芦山地震科学考察观测到的重力变化

利用芦山地震科学考察流动重力观测成果及科考区域内其他流动重力观测资料,系统分析芦山地震前后重力场变化特征。结果表明：1）地震前,重力场变化显著异常特征主要表现为龙门山断裂带两侧正、负高值异常以及与龙门山、鲜水河、大凉山断裂平行或垂直的较大规模重力变化梯度带,与汶川地震前重力变化特征一致|2）地震后,重力场变化沿龙门山发生反向调整|3）中下地壳物质的生热、膨胀可能是松潘-甘孜块体震前重力变化的场源,并可能成为芦山地震及汶川地震的重要触发因素。     

四川芦山M_s 7.0级地震的地质环境影响分析

2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生Ms7.0级地震,此次地震对地质环境的影响备受各界关注。基于遥感解译与震后现场调查,对芦山地震的地质环境影响进行了初步分析。结果发现芦山地震的地质环境影响主要有:诱发较为广泛的崩塌等次生山地灾害,崩塌以小型为主,主要分布在双石—大川断裂带槽谷以及北西向几个深切峡谷段,如S210省道芦山—宝兴峡谷、芦山—双石峡谷、龙门—太平峡谷,其中震中区宝盛、太平镇崩塌密度最大;泥石流动静物源有不同程度增加,崩塌新增了泥石流沟的物源;斜坡上缓坡带也堆积有新的崩塌物源,使震后沟谷泥石流与坡面泥石流发生的概率增加;斜坡震裂现象较普遍,震动引起斜坡表层覆盖层不均匀沉降,宏观上表现为地面开裂、房屋开裂以及公路路基失效等;沙土液化加重灾害程度,震动引起发震断裂槽谷区砂土液化,使发震断裂带上地基失效,震害加重;厚覆盖层场地效应使地震下盘平坝区震害异常,下盘前陆盆地厚覆盖层地区地震波放大效应使芦山县龙门、清仁以及天全县老场、仁义平坝区及斜坡地带震害严重;芦山地震地质环境影响最大的区域是震中区太平—宝盛一带,其次是断裂带下盘5km—上盘5km的地带、宝兴县城区域及前陆盆地带。     

四川芦山地震区域构造环境与构造应力场特征

2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生Ms7.0级地震,这是继汶川地震后发生在龙门山断裂带上的又一次强震。在介绍芦山地震的基本特征及发震构造环境基础上,利用区域内172个震源机制解资料对区域构造应力场进行了计算,特别对龙门山应力区内各类应力数据的最大主应力方向进行了分析。结果表明:龙门山应力区目前处于近东西向的挤压构造应力环境中;区域最大主应力方向在横向上从巴颜喀拉块体的北东—南西向到龙门山块体的近东西向,再到华南块体的北西西—南东东向,表现为顺时针方向的旋转;区域最大主应力在纵向上从柴达木—秦岭块体的北东东—南西西向到龙门山块体的近东西向,再到川滇块体的北西—南东向,亦表现为顺时针方向的旋转;应力方向在不同块体间的转变,反映了青藏高原东缘巴颜喀拉块体在进行南东向水平运动挤压龙门山地块时,由于受到华南地块特别是四川盆地的强烈阻挡,导致龙门山推覆构造带表现为明显的地壳缩短和山体隆升。     

RANSAC-PSO算法的抗差反演——以芦山地震为例

本文利用RANSAC-PSO算法研究在反演断层滑动参数时所用大地测量数据包含粗差的问题。在模拟实验中对理论观测值加入1%、5%、10%粗差,分别采用粒子群算法、选权迭代算法和RANSAC-PSO算法反演断层滑动参数。结果表明,当观测值中包含粗差率达10%时,PSO算法反演的滑动参数与理论值相差23.2 cm,选权迭代法反演的滑动参数与理论值相差26.2 cm,而RANSAC-PSO反演的滑动参数与理论值相差小于1 cm。芦山地震具有以逆冲为主兼具少量左旋走滑性质,采用芦山地震同震GPS位移数据分别以PSO算法和RANSAC-PSO算法反演断层滑动参数,RANSAC-PSO算法反演的走滑量为0.051 8 m,倾滑量为0.828 9 m,均大于PSO的反演结果;释放能量1.000 9×1019 N·m（MW6.63）,与GCMT 的1.060 0×1019 N·m更加吻合。分别用RANSAC-PSO算法与PSO算法反演的滑动参数计算地表水平位移,并与GPS观测进行对比,发现二者在计算距断层的远场点时,计算的水平位移基本一致;而在计算距断层的近场点时,RANSAC-PSO算法表现更为优秀,尤其体现在LS07点上,其计算值与GPS观测值完全重合。     

芦山M7.0地震前姑咱台钻孔应变观测异常

芦山M7.0地震前数天,姑咱台YRY-4型钻孔应变仪记录到显著的异常变化。对照异常变化的形态特征,可以首先排除建设楼房、修整操场和开凿隧道等影响。最可能的干扰剩下两个:台站观测院门前的道路施工和水库蓄、放水导致大渡河水位变化。结合实地调查,对比应变和测震观测的相关性、应变和大渡河流量变化的相关性,以及对观测应变变化特征的分析,姑咱台的观测异常不是这两种干扰因素的影响,应该与芦山地震有成因联系。     

四川芦山“4.20”地震区降水分布及变化特征研究

利用四川芦山"4.20"地震区15个气象站1961~2012年的逐日降水观测资料和统计诊断方法,较为细致的分析了芦山地震区52年来多时间尺度降水分布及变化特征。结果表明,(1)芦山地震区年降水量平均为1265.3mm,远高于全国和四川省平均年降水量,震区降水量呈明显的东高西低的空间分布特征,在1965年、1972年、2000年左右存在突变点,2000年后降水量呈较为明显的减少趋势,降水量年代际下降率为35mm/10a,年降水量主要存在8~14a的周期振荡,该尺度周期主要存在于20世纪70年代至21世纪初,特别在12a表现较为明显。(2)根据芦山地震烈度划分的三级影响区的降水分布表现为不同的气候特征。累计大-暴雨日数的极大值出现的时间受地形和位置的影响有一定的区域差异,40%以上的大雨日数集中出现在7下旬至8月中旬,各站均在7月第6侯达到最大,暴雨日数也呈一定下降趋势和周期性特征。文中提供的详实的多尺度降水分布和变化特征资料,对于芦山震区利用天气气候规律规划和实施灾后重建有着重要基础指导作用。     

四川断层活动性分析及汶川、芦山地震活动关联性研究

基于龙门山、鲜水河、安宁河-则木河断裂带上跨断层水准资料,计算不同场地年均形变速率和断层垂直形变累积率,分析断层年变速率和Dc空间分布等值线变化,揭示汶川地震前后断层活动规律、区域应变、应力场的能力聚集程度,进而探讨汶川、芦山两次地震的关联性。结果显示：1）汶川地震的发生明显加剧了龙门山断裂带中南段的断层活动性,年均形变速率由震前<1 mm/a,到震后最大达10.01 mm/a;汶川地震的发生对安宁河-则木河断裂带上的汤家坪、西昌场地影响较大,年变速率显著增加,断层活动性得到加强;2）汶川地震发生前,龙门山断裂东北段存在Dc高值区,随后Dc值逐渐减小,汶川地震的发生存在一定的应力累积背景;汶川地震发生后明显改变了整个龙门山断裂带的Dc空间分布,加速形成围绕双河场地的Dc高值环绕区,而芦山地震的震中位置位于高值与低值交界区域,空间差异较为显著。     

与灾害赛跑——四川省开展芦山地震地质灾害巡排查工作速记

4月20日8时02分,四川省雅安市芦山县发生7.0级地震,牵动着万千民众的心。四川省国土资源厅立即启动一级地质灾害应急响应,组织40个地质灾害应急排查工作组300余人,分赴雅安、成都、乐山等9个市州的36个县(市、区),重点开展次生地质灾害隐患排查、灾情险情评估、监测预警和临时安置点选址等相关工作。四川省地矿局党委书记、局长杨茂华率成都水     

2013年芦山7.0级地震前重力固体潮参数时空变化研究

以2013年芦山7.0级地震为例,探讨重力固体潮参数的时空分布特征与地震孕育的关系。收集分析芦山震区附近17个台站震前2 a的连续重力观测数据,采用VAV调和分析方法分析计算日波和半日波潮汐参数,主要研究半日波M 2波潮汐因子随时间变化的趋势及空间分布情况。结果表明,芦山地震前M 2波潮汐因子趋势变化空间分布大体呈现上升与下降趋势的四象限分布,芦山地震处于四象限中心部位,可能是由震前存在的“闭锁剪力”引起的区域介质变形或密度扰动所致。     

从波速比变化看汶川与芦山地震的孕震过程

为研究汶川和芦山地震的孕育过程,利用单台单震法,将地震丛发区内发生的地震粗略视为“广义重复地震”,系统分析龙门山断裂带及附近区域1990～2015年波速比时空变化过程。结果发现,波速比在汶川地震前降低,芦山地震后明显恢复。对于龙门山断裂带北段的地震丛发区,大部分台站波速比的同步时间变化过程可分为两个阶段：一是在汶川地震前,2000年～2008-05波速比出现异常降低-回返-发震过程,低值异常持续时间约8 a。汶川地震后,波速比快速回升。二是2010年开始再次显现波速比持续性稳定下降,在2013-04降至最低点,发生芦山地震,震后波速比再次快速回升到正常值。对于龙门山断裂带南段及附近的地震丛发区,大部分台站波速比的同步时间变化从2000年～2013-04波速比维持长时间的异常低值状态,低值持续时间约13 a,直至2013-04芦山地震后波速比快速回升。不论是龙门山南段还是北段,均可看到波速比基本一致的变化,2000～2013年的异常降低-恢复过程,显示了汶川8级地震与芦山7级地震的整体性和差异性,孕震过程长达14 a。由此可见,汶川地震和芦山地震很可能是同一动力学过程孕育的两次先后发生的强震。     

横断层作用下汶川地震与芦山地震发震机制新探

在分析龙门山断裂带区域构造背景、青藏高原东缘新构造运动特征的基础上,阐述龙门山断裂带的构造格局,并利用横断层对龙门山断裂带进行分段;同时,对汶川地震与芦山地震的发震机制及其相互关系进行探讨,并对未来强震危险区进行预测。结果表明:汶川地震具有深部构造的控震作用,其深部孕震机制十分复杂,而芦山地震没有明显的地表破裂带,为一次盲逆断层型地震;卧龙—怀远一线为地壳物质运动方向和主断裂走滑方向发生反向的转换带,发生在其两侧的地震是各自独立的,即汶川地震与芦山地震相互独立;汶川地震与芦山地震发震时,龙门山断裂带中未活动的区域存在较高的地震危险性,尤其是卧龙—怀远和小金横断层之间的断块为强震危险区,虎牙断裂与主断裂交汇处也是强震较危险区。     

位移格林函数的精密计算及其在芦山Ms7.0地震中的应用

依据目标地震震中周围地区地壳上地幔实际构造,重建层状地球模型,并据此改造格林函数计算程序,计算适用于目标地震的格林函数,从而提高同震位移计算精度。芦山Ms7.0地震震例研究表明,地球模型对垂向位移格林函数的影响随着震中距的变化而变化。4类独立震源中,地球模型对水平面内引张位错的影响最大,其在近区的影响可达到格林函数本身的40%左右。按照川西地区地壳上地幔实际层状构造(简称"芦山模型")改造格林函数计算程序后,近场同震水平位移的计算精度总体上可提高20~30%。     

芦山地震、鲁甸地震、康定地震前后三岔口地区地壳形变异常特征分析

利用三岔口地区GPS、重力、跨断层观测资料,分析2013年芦山7.0级地震、2014年鲁甸6.5级地震及康定6.3级地震前后四川地壳形变异常分布及动态图像特征。结果显示：1)2013~2014年三岔口地区几次强震前,四川地壳形变资料先后不同程度地出现群体性中、短期前兆异常,其中跨断层形变以直接前兆的形式显现出短期异常,地震发生在异常结束后的1个月内,对强震发生时间的预测具有一定的指示意义; 2)短期异常突出点分布在距震中200 km左右,异常点与强震发生地点属于同一活动构造体系;3)强震相继发生在相对重力异常区内、与跨断层中等异常幅值平行的其他断层附近以及有异常断层交汇部位,对强震发生地点的预测具有一定的指示意义。几次中强震的发生表明,2013~2014年巴颜喀拉块体向南东的带动作用使三岔口地区敏感断层活动加速,在加速的过程中其高应力积累区“失稳”并发生错动,导致脆性岩层产生破裂,从而以强震的形式释放长期积累的能量。     

汶川地震和芦山地震对青藏高原东缘主要活动断层应力变化的影响

根据弹性无限半空间位错理论,结合汶川地震和芦山地震的同震破裂模型,以及该地区活动断层几何学和运动学特征,应用Coulomb程序,计算了2008年汶川地震静态库仑应力变化,并和余震分布特征进行对比;同时,计算了2008年汶川地震和2013年芦山地震共同作用产生的静态库仑应力变化,并将结果投影到青藏高原东缘主要活动断层上。结果表明:汶川地震产生的余震大部分分布在其造成的静态库仑应力增加区;汶川地震在芦山地震震中区域产生的静态库仑应力显著增加,增加值为0.010~0.050MPa,汶川地震产生的静态库仑应力变化使得芦山地震提前到来;鲜水河断裂北部、东昆仑断裂、秦岭南缘断裂西段、青川断裂东段、茶坝—林庵寺断裂西段、灌县—江油断裂、大川—双石断裂的静态库仑应力均有不同程度的增加;岷江断裂、虎牙断裂、汶川—茂县断裂、江油—广元断裂、鲜水河断裂南部的静态库仑应力有不同程度的降低;考虑到青藏高原东缘历史大地震和余震分布情况,未来应加强对鲜水河断裂西北段和东昆仑断裂地震危险性的监测与研究。     

基于二维有限单元法的芦山M7.0地震近场强地面运动模拟

基于2013年芦山M7.0地震近场区域深反射剖面和P波、S波层析成像资料,使用接触单元模拟断层非线性破裂过程,利用二维有限元法模拟芦山地震强地面运动。在信度检验的基础上研究震源应力降和粘聚力参数对于水平向基岩地震动参数的影响。研究发现,芦山地震上盘场址处水平地震动峰值加速度明显大于下盘场址处结果,且衰减速度更慢,呈现上下盘效应特征;应力降和粘聚力对地表水平向基岩地震动均具较为明显的正向影响作用,其中应力降对0.05～1.00 s短周期成分作用明显,粘聚力则对1.00～6.00 s中长周期成分具有显著影响。     

姑咱台压应变异常信号与汶川和芦山等地震的关系研究

对2007~2014年姑咱台应变仪第一分量的分钟值原始观测曲线进行研究。结果表明,其日、月异常合计幅值、频次和时间均在汶川地震前显著增加,日、月累加值曲线相应快速上升,2008年以后速率明显放缓,前后相差最大可达10倍、9倍和4倍,与汶川地震表现出较强的对应关系。但之后发生芦山和康定地震时,这一过程并未重现。根据龙门山一带地应力实地测量结果和视应力分析结果,对该现象进行一定程度的解释。     

重力仪与地震计记录的地震波信号频谱特征比较——以芦山7.0地震为例

以芦山MS7.0地震的地震波记录为例,比较分析我国12个地震台的同址gPhone重力仪与CTS-1地震计记录的地震波信号的频谱特征。观测结果表明,震中距大于2 000 km时,两种仪器记录的P波波形基本一致,只在幅度上稍有区别。P波的频谱分析结果表明,震中距较小时gPhone重力仪会遗失一些高频信号,震中距大于2 000 km时,两种仪器记录的P波优势频带均为0~0.3 Hz。     

2022-06-01芦山MS6.1地震流动地震台网部署及余震序列监测

从台站选址、地震仪器设备选择及安装三方面介绍2022-06-01芦山M_S6.1地震临时地震台网的部署过程,初步分析流动台网背景噪声特征和余震序列。结果表明,台站部署完成后提高了震区现有台站密度,与固定台站联合组网,提高了地震定位的台站方位角覆盖和科学研究的空间分辨率。受人为噪声的影响,通常流动台站的噪声水平高于固定台站,平均噪声水平高于NHNM和NLNM均值,部分台站接近或高于NHNM值,高频噪声呈现与附近人为活动相关的日变化特征。受此影响,地震台网白天时段记录的地震数目明显少于夜晚时段,且小震事件数量明显减少;余震序列的双差定位结果显示,余震主要分布在小关子断裂北部,呈NE向分布,NE向约10 km, NW向约6 km;采用最大曲率法计算得到余震序列的最小完整性震级M_C=1.2,其中夜晚时段M_C=1.1,白天时段M_C升高至1.4,说明震区白天时段地震监测能力减弱。中强震后的余震序列随时间快速衰减,震后5 d内的余震数量约占整体余震的80%,特别是震后2 d内的余震最为发育。为更好地认识地震发展过程...     

“6.1”芦山地震作用下宝兴新华村滑坡动力响应与失稳过程离散元模拟

斜坡浅表层是各类地震地质灾害发育的潜在破坏位置,坡面形态和坡体结构往往造成斜坡动力响应及破坏的复杂化。为探究不稳定斜坡浅表潜在滑动层动力响应特征与失稳过程,以芦山M_s6.1级地震触发的新华村滑坡为例,基于现场调查采用离散元方法建立了二维计算模型,分析了该斜坡潜在滑动层及坡面形态的动力响应特征并对其失稳过程进行了模拟。结果表明：(1)斜坡浅表潜在滑动层具有强烈动力放大效应;(2)微地貌对于潜在不稳定斜坡坡面的放大效应具有明显的影响,浅表潜在滑动层水平向及竖直向加速度在凸出部位的放大效应显著,凹陷部位相较于凸出部位放大效应较低;(3)研究揭示新华村滑坡在微地貌的作用下凸起地形呈现先于凹陷地形遭受破坏,其失稳过程分为震动放大局部震裂-凸出地形破坏-凹陷地形破坏-完全破坏整体下滑-重力堆积5个阶段。该研究结果有助于提升防灾人员对地震诱发潜在不稳定斜坡失稳的认识,为防灾减灾提供理论和数据支撑。     

汶川、芦山和康定地震造成的鲜水河断裂带库仑应力变化及对地震危险性的影响

通过估算汶川、芦山和康定地震造成的鲜水河断裂带库仑应力变化,并与其长期构造应力加载速率进行比较,分析3次地震对鲜水河断裂带未来地震危险性的影响。结果显示,汶川和芦山地震对康定地震的发生分别起到促进和推迟作用;3次地震造成的总应力扰动主要来自汶川和康定地震。在线性应力加载条件下,当断层面等效摩擦系数μ′=0时,3次地震的相继发生会使鲜水河断裂带八美至磨西(除康定地震破裂带外)的地震提前0~5a,其余地区推迟0~4a;当μ′=0.4时,3次地震会使道孚至猪腰子海子(康定地震破裂带除外)的地震提前0~6a,其余地区推迟0~2a。考察了不同流变学结构对计算结果的影响,发现下地壳上地幔粘滞性系数越低,介质粘滞性响应造成的库仑应力变化越大,沿走向的变化越剧烈,其贡献基本与同震相当,对地震提前/延迟时间估计结果的影响最大可达3a。