青海门源M6.9级地震地表破裂特征及区域地震活动趋势分析

据中国地震台网正式测定,2022年1月8日1时45分青海海北州门源县发生6.9级地震,震源深度10 km。此次地震是2016年门源M6.4级地震之后冷龙岭地区再次发生强震活动。此次地震的宏观震中位于距门源县城浩门镇西北50 km的冷龙岭硫磺沟地区,并在硫磺沟—大西沟一带形成规模大且连续性较好的地表破裂。地表调查显示,同震地表破裂的总长度约为23 km,整体走向N40°~85°W,地表破裂主要由雁列的地震鼓包、张裂缝、剪切裂缝等形式组合而成,而且地表伴生了较多规模不等的滑坡、崩塌等次生地质灾害。根据地表破裂的规模、走向及破裂特点等,可将其分为3段:东段(硫磺沟段),长约10 km,走向N40°~60°W,破裂规模较小,以伴有重力作用的拉张裂缝为主;中段(道沟段),长约9 km,走向N70°W,破裂规模较大,以发育规模较大的地震鼓包和剪切裂缝为主,而且左旋位移较大;西段(大西沟段),长约4 km,走向N85°W,此段规模最小,以雁列的拉张裂缝为主。其中—东段一起组成了该破裂带的东支,而西段构成了西支,两者都具有明显的左旋走滑特征,并自东向西破裂整体呈左阶展布,在G227国道以东形成了具有拉张特征的左阶阶区。综合分析表明,此次,地震发生在祁连山块体的祁连-海原活动构造带,发震断裂应为海原左旋走滑断裂带的冷龙岭-托莱山断裂段。结合对祁连-海原构造带1900年以来强地震序列及托莱山断裂的初步研究认为,该构造带的历史地震活动整体具有不断向西发展的趋势,但在哈拉湖和托莱山之间存在较明显的地震空区,因而推断托莱山断裂未来的强震危险性有增强的可能。

2022年门源6.9级地震前后b值时空特征研究

为探讨青海门源M_S6.9地震前后b值变化特征,选取震前10 a进行时间扫描发现,震前震源区b值存在一定程度的下降,震后出现小幅回升,可能与震后应力释放有关。利用青海测震台网2000年以来的小震目录,在最小完备震级基础上进行b值空间扫描和Δb值计算发现,门源6.9级地震发生在低b值区域边缘,且震前1 a震源区Δb值变化不显著,表明门源地震的应力积累主要发生在2021年之前。对余震序列b值变化进行分析认为,早期b值变化可为后期余震的位置预测提供一定参考。

2022年青海门源6.9级地震发震构造及甘肃灾区震害特征研究

通过对2022年1月8日青海门源6.9级地震的震源机制、发震构造、房屋和重大生命线工程震害、地震地表破裂带等震害调查资料的综合分析,系统介绍了此次地震震源机制、发震构造、地震烈度分布特点、房屋破坏特征及机理、生命线工程破坏特征及地表破裂带特征。研究结果表明:门源6.9级地震震中位置位于冷龙岭断裂带的西段,性质以左旋走滑为主,其与震源机制解得到的结果相一致,均为走滑型破裂类型;地震最大烈度Ⅸ度,烈度Ⅵ度(含)以上面积约23417 km^(2),等震线长轴呈NWW走向,长轴200 km,短轴153 km;整体上房屋破坏较轻,甘肃境内主要属Ⅶ和Ⅵ度区影响范围,极少部分为Ⅷ度区影响范围;此次地震中滑坡灾害和生命线工程震害较少,主要在Ⅸ和Ⅷ度区造成部分路面裂缝,最为严重的则为兰新高铁浩门至军马场区间祁连山一号隧道群线路桥梁严重受损,隧道震害主要集中在断层影响范围内,其中隧道受破坏严重段约350m,占隧道全长的5.33%,受破坏较严重段分别位于严重段大里程侧402m和小里程侧646m范围内,占隧道全长的15.96%,其余段落震害总体轻微;地震造成地表破裂带约22 km,地震造成的地表与冰面张裂隙和挤压鼓包随处可见。

2022年1月8日门源M_(S)6.9地震同震位移场及其发震断层形变破裂特征

利用冷龙岭-托莱山断裂及其附近震前和震后GNSS观测资料,处理获取了2022年门源M_(S)6.9地震同震位移场,并以此为约束反演获取了地震同震破裂滑动分布图像,基于上述结果探讨了本次地震发震断层形变破裂特征,对比了区域震间与同震变形特征,结果表明:(1)此次地震在距震中约90 km范围内产生了10 mm及以上的同震永久变形,距震中160~200 km的GNSS连续站记录到的同震变形则十分微弱,总体在毫米级以下;(2)同震位移图像呈现典型的左旋走滑型同震变形模式.在距震中约3 km破裂带南侧的测站,其同震位移为近东向,大小445.9±3.3 mm,而在破裂带远场则呈现出典型的与左旋走滑型地震匹配的“四象限”对称分布的挤压或拉张尾端变形特征;(3)同震位移量以冷龙岭断裂-托莱山断裂为界,南北两盘具有明显的非对称性,南盘变形运动大于北盘;(4)托莱山断裂西段同震位移总体表现出随震中距减小而增大的“弹性回跳”现象,但其跨断层近场测站却并不服从上述同震变形特征,指示其并未参与此次地震破裂,考虑到托莱山断裂西段显著的左旋剪切应变能积累背景,其未来强震危险性值得关注.

2022年1月8日青海门源6.9级地震前临震微波动现象初步研究

利用国家测震台网观测资料,对2022年1月8日青海门源6.9级地震震中距200km以内的19个台站自2021年记录到的临震微波动事件进行分析,发现震中距103km的祁连台在震前3个月存在显著异常,临震微波动事件的活动度(N值)高达20;震中距158km的拉脊山台同样出现活动度高值异常,达到异常指标;震中124km的湟源台长期处于异常状态,但在震前3~4个月表现为明显高于背景值的高值异常.其他台站虽然未达到异常指标,但震前3个多月活跃天数显著增加.异常显著的台站与震中位置呈线性分布,震中NW-SE方向的台站记录的事件更显著;本次地震前的微波动现象与2021年玛多7.4级地震前的微波动现象存在共同特征,可能与两次地震相似的震源机制解有关.

2022年1月8日M_(S)6.9青海门源地震震前三维地壳变形与应变分配

2022年01月08日在祁连山断裂带中东段的青海门源县发生了M_(S)6.9强震,然而,迄今为止对于该地区的三维地壳变形特征和强震孕育背景鲜有研究.本文基于高精度的GPS和水准等大地测量资料,厘定了该区域主要活动断裂的滑动速率,并分析了此次地震之前的三维地壳变形特征和强震孕育背景.研究结果表明,(1)祁连山断裂带中东段地壳变形呈现出较强的左旋剪切和缩短变形,且地壳缩短主要以垂直隆升的形式实现;(2)托莱山断裂的走滑、缩短和垂直速率分别为2.5±0.3 mm·a^(-1)、1.3±0.4 mm·a^(-1)和1.2±0.6 mm·a^(-1),高于其北侧的民乐-大马营断裂的1.1±0.3 mm·a^(-1)、0.8±0.3 mm·a^(-1)和0.5±0.5 mm·a^(-1),冷龙岭断裂的走滑和缩短速率分别为3.1±0.7 mm·a^(-1)和3.0±0.6 mm·a^(-1),结合应变率场,表明该区域地壳变形满足连续-弥散变形模式;(3)此次门源地震震前剪应变和压性面应变明显积累,其中部分压性面应变被2016 M_(S)6.4地震所释放,而在托莱山和冷龙岭断裂以南地区垂直变形并不显著,震前应变持续增加.此外,GPS速度剖面揭示出托莱山断裂存在明显的震间闭锁,其闭锁深度为15.0±7.8 km,表明其具有发生强震的背景.

引水隧洞震损应急抢修方案探讨——以2022年门源6.9级地震金昌市引硫济金工程为例

以2022年门源6.9级地震金昌市引硫济金工程震损应急抢修工程为案例,介绍了该工程的震损情况,分析了破坏原因,给出了应急抢修的设计方案及采用的主要施工技术等,为类似工程提供参考。

2022年门源M_(S)6.9地震前后垂直形变

1研究背景据中国地震台网测定2022年1月8日1时45分,青海省海北州门源县发生M_(S)6.9地震(37.77°N,101.26°E),震源深度为10 km,这是继1986年8月26日门源M_(S)6.4地震(37.70°N,101.50°E)和2016年1月21日门源M_(S)6.4地震(37.68°N,101.62°E)之后该区域发生的又一次6级以上强震。

2022年门源M6.9地震前孕震区跨断层形变异常特征及其机理

跨断层形变测量在寻找地震前兆信息和强震预测预报工作中做出了重要贡献。2022年青海门源M6.9地震前,祁连山-海原断裂带上的跨断层短水准资料有着显著的前兆异常。本文基于截至2021年12月的跨断层短水准资料,利用时序分析法、形变异常强度分析法和垂直形变累积率分析法等,提取震前异常的时空演化特征,探讨震前中短期断层活动情况及其变形机理。结果表明,在NE-SW向挤压和NW-SE向水平剪切共同作用的动力学背景下,震源区垂直形变趋势累积处于高值,具有一定的应变能累积背景;在震前5年时间,靠近震中的断层运动发生偏离线性的“迟滞”现象,且在震前2年内异常空间分布具有向震中迁移集中的特征,表征靠近震源区地壳应力快速积累,应力局部化增强;震前半年内,距离震中60~120 km范围多个场地表现为一致性的、与挤压受力背景相反的张性异常变化,这种异常现象指示近震区应力积累到一定程度后发生微动态调整、断层局部出现预滑动等变化。

2022年青海门源M_(S)6.9地震地表破裂特征分类及震害分析

为了深入分析2022年1月8日青海门源M_(S)6.9地震引发的不同类型地表破裂特征及震害现象,本文依据沿此次地震地表破裂带进行的野外实地考察和无人机航拍解译,将破裂带沿线的典型同震地表破裂特征归纳为:(1)多种典型几何细结构,包括雁列状次级破裂、左旋左阶拉张区、左旋右阶挤压区以及树枝状、网状破裂等;(2)多种地貌标志物水平位错,包括牧区围栏、车辙印、动物脚印和冲沟冰面的左旋断错等;(3)多种类型垂直破裂,如逆冲型地震陡坎和正断型地震陡坎;(4)多种类型挤压破裂,如挤压脊和挤压鼓包;(5)不同类型张性裂缝带,如纯张性裂缝带和张剪性裂缝带.将地震引发的地质及工程震害现象归纳为:(1)跨地震断裂带的边坡垮塌失稳;(2)跨地震断裂带的公路、桥梁和隧道损坏;(3)地震断裂带附近区域的冰面鼓包、公路裂隙等形变现象.此外,对上述现象的展布特征和成因机制进行了分析讨论,并强调了加强跨活动断裂带时工程抗断及近断层强地面运动的抗震设防的重要性.

2022年1月8日青海门源6.9级地震前电离层异常特征分析

利用张衡一号电磁卫星朗缪尔探针观测的原位电子密度数据和等离子体分析仪观测的原位氧离子密度数据,针对2022年1月8日青海门源M_(S)6.9地震,分析震前电子密度和氧离子密度异常特征,并总结以往震例。结果显示,在门源M_(S)6.9地震前11天出现电子密度和氧离子密度高值异常;对电离层异常进行震例统计分析,发现大多数地震前6天以内出现电离层异常,且走滑型地震和逆冲型地震震前居多,讨论异常产生的机理可能为大气声重波机制和电场机制。

2022年青海门源M_(s)6.9地震余震演化与地震触发

地震序列的时空演化有助于揭示地震成核过程和地震相互作用.本文采用双差定位方法对2009年以来门源地区的目录地震重新定位,并以其为模板,匹配扫描连续波形,完善2022年门源M_(s)6.9地震前后的活动图像.结果表明:2022年门源M_(s)6.9地震主要发生在托勒山北断裂南侧高角度南倾的走滑断裂上,无明显前震活动,是典型的主—余型序列;早期余震向主震东西两侧扩展,迁移距离与流逝时间呈对数关系,符合震后余滑扩散特征,并且西侧的迁移速率和地震强度高于东侧;冷龙岭断裂和门源地震发震断裂斜交,但它的地震活动与余震不同,这些活动在余震扩散前锋到达前开始,沿断层向东南方向迁移但很快受阻,直到5 d后Ms5.2地震发生后才继续南迁,最后终止于2016年门源Ms6.4地震余震扩散区的尾端附近.因此,两条断层上的地震时空演化反映了断层之间的相互作用,冷龙岭断裂的地震活动受2022年门源主震库仑应力变化影响而触发.

2022年1月8日青海门源M6.9地震余震精确定位与断层面拟合

利用青海和周边87个地震台站于2022年1月8—13日记录的青海门源M6.9地震主震及680次余震资料,经双差地震定位重新进行震源位置的修定,获得633个地震重新定位后的震源信息。结果显示,此次地震的余震分布明显以昌马—俄博断裂南末梢端为界分为东、西两段,西段呈近EW向沿托勒山断裂东段分布,东段呈NWW向沿冷龙岭断裂西段分布。重新定位前余震初始震源深度集中分布在5~15 km,重新定位后变化为在0~20 km深度范围内偏正态分布。根据重新定位后余震分布特点并参考地表破裂带的展布,依据成丛地震发生在断层附近的原则,选取2个矩形区域,基于这2个区域内重新定位后的震源信息,利用模拟退火与高斯-牛顿相结合的算法进行断层面拟合计算,完整地获得每一个拟合区域的断层面参数。结果表明托勒山断裂东段断层面与冷龙岭断裂西段断层面分别为长约15 km总体走向为近EW向的高倾角左旋走滑断裂与长约12 km总体走向为NWW向的高倾角大型左旋走滑断裂。此次青海门源地震可能是上述两断层面末端相互挤压共同破裂形成的。

2022年1月8日青海门源6.9级地震前地球物理观测异常分析

对青海省门源地震台静水位、石英水平摆倾斜和钻孔应变等地球物理观测资料的阶段性变化特征分析,以及对2022年1月8日青海门源6.9级地震前的短临异常变化进行了研究。结果表明,门源地震台静水位、水平摆倾斜和钻孔应变观测资料在此次地震中均出现了明显的短临异常。其中,静水位出现加速上升和下降异常变化,并在持续下降变化中发生了青海门源6.9级地震;石英水平摆倾斜仪存在北倾的加速或转折异常变化;钻孔应变四分量在地震前监测到强烈的挤压变化。

2022年1月8日青海门源6.9级地震短临异常跟踪分析

2022年1月8日青海门源县发生6.9级地震,此次地震前青海地区出现了大量地球物理观测异常。2021年10月下旬青海地区出现地磁垂直强度极化高值异常,10月27日异常台站最多,并在门源祁连至兴海地区形成一个面积约为6.6×10^(4) km^(2)的高值异常区;此外,2021年7—11月青海地区8项地下流体观测数据出现准同步异常变化。结合青海及周边地区历史震例的分析结果,认为2021年11月23日至2022年1月23日,青海西北部地磁垂直强度极化高值区内可能发生5.6~6.4级地震。门源6.9级地震发生在地磁垂直强度极化异常出现后的73天,震中位于预测区的边缘,地震的发生时间和地点与预测意见一致,但震级超出预测意见上限值0.5级。此次地震前基于地球物理观测地震预测指标体系开展的短临异常跟踪分析过程,对中国大陆西部地震预报工作具有一定的参考意义。

2022年青海门源6.9级地震前岩石圈磁场异常变化分析

基于青海及甘肃部分地区2020—2021年2期流动地磁测点的观测资料,获得该地区的岩石圈磁场异常变化,通过研究岩石圈磁场各个分量的变化特征,系统分析2022年1月8日青海门源6.9级地震前岩石圈磁场的异常变化特征。结果表明:(1)门源地震前,震中区域岩石圈磁场各个分量具有较为明显的异常显示。具体表现为:震中区域附近岩石圈磁场变化的水平矢量具有方向转向及幅值弱化的异常变化现象;垂直矢量方向出现明显的南向、北向对冲的异常现象;磁偏角在震中附近具有“0”变线和高梯级带分布;总强度和垂直分量在震中附近具有“0”变线分布,并发生弯曲。(2)依据压磁效应分析,冷龙岭断裂北部岩石圈磁场增大,应力变化主要以释放为主,应力变化应处于较低水平;冷龙岭断裂南部岩石圈磁场强度减小,应力变化主要以积累为主,应力变化应处于较高水平。门源地震前,冷龙岭断裂构造应力调整引起的压磁效应可能是造成震中区域岩石圈磁场异常变化的主要原因。

2022年青海门源6.9级地震前祁连山地震带平静打破异常特征

结合2021年度地震活动性异常,系统梳理门源6.9级地震前祁连山地震带5级地震平静打破和祁连山中东段M_(L)3.6地震平静打破的时空异常特征,认为祁连山地震带5级地震平静对平静区及周边发生6级以上地震具有指示意义,祁连山中东段M_(L)3.6地震平静对祁连山中东段5级以上地震有良好的对应关系。平静区的打破使中强地震发震的时间紧迫性进一步增强,一般在平静打破后一年发震。文章详细总结了两项指标的预测意义,并对其做了系统的预测效能评估,为后续强震危险性研判提供了参考经验。

2022门源M_(S)6.9地震地表破裂带震害特征调查

2022年1月8日,青海省海北藏族自治州门源县发生M_(S)6.9地震,震中位于青藏高原东北缘地区祁连—海原断裂带的冷龙岭断裂和托勒山断裂构造转换区域(37.77°N,101.26°E)。震后野外现场考察结果表明,此次地震形成的同震地表破裂带总长度约为26 km,整体走向NWW向,破裂性质以左旋走滑局部逆冲为主。断层错动造成的破坏形式以雁列式组合的张裂隙、张剪裂隙、挤压鼓包、断层陡坎等为主。其中,道河至硫磺沟段地表破裂最为强烈,规模大且连续性好,造成的震害最为显著,地表破裂规模向东、西两端逐渐衰减。破裂带穿过区域内多条河流,造成显著的冰面破裂变形,并沿河岸形成一系列的边坡崩塌、滚石等地质灾害。综合破裂带及震害规模分析,宏观震中位于道河至硫磺沟地区。

门源MS6.9地震中大梁隧道地震动响应分析

2022年1月8日,青海省门源县发生MS6.9地震,造成震中附近的兰新高铁大梁隧道受损,导致高铁长时停运。文章通过建立二维平面应变模型,加载双向门源波进行动力时程分析,得到了大梁隧道的地震动响应结果,并对模型在震后的受力变形及震害特征进行详细分析。结果表明:在门源波双向加载下,大梁隧道的地震动响应受水平地震荷载影响很大;沿着y轴正向,隧道的截面形状对纵向位移和加速度的地震动响应有加强作用;拱顶处地震动响应最大,其竖向及横向地震动响应加速度分别为5.206 4 m/s2、4.534 8 m/s2,竖向及横向位移分别为7.070 9 cm、0.641 5 cm;拱底处地震动响应最小,其竖向及横向地震动响应加速度分别为3.287 6 m/s2、4.511 2 m/s2,竖向及横向位移分别为4.851 6 cm、0.625 2 cm;拱肩、拱脚处存在明显的应力集中现象,拱顶、拱底、拱肩及拱脚处内力的受力形式发生变化,但是衬砌应力和内力的极值均发生在拱腰及拱脚处,说明拱腰及拱脚处为震害严重区,震后修复时应重点关注。

2022年1月8日青海门源M_(S)6.9地震同震形变场及地下位错反演

针对2022年1月8日青海门源M_(S)6.9地震,基于Sentinel-1A卫星的SAR影像获取了本次地震的同震形变场,并进行计算分析,运用SDM程序反演地下静态位错。初步结果如下:①本次地震震中位于蝴蝶状分布的形变图中心,抬升盘与下降盘之间的破裂迹线明显,破裂迹线长约24km,形变中心位于托莱山与冷龙岭断裂交汇处。②降轨数据显示,在断层区域视线向(LOS)形变量最小约-0.55 m(远离卫星),最大约0.68m(靠近卫星);升轨数据显示,在断层区域视线向(LOS)形变量最小约-0.49 m(远离卫星),最大约0.42m(靠近卫星)。③对中国地震局发布的门源6.9级地震烈度图和本研究获取的地震形变图进行叠加分析,可以看出二者吻合度较高,地表有较明显形变所涉及区域约0.4万km^(2)。④运用降轨InSAR数据反演得出地下最大位错量约3.29m,深度4.75km,在近地表位错破裂长度可达30km,地表有明显破裂的区域长约25km,与中国地震局科考工作每日情况的结果基本一致。