2021年漾濞M_(S)6.4地震序列前后震源参数

利用漾濞地区共22个固定和流动台站记录到的数字地震波形资料,在扣除地震波衰减与台站场地响应后,联合反演计算得到2021年漾濞M_(S)6.4地震序列前后共819次M L≥1.0地震的震源参数,并对M L2.9~3.8地震应力降的时空演化过程进行分析。结果显示:①漾濞地震序列的地震矩与震级相关性较好,与破裂尺度之间存在一定的正相关关系,与拐角频率之间呈现出负相关关系,对于M L≤2.8的地震,应力降随震级增大而增大,而对于M L>2.8的地震,其应力降随震级的变化趋势并不明显;②漾濞M_(S)6.4地震序列前后的应力降受漾濞区域复杂构造环境背景的控制表现明显的分段特征,在前震序列阶段,震源区中段应力降有逐渐增强的趋势,处于应力加速积累的过程,一系列高度丛集的中小地震活动所造成的应力扰动可能导致了震源区北段漾濞M_(S)6.4主震的发生;M_(S)6.4主震发生以后,其余震序列活动自北西段向南东向破裂了整个余震区,余震区北西段由于主震的发生,该区域应力背景快速调整,应力降的时空分布表现为高值-低值起伏的状态;余震区中段至最大前震震中附近区域可能由于前震活动频繁,应力释放较多,表现为应力降相对低值区域;余震区南段则余震活动丰富,为应力降高值分布区域。漾濞地震序列中震级较大的地震活动与应力降高值区域一致性较好。

2021年5月21日漾濞M_(S)6.4地震及周边的构造应力场特征和动力学意义

文中利用CAP方法计算了2021年5月21日漾濞地震序列M_(S)≥4.0地震的震源机制解,再结合收集到的周边历史地震的震源机制解,反演计算了漾濞地震及周边区域的构造应力场,并根据反演得到的应力张量模拟了漾濞地区的相对应力值大小和震源机制解分布情况。研究结果表明:1)研究区以走滑型地震为主,其次是正断型地震,地震集中分布于15km以浅的深度范围,主要发生在脆性上地壳。2)漾濞震源区的构造应力场属于典型的走滑应力结构,最大主应力方位为NNW-SSE向,与区域构造应力场基本一致。研究区的分区反演结果显示,最大主应力轴和最小主应力轴的方位从东北至西南呈现出顺时针旋转的趋势。区内川滇菱形块体、腾冲和保山等地块内部的应力方位分布一致性较好,块体边界带是应力发生偏转的部位,表现出一定的差异性,区域构造应力场受到不同块体间相互作用的影响。3)应力形因子R值的分布上大致表现为自西北向东南逐渐增大,说明物质运移所需的压应力相对变小,结合研究区的地质构造背景认为,地块(物质)的运动速度自西北向东南逐渐变缓。4)根据模拟计算的漾濞地震相对剪应力和相对正应力大小推测认为,漾濞地震是在区域构造应力场作用下沿着最优释放节面滑动破裂而发生的,更容易发生错动的NW向节面为此次地震的发震断层面。

加权泰森多边形在2021年云南漾濞M_(S)6.4地震后应急避险安置点责任区划分的应用

以2021年云南漾濞M_(S)6.4地震为例,综合考虑震后安置点容量和居民点实际情况,利用无人机航拍影像,通过人工矢量化、空间插值、震害识别、创建缓冲区等预处理,获得基于建筑物的漾濞县城震后应急避险安置点容量、建筑物破坏程度、交通便捷度和人口分布4个影响因素精细化数据。以影响因素为权重因子,使用加权泰森多边形法对研究区应急避险安置点进行责任区划分。结果表明:责任区失去住所人数均未超出对应安置点容量,位于老城区责任区的安置点服务压力较大,新城区责任区的安置点服务压力较小。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列特征及其发震构造分析

2021年5月21日21时,云南大理白族自治州漾濞县发生M_(S)6.4地震。该地震的震中位于川滇块体的西南边界,是该区40多年来震级最大的一次地震。地震未产生地表破裂,余震也未沿震区附近已知的断裂分布。研究者针对这次地震的发震构造已有若干研究结果,但采用不同数据、方法和思考角度对这些结果进行验证并同时补充新认识是必要的。文中利用云南地震台网观测资料分析了漾濞地震序列的时空分布特征,进行重新定位,并通过CAP(Cut and Paste)方法获取序列中较大地震的震源机制解与矩心深度。结果表明,漾濞地震的余震震源深度主要集中在4~13km,余震带总体呈NW-SE走向,空间分段性明显:主震震中北西侧余震稀少且分布相对集中,东南侧余震密集且余震带宽度变大;前震序列发生在主震震中的东南侧,与余震密集段的位置基本重叠,反映主震震中北西侧的稀疏余震应属于触发型,而主震破裂可能属于由震中向SE扩展的单侧破裂型。余震带的深度横剖面显示主震破裂具有明显的分段性,序列北西段的结构较为简单,显示出一个地震丛集,而南东段则相对复杂,很可能由2条倾向SW的高倾角断层组成。漾濞地震序列中29个M_(S)≥3.0地震的矩心深度主要分布于3~13km,震源机制解以右旋走滑型为主,大多存在一个NW-SE走向的高倾角节面,且具有一定的正断倾滑分量。主震是以右旋走滑为主的破裂所引发的,矩心深度为5.2km,与重定位所得的震源初始破裂深度8.9km较为接近,反映该地震发生在上地壳,也反映震区的地震活动深度偏浅。文中对2021年5月云南漾濞序列的时-空分布特征与震源机制解的分析,反映此次地震的发震断层产状及力学性质与NW走向的维西-乔后-巍山断裂较为一致,但位置不同,证实这次地震的发震构造是该断裂南段西侧一条SW陡倾的右旋走滑次级断裂。

基于遥感影像的震后避难空间快速提取模型研究——以2021年云南漾濞M_(S)6.4地震为例

震后避难空间是居民遭遇地震时紧急疏散、避难、临时生活的重要区域。以无人机影像为基础,采用影像面向对象分类与GIS栅格化的分析方法,构建震后避难空间评价指标,建立基于遥感影像的震后避难空间快速提取模型,并以2021年云南漾濞M_(S)6.4地震为例,将避难空间提取的结果与震后居民实际选取的避难空间进行比较。结果表明:模型共计提取可用避难空间70个,根据目标函数F得到最优避难空间5个,其中每个避难空间在漾濞M_(S)6.4地震中实际帐篷数量分别为72、55、54、30、44顶,模型计算结果与实际结果匹配。

InSAR观测与小震分布联合分析2021年云南漾濞M_(S)6.4地震应力卸载对周围区域的影响

为分析2021年5月21日云南省漾濞M_(S)6.4地震后震区应力变化对周围断层的影响,本文通过InSAR技术获得了漾濞地震的同震形变场,并联合小震分布数据建立断层破裂滑动模型,继而通过计算断层面上的同震库仑应力来评估此次地震对周边断层的影响,以便有效地分析地震破裂的时空解析度.结果显示:(1)在升降轨InSAR数据获得的精细同震形变场中,升轨最大视线向形变量约为5.00 cm,降轨最大视线向形变量约为7.80 cm;(2)余震精定位的主震震中为(99.89°E,25.67°N),震源深度为13.29 km,除主震之外震源深度主要集中在5—15 km;通过小震位置拟合出的发震断层走向为NW-SE(316.69°),断层倾角为88.56°,滑动角为177.97°;(3)基于InSAR同震形变场结果及小震拟合断层参数联合反演得到此次地震的断层滑动以右旋走滑为主,升轨断层最大滑动量为0.80 m,对应的深度为8.85 km,平均滑动量为0.22 m,矩震级为M_(W)6.41;降轨的断层最大滑动量为0.30m,对应的深度为6.88 km,平均滑动量为0.05 m,矩震级为M_(W)6.01;7.50 km和15 km深度处断层面上的应力计算结果表明,震后断层与其周围的应力差明显减小,对周围断裂具有显著的应力卸载作用.结合余震分布区域、模拟断层迹线以及同震库仑应力逐渐减小的方向,基本可以确定漾濞地震的发震断层为维西—乔后—巍山断裂的隐伏次生断裂.该地震通过卸载周围断裂的应力释放区域应力,降低了周围断裂的地震危险性.

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震震区断裂构造特征

为进一步查明震区断裂构造特征,摸清其风险底数,基于云南省地震灾害风险普查漾濞县1∶25万地震构造填图任务,对漾濞县行政区内多条断裂构造开展野外调查。结果表明:①结合震区新生代以来的构造演化开展分析,认为草坪断裂在维西—乔后断裂开始活动之前便已经形成,在地震破裂发生时此类先存断裂对区域应力释放具有十分重要的作用;②草坪断裂为一条早第四纪断裂,第四纪以来活动并不显著,不具备独立发生M_(S)≥6.0强震的构造条件;③在维西—乔后断裂中段全新世以来持续强烈的活动构造背景下,漾濞M_(S)6.4地震为一次沿先存断裂构造面发生破裂的地震事件;④地震精定位结果显示,地震序列SE端存在分叉的几何特征,认为地震产生的右旋剪切作用使得后期余震破裂继承了腊时断裂、小庄村断裂及罗家村断裂的几何构造面,并分散、吸收了剩余应力。

2021年5月21日M_(S)6.4漾濞地震GNSS同震变形场及其约束反演的破裂滑动分布

2021年5月21日云南大理州漾濞县发生了M_(S)6.4强震.地震未产生明显的地表破裂,但前震-主震-余震大致呈线状展布于维西—乔后—巍山断裂的西南侧.我们基于覆盖震中区域的高密度连续GNSS观测台阵,观测获得了震区周围50 km范围的高精度、高密度三维同震形变场.结果显示:地震破裂为明显的右旋走滑兼拉张;地表形变场呈现出走滑断裂前端压缩隆升、尾端拉张下沉的典型变形模式;GNSS观测到最大水平位移和垂直下沉分别达46 mm(漾濞县淮安村周围)和-44 mm(漾濞县秀岭林场周围);发震断裂的地表错动从漾濞淮安村GNSS观测站和秀岭林场GNSS观测站之间的狭小地带穿过.在此基础上,我们以前震和主震精定位结果为约束,推测发震断层面走向135°、倾向SW、倾角80°,进而通过弹性半空间断裂位错模型,对发震断层面的同震滑动分布进行了反演.初步反演结果表明:同震滑动主要集中分布在3~12 km深度范围内,矩震级为M_(W)6.04,滑动量分布与前震序列呈现较好的空间一致性.

2021年5月21日云南漾濞M_(S)6.4地震震区地壳结构特征与孕震背景

本文基于“中国地震科学台阵探测——南北地震带南段”密集布设的流动地震台阵和川滇区域数字测震台网等共计634个台站所记录的观测资料,先采用地震体波层析成像(TOMO3D)方法反演获得川滇区域的地壳速度结构特征,在此基础上,重点剖析云南漾濞M_(S)6.4地震震区及周边的三维P波速度结构;再采用三维视密度反演方法,获得漾濞震区壳内视密度的横向变化特征,最后综合分析漾濞M_(S)6.4地震震区地壳结构特征与地震活动关系、深部孕震背景等科学问题.研究结果表明:漾濞震区P波速度结构与视密度展布特征在深度和分区特征上均具有较好的联系和可比性,震区三维速度结构和视密度反演结果均表现出明显的横向不均匀分布特征,漾濞M_(S)6.4地震位于高低异常值的过渡带附近,震区南、北两侧速度结构和视密度分布特征各异,综合说明了震区地壳物质存在显著的横向差异.漾濞M_(S)6.4地震序列集中分布在主震的SE侧,并沿着NW-SE向呈条带状与维西—乔后断裂近似平行展布,长约20 km,主震震源深度为8.6 km,序列震源深度优势分布层位在5~15 km,漾濞M_(S)6.4地震序列处于高低速异常过渡带附近,震区壳内介质结构的非均匀分布是控制漾濞地震及其序列展布形态的深部构造因素.我们的研究结果还揭示了漾濞M_(S)6.4地震震区北侧洱源附近存在地壳尺度的低速、低密度异常这一最显著特征,该结果与该部位地表温泉较发育、大地热流值显著偏高等地热分布高度一致,这些均暗示着漾濞地震机制除了与青藏高原东缘深部物质SE向逃逸有关外,可能还与来自上地幔的热异常和深部过程密切相关.

基于PI方法的华北2019年以来3次M_(S)≥5.0地震回溯性预测研究

本文应用图像信息(PI)方法对2023年山东平原M_(S)5.5地震、2021年江苏大丰海域M_(S)5.0地震和2020年河北古冶M_(S)5.1地震进行了回溯性预测研究。以华北局部(32°N~42°N,114°E~122°E)为研究区域,在网格尺度分别为0.5°×0.5°和1.0°×1.0°且预测窗长为5 a的两组参数模型下,获取2019—2027年逐年滑动的预测窗热点演化图像。结果显示,当网格尺度为1.0°×1.0°时,PI热点效果优于0.5°×0.5°网格,且对平原地震和大丰海域地震的发震位置指示作用较好。当时间窗长和归一化阈值绝对值同时增大,个别窗口存在古冶地震的有效热点,但未找到热点能同时覆盖3个地震震中所在网格的参数模型。不同参数模型下的PI热点显示,未来3~4 a郯庐断裂带渤海段存在发生M_(S)≥5.0地震的风险。本文研究结果对于华北局部地区M_(S)≥5.0地震危险性分析具有一定的参考意义。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震异常跟踪分析

对云南漾濞M_(S)6.4地震前出现的前震序列、地震学、定点形变和流体观测异常进行系统梳理和回顾,结果表明:前震序列较为复杂,能找到一些地震学的异常特征,但难以通过这些特征对震后趋势进行正确判断;定点形变观测异常出现时间早、异常幅度大,可为震级预测提供依据;流体观测异常出现时间短、异常相对集中,为时间预测提供了更好的支撑;形变和流体异常与亚失稳后期阶段具有较为相似的时空特征,可能与亚失稳过程有关。前震序列的判断结合区域地震危险性,可能是提高判断准确性更好的方法,合理利用地震孕育不同阶段的异常特征,是做好综合预测需要提倡的方法。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列发震构造及其与2013年洱源、2017年漾濞地震的异同

2021年5月21日云南漾濞发生M_(S)6.4地震.为深入了解该地震的发震断层及发震构造特征,探讨其与2013年洱源与2017年漾濞地震发震构造及背景的异同,本文基于中国地震台网中心的观测报告,使用双差方法对漾濞地震序列进行重定位,并从全球矩心矩张量(GCMT)和美国地质调查局(USGS)搜集了9个震源机制解计算了震源区构造应力场,初步得到如下结论:(1)2021年漾濞地震序列呈NW-SE向展布且SE端余震数量多于NW端,余震区地壳应力不均匀释放,致使5.0级及以上地震周边余震稀少;4个5.0级及以上地震初始破裂深度大于矩心深度,推测发震断层是从断裂底部向浅部破裂.(2)发震断裂是维西—乔后—巍山断裂西南侧的未知断裂F2、F3,其走向NW-SE、倾向SW、倾角近垂直,具有右旋走滑特征.其中F2贯穿整个地震序列,长约30 km,F3主要发育在中南段,长约11 km,两条发震断层相交于地震丛集中间位置.(3)震源区构造应力场是走滑的应力机制,呈SSE向(174.57°)低倾伏角(18.79°)挤压,及SWW向(-93.65°)近水平(5.21°)拉张状态.震源区的发震构造受川滇块体与滇南块体形成的右旋走滑边界控制.(4)这3个地震均发生在川滇块体右旋走滑西南边界形成的走滑应力机制作用背景下.2013年洱源地震可能更多的受控于局部构造的垂向差异运动;2017年漾濞地震仅受到川滇块体西南边界的右旋走滑作用;2021年漾濞地震则主要受控于川滇块体西南边界的右旋走滑运动,还存在少量局部构造垂向差异运动作用.

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震预警处理结果分析

2021年5月21日云南漾濞发生M_(S)6.4地震,云南地震预警处理系统对观测数据进行了有效处理并产出预警信息。首先分析了观测记录的走时—震中距关系以及不同类型台站的信噪比,说明该系统震相拾取正确,确保了震中位置和发震时刻测定的高准确度;鉴于此次地震预警震级整体偏小,对比了不同类型台站的震级偏差,其中一般台震级偏差最小、测震台次之、基准台第三、基本台最大。云南地震预警处理系统在2021年5月接入基准台和基本台后,对于漾濞地震的震中位置和发震时刻测定的准确性和稳定性均有提高,震级偏差变化不明显,仍然整体偏小。这说明了云南地震预警处理系统台站布局合理,系统具备一定的预警能力,但震级算法还有待改进。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震震源区断层系统的几何复杂性

地震精定位及震源机制反演能够提供发震构造信息,特别在地表无明显断层迹线的震源区,可有效揭示隐伏断裂的深部几何结构。文中采用双差定位方法对2021年5月18日—6月4日期间云南区域台网记录到的漾濞M_(S)6.4地震序列进行精定位,得到主震前4d和主震后14d共3233次地震事件的空间位置,并计算了漾濞震源区的b值;进一步利用云南和四川区域台网记录的波形数据,采用近震全波形反演方法得到了包括主震在内10个4.0级以上地震的全矩张量解,并反演得到震源区构造应力场。地震定位结果显示,前震序列和余震序列在时空分布上存在明显差异:前震主要在NW-SE方向呈条带状分布,且震中位置存在往返迁移现象;余震主要在NW和NE 2个方向分布,呈不对称共轭断层分布形态,在NW向地震带南端存在多组不同走向的余震分布,暗示震源区介质及断层几何结构的复杂性。b值随时间变化的结果显示,主震前b值已有上升趋势,表明震前震源区应力积累已开始逐步得到释放,可能和本次地震为前震-主震-余震的序列类型有关;而主震发生后b值的变化幅度较大,可能反映余震活动较为剧烈,应力释放变化较大。震源机制结果显示地震以走滑型为主,正断分量其次,并包含显著的非双力偶成分,可能表明震源区NW及NE向断裂交错分布,地震破裂并非简单地沿断层平面滑动。综合上述结果以及近SN向挤压、EW向拉张的应力场环境,我们认为漾濞M_(S)6.4地震序列的发震构造为位于宝山地块内部一条NW向的高倾角右旋走滑断裂,可能是与维西-乔后-巍山断裂平行的次级断裂,并且该断裂在南段包含多条NE向分支断裂。文中结果表明漾濞震源区断层系统几何结构的复杂性控制了地震序列时空分布范围及震源破裂的多样性。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列重定位及发震构造探讨

利用云南地震台网提供的地震编目快报观测报告和地震事件波形数据,采用联合波形互相关分析的双差地震定位方法,对2021年5月21日云南漾濞M_(S)6.4地震前3天至震后2天期间发生的地震事件进行了重定位,并基于两种不同的区域速度模型,采用CAP方法反演了序列中3次M_(S)≥5.0地震的震源机制解和矩心深度。结果表明:双差重定位获得了漾濞地震序列中1012次地震的精确位置,水平和垂直方向的定位误差分别为1.1 km和3.0 km。3次M_(S)≥5.0地震的震源机制解和深度均有所不同,初步分析认为这可能是由断裂深浅部的结构、形态差异或地震破裂后震源区附近的应力调整或流体运移导致的断层成核破裂变化所致。综合地震重定位、震源机制解反演及区域活动构造资料,初步分析认为漾濞M_(S)6.4地震的发震破裂面走向约为140°,倾角约为80°,滑动角约为-160°,发震断层可能为维西—乔后断裂中段的一条或多条次级断裂,且具有右旋走滑特征。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震烈度与震害特征

基于应急阶段现场调查、强震动观测,结合震区地质构造、震源机制解、地震序列空间分布等,评定了2021年云南漾濞M_(S)6.4地震的烈度分布。通过对各类震害现象的系统收集和综合分析,归纳了本次地震震害的基本特征并对震害原因进行了初步分析。对照云南地区其他同等级别地震烈度与震害,总结了现场调查得到的初步认识。本次地震形成了呈不规则椭圆状的Ⅷ度、Ⅶ度和Ⅵ度3个等级的烈度区,且长轴均为NNW方向,与震中附近的维西—乔后断裂走向一致,也与强震动观测记录、地震序列空间分布及震源机制解相吻合。此次地震灾害与云南同等级别地震相比明显偏轻,其原因主要是主震前持续多日、不断升级的前震活动警示作用,以及各级党委政府采取了及时有效的动员和疏散避险措施;震区的土木结构房屋震害严重,应科学规划城乡建设布局,逐步减少土木结构房屋存量,提高综合防灾减灾能力;各级政府应高度重视、加大帮扶地震中房屋遭到严重破坏的山区农村居民,避免因灾返贫的情况发生。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震仪器地震烈度与宏观地震烈度对比分析

利用云南省强震动及地震预警台网获得的漾濞M_(S)6.4地震地震动记录数据,根据《中国地震烈度表》的仪器烈度计算方法,得到各台站的仪器地震烈度。对比分析了漾濞M_(S)6.4地震的仪器烈度图与宏观烈度图的异同,发现二者最高烈度相同、等震线长轴走向相似,但各烈度区面积与形状不相同;对比分析了仪器烈度与调查点的评估烈度的吻合性,发现二者完全吻合的比例为81.25%,偏差±1度的比例为93.75%,说明仪器地震烈度在一定程度上能客观反映实际的震害情况。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列特征及强余震判定

利用云南地震台网观测资料,对2021年漾濞M_(S)6.4地震序列的时空演化特征进行分析,结果表明:漾濞地震序列的空间展布可分为4段,且余震活动衰减非常迅速。通过分析历史地震序列类型、h值、等待时间法、累计频次曲线、初动方向等,判断漾濞M_(S)6.4地震序列为前震-主震-余震型。利用云南地区6级地震最大余震发震时间统计和震级差分布特征分析,认为漾濞M_(S)6.4地震最大余震已经发生。最后讨论了漾濞地震序列4级余震偏多的现象及可能的原因。

基于倾斜摄影的2021年云南漾濞M_(S)6.4地震典型震害调查分析

倾斜摄影建立的高分辨率三维模型,能够呈现建筑物立体视觉效果,便于对建筑物结构、墙体、门窗等详细破坏情况进行分析,弥补了传统遥感影像只能获取建筑物顶部信息的局限。2021年5月21日漾濞M_(S)6.4地震发生后,利用多旋翼无人机、采用倾斜摄影的方式拍摄了Ⅷ度区的苍山西镇花椒园村背阴坡小组建筑物多个角度影像,建模生成高分辨率三维模型,并对破坏最严重的某户民居的破坏情况和原因进行了分析,认为造成破坏加重的不利因素有:山体的放大效应、边坡的放大效应、多次地震震害叠加效应以及建筑墙体自身缺陷。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震房屋震害与烈度评定

根据云南省漾濞县M_(S)6.4地震现场调查资料,详细阐述了本次地震的烈度分布和房屋震害,计算给出各烈度区各类房屋结构的平均震害指数,并与《中国地震烈度表》和2014年云南鲁甸6.5级、景谷6.6级地震进行了对比分析。结果表明:(1)漾濞地震灾区土木结构和框架结构房屋的震害现象较为明显,砖混结构房屋震害较轻,而砖木结构房屋因数量较少,没有调查到太多的震害现象;(2)各烈度区各类房屋平均震害指数与烈度对应关系良好,表明本次地震烈度评定结果符合国家标准和云南地区地震烈度分布规律;(3)对比分析云南省两次震级相近地震的各类房屋平均震害指数,发现本次地震房屋震害整体偏轻。