区域同步性,提出了极化逐日相关分析。研究发现地震孕育过程中各台站间的极化相关性明显增强,而地震发生在同步性转折阶段。基于极化值相对变化量进行的空间异常分析显示,尼泊尔地震前>20%的台站出现持续3d以上的异常,且具有明显的区域性特征。文中从构造动力演化角度对地磁极化异常的孕育和发展进行了解释,对磁场变化机理进行更进一步的探索。研究认为,多台同步性极化异常和逐日相关转折对强震具有重要的指示意义,该成果能为强震监测预测提供新的技术途径。

2016年11月13日新西兰Mw7.8地震强震动记录分析

2016年11月13日新西兰南岛凯库拉地区发生了M_w7.8级地震,新西兰GeoNet共计222个台站记录到高质量的强震动记录,通过对这些记录的数据处理并计算加速度反应谱及傅里叶谱,以此研究此次强震动的幅值分布及特征分析和谱分析;强震动记录幅值分布方向性显著,断层破裂正向尤为明显;与NGA-BA08和NZ06强地面运动预测方程进行对比,整体趋势符合强地面运动预测模型,但针对此次地震,NGA-BA08模型预测效果优于NZ06模型;谱加速度衰减程度随断层距的增加而缓慢、随周期的增加而减小。此次地震的强震动记录受断层破裂方向的影响较大,近断层区域PGA值较高主要受最大滑动集中区的影响,而该区域处于人烟稀少的山区,因此此次地震虽然震级较大且震源浅,但所导致的灾害较轻。

2020年阿拉斯加M_(W)7.8地震断层滑动反演及其触发影响研究

2020年7月22日,在北美板块和太平洋板块交界区的阿拉斯加半岛阿留申俯冲带上发生了M_(W)7.8逆冲地震,三个月后距震中西南80 km处发生了M_(W)7.6走滑地震,一年后距震中东南50 km处发生了M_(W)8.2逆冲地震.本文基于GPS同震形变,利用非负最小二乘方法反演了M_(W)7.8地震的断层同震破裂滑动分布,研究其变形特征,并基于地震位错理论计算了该地震对后续两个地震的库仑应力影响.地震断层滑动反演结果显示地震矩为9.28×10^(20) N·m,矩震级为M_(W)7.8;断层破裂滑移自震中沿断层向SWW向延伸,在震中西南侧断层滑动量较大,深度范围集中在25~45 km,最大滑动量为2.26 m.同震形变符合海沟特大地震的逆冲断层弹性回跳理论模式.库仑应力变化计算结果显示2020年阿拉斯加M_(W)7.8地震的库仑应力加载触发了M_(W)7.6走滑地震,并加速了2021年M_(W)8.2逆冲地震的发生.

青藏高原南缘2015年尼泊尔M_W7.8地震发震构造

2015年4月25日尼泊尔M_W7.8特大地震发生在喜马拉雅山南麓,震源机制解表明该地震为低角度逆冲型地震.通过收集地震区的活动构造研究资料、卫星影像解释和野外实地考察,认为尼泊尔M_W7.8地震区地表分布三条主要的逆冲断裂,由北向南分别为喜马拉雅主中央断裂(MCT)、喜马拉雅主边界断裂(MBT)和喜马拉雅主前缘断裂(MFT).主边界断裂和主前缘断裂为晚更新世以来的活动断裂,但至今为止也没有发现喜马拉雅主中央断裂晚第四纪活动的依据.野外调查未发现尼泊尔M_W7.8地震在喜马拉雅山南麓的主要断裂上形成地震地表破裂带.喜马拉雅山南麓的构造特征为薄皮构造,表现为浅部陡倾断坡-深部缓倾断坪(7°左右)-深部断坡(11°左右)的构造样式.深部断坡-断坪又称为主喜马拉雅断裂(MHT),其中的深部断坡是尼泊尔地震主震(M_W7.8)和最大余震(MW7.3)的发震构造.余震大致沿北西向的高喜马拉雅山前缘呈条带状分布,主要分布在低喜马拉雅山区内.剖面上,余震大致分布在主喜马拉雅断裂的上盘推覆体内,推测尼泊尔M_W7.8地震时深部断坡发生错动,其地震位移沿深部断坡-断坪向南传播引起上盘的褶皱带缩短变形,进而触发低喜马拉雅和次喜马拉雅褶皱带内产生次级破裂从而产生余震.

2015年4月25日尼泊尔M_w7.8地震孕育过程分析与震后趋势研判

基于作者提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论及板间地震区划分原则,划分了伊斯兰堡—加德满都地震区.从孕育周期界定与主震事件判识角度,分析了该地震区大（巨）震事件的孕育过程,研判了其未来震情.结果表明：伊斯兰堡—加德满都地震区至少已经历三个完整的孕育周期,是一个Mw8.3～8.6地震危险区;2015年4月25日尼泊尔Mw7.8地震,是该区当前孕育周期第三锁固段损伤累积至峰值强度点时发生的一次标志性大震事件;2015年5月12日尼泊尔Mw7.3地震发生后,该地震区再次处于临界状态,将发生Mw8.0～8.2地震.

新西兰2016年凯库拉M_W7.8地震地表破裂带特征初析

新西兰2016年凯库拉M_W7.8地震地表破裂带分布在1个长约170km、宽35km的范围内,总体呈NE-SW走向,至少有12条断裂产生了m量级的地表位错,跨过了2个活动方式与活动强度存在明显差异的地震构造区。地震地表断裂大致可分为NE—NEE向和NNW—近SN向2组,NE—NEE向断裂之间的贯通性差,最大相隔距离为25~30km,即使首尾相连,走向上也有约30°的差异,运动性质以右旋走滑为主,最大位错量10~12m;NNW—近SN向断裂近于平行分布,相距可达40~50km,以逆断裂活动性质为主,最大垂直位错量5~6m。走滑类地表破裂带的组合特征非常复杂,主要表现为3种形式:雁列、分叉和平行分布。其中,雁列地表破裂(段)既可以表现为数m至数十m尺度上的张剪性破裂与鼓包、挤压剪切破裂组合,也可表现为百余m长的左阶斜列张剪性破裂组合;地表破裂段之间阶区规模差异明显,可以是数十m、数百m到数km不等。平行的地表破裂(段)可以相距数m、数十m至数km。凯库拉地震地表破裂带对已知活动断裂分布格局的突破也是1种比较显著的特点,既可以是在原先认为不活动的断裂上或没有活动断裂的位置上产生了地表破裂带,也可以是在走向或横向上突破了先前认识到的活动断裂分布范围。对凯库拉地震地表破裂带发育特征的初步分析结果,对于理解地表活动断裂与深部发震构造之间复杂的对应关系,以及跨活动断裂的抗震设防等问题具有一定的借鉴意义。

2018年阿拉斯加湾M_W7.9地震震源复杂性

2018年1月23日,在美国阿拉斯加湾海域发生了一次MW7.9地震.震源机制解表明这次地震以走滑为主,可能发生在近东西向或南北向的陡倾角断层上,早期余震并非线型展布.我们利用视震源时间函数分析确定了此次地震的总体破裂方向,并结合余震的空间展布特征构建了相互交叉的双断层模型,进而通过联合反演远场P波和SH波数据获得了此次地震的时空破裂过程.视震源时间函数分析表明总体破裂方向既非东西也非南北,而且反演结果表明,两个断层上都发生了错动,总体破裂时间～50s,释放标量地震矩～8.11×1020 Nm.震源时间函数表现出多事件特征,且两个断层破裂的时间过程也不相同.破裂首先在南北向断层的南端开始,很快触发了东西向断层,最后终止于南北向断层的北端.每个断层都具有相当的时空复杂性,位错分布很不均匀.东西向断层具有三个凹凸体,一个位于震源附近,其他两个位于断层两端.南北向断层有两个凹凸体,均位于断层北段,最大滑动量～5.0m就出现在这里.发生最大位错的南北向断层延伸至阿拉斯加海沟,增加了触发阿拉斯加海沟其他断层发生破裂的可能性.

2016年印尼苏门答腊岛海域Mw7．8地震震源运动学特征

根据中国和全球地震台网记录的波形记录,采用W震相矩张量反演、反投影分析及有限断层模型反演方法,研究了2016年3月2日印尼7.8级地震破裂过程,分析讨论印尼地震震源运动学特征.结果表明:此地震为一次对称的双侧破裂走滑型事件,北北东─南南西向的断层节面(走向5°/倾角85°)为发震断层面.标量地震矩约6.19×1020 Nm,矩震级为7.79,最大的滑动量约11m,位于破裂起始点北东,沿着断层走向约30km处.破裂平均速度2.0~2.2km·s-1,破裂持续时间35s,破裂在5~25s内释放的能量,约占总能量的97%.最终形成了总长度90km左右的断层.印尼地震具有破裂持续时间短、破裂速度慢、高滑动能量带相对集中等显著特点.本研究对进一步增进海洋岩石圈地震的震源特性认识有重要参考意义.

两次大地震的关联与影响——从2004年印尼M_w9.3级特大地震到2005年南亚7.8级强震

2004年12月26日印尼苏门答腊Mw9.3特大地震的发生,对全球气候和地震趋势都将产生重大影响.本文讨论了2004年印尼苏门答腊Mw9.3特大地震、2005南亚克什米尔M7.8大震以及2001年中国昆仑山M8.1大震之间的相互关系.同时指出,2006～2007年中国大陆西部地区有可能发生7级左右强震.

远场记录反演2016年4月17日厄瓜多尔Mw7．8地震破裂过程

本文选取震中距30°~90°远场40个台站垂直向P波位移记录,采用非负最小二乘法结合多时间视窗技术,反演了2016年4月17日厄瓜多尔Mw7.8级地震震源破裂过程。采用棋盘测试对数据的反演能力进行了分析,表明最佳分辨率为子断层尺寸10 km×10 km。反演结果表明:断层破裂速度约为3.2 km/s,破裂发生在深度27 km以上,有两个凹凸体。第1个凹凸体在初始破裂点附近,最大滑动量2.0 m,以逆冲错动为主,破裂持续14 s,释放14%的地震矩。第2个凹凸体在初始破裂点西南侧50 km处,最大滑动量3.4 m,为逆冲兼左旋走滑,破裂持续20 s,释放69%的地震矩。整个断层面破裂持续50 s,释放地震矩5.3×1020N·m。对反演参数的分析表明,结果对震源时间函数的形式不敏感;远场速度记录反演结果相比位移记录,有更多的子断层参与破裂,地震矩和残差都变大。

2015年4月25日尼泊尔Mw7.8级地震的孕震构造背景和特征

2015年4月25日尼泊尔发生M w7.8级大地震,震源机制解结果一致表明该地震为低角度逆冲型.迄今发生百余次余震,其中包括M s7.0级以上强余震,并触发正断层型小震群.此次地震发生于喜马拉雅碰撞造山带中段,位于1934年比哈-尼泊尔M w^8.1级和1505年木斯塘M w^8.2级地震之间的地震空区内,是自1950年察隅M w^8.4级地震以来喜马拉雅主逆冲断裂上发生的最大震级地震.为更好地理解这次地震,本文综述喜马拉雅造山带的构造背景、断裂组合构成和几何形态、历史强震分布和破裂范围、现代小地震活动性特征、强震孕育的基本模式、震间加载和同震位移的空间互补性.在简单介绍同震破裂的断面初始解基本特征基础上,初步讨论了这次尼泊尔地震与喜马拉雅带特征型地震的关系,与2008年汶川地震的比较,以及低角度逆冲地震破裂的地表出露和对区域地震危险趋势的指示意义等问题.

2015年尼泊尔Mw7.8地震的震后形变机制——震后余滑效应和黏滞性松弛效应

利用较为完善的球体位错理论,结合尼泊尔地震震后1年GPS数据,研究2015年尼泊尔Mw7.8地震震后形变机制。探索了两种不同的震后形变机制模型:①单一的震后余滑模型(模型1);②震后余滑和黏滞性松弛联合模型(模型2)。模型1研究结果表明,震后余滑主要发生在20~35 km深度处,位于同震破裂的下倾区域;余滑以逆冲为主,伴随有右旋走滑分量,其中最大逆冲和走滑分量分别为20 cm和11 cm;震后余滑释放的地震矩为1.23×1020Nm,等效于Mw7.33地震。模型2得到的余滑分布与模型1相一致,但累积滑动量略小,释放地震矩为1.1×1020Nm,等效于Mw7.32地震。模型2研究表明尼泊尔地震震源区岩石圈弹性层厚度和地幔黏滞性系数的最优值分别为40 km和2×1019Pa·s。综上所述,尼泊尔地震震后1年时间内,震后余滑效应起主导作用,黏滞性松弛效应起次要作用。

基于迭代PCA的GPS时间序列震后形变估计方法和应用

GPS时间序列的震后形变分析对于研究区域震后形变机制和岩石圈流变学特性以及维持国际动态地球参考框架具有重要意义.本文在现有参数估计方法的基础上,提出兼顾震后形变衰减特征空间相关性和整体建模的"迭代PCA参数估计方法",并利用模拟数据证实了新方法可以获取更稳健可靠的震后形变、同震形变和震间速度参数.最后,以37个新西兰GPS连续站坐标时间序列为例,利用迭代PCA方法提取了2016年11月13日Kaikoura地震共性的震后形变时间演化过程和各站点的震后形变,并定量分析了震后形变对地表速度的影响.结果表明各站的震后形变在时间域上以衰减常数τ为4天的对数模型持续松弛;空间域上南岛北东部和北岛最南部震后形变较大,其中,最大震后形变点为cmbl站,截至2017年6月10日NEU方向累计的震后形变分别达到107mm,135mm和187mm,地表速度分别达到133.58mm·a-1,112.05mm·a-1和175.58mm·a-1,仍高于稳定的震间速度.

喜马拉雅造山带构造特征与2015年尼泊尔M_w7.8级大地震

2015年4月25日,位于喜马拉雅碰撞造山带上的尼泊尔境内发生了震级（M w）7.8级的低角度逆冲推覆型强震,发震断层为喜马拉雅主逆冲断裂.在其后的半个月内又先后发生了一系列的强余震,造成了超过8000人的死亡及巨大的财产损失,引起了国际社会及国内外地震学界的广泛关注.