以颗粒物理原理认识汶川MW 7.9地震发生前临震预滑和震颤现象

发生在孕震区周边地块上的临震预滑和震颤现象,对破坏性地震预测有一定前兆意义,是值得地震学界关注的问题。选取2008年5月12日汶川M_W 7.9地震发生前,临夏和湟源地震台分量应变仪记录与临夏、恩施和西安地震台数字地震仪记录以及临夏和周至地震台深井水位仪记录,分析发现,在临震前数天至数小时,上述各地震台不同学科观测仪器均记录到一些"跃变"和"震颤"震相。文中试图以颗粒物理原理,来认识不同距离、不同台站、不同学科的观测仪器在临震前相近时间段内记录的低频和高频震相,可能是不同地块在临震前发生预滑错动后激发的预滑震相Xp和地下气体在裂隙内流动激发的震颤震相Tp。观测结果表明：2008年5月8日03时至主震发生,各地震台所处地块在相近时段内逐次发生次数不等的预滑错动,其中1-2次较大错动可在噪声背景中被识别;各地震台预滑错动方向指向或背向主震震中。据此认为：汶川M_W 7.9地震前,上述各地震台所处地块在不同大小、不同方向的力链驱动下,发生指向或背向主震震中的临震预滑现象。     

临夏地震台观测到的临震预滑和震颤震相

对临夏地震台的YRY-4分量应变仪、水位仪和地震仪记录数据分析后发现:2008年5月12日汶川M_W7.9地震前,在3种不同学科的观测记录上,在相近时间段内均记录到了预滑震相Xp和震颤震相Tp。总结Xp震相和Tp震相记录特征的基础上,试图用实验室做的小尺度黏滑实验结果来佐证和解释所记录到的临震预滑和震颤震相的物理机制。结果表明:临震前的2008年4月18日和5月6日,临夏台所处的地块发生了2次较大幅度的预滑错动,在预滑发生前后还伴有N次震颤现象发生。临震前这2次较大幅度的预滑错动有可能引发了汶川M_W7.9地震。     

临震预滑在青藏活动地块区的观测证据

实验室内大量岩石黏滑实验表明:对存在断层的岩石加压,岩石在黏滑失稳前会有预滑,预滑会出现在断层的某个区域.由于浅源地震也是断层失稳破裂的结果,近年来临震预滑作为一种地震前兆信息日益受到地震学界关注.但目前尚缺乏广泛的野外观测证据来证实黏滑实验中的预滑现象在构造地震前也普遍存在.本文对青藏活动地块区内姑咱地震台等12个台的应变仪和水位仪的记录作对比分析后发现:在汶川MW 7.9级地震前数月,各台陆续记录到了 一些"阶跃式"波形.在对观测结果可靠性讨论的基础上,用岩石黏滑实验结果和颗粒物理原理来解释这种"阶跃式"波形可能是预滑震相Xp.姑咱等12个地震台观测到预滑震相Xp表明:在青藏活动地块区临震预滑是普遍存在的.这种"准同步"的临震预滑,特别是2008年4月18日和5月6日2次幅度较大的预滑可能引发了汶川MW7.9级地震.因此,关注预滑,特别是临震预滑对预测未来强震有一定的前兆意义.     

2008年5月12日汶川MW7.9地震的同震粘滑过程研究

2008年5月12日中国汶川发生了M_W7.9地震,全球数字地震仪台网（GSN）74个台的地震仪和陕西周至地震台的数字水位仪都很好地记录到了该地震的同震粘滑错动过程和止滑过程。分析GSN 74个地震台的记录后发现：汶川M_W7.9地震的同震粘滑错动过程是一次多点粘滑错动过程,主要由四个子粘滑错动事件构成,整个粘滑错动过程的持续时间不少于86.6 s;地震的弹性破裂过程与粘滑错动过程同时进行,是粘滑错动和弹性破裂共同作用的结果,是一种"粘滑错动+弹性破裂"的机制。对周至地震台数字水位仪记录分析后发现：汶川地震的同震粘滑错动过程与P.N.Sundaram^[1]作的岩石粘滑错动实验结果一致,粘滑错动过程可细分为粘结（stick）和滑动（slip）二个过程。汶川地震在止滑过程中激发出了长周期勒夫面波（XsQ）和瑞雷面波（XsR）。研究粘滑震相有助于认识震源的粘滑错动过程,研究止滑震相有助于预判震灾损失。     

2011年3月11日日本宫城MW9.1地震的预滑与黏滑震相研究

实验室内的岩石黏滑实验表明：黏滑错动过程一般可分为预滑、黏滑和止滑三个阶段,其中黏滑过程往往不是一次单点错动过程,而是由多次黏滑错动过程组成,表现出在断层的不同部位多点黏滑错动的特征。
2011年3月11日日本宫城近海发生了M_W9.1大地震。对该地震在全球数字地震仪台网（GSN）的波形记录做了分析,在ERM台（Δ=3.8°）记录的Pn震相前约125.5 s处识别出预滑错动震相Xp;在GSN 98个台的长周期波形记录上识别出三次同震黏滑错动过程中激发出的三个同震黏滑错动震相Xs1、Xs2和Xs3,以及止滑过程中激发出的止滑面波震相XsQ和XsR。根据黏滑实验和观测结果,我们认为ERM台所处的地块在主震前约69.1 s时发生了一次临震预滑错动,激发出了预滑错动震相Xp。主震发生后与弹性破裂过程同时发生了第一次黏滑错动,激发出了黏滑错动震相Xs1;在弹性破裂开始后约27.5 s时发生了第二次黏滑错动,激发出了黏滑错动震相Xs2;在弹性破裂开始后约71.0 s时发生了第三次黏滑错动,激发出了黏滑错动震相Xs3;在弹性破裂开始后约93.1 s时黏滑错动幅度达到峰值Xsm。之后进入止滑阶段,止滑过程激发出了勒夫型长周期面波止滑震相XsQ和瑞雷型长周期面波止滑震相XsR。根据XsQ和XsR震相的周期普遍大于75 s的特征,我们认为XsQ和XsR可能是地幔内传播的面波,并给出XsQ和XsR面波的走时关系。根据主震发生后同震伴随有三个子黏滑错动过程的观测证据,认为此次M_W9.1大地震可能是黏滑错动和弹性破裂共同作用的结果。从地震记录图上识别出Xp震相有助于认识主震前的预滑错动过程,且有一定的前兆意义。研究Xs震相以及XsQ和XsR震相有助于认识同震黏滑错动过程并预判震灾损失。     

2021年5月22日玛多MW7.4级地震后气象异常的物理机制

2021年5月22日青海玛多M_W 7.4地震后数小时,在震中周边地区出现了气压快速上升、气温快速下降和甘肃景泰山区突降雨雪的气象异常.对青海德令哈等地震台的形变仪、水位仪、地震仪、气压计和温度计的记录作分析后发现：在此期间,在景泰附近地区3种不同学科的观测仪器分别记录到了同震止滑震相XsQ、无震余滑震相Xa和震颤震相Tp.该结果表明,在震中周边地块,震时发生了同震粘滑,在震后发生了余滑,在发生同震粘滑和震后余滑前后还伴有震颤现象.根据粘滑和震颤的物理机制推测,这种气象异常可能是震时和震后,各台所处地块发生同震粘滑和震后余滑错动后,地下裂隙张开,气体溢出.导致气压上升、气温下降的结果.破坏性地震后的气象异常是值得关注的一种次生灾害.     

太原地震台记录的四川汶川地震震相分析

四川汶川系列地震距太原基准地震台约1000km,介于近震与远震之间,震相特殊,识别困难。本文通过对汶川主、余震和四川其他地区远震波形的对照,及对主要震相周期、幅度及波形特点的分析,认为PN、SG两个震相是太原地震台记录四川汶川地震的主要定位震相。     

河南洛阳地震台影区地震震相特征

以河南洛阳基准地震台数字观测记录的地震波形为基础,总结了震中距6°～20°的影区地震的震相特征,对台站一线观测人员在震相的准确判别及提高地震定位精度方面具有实际的指导意义。     

太原基准地震台震相分析在数字地震观测中的应用

以太原基准地震台数字观测记录的地震波形为基础,对不同类型地震所出现的震相从到时、周期、先后次序等方面进行了对比分析,对台站一线的观测人员在震相的准确判别,提高地震定位精度方面,有实际的指导意义。     

BBVS-120型甚宽频带数字地震计典型地震波形记录特征

对太原基准地震台BBVS-120型甚宽频带地震计记录的不同震中距及不同类型天然地震和非天然地震波形进行分析和对比,结果表明,该地震计能够清晰记录近震、远震、极远震及爆破、塌陷等震相,对各类地震具有较好的监测能力,基本实现全频带观测,可为获得丰富的震相资料并提升地震台监测能力及速报质量,提供技术保障。     

强震临震微波动现象初步研究(二)

为了验证和检验强震临震微波动现象及其主要特征,利用甘、青、川、滇、藏等区域台网200余个宽频带数字地震台站的波形资料,建立了实时监控技术系统。通过对2012~2014年间青藏块体发生的24次5级以上地震及部分无震区域台站观测的全程实时跟踪、动态监控,检验和验证了临震微波动现象的重现性和客观性,验证了临震微波动现象的频谱、时间、空间、方向性等特征,进一步得出了临震微波动现象可能与地震强度有关,且震级越大,震前出现持续临震微波动的可能性越大的结论。     

汶川大地震前地震频度变化和小震群活动

分析后认为,从1999年开始龙门山断裂带上地震活动增强,并持续到2008年5月12日汶川8级地震发生前一个多月。地震活动的增强主要以最大地震的震级为3、4级的小震群活动的方式表现。2006年至2008年3月间,有两个小震群出现在汶川8.0大震震中附近。小震群地震震源机制的结果表明,随时间接近汶川8.0级大震发生,小震群的震源机制趋向一致,这些在空间分布不均匀的密集小破裂逐渐成定向有规律地排列,有利于裂隙的进一步扩展贯通,形成大破裂。     

汶川大地震前非台风扰动现象的研究

为了区分汶川大地震的震前扰动现象中的台风因素和非台风因素,本文研究了中国大陆宽带地震仪在汶川大地震前记录到的异常扰动信号的时频特征.研究结果表明汶川大地震的震前扰动主要由两种扰动构成,二者动态特征完全不同.其中优势频率为0.2～0.25 Hz的扰动主要与台风Rammasun有关.这种台风扰动在沿海地区较强,在内陆地区较弱,其震动源在靠近台风运动路径的海底.另一种优势频率为0.1～0.18 Hz的扰动与台风无关,这种非台风扰动在地震发生前约10 h突然急剧增强,其最大值出现在地震爆发时刻.非台风扰动在靠近震中的地区较强,在沿海和西部地区较弱.震源扰动扫描算法计算初步定位的结果显示其震动源不在海底,而是分散在震中附近的内陆地区.汶川大地震前的非台风扰动是否与汶川大地震有关,值得进行更深入的研究.     

云南地区近期强震重复发生时地震学的动态演化特征

通过地强震重复发生的滇西北、滇东北、滇西南澜沧江以西３个地震区多项地震活动性和地震波参数的动态追踪，发现在同一地震区重复发生的强震，震前的异常形态可以具有相惟性，反向变化的特征。如滇东北地区中小地震在１９８５年禄劝强震前的活跃和１９９５年武定强震前的平静；澜沧地震叶波速比月均值在１９８８年澜沧－－耿马大震前的低值异常和１９９５年孟连西中缅边境大震前的高值异常。本同时以ｂ值和波速比为例，讨论了强震     

2008年3月21日新疆于田7.4级地震序列特征及震前部分地震学异常特征

介绍了2008年3月21日新疆于田7.4级地震的基本参数、震区周围应力场背景及构造、地震序列特征等,分析了震前震区周围及相邻构造区域地震活动特征,对比分析于田序列和其后发生的汶川8.0级和乌恰6.9级地震的关系。结果显示,于田7.4级地震发生在阿尔金断裂与西昆仑断裂的交汇部位,可能是阿尔金断裂发生左旋扭错,牵引其西南端位于阿什库勒盆地的分支断裂发生张性破裂的结果。该地震序列为主-余型,最大余震为MS5.8,余震衰减较快,且具有一定的成丛性。震源机制解和震中分布可以看出,该地震具有单侧破裂特征。地震活动表明震前存在明显的中期和中短期异常,但未有短临异常出现。在汶川8.0级和乌恰6.9级地震前,该序列出现显著增强活动,具有一定的窗口效应。     

永安地震台钻孔体应变地震响应能力评估

统计永安地震台2007—2013年体应变记录的地震同震响应,与同期国家地震台网大震速报目录对比,响应率为15.21%。绘制地震能力线,量化评估永安地震台体应变仪映震能力,得到钻孔体应变对不同震级地震的响应范围为:震级5.5级,震中距425 km;震级6级,震中距860 km;震级7.0级,震中距3 514 km;震级7.5级,震中距7 104 km。     

Application of observed strain steps to the study of remote earthquake stress triggering

IntroductionModernseismologysuggeststhatearthquakesarecausedbyfaultslippingtriggeredbytec-tonicstressesaccumulatedtoacertainextent;andthefaultslip,inturn,releasesstresses.Infact,whenanintensivequakeoccurs,thefracturingoftheseismogenicfaultdoesnotleadtothereleaseofallthestressesbut,accordingtothegeometricrelationsamongthefaults,releasesstressesonsomeofthefaultstomakethemmorestable,whileaccumulatesstressesonotherfaultstomakethemtendtoslip.Asanapproximation,thestrengthofthefaulttobeysByerleylawby…     

德令哈地震台国内外中强震震相记录特征

选取德令哈地震台2007-2017年数字地震记录,对于国内外不同方位、不同震中距、不同地区、不同深度的典型中强地震,使用广东省地震局研发的单台分析处理软件MSDP,从地质构造、波列特征、P波初动、S波与P波震相到时差、主要震相、最大振幅、震中距等方面,分析所选取地震震相特征。结果表明,不同构造区域的介质差异性及震源深度、地震波传播路径的不同,导致德令哈地震台记录的各地区地震震相特征不同。