龙门山断裂带的贝尼奥夫应变分析

基于2011—2020年在龙门山地区发生的地震,分3个区段估算累积贝尼奥夫应变。结果表明,龙门山北段对九寨沟M_S7.0地震存在阶跃,震后一年内累积贝尼奥夫应变抬升量约为2 000×10~8;龙门山中段对芦山M_S7.0地震存在明显阶跃,震后一年内累积贝尼奥夫应变抬升量约为5 300×10~8。由此可以认为,龙门山中段与芦山地震有较高关联度,而其北段与九寨沟地震的关联度次之。这个抬升量是该区域构造运动与对应地震关联度的一个描述,这对于研究地震的动力源、孕震构造及发震机理有参考意义。另外,对累积贝尼奥夫应变时变斜率的研究结果还表明,累积贝尼奥夫应变的时变斜率在邻近地震前均存在降低的现象,这可能是震前应力松弛过程的表现,但这仅是一个初步研究,对其机理以及可否成为大地震孕育指标等问题还需要对更多震例作进一步研究。     

芦山MS7.0地震前的电磁异常信号

对南北地震带18个地电场及电磁扰动观测台站进行了跟踪与研究, 2013年4月20日四川芦山M_S7.0地震前只有其中5个台站观测到了异常电磁信号. 研究表明, 地震前的这些异常信号时空分布非常不均匀. 在时间上表现出震前电磁异常信号在出现的台站上不是同步的, 且随着时间的推移有向震中方向迁移的趋势; 在空间上体现在成都以北的台站都没有记录到震前电磁异常信号, 主要出现在成都及其以南的一些台站. 芦山M_S7.0地震前地震电磁信号出现的最早时间是震前21天, 其次是震前16天; 临震时间则为震前5天、 4天和1天. 通过接地极注入地下的大电流以及以往的震例分析, 认为仙女山台是又一个比较突出的电磁信号观测的敏感点.      

预测中强地震震中位置的两个实例

介绍了在2001年永胜6．0级地震前利用钻孔应变异常信息,结合岩石力学实验结果确定震中位置的过程,并在震前给出永胜地震的主压应力轴方向的思路,以及2002年布拖4．0级与巧家4．1级地震前利用跨断层形变测量异常,结合块体运动理论预测发震地段的方法。     

2013年芦山MS7.0地震前后姑咱台四分量钻孔应变时频特征分析

2013年4月20日芦山M_S7.0地震前, 四川省姑咱台四分量钻孔应变仪再度记录到类似于2008年汶川M_S8.0地震前的高频应变畸变信号. 为了对该畸变信号各频率成分的时频演化特征进行细致分析, 讨论应变异常的可信度及其与芦山地震的相关性, 本文利用S变换方法对应变数据进行了处理. 结果表明, 研究时段内时频域中共出现两簇高能量异常, 一簇开始于2012年10月并持续了约4个月, 另一簇则开始于芦山M_S7.0地震前数天. 同时段远震的影响及施工干扰并不能构成该异常的主体, 因此该异常可信度较高. 异常中包含了周期由数分钟至数小时的信号成分, 其中较短周期的信号成分震前出现较晚, 震后衰减较快. 震后异常信号的整体能量开始逐步衰减, 异常信号成分减少, 至2013年8月末应变观测记录已基本恢复至正常状态, 整个应变异常显示的时频演化过程与芦山M_S7.0地震具有较高相关性.      

新疆乌什钻孔应变异常特征与强震关系初步研究-以伽师Mem>Ssub>6.8地震为例

新疆乌什台钻孔应变仪在2003年2月24日伽师6.8级地震前记录到明显异常. 其特征为:① 异常类别齐全. 震前19个月出现趋势异常，震前55天出现短期异常，震前4天出现临震异常，并于震前1个多月出现指数型异常；② 异常量级大. 最大应变异常量级为1.710-5，在乌什台近20年的观测历史中不多见；③ 应变速率波动大. 张压交替变化显著. 依据应变异常量级、指数型异常的出现时间以及异常映震的区域性特点，对地震的强度、发震时段以及可能的发震区域有一定程度的预测.      

基于断层虚位错模式讨论2008年汶川MS8.0地震前视电阻率变化

2008年汶川M_S8.0地震前,距震中450km范围内有7个视电阻率台站运行,震前记录到了不同形态和幅值的变化。本文采用断层虚位错模式,在模型中将汶川地震同震滑动位移按大小相等但方向相反的方式进行加载,计算震前产生这些同震位错所需积累的应力应变分布。计算结果表明：在100m深度,震前正应力和剪切应力主要积累区域位于龙门山断裂带两侧约100km范围内,最大应力变化量为0.5MPa;体应变积累区域与应力积累区域基本一致,最大应变值为10^-5,显示这些区域在震前存在较高的挤压应力应变积累,而在这些区域外,应力应变积累程度较低。成都台和江油台位于震前主要的应力应变挤压积累集中区域,视电阻率观测数据均为震前下降-准同震阶跃-震后回升,与震前应力应变积累-震后释放的变化形式一致,这2个台站震前的异常变化与汶川地震关系密切;而甘孜台、武都台、冕宁台、小庙台和天水台位于应力应变积累较弱的区域,其视电阻率变化与汶川地震的关联性较弱。     

中强地震前周至台地电阻率的异常变化

通过对三个震例的分析,笔者得到了周至台地电阻率观测在地震发生前出现的一些异常变化。其具体表现为:1在汶川地震发生前,周至台地电阻率观测在三个测向的日均值都呈缓慢下降,幅度为1.0%—3.9%,从异常变化出现至发震的时间间隔为1月左右。2在芦山地震和岷县漳县地震发生前,从2011年9月开始,周至台地电阻率观测在三个测向的日均值都呈显著下降且幅度较大。其中,芦山地震发生在异常变化恢复(上升)的过程中,从出现异常到发震的间隔为16个月;而岷县漳县地震也发生在异常恢复(上升)的过程中,但从异常出现到发震的间隔为19个月。表明周至台地电阻率观测能较好地反映出地震的前兆信息,具有一定的映震能力,这对陕西及相邻地区的地震监测和预报可以起到一定的作用。     

龙门山断裂带中南段的一个破裂空段——芦山地震的震后效应

2013年4月20日,在青藏高原东缘的龙门山断裂带的南段发生了芦山7.0级地震.通过地壳剪切波分裂的分析,揭示了龙门山断裂带域的地壳主压应力方向及其与断裂之间的关联.芦山地震余震的定位结果显示,芦山地震的破裂与汶川地震的破裂没有贯通,在芦山与汶川之间形成了一个"破裂空段".本文建议,应关注芦山地震与汶川地震之间"破裂空段"的应力变化.采用不依赖于天然地震记录的井下人工源观测技术是一种有意义的科学尝试.     

2005年9月19日陈巴尔虎旗-牙克石市间5.0级地震特征分析

2005年9月19日在内蒙呼伦贝尔市陈巴尔虎旗-牙克石市间发生了5.0级地震。震前,震源区附近ML≥4.0级地震活动异常平静,100km以外中等地震十分活跃。震源机制主压应力方向与背景场方向NEE向一致,仰角增大了53.5°。东北地区中强地震活动显著增强,主要集中在大兴安岭及其东西两侧。研究表明,未来1～2年,东北地区存在发生中强震的可能。     

2013年芦山MS7.0地震和2008年汶川MS8.0地震井水位同震变化的比较分析

以芦山、汶川地震震中为中心,选择了8个井点,对2个地震引起的井水位同震变化进行了比较,重点分析了3口同震变化反向的井点,即重庆的荣昌华江井、北碚柳荫井和四川的泸沽湖井。为使对比研究结果可靠,进一步收集了2011年3月11日日本9.0级地震、2012年4月11日苏门答腊北部海域8.6级地震引起的井水位同震变化资料。对汶川、芦山地震引起的同震体应变的计算结果显示：汶川地震时,荣昌华江井、北碚柳荫井和泸沽湖井水位同震变化与井点位置处的同震体应变一致,即位于同震体应变压缩区的井水位上升,位于体应变膨胀区的井水位下降;芦山地震时,3口井的水位同震变化与同震体应变不一致,表现出与日本、苏门答腊地震时相似的同震变化特征。     

REANALYSIS OF BEDROCK GROUND TEMPERATURE CHANGES PRIOR TO 2013 LUSHAN MS7.0 EARTHQUAKE

Before 2013 Lushan M_S7.0 earthquake, the bedrock ground temperature in Kangding station, the cross-fault deformation and the borehole strain in Guza station all show that regional stress changes possibly occurred along the Xianshuihe Fault. In this paper, further analysis is made on the observation data of bedrock ground temperature in the three stations in the Xianshuihe fault zone, and the results are compared with borehole strain, seismometry and cross-fault deformation data. Stress temperature in the three stations dropped suddenly synchronously a few days before the Lushan earthquake, indicating the enhanced tension characteristics of the regional stress in the Qianning-Kangding zone. High-frequency components of bedrock temperature in the three stations also showed synchronous changes in the 80 days before the Lushan earthquake, with an estimated stress change range of 0.98~1.96MPa, an average of about 1.47MPa, which is close to the seismometry results. Besides, tensional mutation in borehole strain is consistent with the enhanced tensional characteristics of regional stress revealed by bedrock ground temperature. Comparison with cross-fault deformation shows that the stress change was different in different active segments of the Xianshuihe Fault in different time periods before the Lushan earthquake, but the regional stress change did appear along the Xianshuihe fault zone before the Lushan earthquake.     

Possible thermal brightness temperature anomalies associated with the Lushan (China) MS7.0 earthquake on 20 April 2013

Lushan M_S7.0 earthquake occurred in Lushan county, Ya'an city, Sichuan province of China, on 20 April 2013, and caused 196 deaths, 23 people of missing and more than 12 thousand of people injured. In order to analyze the possible seismic brightness temperature anomalies which may be associated with Lushan earthquake, daily brightness temperature data for the period from 1 June 2011 to 31 May 2013 and the geographical extent of 25°E-35°N latitude and 98°E-108°E longitude are collected from Chinese geostationary meteorological satellite FY-2E. Continuous wavelet transform method which has good resolution both in time and frequency domains is used to analyze power spectrum of brightness temperature data. The results show that the relative wavelet power spectrum (RWPS) anomalies appeared since 24 January 2013 and still lasted on 19 April. Anomalies firstly appeared at the middle part of Longmenshan fault zone and gradually spread toward the southwestern part of Longmenshan fault. Anomalies also appeared along the Xianshuihe fault since about 1 March. Eventually, anomalies gathered at the intersection zone of Longmenshan and Xianshuihe faults. The anomalous areas and RWPS amplitude increased since the appearance of anomalies and reached maximum in late March. Anomalies attenuated with the earthquake approaching. And eventually the earthquake occurred at the southeastern edge of anomalous areas. Lushan earthquake was the only obvious geological event within the anomalous area during the time period, so the anomalous changes of RWPS are possibly associated with the earthquake.     

2013年芦山M_S7.0地震产生的静态库仑应力变化及其对余震空间分布的影响

2013年4月20日芦山MS7.0地震发生在龙门山断裂带的西南段,距2008年汶川MS8.0地震仅约85km,时间上仅相隔5年.首先计算了汶川地震的静态库仑应力变化对本次芦山地震的影响,得出芦山地震是由汶川地震触发造成的(库仑应力上升了0.012 MPa);进一步计算了芦山地震与汶川地震这两次大地震共同产生的静态库仑应力变化.结果表明,芦山地震的余震受前面两次大地震的共同影响,而不仅仅是芦山地震单独作用的结果,超过85%的余震发生在两次地震共同产生的静态库仑应力变化增大的地方,而芦山地震本身触发不了本次的余震序列(仅48.7%的余震位于主震所产生的应力加载区).此外,计算结果表明芦山地震本身对周边断层影响较小,仅龙门山断裂带的东北段受到一定的加载作用;而由于汶川地震的作用,安宁河断裂、大凉山断裂、马尔康断裂、岷江断裂和虎牙断裂呈卸载趋势,仅鲜水河断裂东南段和龙门山断裂中段受到加载作用,这均会加速断层上新地震的发生.     

芦山MS7.0地震长波辐射异常现象

以静止卫星长波辐射资料为数据源, 应用功率谱相对变化法对芦山M_S7.0地震进行分析研究. 结果表明, 芦山地震前在龙门山断裂带上及其西北地区出现了明显的长波辐射功率谱信息异常现象, 芦山地震发生在功率谱增强范围区的边缘. 临震时功率谱相对变化率幅值达到近几年来的相对极值, 约为平均值的8倍, 功率谱幅值(相对变化率)大于平均值2倍的持续时间约为65天, 功率谱幅值最大时大于平均值6倍的异常面积达12万km2. 短临异常信息表现特征与之前的中国大陆M_S≥6.5地震研究结果基本一致. 强震长波辐射功率谱信息特征幅值极值、 功率谱增强持续时间等短临异常特征识别较为容易, 且长波辐射资料可实时更新, 未来可将其应用于监测地震重点危险区, 特别是监测能力较差的强震多发区.      

基于微博的芦山地震前后宏观异常信息筛选与分析

地震宏观异常是指地震前后人的感觉能直接察觉到的自然界异常现象,本研究在芦山地震后,针对公众通过微博发布的异常信息进行搜集,提出从真实性、完整性、信誉度和关联度四方面对公众提供的微博宏观异常信息进行筛选的方法,并根据筛选后的信息从时间角度、空间分布等方面进行芦山地震前后宏观异常信息的分析研究.结果表明,芦山地震前后是有宏观异常出现的,公众关注的异常种类主要为动物异常与天气异常;震前发生宏观异常占宏观异常总数的67％,但仅有30％被发布;微博发布的宏观异常信息中,大多位于距离震中较远的成都市,而非震中地区.微博信息可以作为宏观异常信息的一个主要的及时信息来源,有助于发挥群测群防在防震减灾工作中的作用.     

一种低频地震事件的检测方法在汶川地震和芦山地震前的初步应用

本文发展了一种单台检测低频地震事件的方法, 并用其检测2008年汶川M_S8.0地震、 2013年芦山M_S7.0地震震前的低频事件。 使用汶川地震、 芦山地震前周边的宽频带台站数月的垂直向连续波形, 经过2~8 Hz带通滤波、 窗长为10 s的包络平滑、 窗长为20 min的中值滤波, 去除近场天然地震及远场大震与低频噪声的影响后, 发现这两个大地震前有少数台站在连续数天的时间内, 出现持续时间长(数十分钟到数小时)、 包络中值明显大于背景噪声的现象, 其波形记录及包络特征与非火山震颤(NVT)的波形记录及包络特征具有较好的相似性, 我们认为这是汶川地震和芦山地震前的疑似慢地震事件。 初步应用表明, 本文所用的方法对于从宽频带连续波形资料中提取NVT信号是可行的。     

2013年芦山地震序列震源机制与震源区构造变形特征分析

基于四川区域地震台网记录的波形资料,利用CAP波形反演方法,同时获取了2013年4月20日芦山M7.0级地震序列中88个M≥3.0级地震的震源机制解、震源矩心深度与矩震级,进而利用应变花（strain rosette）和面应变（areal strain）As值,分析了芦山地震序列震源机制和震源区构造运动与变形特征.获得的主要结果有：（1）芦山M7.0级主震破裂面参数为走向219°/倾角43°/滑动角101°,矩震级为M_W6.55,震源矩心深度15 km.芦山地震余震区沿龙门山断裂带走向长约37 km、垂直断裂带走向宽约16 km.主震两侧余震呈不对称分布,主震南西侧余震区长约27 km、北东侧长约10 km.余震分布在7~22 km深度区间,优势分布深度为9~14 km,序列平均深度约13 km,多数余震分布在主震上部.粗略估计的芦山地震震源体体积为37 km×16 km×16 km.（2）面应变As值统计显示,芦山地震序列以逆冲型地震占绝对优势,所占比例超过93%.序列主要受倾向NW、倾角约45°的近NE-SW向逆冲断层控制;部分余震发生在与上述主发震断层近乎垂直的倾向SE的反冲断层上;龙门山断裂带前山断裂可能参与了部分余震活动.P轴近水平且优势方位单一,呈NW-SE向,与龙门山断裂带南段所处区域构造应力场方向一致,反映芦山地震震源区主要受区域构造应力场控制,芦山地震是近NE-SW向断层在近水平的NW-SE向主压应力挤压作用下发生逆冲运动的结果.序列中6次非逆冲型地震均发生在主震震中附近,且主震震中附近P轴仰角变化明显,表明主震对其震中附近局部区域存在明显的应力扰动.（3）序列整体及不同震级段的应变花均呈NW向挤压白瓣形态,显示芦山地震震源区深部构造呈逆冲运动、NW向纯挤压变形.各震级段的应变花方位与形状一致,具有震级自相似性特征,揭示震源区深部构造运动和变形模式与震级无关.（4）不同深度的应变花形态以NW-NWW向挤压白瓣为优势,显示震源区构造无论是总体还是分段均以NW-NWW向挤压变形为特征.但应变花方位与形状随深度仍具有较明显的变化,可能反映了震源区构造变形在深度方向上存在分段差异.（5）芦山地震震源体尺度较小,且主震未发生在龙门山断裂带南段主干断裂上,南段长期积累的应变能未能得到充分释放,南段仍存在发生强震的危险.     

2008年汶川Ms8.0地震在2013年芦山Ms7.0地震和2014年康定Ms6.3地震破裂区引起的库仑破裂应力

2008年5月12日四川汶川发生M_S8.0地震发生之后, 先后于2013年4月20日和2014年11月22日分别在汶川M_S8.0地震震中西南约80 km的芦山县和约178 km的康定县发生了M_S7.0和M_S6.3地震。 芦山地震位于龙门山前主边界处, 康定地震位于鲜水河断裂带上。 芦山地震发生前有几位作者先后计算了汶川M_S8.0地震引起的库仑破裂应力, 分析了其对周围断层的影响。 本文对这些研究结果进行了简要回顾, 并根据芦山地震和康定地震的实际发震断层面参数, 计算了汶川M_S8.0地震在芦山地震和康定地震震源深度处的水平面上以及其发震断层面上产生的库仑破裂应力, 还给出了其震中处库仑破裂应力随深度的变化。 结果表明, 汶川M_S8.0地震发生使芦山地震震源断层面上有利于其错动发震的应力大面积增加而使康定地震震源断层面上有利于其错动发震的应力大面积减小。 在芦山地震初始破裂点处引起的库仑破裂应力达0.245 MPa, 在康定地震初始破裂点处引起的库仑破裂应力为-0.00063 MPa。 因此, 汶川M_S8.0地震的发生对芦山地震具有明显的促进作用, 而对康定地震的作用不明显。 在目标断层面参数已知的情况下, 根据库仑破裂应力在目标断层面上的分布, 可能为未来地震发生的地点提供线索, 进而对地震发生的危险性进行预测。 若一次地震的发生使目标断层面上有利于其错动发震的应力大面积显著增加, 这种情况下库仑破裂应力对未来地震具有预测意义。     

川西温泉水温观测及其在芦山MS7.0 地震前的异常现象

在2013年芦山M_S7.0地震震中附近流体观测点进行现场考察的基础上, 本文选择川西地区观测环境较好、 干扰较少的温泉水温观测资料进行回溯性分析. 结果表明, 康定龙头沟和二道桥温泉、 道孚龙普沟温泉、 理塘毛垭温泉、 泸定共和温泉水温在芦山地震前均出现不同程度的异常变化. 其主要表现为, 距离震中较远的理塘毛垭温泉和道孚龙普沟温泉水温在震前2年左右出现中期尺度异常, 距离震中较近的康定龙头沟和二道桥温泉水温在震前3个月内出现短期异常. 通过温泉水化学及δD-δ18O稳定同位素特征分析, 认为这些温泉水具有深循环特征, 能灵敏地反映地壳深部地热及构造变化信息, 是芦山地震前观测到异常的可能原因. 加强对这些温泉点的观测, 对区域地震预测研究具有重要的科学意义和现实意义.