华北地区重力场变化特征研究

通过对1992~2008年间各期观测资料进行全时空扫描,分析华北地区网区重力场的演化特征,总结震前异常的形态、持续时间和变化幅度,指出重力场空间变化易于发生地震的部位,并对一些问题进行讨论。结果显示:华北地区重力场总体变化不具明确规律性;大量测点存在明显的背景性趋势性异常变化;重力场变化与网区及周边地区中强地震的活动联系密切,较明显的重力场异常反应多发生在震前2年左右时间,且常伴有大面积高值异常区出现。重力变化"0"线、高梯度带、异常中心(含极值)附近是重力场空间变化易于发震的部位。     

雅江6.0级地震前后的重力变化异常特征

对川西地区2000～2001年雅江—康定间6．0级地震前后的重力观测资料进行了处理，绘制了重力场变化等值线图和三维曲面图，从动态的观点研究了雅江地震前后重力场的图像变化特征。结果表明：①重力变化与构造环境变化有关，地震前重力场有明显的异常变化。②雅江地震前后重力场空间分布图较好地反映了鲜水河断裂带及北西向的理塘断裂和北东的玉龙西断裂构造活动弓l起的重力变化。③地震发生在重力异常下降区及高梯度带附近。     

文安5.1级地震前后不同时间尺度的重力变化分析

系统深入地分析了2005～2009年华北地区流动重力观测资料,提取2006年河北省文安县MS5.1地震前后0.5a、1a等不同时间尺度可靠的重力场动态变化信息,研究其与地震活动的关系。结果显示:文安地震孕育阶段,测区出现较大范围的区域性重力异常,并产生与地震孕育有关的局部重力异常区及重力变化高梯度带。重力场动态图像较清晰地反映了区域重力场的有序性演化与地震活动。     

2013年甘肃岷县漳县6.6级地震前后重力场动态变化

利用青藏高原东北缘2011-2013年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场动态变化及其与2013年7月22 H岷县漳县6.6级地震发生的关系.结果表明:1)测区内重力场异常变化与主要断裂带在空间上关系密切,反映沿主要断裂带(段)在2011-2013年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.2)岷县漳县6.6级地震前,测区内先出现了较大空间范围的区域性重力异常,后在震源区附近产生了局部重力异常及重力变化高梯度带,其中,甘肃临夏与岷县一带重力差异变化达150×10 8ms-2以上;这些可能反映岷县漳县地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.3)重力场1a尺度动态变化图像和差分动态演化图像均反映岷县漳县6.6级地震孕育过程的最后2a出现较显著的流动重力异常变化,地震发生在NE向重力变化高梯度带上、重力变化零值线附近和等值线的拐弯部位.4)基于流动重力异常变化在岷县漳县6.6级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点判定.     

基于变差函数的插值方法计算华北地区重力场变化

定点重复重力测量是获取区域重力场变化的主要手段之一, 重力场特征与地形起伏、 构造走向等因素相关。 以华北地区为例, 考虑区域内地形和构造的北东向分布规律, 从EGM2008重力模型中拟合各向异性变差函数参数, 利用变差函数网格化插值, 对华北地区2009—2013年期间重力场观测数据进行网格化重建, 获取华北地区重力场时空变化结果。 研究结果表明基于区域地形、 构造特征的各向异性变差函数插值方法, 获得的空间重力场变化在重力异常梯级带上更加明显, 重力变化与活动构造分布具有更好的一致性。 本文研究方法对于恢复区域时空重力场异常具有重要意义, 有助于提高应用重力资料划分潜在地震危险区空间位置的精度, 为华北地区震情研判和构建地震预报定量指标体系提供可靠的地球物理场数据。     

2008年河南封丘4级震群前后重力场时空演化特征

河南封丘4级震群尤其是ML4.8地震前后重力场的变化和动态演化特征的研究表明:震前冀鲁豫测区的重力场出现上升→下降→上升变化可能是较明显的中短期前兆异常反映;封丘地震发生在重力加速变化过程中。重力场动态图像较清晰地反映了孕震区准均匀态→非均匀态→发震的演化过程。震后该区的重力异常没有恢复。还介绍了根据重力异常对封丘地震预测的过程。     

2013年莱州M_S 4.6、2015年乳山M_S 4.6级地震前后重力场变化特征

利用山东测区2009—2015年的流动重力资料,采用绝对重力控制,相对重力联测的经典平差方法,给出了山东测区重力场动态变化图像,系统地分析了2013年11月23日莱州M_S4.6级、2015年5月22日乳山M_S4.6级地震前后重力场的空间变化和段差变化特点,并结合地质构造及机理探讨了重力变化特征与莱州地震、乳山地震之间的关系。结果表明:莱州M_S4.6级地震震区位于重力场差分变化零值线拐弯区域;乳山M_S4.6级地震震区位于重力场差分变化正异常的最大区域。另外,从跨断裂的段差变化可以看出,地震发震前后重力段差必然在断裂带两侧有一次明显的累积上升过程,且幅度较大,一般在转折下降时易发震。     

山西原平4.2级地震前的重力场异常特征

利用晋蒙重力测网2007—2009年的流动重力资料，研究了原平4.2级地震前的重力场变化特征。结果表明，以4.2级地震震中为界，流动重力呈现出东西向的负条带异常，而南部、北部均上升（正异常）的特征，震中附近的大部分测点点值在震前均出现上升—下降—恢复的变化特征，地震发生在重力恢复阶段。在远离震中区的内蒙重力测网并没有出现上述重力场变化特征。     

2017年九寨沟地震前重力场异常特征提取

2017年8月8日九寨沟发生7.0级地震,此次地震发生在塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂附近,震源机制为走滑型。重力场静态异常和动态异常变化可为研究深地壳结构性质提供重要的物理场信息。本文利用WGM计算的布格重力异常数据及实测流动重力数据进行小波多尺度分解,分离得到不同深度场源特征的地壳介质横向不均匀性。结果表明,WGM布格重力异常数据和实测重力数据的小波多尺度结果较为一致,通过对比分析发现,九寨沟地震发生在区域重力场的四象限分布中心位置,不同时空尺度的重力场变化对于深入认识潜在地震危险性趋势具有一定的科学意义。     

2013年四川芦山Ms7.0地震前的重力变化

利用川西地区2010-2012年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生的关系.结果主要表明:①区域重力场异常变化与北东向龙门山断裂带南段和北北西向马尔康断裂带在空间上关系密切,反映沿该两断裂带(段)在2010-2012年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.②芦山7.0级地震前,测区内出现了较大空间范围的区域性重力异常,而震源区附近产生了局部重力异常,沿龙门山断裂带南段形成了重力变化高梯度带,其中,宝兴、天全、康定、泸定、石棉一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映芦山地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.③重力场差分动态演化图像和重力场累积变化动态图像均反映芦山7.0级地震孕育过程的最后2~3年出现较显著的流动重力异常变化,可视为该地震的中期前兆信息;本文第一作者等也曾基于该流动重力异常变化在芦山7.0级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测.本文的例子再次证明流动重力观测能较好地捕捉到强震孕育发生过程中,特别是该过程最后阶段的重力异常变化信息.因此,区域流动重力场观测对未来强震的中-长期预测,尤其是在发震地点的判定上具有优势.     

宁夏地区重力场变化与2012年永宁MS4.6地震

利用宁夏地区2011—2013年期间多期重力观测资料,采用中国地震局推广的LG-ADJ程序对观测资料进行平差处理,给出地震前后3年的区域重力场变化和点值变化图像。结合构造活动分析,对2012永宁4.6级地震前后宁夏地区重力异常变化进行研究。认为：2012年永宁地震前,测区重力场出现较好的中期前兆性变化图像,临震前短期异常突增,重力场在空间和量值上均出现大幅的上升变化,重力点值震前趋势下降-转折上升-加速上升-发震的变化,是非常值得关注的前兆异常。     

Gravity variation before Kunlun mountain pass western Ms=8.1 earthquake

The relation between the gravity variation features and Ms=8.1 earthquake in Qinghai-Xizang monitoring area is analyzed preliminarily,by using spatial dynamic variation results of regional gravity field from absolute gravity and relative gravity observation in 1998 and 2000.The results show that:1)Ms\8.1 earthquake in Kulun mountain pass westem occurred in the gravity variation high gradient near gravity‘s high negative variation;2)The Main tectonic deformation and emnergy accumulation before MS=8.1 earthquake are distributed at south side of the epicenter;3)The range of gravity‘s high negative variation at east of the MS=8.1 earthquake epicenter relatively coincides with that rupture region according to field geology investigation;4)Gravity variation distribution in high negative value region is just consistent with the second shear strain‘s high value region of strain field obtained from GPS observation.     

冀鲁豫交界地区重力场变化与区内小震关系探讨

冀鲁豫交界地区历史上曾发生过多次中强地震,是一直受关注的地震危险区。利用该区1995—2010年共20期的流动重力观测资料,在统一起算基准、消除系统误差的基础上进行拟稳平差,计算重力场累积变化量;通过对重力场变化的分析,研究测区内重力场动态变化与测区内发生的一系列4级左右地震的关系。研究结果认为:冀鲁豫地区发生M_L4.0以上地震前后震区的重力场变化具有明显的"震前持续上升-震后反向恢复"的特征。     

北天山中段时变重力场离散小波多尺度分解

利用北天山地区2016～2019年观测的4期流动重力观测资料,分析研究一年尺度的重力场动态变化特征,并利用小波分析方法,将不同场源深度的重力异常进行分离。通过功率谱分析,获取各阶小波重力细节对应的场源深度。研究结果表明,2017年8月9日精河M_S6.6地震前,震中位于负值集中区,四阶小波重力细节显示震中附近出现明显的四象限分布;2020年1月16日库车M_S5.6地震前,震中位于负值区,小波重力细节整体量值较小;功率谱估算的场源近似深度与2次地震的震源深度相近。     

2017年四川九寨沟7.0级地震前地震应变场分析

以地震应变场作为地震活动的变量,通过自然正交函数展开方法,计算2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震前的地震应变场,提取出震前时间因子的异常变化。计算结果发现应变场前4个时间因子在震前1~3年的中短期异常并不显著,只有第2个和第4个时间因子震前有小幅度的异常变化,分析其原因,时间因子可能受到2008年汶川8.0级地震和2013年岷县漳县6.6级地震前大幅度异常的影响。与时间因子对应的空间等值线形成局部应变高值异常危险区,可能是2013年岷县漳县6.6级地震和2017年九寨沟7.0级地震空间异常的中短期特征。再对比九寨沟7.0级地震前后与松潘-平武7.2级双震的空间异常随时间演变,分析异常发展变化模式的差异,最后应用地震资料的累积频次从物理角度解释异常形成的机制。     

Gravity variation before Kunlun mountain pass western <Emphasis Type="Italic">M</Emphasis><Subscript>S</Subscript>=8.1 earthquake

The relation between the gravity variation features and M _S=8.1 earthquake in Qinghai-Xizang monitoring area is analyzed preliminarily, by using spatial dynamic variation results of regional gravity field from absolute gravity and relative gravity observation in 1998 and 2000. The results show that: 1) M _S=8.1 earthquake in Kulun mountain pass western occurred in the gravity variation high gradient near gravity’s high negative variation; 2) The main tectonic deformation and energy accumulation before M _S=8.1 earthquake are distributed at south side of the epicenter; 3) The range of gravity’s high negative variation at east of the M _S=8.1 earthquake epicenter relatively coincides with that rupture region according to field geology investigation; 4) Gravity variation distribution in high negative value region is just consistent with the second shear strain’s high value region of strain field obtained from GPS observation.     

漾濞县MS6.4、玛多县MS7.4地震前地电场变化分析

2021年5月21日云南漾濞县发生M_S6.4地震、5月22日青海玛多县发生M_S7.4地震,分别分析漾濞震中500 km内12个地电场台数据、玛多震中500 km内8个地电场台数据,获知:(1)漾濞地震周围罗茨等8台优势方位角在震前出现了异常变化,弥渡等4台看不出明显异常变化;盐源等7台相关系数在震前2～6个月出现了大幅度下降,元谋、苴林等5台相关系数看不出明显异常变化。(2)玛多地震周围门源等4台方位角在震前出现了异常变化,都兰等4台方位角看不出明显异常变化;门源等5台在玛多地震前2～6个月相关系数出现了大幅下降、变化范围明显变窄等现象,都兰、白水河、金银滩等3台优势方位角和相关系数都看不出明显异常变化。(3)两次地震分析中地电场优势方位角和相关系数异常变化在时间上皆具有同步或准同步性。     

Short-term and imminent geomagnetic anomalies of the Wenchuan MS8.0 earthquake and exploration on earthquake forecast

The diurnal variation of the geomagnetic vertical component is exhibited mainly by changes of phase and amplitude before strong earthquakes. Based on data recorded by the network of geomagnetic observatories in China for many years, the anomalous features of the appearance time of the minima of diurnal variations (i.e, low-point time) of the geomagnetic vertical components and the variation of their spatial distribution (i.e, phenomena of low-point displacement) have been studied before the Wenchuan M_S8.0 earthquake. The strong aftershocks after two months' quiescence of M6 aftershocks of the M_S8.0 event were forecasted based on these studies. There are good correlativities between these geomagnetic anomalies and occurrences of earthquakes. It has been found that most earthquakes occur near the boundary line of sudden changes of the low-point time and generally within four days before or after the 27th or 41st day counting from the day of the appearance of the anomaly. In addition, the imminent anomalies in diurnal-variation amplitudes near the epicentral areas have also been studied before the Wenchuan earthquake.     

青藏高原北部地区地震窗口特征及其预报意义

利用青藏高原北部地区弱震活动资料筛选出3个具有中短期预报效能的地震窗口,分析了Ms≥5．0地震前各个窗口的异常特征,提取出半定量的中短期预报指标．即：在中强地震前80％的异常出现在地震前1～6个月,以中心异常出现时间向后推1～6个月作为预测的发震时间;异常幅度与未来震级之间没有明显的对应关系．对于7级以上大地震,古浪窗的显异常主要对应边界水平剪切走滑活动断裂上发生的地震;舟曲窗和乌海窗的显异常主要对应活动块体内部挤压逆冲断裂上发生的地震．而5～6级的中等地震没有明显的对应规律．     

Geomagnetic diurnal-variation anomalies and their relation to strong earthquakes

The diurnal-variation anomalies of the vertical-component in geomagnetic field are mainly the changes of phase and amplitude before strong earthquakes. On the basis of data recorded by the network of geomagnetic observatories in China for many years, the anomalous features of appearance time of the minima of diurnal variations (i.e, low-point time) of the geomagnetic vertical components and the variation of their spatial distribution (i.e, phenomena of low-point displacement) have been studied before over 30 strong earthquakes with M _S≥6.6 such as Kunlunshan M _S=8.1 earthquake on November 14, 2001; Bachu-Jashi M _S=6.8 earthquake on February 24, 2003; Xiaojin M _S=6.6 earthquake on September 22, 1989, etc. There are good relations between such rare phenomena of geomagnetic anomalies and the occurrence of earthquakes. It has been found that most earthquakes occur in the vicinity of the boundary line of sudden change of the low-point displacement and generally within four days before and after the 27th or 41st day counting from the day of appearance of the anomaly. In addition, the anomalies of diurnal-variation amplitude near the epicentral area have been also studied before Kunlunshan M _S=8.1 earthquake and Bachu-Jiashi M _S=6.8 earthquake. Foundation item: National Science Technology Tackle Key Project during the Tenth Five-year Plan (2001BA601B01-05-04)