结合钻孔水位、GPS资料分析2016年门源MS6.4地震前分量钻孔应变异常特征

针对青海门源台分量钻孔应变观测,从不同观测频段角度进行异常分析,结果表明在2012年下半年挤压应力增强的背景下,各频段分别表现出大幅压缩异常、潮汐因子时空演化以及高频异常信息增强的现象。同钻孔的水位观测也表现出在挤压应力作用下流体向外逃逸、水位下降的现象。而跨区域主要构造的GPS站速度剖面结果也反映了2013年后区域构造运动有明显增强迹象。2016年门源6.4级地震就是在这些观测反映挤压应力增强的背景下发生的,但此次地震事件可能并未完全缓解区域的应力积累,后续强震危险性仍需进一步关注。

2016年门源M_S6.4地震孕育—发生的地形变异常特征

利用1999-2007年、 2009-2015年和2015-2017年即2016年1月21日门源MS6.4地震前后的GPS水平运动资料,以及震区周边200 km半径范围内跨断层流动短水准观测数据,借助GPS视应变场计算、冷龙岭断裂剖面的负位错反演,以及跨断层形变强度新指标的提炼,综合分析此次强震前相关断裂的中-长期闭锁背景以及断裂活动的中-短期动态演变过程。结果显示:①2009-2015年相对1999-2007年,祁连山构造区中东部GPS站点间差异运动和挤压变化增强;跨断层短水准观测也显示震前2年左右时间内相似的断裂活动或形变应变加速特征。②分层非均匀负位错反演揭示与地震相关的冷龙岭等断裂1999-2007年即震前十数年长期闭锁, 2009-2015年即震前6年半上-中层即地表以下0~15.6 km深度闭锁程度明显增大。③震区周边半径200 km内跨断层形变强度新指标显示出震前半年内逆断稍占优势的变幅加剧异常,反映中短期前兆。

利用大地电磁技术揭示2016年1月21日青海门源M_S6.4地震隐伏地震构造和孕震环境

2016年1月21日01时13分在青海省海北州门源县发生了MS6.4地震,震中位置位于青藏高原东北缘地区祁连造山带内的祁连-海原断裂带冷龙岭断裂部分附近,震源深度约11.4km,震源机制解显示该次地震为一次纯逆冲型地震.我们于2015年7-8月期间完成了跨过祁连造山带紧邻穿过2016年1月21日青海门源MS6.4地震震中区的大地电磁探测剖面(DKLB-M)和古浪地震大地电磁加密测量剖面(HYFP).本文对所采集到的数据进行了先进的数据处理和反演工作,获得了二维电性结构图.结合青藏高原东北缘地区最新获得的相对于欧亚板块2009-2015年GPS速度场分布特征,1月21日门源MS6.4地震主震与余震分布特征以及其他地质与地球物理资料等,探讨了门源MS6.4地震的发震断裂,断裂带空间展布、延伸位置,分析了门源MS6.4地震孕震环境与地震动力学背景等以及祁连山地区深部构造特征等相关问题.所获结论如下:2016年门源MS6.4地震震源区下存在较宽的SW向低阻体,推测冷龙岭断裂下方可能形成了明显的力学强度软弱区,这种力学强度软弱区的存在反映了介质的力学性质并促进了地震蠕动、滑移和发生;冷龙岭北侧断裂可能对门源MS6.4地震主震和余震的发生起控制作用,而该断裂为冷龙岭断裂在青藏高原北东向拓展过程中产生的伴生断裂,表现出逆冲特征;现今水准场、重力场、GPS速度场分布特征以及大地电磁探测结果均表明祁连-海原断裂带冷龙岭断裂部分为青藏高原东北缘地区最为明显的一条边界断裂,受控于青藏高原北东向拓展和阿拉善地块的阻挡作用,冷龙岭断裂附近目前正处于青藏高原北东向拓展作用最强烈、构造转化最剧烈的地区,这种动力学环境可能是门源MS6.4地震发生的最主要原因,与1927年古浪MS8.0地震和1954年民勤MS7.0地震相似,2016年门源MS6.4地震的发生同样是青藏高原北东向拓展过程中的一次地震事件.

利用Sentinel-1A数据反演2016年青海门源M_W5.9地震的同震形变场及断层参数

利用Sentinel-1A卫星IW模式的升、降轨雷达复数影像,结合ESA提供的精密轨道数据进行干涉处理,根据30m格网间距ASTER GDEM V2数据去除地形相位获得升轨和降轨差分干涉图,采用带有掩膜的最小费用流算法解缠差分干涉图来反演2016年1月21日发生在青海门源M_W5.9地震的降轨同震形变场,并基于弹性半空间矩形位错模型反演该地震的断层滑动分布。结果表明:地震造成的同震形变场长约30km,宽约14km,震中呈现抬升,为形变极大值区,升轨雷达视线向最大形变量约为5cm,降轨雷达视线向最大形变量约为7cm;该地震断层滑动为左旋走滑,为走向133.6°、倾角46.7°的东北倾断层,主要滑动量集中在1~7km深度,最大滑动量约2.4m,位于4km的深度;反演得出的地震矩为1.19×1018 Nm,震级为M_W6.0。

青藏块体东北缘跨断层异常场地比指标及其在地震预测中的应用

为了客观反映跨断层形变资料在地震前出现的异常程度,减弱场地布设不均匀性造成的影响,本文基于以往典型震例归纳跨断层异常场地比指标并进行了实例检验。结果表明:①震例统计显示,异常场地比随震中距增加快速降低,在青藏块体东北缘5.8级及以上中强地震前,距震中200 km范围异常场地比约为0.5。②异常场地比等值线高值区对地震震中位置有较好的指示意义,可以作为中强地震预测的一种定量判定依据,为区域地震危险性的地点判定提供支持。③多期异常场地比空间分布特征能够较好地刻画跨断层异常随时间的增强、减弱或迁移特征,可为地震紧迫性判定提供一定帮助。

InSAR数据约束下2016年和2022年青海门源地震震源参数及其滑动分布

中国青海省门源县于2016年和2022年分别发生了Mw 5.9和Mw 6.7地震,相距不足40 km。利用欧洲空间局Sentinel-1A升降轨雷达影像,采用合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术分别获取两次地震的同震地表形变场,进而利用弹性半空间的位错模型确定上述事件的震源参数,基于分布式滑动模型反演确定两次地震断层面上的滑动分布,并探讨2016年门源地震对2022年门源地震的发震影响及触发机制。结果表明,2016年门源地震为逆冲型地震,并未破裂到地表,升、降轨同震形变场沿视线向的最大形变量分别为6.7 cm和7.0 cm,断层的最大滑动量为0.53 m,主要集中在地下4~12 km区域滑动。2022年门源地震同震形变场沿NWW-SEE向破裂,降轨影像最大视线向地表形变量为78 cm,断层的最大滑动值达到3.5 m,处于地下4 km左右,断层滑动分布模型揭示此次地震为左旋走滑型地震;结合冷龙岭断裂的运动性质和几何特征,可初步判定发震断层主要为冷龙岭断裂的西段、且极有可能破裂到了其西北端西侧的托莱山断裂。静态库仑应力触发关系显示,2016年门源地震对2022年门源地震的发生有一定的促进作用。