考虑俯冲带潜在震源区的地震危险性算法研究及在中国海域的应用

本文研究了俯冲带潜在震源区离散化方法及考虑俯冲带高震级地震震源破裂面和震源深度的场点地震动计算方法,推导了俯冲带潜在震源区地震危险性计算公式,并使用中国海域及邻区地震危险性模型进行地震危险性试算。结果表明,本文建立的考虑俯冲带潜在震源区的地震危险性算法能够实现场点地震危险性计算时对俯冲带高震级地震震源破裂面和震源深度的考虑。

乌鲁木齐及周边地区重力场及视密度变化特征

文中基于2019年4月—2022年4月乌鲁木齐及周边地区流动重力观测资料,采用绝对重力控制进行经典平差计算,获取研究区重力场时空演化特征图像。针对0.5a尺度和1a尺度重力场变化并结合构造地质部位分析重力剖面变化图像,分析了乌鲁木齐及周边地区的重力场变化特征。此外,文中采用小波多尺度分析方法,对乌鲁木齐及周边地区2019—2020年、2020—2021年和2021—2022年3a的重力场动态变化数据进行处理,分解不同场源异常,并对分离出的异常信息进行解释和分析,以此提升地震前兆重力异常的可信度。结果表明,研究区重力场具有明显的分区特征,整体以负值变化为主,正、负重力变化交替出现;小波重力细节反映异常区域与地质构造吻合,功率谱估算的近似场源深度与crust1.0模型相近;此外,基于流动重力观测资料反演得到研究区地壳内部等效视密度变化特征。文中的研究成果将为研判乌鲁木齐及周边地区未来的重力场变化趋势提供初步依据。

基于H/V谱比法的新疆地区不同类别场地地震效应特征研究

收集新疆地区不同场地类型强震动记录,根据水平/垂直谱比法,得到了区域Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类场地平均放大曲线,场地最大放大值分别为1.5、2.4及2.6。通过分析周期为0.1、0.3、0.5、1.0、3.0 s场地放大值与PGA、PGV、PGD、等效剪切波速V_(S20)值的相关性和趋势,发现不同周期对应场地放大值与PGA、PGV、PGD相关性较弱且场地放大值均维持在一定值,但不同周期对应场地放大值与V_(S20)呈负线性相关且Ⅰ类场地放大值下降速率较快。

基于时间相依模型的新疆大地震发生率研究

新疆大地震活动频繁,开展时间相依的地震危险性研究对应急备灾工作具重要意义。在新疆及邻近地区识别出48个震级上限7.5级及以上的大地震发震构造,利用断层结构参数建立三维断层潜在震源区模型。基于断层滑动速率、历史地震古地震资料构建大地震准周期复发的布朗过程时间(BPT)模型,基于此,计算大地震发震构造未来50年发生率。结果表明:(1)使用时间相依模型,得出未来50年地震危险性较高地区:喀喇昆仑断裂、克孜勒陶-库斯拉普断裂、铁克里克断裂、康西瓦断裂等;(2)使用时间相依模型,得出未来50年地震危险性较低地区有:可可托海-二台断裂、阜康断裂、玛因鄂博断裂、大河沿-洛包泉断裂等;(3)已有研究资料中,对新疆及邻区部分强震发震构造的认识还不完善,部分发震构造的历史地震和古地震资料尚不完整,这是今后工作的研究方向。研究成果将应用于第六代全国地震区划图的地震活动性模型。

2020年1月19日伽师6.4级地震发震构造的初步研究

文中基于新疆区域数字地震台网观测资料,采用CAP方法反演了2020年1月19日伽师M_(S)6.4主震、前震和部分M_(S)≥3.6余震的震源机制解和震源深度,利用多阶段定位方法对本次伽师6.4级地震序列进行了重新定位,并在此基础上分析了伽师6.4级地震序列的震源深度、震源机制和震源破裂面特征,探讨可能的发震构造。初步结果显示,利用CAP方法得到6.4级地震的最佳双力偶机制解为:节面Ⅰ,走向190°,倾角32°,滑动角31°;节面Ⅱ,走向74°,倾角73°,滑动角118°,震源深度为12.1km,表明其为一次逆冲型地震事件。而5.4级前震为一次走滑型地震事件,震源深度为17.1km,震源机制解为:节面Ⅰ,走向83°,倾角78°,滑动角173°;节面Ⅱ,走向174°,倾角83°,滑动角12°。根据重新定位结果,结合震源区附近构造地质背景推断,5.4级前震的发震构造为NNW向高倾角走滑断裂L 0,其可能为1997—1998年伽师震群NNW向发震构造体系的分支断裂。由于绝大多数余震分布在L 0断裂东侧,判断L 0及相关断层对余震分布可能具有一定的控制作用。根据主震的位置和余震的空间分布特征及震源区断裂的产状特征推测,伽师6.4级主震的发震构造为SN向的缓倾角破裂,其滑动可能主要集中在柯坪塔格推覆构造滑脱面附近的区域,但伽师6.4级地震可能引起了柯坪塔格推覆构造多条断裂同时活动。

新疆努尔加水库周边区域地震活动性特征

水库库区附近的地震活动性对水库的安全运行有重要影响。为了进一步理解构造活跃区地震活动与水库蓄水的关系,以新疆努尔加水库为例,采用模版匹配滤波方法对2014—2018年库区附近的地震事件进行了检测,完备震级(M_(C))由检测前的1.1降低至0.5,b值为0.86。利用双差定位法对检测事件中的1064个事件进行了重定位,地震定位结果及波形相似性分析显示,水库蓄水后在库区下游形成的两个地震丛集分属于不同的发震构造。受库区东西两侧昌吉背斜和喀拉扎背斜的控制,两丛集地震活动分别位于积累了大量形变的反冲断层上盘和背斜生长行成的膝折带中。地震活动在时间上还与蓄水水位的周期性变化相关。根据地震活动时空演化特征推断,库水沿着砂砾岩层向下渗流,改变了介质强度或断层的摩擦阻力,促使构造应力的释放,这是地震活动增加的主要物理机制。

考虑断层震源的南天山-帕米尔地区地震危险性模型协调统一研究

分析中亚-中东地震危险性模型和中国模型在南天山-帕米尔地区的地震危险性模型特点,重新划分面源潜在震源区,重新确定新潜源的地震活动性参数。使用南天山-帕米尔地区的断层资料建立了断层震源模型,并计算断层震源的地震活动性参数。将面源和断层源结合,使用协调后的模型计算该地区的地震危险性。研究表明,使用断层源模型后,帕米尔高原几条主要断裂附近的地震危险性有所降低,喜马拉雅地震带、南天山北坡和中亚地区的地震危险性有所升高。

2024年1月23日新疆乌什M_(S)7.1地震地质灾害和地表破裂

2024年1月23日新疆乌什M_(S)7.1地震是自1992年吉尔吉斯斯坦Suusamyr M_(S)7.3地震以来发生在天山地震带内的最大地震。主余震初步精定位和第一时间野外调查结果表明,乌什MS7.1地震的余震带总体走向NE,长约62km,主要分布在盆山交接部位。地震产生了边坡失稳、岩崩、滚石、地裂隙等次生地质灾害,主要集中在沿构造走向微观震中两侧30km范围内。由微观震中向N约7km、向S约13km以外,地质灾害迅速减轻,且山前断层陡坎(F_(5))未见任何新鲜的活动迹象。结合中国地震局地质研究所产出的InSAR同震形变场初步结果,判定此次主震的发震断层为一条倾向NW、未错出地表的逆冲断层。在GCMT震中所在的恰勒玛提河,沿西域砾岩背斜南翼发现了总体走向N60°E、长约2km、最大垂直位错约1m的地震地表破裂带。该地表破裂在较老地貌面上基本沿先存断层陡坎发育,总体受一条倾向SE、与主震发震断层倾向相反的逆断裂控制。地表破裂带长2km,规模远小于乌什M_(S)7.1地震余震带,其是由M_(S)7.1主震所致还是因M_(S)5.7余震造成的,以及产生地表破裂的SE倾逆断层与NW倾主震发震断裂之间是何种关系,还需进一步研究。

地震背景噪声互相关方法应用研究综述

利用地震台记录的背景噪声数据,进行台站对之间数据互相关以获得反映地下介质信息的格林函数,是目前地震学领域理论研究和实际应用方面的前沿和热点。首先介绍了噪声互相关应用的发展历史,之后对其在面波成像、体波信号提取与体波成像、监测地下介质波速变化与衰减、地震定位、噪声源分析与时移校正等多个方面的应用进行了阐述,最后针对目前背景噪声互相关应用的发展进行了分析与讨论。

库车—沙雅地区中小地震发震构造探讨

库车—沙雅地区位于塔里木克拉通北部,近年来该地区地震具有频次不断增多、震级不断增大、时间间隔逐渐缩短的趋势.本文利用中国地震台网中心2017年1月—2022年12月震相走时和宽频带数据,通过重新定位、CAP(Cut And Paste)方法获得了库车—沙雅地区1257个精定位及84个震源机制解结果,同时利用区域应力场反演方法获得研究区应力场结果.结合区域地质构造背景、人工地震剖面等方面综合研究库车—沙雅地区的孕震特征与发震机理,确定发震断裂及其活动特征,获得以下认知:(1)研究区地震的空间分布与“X”型走滑断裂分布相一致.(2)研究区的震源机制解,主要以走滑为主,结合人工地震剖面,确定了库车—沙雅中小地震的发震断层为研究区奥陶—寒武系中的NNE、NNW向共轭走滑断裂体系,通过应力场反演获得了库车—沙雅地区NNW向的应力场分布格局,且具有较好的一致性.(3)最大地震库车M_(S)5.6地震节面Ⅰ走向77°,倾角90°,滑动角7°;节面Ⅱ走向347°,倾角83°,滑动角-180°,矩震级M_(W)5.16,矩心深度为8.0 km,推测此次地震的发震断层为本文编号为F_(Ⅱ)18走滑断层.本文结合多学科资料对库车—沙雅地区中小地震发震构造进行详尽探讨,并分析了该地区区域应力场特征,为该地区发震断层活动性及地震危险趋势提供一定参考依据.

基于InSAR同震形变场的新疆逆冲型地震烈度评估研究

为探索地震烈度与地震发生后地表形变关系,解决震后快速评估新疆逆冲型地震烈度难题,以新疆2015年皮山6.5级、2017年精河6.6级、2020年伽师6.4级3个逆冲型地震为例,通过对比研究不同地震人口聚集区的InSAR同震形变场与实际调查地震烈度数据,发现同震形变场与地震烈度之间存在较高相关性。研究结果表明:(1)InSAR同震形变场能有效识别震区同震形变场,为震后地震烈度评估提供了重要数据支持,对评价房屋结构类型单一和缺少强震动台站观测数据区域的烈度提供了重要依据;(2)利用人口聚集区同震形变进行烈度评估手段,可在地震烈度早期评估发挥重要作用。同时,讨论了InSAR同震形变场逆冲型地震烈度评估方法的局限性,指出在实际应用中需考虑多种因素影响,为今后研究提供参考。

利用小波变换研究南天山地区流动重力异常特征——以2020年伽师M_(S)6.4地震为例

利用南天山地区2016~2019年的流动重力观测资料,获取伽师M_(S)6.4地震前不同时间尺度下区域重力场的动态演化特征,并通过功率谱分析方法,获取各阶小波重力细节对应的近似场源深度。结果表明:伽师M_(S)6.4地震前,巴楚至阿合奇一带一年尺度重力场变化呈现与断裂构造走向一致的正、负异常过渡带和梯度带特征,震源区为负变化高值集中区,两年尺度重力场变化显示柯坪块体皮羌断裂带两侧重力值出现显著异常变化,震源区为负变化高值集中区,3年尺度重力场变化显示震源区位于负值区。2018~2019年南天山地区重力场的小波变换结果显示,2020年1月19日伽师M_(S)6.4地震前,4阶小波重力细节中巴楚至阿合奇一带出现重力变化的高梯度带,量值约为80×10^(-8)m·s^(-2),地震位于负值集中区;利用功率谱分析方法,获取南天山地区各阶小波变换重力细节的场源近似深度,给予重力场变化具体的物理意义。

学术期刊与学科建设融合创新研究:以地震学为例

在新时代媒体融合背景下,分析学术期刊和学科建设之间互融共生关系,探索学术期刊提升学术质量和影响力的道路。以地震学科为例,结合地震学术期刊发展脉络,说明学科发展是学术期刊的基石,学术期刊是学科建设的成果;学术期刊对学科建设的作用体现在促进学术人才培养、拓宽学术交流渠道、引领学科发展方向上;最终二者融合创新,形成共同关注并构建场域融合。厘清学术期刊和学科建设的互融共生关系,既对学术期刊创新发展提出了要求,也指明了学科未来发展方向,从而形成学术期刊和学科建设共建共荣的良好局面。

基于深度学习构建2021年5月21日云南漾濞M_(S)6.4地震序列高分辨率地震目录

本文利用深度学习算法PhaseNet、震相关联算法REAL以及多种定位算法快速地构建了2021年5月21日漾濞M_(S)6.4主震前3天至后7天的高分辨率地震目录,揭示了漾濞地震序列的精细位置分布及详细的时空迁移过程.漾濞地震序列的空间分布表现为多级雁列式结构,深度介于5~10 km之间.主断层自北西端朝着南东向呈放射状分布,并发育有多条贯穿主断层的共轭断层.早期前震随着时间有明显朝着主震迁移的特征,并呈现出一条狭长的条带状构造,反映其可能是地下流体运移的通道.

新疆天山中段地壳和上地幔顶部P波速度结构研究

天山造山带一直以来是研究盆山耦合作用的理想场所,深入理解这一地区的壳幔结构对认识天山造山带深部动力学过程具有重要意义.本研究基于2009—2020年新疆区域数字地震台网固定台站、震后架设应急流动台站以及部分宽频带流动地震台站记录到的MS≥1.5地震到时资料,采用双差地震层析成像方法反演获得了新疆天山中段精细的地壳和上地幔顶部三维P波速度结构和地震震源参数.结果显示:新疆天山中段具有复杂的深浅构造关系,地壳浅部及上地壳P波速度结构与地表地质构造密切相关,高速异常区对应于天山造山带,低速异常区对应于沉积盆地.研究区中东段中地壳和下地壳存在较大范围低速区,与两侧准噶尔盆地和塔里木盆地上地壳和中地壳低速区相连,且准噶尔盆地和塔里木盆地下地壳及上地幔顶部双向均向新疆天山中段下方倾斜.结合前人诸多研究成果推测,在南北向构造挤压作用下,塔里木盆地与准噶尔盆地双向向天山造山带壳幔岩石圈发生"层间插入与俯冲削减".重定位后地震分布显示,地震震源深度优势范围为0~25 km,主要沿断裂带、盆山结合部以及不同块体接触部位分布,且与壳内低速体有较好的相关性.这些结果可能为研究新疆天山中段地壳和上地幔顶部速度结构和动力学过程提供参考依据.

伽师6.4级地震前后震源区视密度变化及其构造意义

2020年1月19日新疆维吾尔自治区伽师县发生6.4级逆冲型地震,发震构造为柯坪断裂,震中位于重力监测网内部。文中首先介绍塔里木盆地西缘的重力观测网络系统的基本情况;其次结合“以场求源、场源结合”的思想,利用地震前后2013—2020年塔里木盆地西缘地区的重力重复测量数据,基于贝叶斯重力平差方法得到的点值序列和时变重力信号的场源反演方法,给出等效源反演方法的基本原理和研究区的场源监测能力,并针对实际重复重力观测数据进行测试,反演得到重力时空场源变化特征,获得了研究区地壳内部区域性重力场源动态变化及该区的地震前后多期场源视密度的结构特征;最后,结合2020年伽师6.4级地震发震构造区的重力场变化过程进行了分析和讨论。研究认为:塔里木盆地西缘的重力测网对于伽师M_(S)6.4地震震中周边的场源参数具有较好的分辨能力,地震前区域重力测网在2017年开始出现显著的区域性重力场变化,场源视密度呈现出与柯坪构造系一致的NEE条带特征;在地震前后,场源的视密度出现由正转负的变化过程,震后这种视密度变化与构造走向一致的特征更加明显,且扩展至整个柯坪断裂系范围,说明这些由重力监测获得的场源变化信号与此次地震事件及构造控制的场源环境变化密切相关。文中的研究方法和成果可为时变重力场源特征研究和地震重力前兆信号的分析与解释提供有重要价值的震例参考;同时,对于认识孕震区和断裂带周边的地壳构造运动模式具有重要指示意义。

基于气枪震源信号的云南漾濞M_(S)6.4地震前后波速变化

本文基于宾川气枪地震信号发射台激发的地震波信号,利用线性叠加和时频域相位加权叠加方法提高信噪比,通过反褶积、插值拟合和波形互相关等方法,获得2021年漾濞M;6.4地震前后气枪震源初至波信号走时变化特征.结果表明两种叠加方法得到的走时变化趋势基本一致,在沿发震断裂带附近的3个台站观测到的初至波走时延迟为7.3~14.4 ms,在射线路径上平均波速降低了0.08%~0.12%,距离震中位置较远的台站走时延迟为2~6 ms.分析认为,观测到的走时变化主要是漾濞M;6.4地震引起强地面运动造成浅层介质疏松、同震破裂导致震源区地下介质裂隙增加和地下流体侵入等共同作用造成,相关研究成果有助于加深和促进对此次地震震源物理过程的认识和了解.

北天山地区近期重力场及地壳密度变化特征研究

利用2014~2019年北天山地区流动重力资料,采用绝对重力控制进行经典平差计算,获取该地区重力场时空演化特征图像,并结合重力段差可视化方法,得到该地区重点构造部位物质迁移规律。采用紧凑反演方法进行北天山中段不同深度地壳密度模拟计算,结果表明,北天山中段地壳物质密度变化最佳深度为30~40 km,是地壳密度变化的正值区域,基本位于北天山北坡和准噶尔盆地南缘,表明该地区物质不断汇聚,或者表明地壳呈现下沉的趋势;而在北天山山体附近,物质密度变化为负值,表明山体物质处于亏损态势,或者山体受到构造应力的作用,使地壳处于不断隆升过程中。

2020年1月19日新疆伽师M_(W)6.0地震震中区地质灾害特点

2020年1月19日新疆伽师M_(W)6.0地震发生在南天山柯坪塔格前陆冲断带前缘的柯坪逆断裂(KPT)上,是该区域自2003年巴楚-伽师M_(W)6.3地震后发生的最大地震。震后对震区进行了详细的实地调查、测量和无人机航拍,在极震区(Ⅷ度区)内发现了大量地震地质灾害,主要包括地裂缝、砂土液化和崩塌等。文中对震区的4个观察点进行了总结,并描述了地质灾害的特征:(1)在西克尔互通立交(观察点1)区域内发育了大量纵横交错的地裂缝,对这部分地裂缝进行统计发现,其优势走向为NEE,SN向挤压抬升量为0.1~0.15m,水平位错量为0.05~0.1m;(2)地震对西克尔大坝(观察点2)造成了严重的破坏,在坝顶形成最大深度为4m、长约900m的拉张性地裂缝,坝后也出现一系列砂土液化,喷砂锥的最大直径达3m;(3)西克尔库勒镇以西(观察点3),路面上发育了多段与公路平行、长约500m的地裂缝,同时沿地裂缝出现大面积砂土液化,液化物质为灰褐色泥质粉砂;(4)震中北部山口沟(观察点4)沿线发育了一系列大型、巨型的新鲜岩质崩塌,最大单体崩塌物的体积为50~100m 3,最大崩塌倒石堆的范围为200~300m 2。综合分析上述资料发现,由于观察点4位于KPT上盘,在震后未能及时对该观察点进行调查,导致2020年1月19日伽师M_(W)6.0地震北部的烈度影响范围被低估,尤其是Ⅷ度圈。结合现场调查和数值模拟分析西克尔大坝的破坏机理,认为坝后的砂土液化导致坝基出现不均匀沉降,使得坝前坡和坝后坡出现了不等的水平位移(坝前坡为22.35cm,坝后坡为29.8cm),导致大坝向下游方向旋转,故在坝顶形成了拉张性的贯通地裂缝。

基于高精度时变微重力方法研究呼图壁储气库地下介质密度变化特征

文中利用呼图壁地下储气库7期流动重力资料,采用经典平差整体计算,得到研究区域内各监测点的相对重力变化量,结合储气库注采压力的相关数据,获取该区域重力场时空变化特征与注采压力之间的响应关系图像,最后以呼图壁地下储气库地表观测的重力场动态变化数据为基础,采用地下密度变化异常体空间分布的紧凑重力反演算法模拟计算呼图壁储气库地下物质的密度时序变化及库体的形态构造的分布特征。研究表明,根据不同时期地下储气库注采变化量的差异,模拟计算得到呼图壁储气库地下密度变化的最佳深度约为3500m,其地下物质介质密度变化的最大值约为±0.7kg/m^(3)。不同时期的密度变化图像也可清晰地反映出该储气库内部的构造结构呈NW-SE走向,且库体内构造形态结构分布与呼图壁储气库地质构造的分布特征基本吻合。