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。

丽江与芦山两次M_(S)7.0地震震例回溯研究及亚失稳特征探讨

基于川滇地区的跨断层观测资料,采用多种形变分析方法,针对川滇地区监测状况较好的1996年丽江、2013年芦山两次M_(S)7.0地震开展震例回溯研究,并以亚失稳理论及实验室结果为指导,归纳总结跨断层观测获得的断层运动在亚失稳阶段的时空变化特征及可能的表现形式,寻找区域范围内断层运动协同化现象,探索地震进入亚失稳状态的跨断层识别标志。结果表明:两次地震前,震源区在震前数年主要表现为弱变形的状态,可能是孕震晚期发震断层闭锁、断层近场应力应变积累趋于极限的表现。震源区边缘附近300 km范围内在震前数月至3年出现显著的断层形变异常,断层活动具有协同化现象,但仅个别跨断层场地观测到了与实验室岩石破裂失稳过程类似的图像,大多数场地仅仅观测到了稳态(线性阶段)、亚稳态(偏离线性阶段)特征,亚失稳态特征并不清晰,分析可能与跨断层场地所处的构造位置及观测周期有一定关系。

基于Welch谱分析的全球M_(S)≥7.0地震活动应变能周期特征

利用Welch平均法周期图谱对1700—2019年全球M_(S)≥7.0地震的活动周期进行提取,结果显示:M_(S)7.0~7.9地震的周期约为8 a、10 a、51 a、11 a、17 a、12 a、19 a、39 a;M_(S)≥8.0地震的周期约为10 a、46 a、22 a、8 a、20 a。为了与太阳活动周期对比,利用傅里叶去多周期方法提取1749—2019年太阳黑子周期,显著性最高的周期约为10~11 a(平均10.9 a),其次约为90 a、67 a、8~9 a、54 a。对太阳黑子活动周期与M_(S)7.0~7.9、M_(S)≥8.0地震周期进行线性回归分析,分2种情况:其一为10个显著周期相关计算,其二为8~22 a 7个显著周期相关计算,均显示具有较高的相关性,相关系数均在0.95以上,但在7级水平地震中,前者相关系数高于后者约0.03,8级水平地震相关性基本一致。将本文提取的活动周期与前人研究结果进行综合分析,认为不同计算方法、研究对象(强震周期、太阳黑子周期、地磁主磁场周期)得到的约8 a、11 a、50 a周期是一致的,更长的周期(约80~100 a)在强震活动方面显著性不强。

2013年四川芦山M_(S)7.0地震仪器烈度与调查烈度对比分析

基于2013年四川芦山M_(S)7.0地震宏观调查点、调查烈度和强震仪记录数据,采用四川省地震局强震动监测技术组计算得到的各台仪器烈度值,绘制了芦山M_(S)7.0地震宏观调查点与调查烈度等震线和仪器烈度等值线分布图,分析了芦山M_(S)7.0地震的仪器烈度与调查烈度的对应关系。结果表明:仪器烈度与调查烈度有较好的对应关系,仪器烈度Ⅵ度点在调查烈度Ⅵ度以上区域总体占比为88.24%,仪器烈度Ⅶ度点在调查烈度Ⅶ度以上区域内总体占比为81.82%;仪器烈度的等值线高值范围可较好展示出地震灾害的程度;仪器烈度区的空间分布特征可表征芦山M_(S)7.0的发震断裂的控制作用,仪器烈度的等值线区总体呈现沿龙门山断裂带方向相对于垂直方向衰减慢;仪器烈度的等值线区发震断裂上盘影响范围相对发震断裂下盘影响范围大;仪器烈度分布与调查烈度分布既有对应关系又存在差异,这在震后短时间内灾区的震灾信息尚不清楚的情况下,能够快速对可能的震害涉及范围、人员伤亡分布、经济损失和生命线工程等损失作出预估,仪器烈度分布可以为应急救援决策、救灾方案制定和救灾力量部署等工作提供重要依据。

2022年6月1日四川芦山M_(S)6.1地震的发震构造与力学机制探讨

2022年6月1日17时00分08秒(北京时间)四川雅安市芦山县发生M_(S)6.1地震,此次地震是继2008年汶川M_(S)8.0、2013年芦山M_(S)7.0地震后发生在龙门山断裂带的又一显著地震,与后者在空间上仅相距9 km.为揭示此次地震的发震构造特征及其与2013年芦山M_(S)7.0地震的关系,进而理解龙门山断裂带强震孕育动力学过程与地震危险性,本文采用CAP全波形反演方法计算了芦山M_(S)6.1地震的震源机制解,利用多阶段定位法对2013年芦山M_(S)7.0地震以来余震区地震进行了精确定位,并基于库仑应力讨论两次地震的应力触发关系.结果显示,芦山M_(S)6.1地震的震源机制解为:节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角分别为221°、40°和105°;节面Ⅱ的参数为22°、52°和78°,矩心深度14 km,震源机制断层面解呈现一组与龙门山断裂带性质接近的节面.反演给出的P轴方位角为120°,倾角为6°,反映了此次地震主要受NWW-SEE向水平挤压应力作用,与龙门山断裂带南段背景构造应力场一致.地震精定位结果显示芦山M_(S)6.1地震序列发生在2013年芦山M_(S)7.0地震发震断层北西侧的一条倾向南东的反冲断层上,据此可判断震源机制解的节面Ⅱ为发震断层面.在此基础上,通过指定发震与接收断层,计算获得2013年芦山M_(S)7.0地震对此次M_(S)6.1地震所在断层的最大库仑应力加载值可达1.5 MPa,说明前者对后者有显著的触发作用.

四川地区场地放大系数特征分析及在强地震动模拟中的应用——以2022年芦山M_(S)6.1地震为例

基于四川地区62个强震动台站的场地资料,依据中国抗震规范及美国下一代衰减的Geomatrix(GMX)场地分类方法将台站场地进行了划分,并以台站的场地放大系数和高频衰减参数(κ0)为基础数据,研究了不同场地类型的场地放大系数平均特征.结果显示,在中国Ⅱ类场地中,受狭窄山间谷底地形效应影响,满足GMX的C类场地在大于10 Hz的高频段有明显放大;受深厚软弱沉积层影响,满足GMX的D类场地在小于5 Hz的低频段放大效应显著.考虑震源滑动模型、山区和盆地品质因子差异、局部场地效应,采用区域内余震平均应力降,通过随机有限断层法模拟了2022年芦山M_(S)6.1地震中9个断层距(Rrup)<100 km的强震动台站的加速度时程、傅里叶振幅谱(FAS)和反应谱(PSA).结果显示,模拟结果与观测加速度时程的S波部分符合良好.在8 s以下周期范围内模拟与观测FAS和PSA形状和幅值基本一致.较好地模拟结果支持此次地震为2013年芦山M_(S)7.0芦山地震的一次余震.另外,模拟结果体现了此次地震在Rrup<35 km范围内有明显的方向性效应,与观测数据相符.最后,考虑各类场地的场地放大系数和κ0的平均特性,比较了此次地震中Rrup<150 km的167个盆地和130个山区烈度台观测和模拟峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV),以及周期为0.5 s、1.0 s、5.0 s和8.0 s的PSA幅值随断层距的衰减特性.结果显示,山区和盆地的地震动参数随距离的衰减特性较为相似,山区和盆地的PGA、PGV强度相当.但是,在周期大于1.0 s的长周期段,盆地的反应谱幅值整体上大于山区.

中国M_(S)≥7.0地震前视电阻率变化及其可能原因

我国自1967年开展视电阻率定点连续观测以来,在观测站400 km左右范围内共发生16次/组M_(S)7.0以上地震.通过文献调研和历史观测数据梳理发现,在其中12次/组地震前视电阻率呈现出了中短期下降/上升异常变化;采用断层虚位错模式,将地震同震位错按大小相等但方向相反的方式进行加载,获取地震前震源区附近相对的介质变形特征和空间分布.计算结果显示,呈现下降变化的观测站位于地震发生前的挤压增强区域,而呈现上升变化的观测站则位于相对膨胀的区域.实验室内岩石物理实验和野外原地实验结果、以及含裂隙介质电阻率模型分析表明,含水岩土介质电阻率在压应力作用下呈现下降变化,应力卸载过程中呈现上升变化.因此,分析认为12次/组M_(S)7.0以上地震前的视电阻率变化,可能与地震晚期孕育过程之间存在“介质变形-电阻率变化”机制上的联系.

2022年6月1日四川芦山M_(S)6.1地震的震源参数及其构造启示

2022年6月1日四川芦山发生M_(S)6.1地震.基于四川区域台网的地震资料,采用HypoDD(双差重定位)方法对芦山M_(S)6.1地震序列ML≥1.0的地震事件(2022年6月1日至7日)进行了重定位,利用gCAP(generalized Cut And Paste)波形反演方法获取了序列中M_(S)≥3.0地震的震源机制和矩心深度,同时用Bootstrap方法评估了主震震源机制结果的稳定性以及计算了不同机构得到的多个震源机制中心解的最小旋转角,计算了现今区域应力场体系在2022年芦山M_(S)6.1地震和2013年芦山M_(S)7.0地震震源机制节面产生的相对剪应力和正应力,并根据芦山M_(S)6.1地震序列重定位后的震源位置拟合了发震断层面,分析了该地震序列的发震构造.获得的主要结果如下:(1)芦山M_(S)6.1地震序列主要沿着双石—大川断裂呈现NE-SW向的优势展布,初始破裂深度主要集中在10~18 km,平均深度14.5 km,整体呈现西北浅、东南深的空间分布特征.芦山M_(S)6.1主震和M_(S)4.5余震均位于余震区东南端,序列中其余的地震大都位于主震的西北侧,呈现为单侧破裂的特征,发震断层面倾向为SE向.(2)Bootstrap方法估算的误差以及多个震源机制中心解的最小空间旋转角均显示gCAP反演得到的主震震源机制误差较小,结果较为稳定可靠,芦山M_(S)6.1主震震源机制解为节面Ⅰ:走向228°、倾角46°、滑动角106°;节面Ⅱ:走向26°、倾角46°、滑动角74°,矩心深度12 km,矩震级MW5.8,M_(S)≥3.0余震的震源机制为逆冲型,震源矩心深度介于11~13 km.P轴方位主要为NW-SE向,与区域构造应力场的方向基本一致.(3)震源机制与应力场关系模拟结果表明2022年芦山M_(S)6.1地震和2013年芦山M_(S)7.0地震发震断层面的形状均处于相对剪应力和正应力的抑制节面,且不利于应力的充分释放.结合已有地质构造和以上分析结果,认为2022年芦山M_(S)6.1地震震源机制的节面Ⅱ为该地震断层面,发震构造极有可能为走向NE且倾向SE的隐伏逆冲断层,可能和2013年芦山M_(S)7.0地震走向NE、倾向NW发震构造上的次级反冲断层有关,这与2013年芦山M_(S)7.0地震发震构造倾向NW的断层方向有所不同.

芦山M_(s)7.0、玛多M_(s)7.4地震前大地电场异常变化特征

1研究背景岩石破裂实验结果表明,地震是应力持续加载并最终导致岩体突然张裂、断裂和错动的结果,伴随着应力应变的持续积累,岩土介质的物性参数会发生变化,在孕震晚期会产生电磁辐射,而且,地电场在多次中强地震前具有中短期异常。因此,开展大地电场观测与研究,有助于深入认识地壳构造运动规律,同时对地震灾害短临预测研究具有重要意义。

九寨沟M_(S)7.0地震前地磁异常

分析距离九寨沟M_(S)7.0地震震中分别为65 km、254 km和238 km的松潘地磁台、成都地磁台和天水地磁台2017年连续观测结果,发现九寨沟地震前,松潘地磁台出现异常变化,主要表现为2017年5月开始,松潘地磁台长时间垂直分量累积变化量达40 nT。短时间内也存在地磁场突变,最高可达10 nT,而成都地磁台和天水地磁台地磁场无明显异常。通过对观测数据的详细检查发现松潘地磁台很多观测日的最后一个观测值与后一观测日的第一个观测值相差超过1 nT,因此认为九寨沟地震前观测数据的异常是由观测系统异常导致。对三个台站地磁场垂直分量日变化的统计分析发现垂直分量在不同时段相关性保持一致,说明地震前短时间内不存在地磁垂直分量的明显异常变化,三个台站地磁场日变化的差异是由地下介质性质不同导致。岩石圈磁场在震中西侧区域出现正负异常交替现象,这可能与九寨沟地震的孕育有关。

1996年丽江M_(s)7.0地震的断层活动位移协调比分析

丽江流动跨断层形变观测场地(下文简称丽江场地)位于丽江市古城北象山脚下,跨洱源—鹤庆断裂(中生代形成的逆走滑活动断层),观测点位均为基岩点,观测环境良好,周围无明显干扰。该场地于1982年2月开始观测,观测周期1-2个月,资料较连续、稳定。依据断层活动位移协调比概念,对丽江场地观测资料进行精细化处理,计算该场地协调比序列,分析判断1996年2月3日丽江M_(s)7.0地震及7月2日丽江M_(s)5.2较强余震发生前的异常现象是否为短临形变前兆异常。

芦山M_(S)6.1级地震石棉县城谷坡动力响应特征

在揭示山体不同部位和不同场地条件对斜坡地震动响应程度的研究中,学者们多采用振动台和建模等方法,较少使用天然地震下记录到的地震波数据进行研究分析。本研究以2022年芦山M_(S) 6.1级地震为对象,分析了布置于石棉县的强震监测仪所记录到的主震数据,采用小波变换方法分析了山体部位、高程、场地条件等因素对斜坡地震动力响应峰值加速度和Arisa强度的影响,明确了地震时频演变规律。研究结果表明:(1)坡折处水平向放大效应更加明显;(2)南桠河左岸坡体卓越频率为6~10 Hz,右岸为5~12 Hz;(3)深厚风化层场地相较于基岩场地具有更显著的放大效应;(4)S波到达地面时会分异成不同频值,其主频值分别为8.50 Hz和4.20 Hz附近。研究结果可为地震区类似斜坡变形破坏模式和稳定性研究提供参考。

汶川M_(S) 8.0、芦山M_(S) 7.0地震晚期显著余震的“窗口”效应

1研究背景地震窗是一些频度较高、地震丛集的小区域,如一些大震的余震区、经常发生小震群的区域等。这些区域对构造应力场的变化比较敏感,其地震频度或应变能等的异常变化有可能反映周边区域的应力场变化,从而可用以提取周围区域发生中强地震的前兆信息(中国地震局监测预报司,2020)。早期研究发现华北邢台、海城、唐山3次强震的余震序列可作为监视华北地区中强以上地震孕育的“窗口”(王泽皋,1979;姜秀娥等,1982)。

中国大陆M_(S)≥7.0地震与太阳黑子活动之间关系的统计检验

利用1900—2017年间中国大陆地区64次MS≥7.0地震资料,根据太阳黑子11年周期变化计算了它们的相位角,分析了它们的相位角分布,利用统计检验方法对它们与太阳黑子11年周期变化之间的关系进行了检验。结果是:中国大陆地区MS≥7.0地震中约66%发生在太阳黑子11年周期变化的谷值点前2年—后3年的时段内,在α=0.001显著性水平下通过显著性检验。2019年底太阳黑子11年周期变化将达谷值点,因此,2018—2022年为中国大陆地区MS7.0地震易发时段。

2017年九寨沟M_(S)7.0地震同震地表三维形变场解算研究

利用覆盖九寨沟M_(S)7.0地震的Sentinel-1升、降轨和Radarsat-2升轨数据,分别提取了3个轨道沿雷达视线向形变,运用多平台联合观测方法解算了九寨沟地震沿地表真实的垂直向、SN向和EW向形变信息。结果表明,3个轨道InSAR数据均监测到了LOS向同震形变,范围约55km×45km,呈“果仁状”,靠近卫星飞行方向最大形变量为12.9cm(降轨),远离卫星飞行方向最大形变量为19.5cm(升轨)。三维形变结果显示,垂直向上位移达23.4cm,垂直向下位移达17.6cm;北向位移达141.8cm,南向位移达100.2cm;东向位移达22.0cm,西向位移达10.7cm。树正断裂两端地块呈非对称水平相对运动,上盘单侧向东形变较剧烈,符合左旋走滑型地震事件的运动特征。

利用球谐分析方法研究2017年九寨沟M_(S)7.0地震前重力场变化

推导地表重力变化数据球谐展开计算公式,并根据该方法分析2017年九寨沟M_(S)7.0地震前震源周边区域重力场动态演化特征。结果表明:1)2015-04~2017-04九寨沟地震震源周边区域重力场动态变化明显。2015-10~2016-04、2016-04~10和2016-10~2017-04这3个时段内,研究区内出现重力正负变化过渡带,九寨沟地震震源位于这3个时段过渡带的交会区域内部。震源附近2016-10~2017-04正负重力变化过渡带的空间走向与2015-10~2016-04和2016-04~10时段结果相比发生了约90°旋转,九寨沟地震发生时间在过渡带空间走向旋转之后。流动重力观测数据较好地反映了九寨沟地震的前兆现象。2)采用球谐方法分析重力变化数据可以有效突出研究范围内大尺度重力场动态演化规律,抑制局部细节特征,有利于识别主要重力场变化特征。

区域一维速度模型对地震定位的定量影响——以2017年九寨沟M_(S)7.0地震序列为例

利用2017年8月1日至2017年12月31日四川地震台网和甘肃地震台网记录到的发生在青藏高原东缘的731个地震事件的9 284条Pg震相到时数据,首先反演了该地区的"最小一维速度模型",并将该模型和选取的速度模型建立对比模型,以九寨沟地震序列为研究目标,定量讨论了两种速度模型分别在绝对定位和相对定位方法中对定位结果的影响。所得定位结果表明:反演获得的"最小一维速度模型"在重定位中可以有效地减小地震走时均方根残差;绝对定位比相对定位更加依赖于一维速度模型,一维速度模型会直接影响绝对定位结果中的震源分布形态,但在相对定位结果中仅起到调整地震事件相对位置的作用;在地震绝对定位中,震级越大的地震对于速度模型越敏感,而这一特点在相对定位中表现得并不明显。通过本项研究可知,在地震定位研究中,联合采用绝对定位和相对定位方法是最佳策略。

基于泰勒多项式拟合模型研究芦山M_(S) 7.0地震地磁场异常演化特征

1引言电磁学方法是国内外公认的有良好发展前景的地震监测预测方法之一。震前电磁信号异常已被越来越多震例记录到(范莹莹等,2010;刘奕君等,2014;Zhang et al,2017),这为地震预测提供了一种可能。地震电磁异常是指伴随地震孕育过程而产生的电磁辐射源释放的某种电磁信号,由于电磁辐射是直接来自震源的信息,电磁波的趋肤深度大于震源深度,且趋肤深度取决于频率和介质电性结构,因此震前观测到的地下电磁异常源于孕震区的概率较大,且一般该异常又在地震孕育后期出现(李琪等,2008;张建国等,2013)。因此,电磁信号异常具有临震预测的应用前景。

2013年芦山M_(S)7.0地震震源区背景噪声源特征分析

应用背景噪声互相关信息研究强震前后地下介质波速变化时,噪声源的方位性特征会影响互相关函数形态,从而对波速变化有效估计造成影响。本文使用2013年芦山M_(S)7.0地震震源区附近的天全台(TQU) 2013年全年的连续波形记录,计算其垂直分量的噪声功率谱概率密度函数,分析背景噪声源能量强度特征;并通过频域极化法计算噪声源极化率以及极化方位角的概率密度函数,研究噪声源的极性特征。结果表明,研究区小于0.05Hz的长周期噪声源种类较多,且具有噪声能量强度和极化程度较高、极化方位性明显的特点;第一类地脉动(0.05~0.1Hz)极化方位角为30°和210°,噪声能量较低;第二类地脉动(0.1~0.5Hz)极化方位角分布在150°~210°,噪声能量较高,且其能量强度具有季节性变化特征;大于1Hz的高频噪声主要来自人类活动,噪声能量水平受人类活动强弱影响明显。因此,即使在远离海洋的大陆地区,在利用背景噪声监测局部波速变化时,应注意噪声强度以及噪声源方向性变化的影响。

2022年四川芦山M_(S) 6.1和马尔康M_(S) 6.0地震研究

1引言2022年6月1日四川芦山发生M_(S) 6.1地震,6月10日四川马尔康在4个小时内接连发生M_(S) 5.8、6.0和5.2地震。这2组地震均发生在巴颜喀拉地块东部,震中相距约235 km,时间间隔9天。在如此短的时间内接连发生2组6级地震,在四川地区是比较少见的。芦山地震发生在龙门山断裂带南段,震源机制解显示为逆冲型,与2013年芦山M_(S) 7.0地震的震源机制解一致(中国地震台网中心,应急产品);马尔康地震的发震构造为NW走向的松岗断裂,震源机制解显示为左旋走滑型(中国地震台网中心,应急产品)。