2013年岷县漳县M_(S)6.6地震和2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前地球物理观测异常空间分布机理分析

对甘东南地区2013年岷县漳县M_(S)6.6地震和2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前地球物理观测异常特征进行总结梳理。根据活动构造单元对地球物理观测台站进行区域划分,统计了相关构造单元上异常的数量和百分比,以及不同学科震前异常数量、百分比、异常持续时间等特征,并对异常的空间分布和机理进行分析,讨论了活动构造对异常分布的影响、异常强度与震源机制及断层应力之间的关系。结果表明:①2013年岷县漳县M_(S)6.6地震比2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前地球物理观测异常百分比高,两次地震的震前电磁异常和跨断层水准测量异常均较为显著,而流体异常不明显;②震前地球物理观测异常分布与活动构造相关,2013年岷县漳县M_(S)6.6地震震前异常主要集中在东昆仑-西秦岭断裂带和六盘山-海原断裂带,2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前异常则主要集中在龙门山断裂带和东昆仑-西秦岭断裂带;③两次地震震前地球物理观测异常分布均与GNSS速度场分布特征有较好的对应关系;④安德森断层应力模式解释了2013年岷县漳县M_(S)6.6地震(逆冲型)比2017年九寨沟M_(S)7.0地震(走滑型)的形成需要更多的应力积累,因此2013年岷县漳县M_(S)6.6地震虽然震级较小但震前异常更显著。

地震序列早期参数估计和余震概率预测中截止震级M_c的影响:以2013年甘肃岷县—漳县6.6级地震为例

针对"时空传染型余震序列"(英文简称ETAS)模型在地震序列参数的早期特征和余震短期概率预测研究中的应用问题,重点考察了不同截止震级Mc选取对结果的影响.以甘肃岷县—漳县6.6级地震序列的震后1.677天内的早期阶段为例,考察了ETAS模型和修正的Omori-Utsu公式的适用性问题,发现ETAS模型AIC值在各截止震级Mc下均小于修正的Omori-Utsu公式的结果,表明其适用效果更好.设定Mc=ML1.0,1.1,…,2.5,分别考察了ETAS模型中α值和p值的稳定性,并与2013年芦山7.0级地震序列进行了对比.结果表明,Mc对α值的影响相对较小,p值影响较大.此外,对基于ETAS模型和"瘦化算法"的余震短期概率预测结果进行了N-test检验,结果表明Mc的设定对余震短期概率预测影响较大,对甘肃岷县—漳县6.6级地震,仅当Mc=ML1.0或ML1.1时可获得较好的预测结果.由此,在真正的"向前"的预测实践中,需要首先考察不同的Mc下的余震预测效果.

2013年甘肃岷县漳县M_S6.6地震余震序列时域衰减特征分析

本文基于补充遗漏地震事件后的地震目录和修正的大森公式,对2013年7月22日甘肃岷县漳县6.6级地震余震序列时间域衰减特征进行了分析.鉴于主震后短时间内目录遗漏的余震较多,首先利用岷县台连续地震记录波形的高频包络差,检测主震后3h内目录遗漏的地震.经检测在主震后3h内共发现目录遗漏的ML1.0以上地震139个,最大震级为ML3.6.主震后1000s内检测到遗漏地震69个,约为目录给出余震数量的6倍.而后使用补充遗漏地震的目录,基于修正的大森公式分别拟合余震频度和余震地震矩随时间的变化.结果显示拟合p值约为1.07,表明岷县漳县地震余震序列衰减速率与全球平均水平接近,而未补充遗漏地震的频度拟合会造成余震序列衰减速率的低估.利用高频包络差直接计算地震频度曲线,通过三种衰减模式对地震频度曲线拟合参数比较,未观察到岷县漳县地震主震后存在早期余震缺失现象.分析认为,加入遗漏地震可以提高余震频度拟合估计衰减速率结果的准确度和精度,若缺少遗漏地震检测结果,则使用地震矩拟合所得衰减速率结果准确度较优,但需充分考虑其精度上的误差.在分析余震序列衰减特征的实际研究工作中,需根据地震目录完整性选择适当的拟合方法.

2013年岷县—漳县6.6级地震地磁垂直分量日变化低点时间空间分布特征

2013年6月16日,中国大陆西部出现地磁低点位移。异常出现后一个月内,位于低点位移分界线附近发生7月22日岷县、漳县交界6.6级地震。本文通过采用实测低点时间减去理论低点时间的方法剔除低点时间经度效应,并以剔除经度效应后低点时间为0 h的等值线作为低点位移分界线, 2013年岷县—漳县6.6级地震震中处于6月16日地磁低点位移分界线上。对异常期间的中国大陆地区地磁垂直分量日变形态进行统计,发现其存在显著的分区特征,低点时间为正的区域内日变化形态基本呈现W型,低点时间为负的区域内日变化形态主要呈现V字型特征。低点位移异常日期间,中国大陆存在显著的高梯度带,本文采用梯度值定量描述低点时间空间变化程度。在6月13日正常日期间,中国大陆地区未出现梯度值大于1.5 h/(°)的区域,在6月16日异常日期间,出现梯度值大于1.5 h/(°)的区域, 2013年岷县—漳县6.6级地震位于高梯度区边缘。

2013年7月22日岷县漳县Ms 6.6级地震滑坡编录与空间分布规律分析

2013年7月22日,中国甘肃省岷县漳县交界地区发生M S6.6级地震。地震触发了大量的滑坡,主要类型为小型的黄土崖崩、滑、倾,还有一些深层连贯型滑坡、大型土质流滑、侧向滑移等地震滑坡类型。本文主要基于地震滑坡野外考察与高分辨卫星影像人工目视解译方法,开展本次地震触发滑坡的编录图制作工作,并基于编录成果开展地震滑坡空间分布规律分析工作。滑坡编录结果表明此次地震至少触发了2330处滑坡。基于GIS平台下开展了地震滑坡与地形控制因子、地质控制因子与地震控制因子的关系统计。结果表明岷县漳县地震滑坡受地形因子的控制作用较小;受地层岩性的控制作用较大。其中1401处滑坡(占总滑坡的60.13%)分布在下伏基岩为古近系下统地层(Eb)砾岩与砂岩的区域内,其中滑坡密度是所有地层分类中最高的,达到22.78个·km-2。地震滑坡与PGA的统计关系并不明显。地震滑坡主要集中在一个与发震断层走向一致的长条形区域内,长约14km,宽约5km。该区域内滑坡数量为1864个,占所有滑坡数量的80%,表明了岷县漳县地震滑坡空间分布的密集特征。文章获得的基于地震事件的区域滑坡编录成果是后续地震滑坡相关科学研究的重要基础与核心数据;空间分布规律分析成果可为地震区滑坡与泥石流防灾减灾提供科学参考。

2013年岷县漳县6.6级地震前地震b值异常特征研究

本文利用1990年以来的甘肃测震台网资料,计算获得2013年岷县漳县6.6级地震前邻区地震b值和Δb值的空间图像。结果表明,该6.6级地震发生在甘东南地区显著低b值异常区域的边缘,且震前邻区地震Δb值异常显著。从岷县漳县6.6级地震与低b值空间分布关系来看,该地震的发生并未降低该区域的强震危险性。

2013年岷县—漳县M_S6.6地震前水氡浓度的临界慢化现象研究

基于临界慢化理论,以2013年7月22日甘肃岷县—漳县M_S6.6地震前南北构造带及邻区水氡浓度观测资料为例,逐一计算了表征临界慢化现象的自相关系数和方差。研究结果表明,2013年岷县—漳县M_S6.6地震前,10个台点水氡浓度资料表现出较明显的临界慢化现象,且出现慢化现象的观测点空间分布具有一定丛集性,慢化持续时间呈现出由南向北迁移的特征。综合分析认为,临界慢化方法可以有效识别水氡资料蕴含的慢化信息,这些早期异常信号对判定前兆异常所处阶段以及深入理解前兆资料变化的物理内涵具有重要的科学意义。

2013年甘肃岷县-漳县M_S6.6地震余震序列目录完备性研究——基于对单台记录地震事件震中与震级的估计

中强地震余震序列地震目录编目是否完备、震源参数是否准确,直接影响余震序列特征分析、震后趋势快速判断和强余震预测等研究结果的科学性和可靠性.2013年7月22日甘肃岷县-漳县MS6.6地震余震序列目录中存在较多单台记录地震事件,地震观测报告仅给出其震级,而未给出震中位置.由于余震波形间的相互交叠干扰,使得余震最大振幅的测量误差较大,造成地震观测报告给出的单台事件震级误差较大.精确估计单台记录地震事件的震中和震级,能够补充完善现有地震目录,提高地震目录的完备性.本文对单台记录地震事件震中和震级的估计不仅限于单个台站,而是通过分析区域台网中多个台站的波形记录实现.首先以余震序列中震级较大、波形记录信噪比较高的地震波形作为模板,使用波形互相关震相检测技术,检测单台记录的地震事件在多个台站的震相到时.如果能在4个以上台站检测到震相,则利用测震台网常用的HYPOSAT方法估计其震中位置,并利用多个台站记录波形与模板地震的振幅比估计其震级.之后计算主震发生后不同时间的最小完备性震级,并通过线性拟合得到最小完备性震级随时间变化的表达式,以分析此地震余震序列的目录完备性.经过计算共得到253个单台记录地震事件的震级和其中177个事件的震中位置,其震中空间分布范围与余震序列中其它地震分布范围基本一致.震级复测以及与人工拾取震相到时误差对比表明,该方法所得震相检测和震级估计结果具有较好的可靠性.主震及最大余震发生后的短时间内,有较多数量单台事件的目录所给出的震级偏低,分析认为可能受主震与较大余震后续震相以及余震间相互干扰所致.主震发生0.02—0.3天内,其余震序列最小完备性震级随时间的对数呈线性下降,在0.3天后最小完备性震级稳定在ML1.1左右.

2013年甘肃岷县-漳县M_S 6.6级地震及非传统方法的回顾性预测讨论

简述了2013年7月22日甘肃岷县漳县M_S6.6级地震。用节气、低点位移、异年倍七律和朔望等非传统方法,回顾性地讨论了M_S6.6级地震的临震预测。另外还用三性法、静中动非传统的中期预测方法对这次地震进行了回顾性的预测讨论。

2013年7月22日岷县M_S6.6地震前后视应力研究

利用甘肃省区域地震台网提供的地震波形资料,计算甘肃东南地区2010年1月至2014年6月422个ML≥2.0地震的视应力,得到了视应力的空间分布图像和视应力随时间的变化,分析了地震前后视应力时空演化特征。结果表明:1岷县MS6.6地震发生前,ML<4.0地震在震中区没有出现视应力高值分布,而ML≥4.0地震的视应力在震中区出现了视应力高值分布图像。2震中附近地区视应力地震前出现上升过程,震后这个上升过程仍在继续,这个地区未来强震危险性仍然存在,值得关注。

2013年甘肃岷县漳县Ms6．6地震震电磁信号和同震信号观测

2013年岷县漳县Ms6．6地震发生时，位于距震中约286km外的固原地区的两个地点正在实施大地电磁测量，对这两个测点电磁仪器记录到的电磁场时间序列和邻近固原地震台站记录的地震波形进行了对比分析，并结合岷县漳县地震震源区的深部电性结构特征和震电场理论数值模拟研究等结果，探讨了震电磁信号的激发机理。结果表明：大地电磁仪器不仅记录到了该次地震的地震波传播过程中“地震波驱动同震电磁效应”产生的同震信号波形，而且记录到了地震破裂过程中所激发的震电磁信号波形；岷县漳县地震震源区和震中到观测点一线区域中下地壳存在的低阻层，构成了震电磁信号传播的“导电通道”；岷县漳县地震电磁震电磁信号早于地震P波38s左右到达，且持续了4s左右，如果能捕捉到震电磁信号并用于地震预警，将可以大大减少因地震导致的人员伤亡。

跨断层“点-线-面”研究方法及在震例分析中的应用

基于青藏高原东北缘地区跨断层短水准资料,采用形变异常强度、断层合成速率和断层形变趋势累积等多种研究方法,利用"点-线-面"相结合的研究思路,全面分析了2013年岷县漳县M_S6.6地震前的应变背景、断层活动和短期形变特征。结果显示:①该地震处于垂直形变累积率的高值区,应变积累程度较高;②断裂带之间存在显著的运动差异,发震断裂震前中短期运动速率显著增强,并造成区域运动的不均衡,西秦岭局部地区应变积累增加;③随着强震的逼近,震前显著异常场地分布明显向近震区迁移和集中,且异常强度也随之增大。以上结果对强震发生危险地点和发生时间有短期指示意义,因此,"点-线-面"相结合的研究方法有利于认识地震前兆信息,对地震孕育背景判定及地震危险性分析具有重要意义。