南北地震带北段强震形变异常特征与预测指标研究

利用南北地震带北段及附近地区上世纪70年代以来的区域水准、跨断层短测线和90年代以来的GPS、流动重力等监测资料,结合地质构造和监测区发生的几次6级左右及以上震例,采用定性与定量相结合的方法分析研究了与地震有关的构造形变异常的基本特征及可能的机理,初步总结了基于这些不同尺度(类型)的构造形变异常进行强震中期预测的一些指标判据。     

强震中期阶段区域性形变异常的共性特征及其预测意义

大地形变是地壳构造运动变形在地表的反映.基于区域水准、GPS等大地形变监测得到的、与构造有关的区域性形变异常,是伴随着强震孕育到一定阶段的外在表现,它具有定量直观、物理意义明确的特点.然而,由于区域水准垂直形变复测间隔较长(几年或更长),GPS资料积累的时间又短、震例较欠缺,使得将区域性形变异常用于地震的中短期预测受到限制.近年启动的中国地震局"十五"重点科研项目"强地震中期预测新技术、物理基础及其应用研究"的主要内容之一,就是将区域水准、GPS等监测得到的大范围区域性形变异常背景场、应变场分布与地质构造活动背景相结合,应用国家重点基础研究"大陆强震机理与预测"(973)项目"活动地块"方面的研究成果,从大的空间分布上研究与强震孕育有关的区域性形变、应变场异常分布特征,进行强震中期(1～3年)预测研究.     

汶川Ms8．0级强震震前龙门山断裂带断层形变异常分析

概述和分析四川汶川Ms8．0级强震的发震构造及其地质背景,从断层形变的角度研究这次地震前形变场的异常变化情况。结论是：汶川地震区的地形变前兆异常是客观存在的,在某些局部区域甚至是非常显著的;流动短水准观测资料反映出了震前龙门山断裂带局部区域的加速活动;从现有形变资料出发,要实现如此大地震的预报仍然缺乏根据和把握。     

岷县漳县6.6级地震前区域地壳运动变形背景与断层形变异常特征

利用甘肃岷县漳县6.6级地震区所在的青藏块体东北缘地区的区域水准、GPS、流动重力和跨断层短测线等地形变监测资料,结合地质构造、动力环境和已往的研究结果,分析了不同类型资料反映的震前区域性地壳变形背景、断层形变异常特征和可能的机理.结果认为：（1）岷县漳县6.6级地震前西秦岭、六盘山等构造区不同程度地存在着GPS水平挤压闭锁高应变积累、垂直隆升异常高梯度带和重力升、降差异剧烈变化等中长期背景;（2）震前到震时发震断裂附近及其外围相关构造区域断层形变异常在空间和时间上的起伏波动变化显著,尤其是汶川地震以来的波动变化在一定程度上反映了与本区构造比邻的龙门山断裂带剧烈右旋错动对本区的影响,与本次岷县6.6级地震过程有关;（3）本区有地形变监测资料积累以来缺乏6级以上震例,虽然存在不同程度的中长期形变背景异常,但何时进入短期-短临阶段确实很难把握,需要不断积累总结和探索提高.     

青藏块体东北缘现今构造形变与蕴震特征

利用青藏块体东北缘近30年的精密水准网、跨断层形变测量网复测资料，以及近年来GPS观测分析结果，结合地质构造与地震活动，初步研究和探讨了区域构造形变与强震蕴育的一些特征．结果表明:① 本区现今构造形变时空分布很不均匀:主要边界断裂附近构造形变相对强烈，远离则衰减．垂直差异运动强度和变形状态随时间演变，水平运动与变形呈明显的挤压走滑特征；② 印度板块的北推碰撞引起的青藏块体持续NE 向挤压运动所产生的构造应力场，是本区构造形变与地震蕴育的主控应力．构造形变及地震活动的时空分布演化，与块体活动及区域构造应力场动态演化密切相关；③ 构造块体边界地带出现的垂直形变异常隆起与高梯度形变带，以及显著地断层形变异常，是块体运动受阻、构造应力场强化而蕴育强震的一个标志，往往伴随有６级左右及以上强震活动，但地震并不一定发生在运动幅度最大的部位．断层形变异常呈现趋势积累——加速——转折变化特征的地段及附近，往往是应变能积累、强震蕴育发生的场所．      

芦山MS7.0级地震前的形变空区特征研究

上世纪70年代以来,国内外基本形成了以监测震中附近断层预滑动进行地震预测的研究思路,但近些年来,一些大地震前近震源区域的形变变化却引起了巨大的争议.本文应用芦山地震震中附近跨断层及连续形变观测资料,分析了震前不同阶段地形变变化的特点,讨论了震中附近区域异常时空演化过程.分析结果表明,沿鲜水河断裂带一些跨断层基线、安宁河及则木河断裂带个别场地的跨断层水准基线出现的显著异常变化,这些异常出现在远离芦山地震震中的区域上;在近震源区域,在龙门山断裂带南段的一些断层水准变化量极小,在鲜水河、龙门山和安宁河3条主要断裂围成的三叉口地区,倾斜、应变、重力及断层水准和蠕变观测临震前未有显著的异常变化,该区是形变变化或形变异常分布的“空区”.本文也与汶川地震前形变异常分布进行了对比,认为震前形变“空区”现象可能是强震前的一种共性特征.     

汶川地震前后区域地壳形变场及孕震特征研究

利用中国地壳运动观测网络GPS区域网1999、2001、2004、2007年观测资料及中国大陆构造环境监测网络区域网2009、2011年观测资料,解算了南北地震带相对华南地块的GPS速度场,并用最小二乘配置方法解算了南北地震带南、北部地区应变率场的多期次结果,通过分析汶川地震前、后地壳运动速度场和应变率场的动态变化,进一步研究了汶川地震前区域地壳形变和应变积累背景与孕震异常的形变场主要特征及其形成机制.     

汶川8.0级地震前龙门山断裂带及邻近区域的震间形变与发震机理

利用跨龙门山后山和前山断裂的短水准监测资料、龙门山区域GPS和水准测量资料,结合龙门山及邻近区域的地震构造、以及2008年汶川8.0级地震前的中小地震活动等信息进行分析,研究汶川地震前横跨龙门山断裂带的震间(震前)地壳形变特征,探讨引起发震断裂近场和远场形变的构造活动与动力学模式,并由此认识汶川地震的孕育与成因机制,以及该地震破裂的发生机理.     

民乐-山丹地震的区域构造变形背景与中短期前兆

利用青藏块体北缘地区2001～2003年GPS水平运动资料和1988—2003年跨断层短水准流动观测资料，借助改进的负位错模型及断层形变应变强度比一时变曲线，研究了与2003年10月25日民乐-山丹Ms6．1，Ms5．8地震孕育有关的区域构造变形背景与中短期前兆异常。分析表明，在昆仑山Ms8．1大震引起的大区域形变调整-短期松弛-开始恢复的背景下，民乐-山丹地震震源位于可能反映应变能积累加速的块体边界压性锁定段之间的剪应力强度增强段北侧；距震中最近的石灰窑口跨断层短水准流动场地在震前3个月呈现显著应变强度比异常，而震前10余天至数月内整个监测区异常个数、震前3个月相对近源区异常集中与局部增强均是对这两次地震的某种预示。     

鲜水河断裂带跨断层形变中短期强震预测指标研究

通过对鲜水河断裂带跨断层短水准、短基线资料的分析研究,系统地提取测区内外5.5级以上地震前跨断层形变前兆异常特征,并作详细的整理、分析,综合得出监测区及附近中短期强震预测指标及预报方法。其结果显示:跨断层形变观测资料大多在震前1～3年出现异常,其异常表现形式以断层活动停滞、反向、突跳为主,震前半年左右异常发育至最高,临震前有明显回落,其前兆意义较为明确;水平形变测量的预测成功率高于垂直形变测量。     

强震中期阶段区域性形变异常的共性特征及其机制以青藏块体东北部为例

强震前中期阶段(1～3年或稍长)区域性形变异常往往表现出3个方面的共性特征: ① 区域垂直运动变形呈现与构造有关的异常隆起区、 垂直差异变形高梯度带(有的还呈“四象限”)分布特征; ② 水平运动变形呈现与活动地块及断裂构造有关的、 以剪切变形为主的高应变集中区(带)特征; ③ 区域性垂直形变异常区与水平形变的高应变分布区共生的特征。 分析这些异常共性特征的形成机制, 初步认为: 它们是在基本统一的大区域构造应力场控制下, 不同层次块体系统运动及其边界带变形的非平稳、 非协调性, 在活动地块边界地带和地块内部次级断裂构造部位产生变形差异而导致应力-应变积累、 孕育强震到一定阶段的结果。 在此基础上, 分析探讨了基于区域性形变异常共性特征、 结合地质构造活动背景进行强震中期预测的意义。     

THE COMPREHENSIVE ANALYSIS AND RESEARCH OF RECENT GRAVITY AND CRUSTAL DEFORMATION IN NORTHEASTERN EDGE OF THE TIBETAN PLATEAU

In this study, we systematically analyzed the relationship between regional gravity changes, 3D crustal deformation, regional tectonic environment and strong earthquakes based on the relative gravity measurements(2011-2014), GPS data and the background vertical deformation from the leveling measurements conducted from 1970 to 2011. Subsequently, we further characterized the temporal-spatial patterns and discussed the mechanism of regional gravity changes and the crustal deformation. The results can be summarized as follows:1)The regional gravity changes, the GPS-derived horizontal deformation and the vertical deformational obtained from leveling data showed a close spatial relationship:The gravity increased along with the direction of horizontal movement, and the gravity decreased with the crustal uplift and vice versa, which reflects the inherited characteristics of neotectonic activities. 2)The crustal deformation was closely related to the active faults. The contour lines of gravity changes and vertical deformation were generally along with the Qilian-Haiyuan Fault(the strike is NWW), and the crustal horizontal deformation showed left-lateral strike slip motion near the Qilian-Haiyuan Fault. 3)The strong earthquakes usually occur in the active faults where intensive gravity change and vertical and/or horizontal deformation occurred. The extrusion deformation, surface compression rate and gravity changes were obvious near the epicenter of 2016 Menyuan earthquake. The 2013 Minxian-Zhangxian M_S6.6 earthquake occurred in the direction-turning area of intense gravity gradient zone and the transitional area of surface compression and vertical deformation. The first author of this paper has made a medium-term forecast before the Minxian and Menyuan earthquakes, especially the location of the earthquake. Based on the above understandings, we emphasized that:there are still possibilities of strong or huge earthquakes within medium-long term in the areas of crustal deformation anomalies in the study region.     

北京地区区域性形变场与近期强震危险性研究

分析1998－2000年期间水准和GPS测量给出的北京地区区域性形变场的背景值及其与定点断层形变观测值的关系。结果表明：（1）该地区的大面积垂直形变速率及速率梯度值在华北地区的通常 数值之下，也低于若干大地震前的相应异常特征值；（2）该区由GPS方法显示的大面积水平形变速率也属于较低水平；（3）定点观测的断层形变速率（垂直向和水平向）与区域性的背景值相当；（4）根据大面积形变场的 断层形变异常水平，预计近期（1－3年内）北京地区不会发生较强地震。     

Current tectonic deformation and seismogenic characteristics along the northeast margin of Qinghai -Xizang block

Introduction The northeast margin of Qinghai-Xizang block has become the place with close attentions from geo-specialists at home and abroad for its significant tectonic movement and intensive seismicity. Quite a number of achievements have been obtained from the studies on geological structures and strong earthquake activities (DING, LU, 1989, 1991; GUO, et al, 1992, 2000; GUO, XIANG, 1993; HOU, et al, 1999; Tapponnier, et al, 1990; Gaudemer, et al, 1995). In the Development Program…     

红河断裂带中、越现代形变监测对比研究综述

利用现今大地形变测量资料,可分析研究得到现今地壳形变特征.大地形变场的建立,主要以精密水准测量监测大地区域垂直形变,以地面激光测距监测大地水平形变,以短基线、短水准测量等方法对断层活动性进行定点观测研究.20世纪90年代以后比较流行用GPS监测场区现代构造运动及断裂的地壳形变.本文主要通过分析对比中、越红河断裂带及其相邻地区的现代形变监测资料,得出现今红河断裂的形变特征.     

合肥地震台短水准异常与周边地震活动分析

以合肥地震台跨断层短水准数据,结合地区小震释放能量,分析历史测量资料在地震期间的变化,并研究辅助资料对测量资料的影响,得出:①降水可能造成敏感地块的断层形变异常,但在区域应力作用断层到一定强度时,断层形变异常仍具有一定前兆意义;②安徽地区小震释放能量与合肥地震台断层形变存在一定相关性,断层活动连续几个月持续拉张或挤压,...     

根据GPS数据的北天山现代构造活动概率区研究

根据GPS数据的现代运动场研究了北天山的现代形变过程。在这一地区,速率分量和某些类型形变速率场的不均性都表现出与现代构造活动区密切相关。以场的水平梯度极值区图为基础划分构造活动区段,查明强震震中区就位于这些活动区。当取得活动区状态的GPS数据时,区域地壳动力学状态监测是最有效的。     

GPS观测得到的大地震前兆地壳形变震例

综合介绍2008年汶川大地震以来,GPS观测得到的国内外10多次6—9级,不同构造、不同类型的大地震前兆地壳形变震例:2008年汶川8级大地震、2011年东日本9级巨震、2013年芦山7级,直至2020年6月墨西哥7.4级地震和7月美国阿拉斯加州以南海域7.8级地震等。利用GPS连续观测站区域参考框架水平位移时间序列和水平位移场,特别是水平位移向量时间序列的研究证明,同震水平位移是研究地震前兆形变存在的关键;利用垂直位移和水平位移向量时间序列、同震垂直位移及同震水平位移向量的分解,揭示地震弹性回跳真实方式;提出了符合GPS观测和岩石破裂试验结果的地震压-剪弹性回跳模型;根据已有震例,提出预报不同震级地震的可能性和监测临震前兆形变的GNSS站布设设想。