2020年唐山古冶5.1级地震前流体固体潮参数时空变化研究

以2020-07-12唐山古冶5.1级地震为例,探讨流体固体潮参数的时空分布特征与孕震的关系。收集2017-01~2020-07唐山古冶周边16口井水位整点值资料,通过Baytap-G程序计算分析M2波与O1波潮汐参数,研究M2波潮汐因子随时间变化的趋势及空间分布情况。结果表明:1）唐山古冶地震前,震中附近井水位潮汐因子具有上升趋势,表现为应力积累;2）结合本次地震震源机制解可知,震中周边16口井潮汐因子的震时变化形态主要受主应力方向影响,东西向压缩,潮汐因子减小;南北向拉张,潮汐因子增大。     

强震前典型重力场变化与数值预测实验

对中国大陆7次强震前出现的典型重力场变化图像（梯度带和四象限）及其量化参数进行总结。结果表明,目前采用的地震预测指标具有一定的不确定性,与测网观测时段、测点空间分布、变化幅值空间差异等具有密切关系;芦山地震前潮汐因子异常空间范围是流动重力典型变化范围的近10倍,可能与连续重力观测站的精度比流动重力联测高1个数量级有关。基于闭锁剪力模式提出利用典型重力变化图像进行地震数值预测的方法,强震前在孕震源存在的双力偶闭锁剪力的持续作用下,走滑型力偶会在地表引起四象限重力变化,倾滑型力偶会在地表引起二象限（梯度带）重力变化。预测回溯算例实验结果初步表明,该方法对走滑型和倾滑型地震的震级预测较为有效,同时可给出未来地震的地点和类型。     

从中国大陆重力潮汐观测看印尼 Ms8.7地震的重力效应

对2004年12月26日印尼 Ms8.7地震前后中国重力台站的观测资料进行了分析,根据M2波潮汐因子的月变化曲线及加卸载响应比讨论了该次地震可能引起的重力趋势性变化.分析结果表明,印尼 Ms8.7地震引起的M2波潮汐因子趋势性变化是明显的,但在不同地区趋势并不相同.     

灯塔M5.1地震震前重力变化特征研究

利用辽中南地区2011~2013年流动重力观测资料,深入分析研究2013年灯塔M5.1地震震前的重力空间演化特征及变化机理,结果表明:1)辽中南地区重力场异常变化与灯塔M5.1地震在时空上具有很好的对应性;2)震前1 a重力场四象限特征明显,震前0.5 a出现50μGal的正负反向变化,并伴有重力变化高梯度带,重力点值时序上升和下降趋势明显,重力剖面呈剧烈的上升-下降波动变化;3)结合2011~2012年重力变化背景场和区域地质构造分析认为,灯塔地震可能是由辽中南地区地壳深部物质迁移和地壳构造运动共同作用引起。     

2009年姚安Ms6.0地震重力场前兆变化机理

利用2009年姚安Ms6.0地震前滇西实验场流动重力网2005—2009年9期复测数据,给出了区域重力场差分和累积动态变化图像。分析研究表明：1)重力场动态演化图像大体反映出震前地壳物质运动状态,累积动态变化更能反映区域构造运动与断裂构造作用,差分动态变化有利于突出短期局部效应;2)姚安地震显著重力“前兆”标志为:震前约2年穿过震中的近南北向正负过渡重力梯级带和约半年的以震中区为中心重力场变化呈现局部相对上升与下降的对称四象限分布;3)震中西部震前约3年持续的正重力变化应有利于震源能量的积累;4)震中区相对变化四象限分布图像反映出孕震体先存剪应力,为此提出了“闭锁剪力”前兆模式。     

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。     

利用M2潮波振幅因子精密测定gPhone弹簧重力仪的标定因子

用SG-C053超导重力仪长时间观测数据潮汐分析结果中的M2潮波振幅因子,对同址观测的28台gPhone重力仪标定因子进行了精密测定,结果表明,28台仪器标定因子的变化范围为0.999 9~1.019 6,反应出仪器的标定因子在出厂前已经过测定,但在新的观测位置产生了微小的变化。对经过改正后的观测数据重新进行分析,得到的M2潮波振幅因子精度均优于0.8‰,去除漂移后的残差时间序列中重力非潮汐变化为(4~10)×10^-8 ms^-2,周日波振幅小于0.1×10^-8 ms^-2,半日波振幅小于0.3×10^-8 ms^-2,较之测定前有明显的改善。因此利用精确的M2潮波振幅因子测定仪器的标定因子,能够保证所有gPhone弹簧重力仪在统一的潮汐基准下观测。     

2017年南丹Ms4.0地震前后重力变化

利用广西及邻区2014~2017年流动重力观测资料，系统分析区域重力场变化及其与2017-07-15广西南丹MS4.0地震的关系，并结合GPS观测数据与地震地质调查成果，探讨区域重力场变化的时空分布特征及机理。结果表明：1）南丹M_S4.0地震前后，震区附近重力异常变化与主干断裂关系密切，反映沿控震断裂在2014~2017年间发生了引起地表重力变化效应的地壳变形和构造活动；2）差分重力图像表明，南丹M_S4.0地震前重力变化为“局部重力异常→四象限重力异常→重力反向变化发震”的过程；3）重力变化与GPS 观测反映的水平运动表明，南丹M_S4.0地震位于重力四象限分布中心部位及面压缩峰值附近，证明重力场和形变场动态变化对中强地震地点预测具有指示意义；4）天峨-南丹-环江一带是重力变化最剧烈地区，亦是水平形变面压缩过渡带，同时位于莫霍面等深线强烈变化地段、M_L3.0地震围空区、沿主断裂存在的低b值异常区。结合地震活动图像、定点前兆观测异常综合分析认为，该地区仍存在发生中强地震的可能。     

潮汐因子变化与1976年松潘地震

本文对天水重力固体潮观测站1974年7月——1977年6月松潘地震前后3年的资料进行了分析,发现在震前该站的潮汐因子δ值有长达7—8个月,幅度为10％的负异常。结合这次地震的震源机制解以及地形变、流动重力测量等其它资料,对松潘地震的发震模式及潮汐因子δ值震前下降的物理机制进行了讨论。本文初步认为在大地震孕育过程中,特别是在临震前。震源区及外围区构造应力发生了剧烈的变化,岩石所承受的应力变化速率不断增加,导致岩石的弹性模量E发生很大变化,从开始的静弹性模量变为动弹性模量。根据δ与弹性模量的关系,E的变化必将导致δ的下降变化。这可能是潮汐因子δ值震前变化的主要原因。     

汶川地震前泰安台摆式倾斜仪异常现象分析

对泰安台水平摆和垂直摆倾斜仪长期观测资料进行了分析,通过对M2波潮汐因子变化和矢量图进动轨迹的分析发现,汶川地震前存在异常现象.     

陆态网络腾冲台连续重力观测质量分析

对陆态网络腾冲台2012-07-01~2013-06-30连续重力观测资料进行处理,获得该台站观测精度及噪声水平。结果表明,腾冲台1~100s噪声水平在9×10^-8ms^-2左右,100s~100min噪声水平在0.3×10^-8ms^-2左右,白噪声水平为0.509×10^-8ms^-2,对O₁波、M₂波等主要潮波振幅因子测量精度达到SG-053超导重力仪的观测量级,其中M₂波振幅因子测量精度最高（为0.000 18）。腾冲台可为川滇地区强震和腾冲火山活动监测、震前重力变化及相关研究提供高精度、可靠的连续重力观测资料。     

通海台垂直摆受建筑载荷影响的数值模拟研究

针对通海台垂直摆NS和EW测项自2019-04出现同步趋势转折变化,计算2017~2020年NS和EW测项M₂波潮汐因子。结合监测井等地下介质结构资料,构建通海台沿垂向分层的三维有限元物理模型,定量分析不同岩石参数模型下建筑载荷对通海台NS向及EW向位移影响的差异特征。结果表明：1）2019-04后NS测项N倾变化量达到约2 750 ms,而EW测项E倾变化量达到约580 ms,NS测项趋势变化量显著大于EW测项;2）2017~2020年NS和EW测项M₂波潮汐因子较为稳定,NS测项M₂波潮汐因子在0.7左右波动,EW测项M₂波潮汐因子在0.52左右波动,数据的转折变化未能在潮汐频段引起同步变化;3）位于通海台东北部的医院建筑物载荷在通海台附近产生N向和E向位移加载,与垂直摆NS和EW测项在2019-04后出现的N倾和E倾趋势转折变化较为一致,模拟得到的N向位移量约为E向位移量的3倍。     

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新西兰海潮负荷位移建模精度分析

为评价新西兰海潮负荷位移建模精度,利用新西兰189个GPS站11 a的实测数据,基于静态精密单点定位测定8个半日潮波及周日潮波的海潮负荷位移参数,并将其与7种全球海潮模型及4种地球模型计算的海潮负荷位移改正值进行比较。结果表明：1）TPXO7.2模型负荷位移改正值与GPS解算的海潮负荷位移参数最符合,M2、N2、O1和Q1潮波均方根误差在水平方向小于0.5 mm,垂直方向小于0.7 mm;2）不同地球模型对确定海潮负荷位移的影响主要体现在M2和N2潮波;3）GPS估值和海潮模型值之间的残差矢量呈现出大小及方向上的区域一致性,部分站点异常的残差值可能反映出当前SNREI地球模型的缺陷。     

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