玉门、民乐等地震前跨断层形变异常及与定点前兆观测的相互印证

2002年甘肃玉门5.9级、2003年民乐6.1、5.8级及岷县5.2级地震前震区周围十几至二、三百公里范围内观测到一定数量、明显的跨断层短水准形变异常,其异常形态以加速、突跳或尖点突跳为主,具中期背景或短期前兆意义,反映震前断裂出现先逆断增强后松弛的变化过程,在转折松弛时段易发生地震.其异常空间分布、出现时间等与定点前兆异常具有较好的相互印证意义.     

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。     

南通地震台跨断层水准N—S_1测线特征

通过实地观测和对南通地震台跨断层水准N—S_1测线观测资料进行梳理,发现测站之间、测线观测值与气象因素之间存在必然联系,表现为:N—S_1测线高差变化规律总体呈年周期性质,2009年8月以来观测值具有整体变小趋势,反映了近期N—S_1测线断层活动特征。     

民乐-山丹间地震的区域构造变形背景与中短期前兆

2003年10月25日在甘肃省民乐-山丹间(38.4°N,101.2°E;38.4°N,101.1°E)连续发生Ms6.1,Ms5.8地震,发震断裂为民乐-大马营断裂(近EW向,逆断兼左旋,属祁连山北缘主断裂).这是自1986年门源Ms6.4地震后,时隔十七年,祁连山构造及河西走廊地区发生的首次6级以上地震;也是昆仑山口西Ms8.1地震发生近两年来,青藏块体北边界第一个6级以上的地震,其意义影响深远.青藏块体北缘地区自上世纪80年代的不同时间起测、通常在每年3月、7月和11月份各观测1次的54处跨断层短水准流动形变观测场地,控制了祁连山-龙首山构造带、海原-六盘山构造带及西秦岭构造带.由于2003年7月出现异常数量较多等因素,中国地震局第二监测中心于2003年9月下旬至10月中旬对其中51处场地进行了加密观测,距民乐-山丹发震仅10余天;而震后又提前1周(10月26日开始)由震区向外围扩展,至11月中旬实施了第4期(应急)观测.此外,作为中国地震局系统2003年上半年"非典"时期唯一实施GPS观测的单位,我们还获得了2001～2003年该区水平运动速度场的最新结果(60个站点,于震前的4～5月施测).Matsu'ura负位错模型认为受现今地壳运动驱动下的各活动地块间的相对运动在地块边界处有可能受到部分阻碍,从而导致应力应变积聚.则利用地表位移观测可将区域深部的多个块体与其边界断层联系起来,其通过反演确定的块体边界断层带的相对闭锁区,对地震预报很有意义.而无量纲的断层形变应变强度比,定义为某场地某跨断层测段单期年变(某期观测相对上一年同期观测)位移梯度(对水准资料;而对基线资料则为线应变)与正常平均年变幅度的比.这样既可直观、定量地表征断层形变应变类信息实时变化的强弱,又能使不同场地、不同测段的值具有可比性和统一性.其对断层形变的趋势加速及突跳等短期快速变化反映灵敏,尤其能够消除观测季节的影响.本文借助负位错模型,通过分析区域水平相对运动与视应变场、活动块体及其边界断裂的构造变形特征、高应变能积累或显著增强部位及相应能量强度(用年均地震矩反映块体边界断层段的能量积累速率,借助年均应力降反映剪应力强度),结合断层形变应变强度比-时变曲线,研究了民乐-山丹地震前的区域构造变形背景与中短期前兆异常.分析表明:     

北京南口跨断层流动水准场地监测与布设初探

北京南口跨断层流动水准监测场地布设于南口—山前断裂与南口—孙河断裂交汇处。运用前人地质构造研究成果、监测资料和野外地质考察资料等,研究了南口跨断层流动水准场地监测和布设状况、结果表明:(1)监测场地存在未跨断裂测线;(2)4号测点不为基岩点且可能在断裂带内;(3)测线巨大突变异常是大量降雨所致,不为前兆异常或断裂活动。     

实验室断层滑动的测线相关性及其对跨断层场地的启示

通过实验室断层滑动实验,对跨断层与未跨断层观测测线之间的相关性进行分析,将所得结果与实际野外跨断层场地的相应结果进行对比分析。结果表明,实验室跨断层与未跨断层测线之间的相关性都为弱相关关系,跨断层测线之间的相关性都表现为强相关关系,野外大部分场地的跨断层测线与未跨断层测线以及两条跨断层测线之间的相关性都很高。分析认为可能是野外跨断层场地测距较短导致上述结果。该研究工作从理论上进一步增加了对野外跨断层场地基本情况的认识与了解。     

青藏块体东北缘跨断层形变典型震例总结与预测判据指标分析

针对青藏块体东北缘跨断层监测区及周边发生的5.8级以上地震, 结合以往研究结果, 对跨断层资料进行了重新梳理, 重点分析了1995年永登5.8级、 2000年景泰5.9级、 2003年民乐—山丹6.1级和2013年岷县漳县6.6级地震前出现的跨断层形变异常。 结果表明: 这4次典型地震前出现的跨断层异常数量较多, 为13~23项不等; 分布范围较广, 震中距在600 km范围内, 相对集中出现在300 km左右范围内, 也有近震区异常; 异常特征以逆断加速、 趋势转折、 活动加剧、 突跳、 大幅变化等为主; 震前2~3年或稍长时间开始出现异常, 震前半年至1年半时段异常集中出现, 具有中期背景或短期前兆意义, 异常空间分布有向震中区汇聚迁移的特征。     

用自记测氡仪在某些台站观测到的日变现象

大震前的水氡突跳,是指震前某日测氡值明显高出相邻日期的观测值的异常现象。渤海地震、海城地震和松潘地震等大震前一些水氡观测点出现明显突跳,大都是每日一至两次取样进行观测的。这里简单介绍采用自记测氡仪在一些测点观测到的日变现象。图1是北京一喷气井(无线电研究所院内)的气氡观测值曲线,一天内有较大变化,但逐时值缓变无突跳。图2是福州水化站自流井(热水)水氡观测值曲线,傍晚至夜间有高     

跨断层形变的慢时变结构分析与异常识别初探

甘肃及与青海、宁夏交界区布设有50多处跨断层短水准观测场地,20世纪80年代末起测并基本于每年的3,7,11月观测,2004～2008年曾加密为每年6期;控制了祁连山—海原—六盘山断裂带及西秦岭构造区;多数测线跨度数百米、个别测线达1km左右.其形变测值时序变化能直接反映所控制断层段的运动变化过程,具有强震预测的中短期前兆意义.     

岩石摩擦滑动失稳前断层区的波速变化

对岩石摩擦滑动失稳前断层区的波速变化进行了实验研究，实验表明，岩石摩擦滑动失稳前沿断层一侧的测线上观测不到测速变化，沿着跨断层的测线可观测到波速下降的前兆，因此，尝试用波速异常预断层带粘膜型地震时，选择测线应跨断层。     

基于灰色关联度的鲜水河断裂活动特性与大震关系研究

利用跨断层流动形变资料,基于灰色关联度分析方法,提炼反映鲜水河断裂构造变形特征方式、量值水平及其动态演化过程、分段差异性的走滑、张压、垂向活动参量新综合指标,研究其与断裂附近强震孕育—发生、与周围大尺度区域大震孕育或同震、调整影响的可能关系.结果表明:(1)鲜水河断裂左旋走滑占主要优势;(2)小金6.3级、雅江6级地震前活动参量累积变化曲线出现过加速或转折等异常变化;(3)可能观测到昆仑山口西8.1级震后调整影响、汶川8.0级震前应力场强化或扰动影响、玉树7.1级震后短期内左旋加速影响.     

汶川8．0级地震前龙门山断裂带的垂直变化特征

根据龙门山构造带上的跨断层水准测量资料,计算了龙门山断裂带1986年至2008年1月的垂直活动速率、断层形变异常强度及测线的月变化率,研究了龙门山断裂带1986至2008年初的异常变化。结果表明．龙门山断裂带的垂直活动速率不大,在1mm／n以下。但是在大震发生前的1～3a．断层活动加速．在形变异常强度图上变化显著,在月变率统计图上,也有明显的异常．龙门山断裂带的断层形变异常对于南北地震带上600余公里以内的3次7级以上大震均有反映．对本区的地震反映更明显。     

基于粒子滤波的唐山台跨断层数据分析

基于游丽兰等给出的跨断层单测线动态系统模型,采用残差重采样粒子滤波算法对唐山台跨断层水准(基线)观测数据和降水量、气温等辅助观测数据进行综合处理。假设跨断层形变观测量仅受辅助观测项的影响,可以根据残差重采样粒子滤波结果获得环境因子(降水量、气温)对唐山台跨断层形变观测量的影响和断层运动情况。     

汤西断裂带土壤气体地球化学特征与跨断层短水准变化的关系

为探究卫辉西代村跨断层短水准出现的趋势性变化与断裂活动间的相关性,在跨断层水准观测场地布设1条土壤气Rn和H2浓度测线,复测周期与跨断层水准测量周期基本一致,分别于2018年4月、7月、10月开展3期土壤气Rn和H2浓度测量.同时,为增加观测数据的可靠性,于2018年8月布设了1条与上述3期测线平行的测线并开展土壤气Rn和H2浓度测量.4期土壤气H2浓度测量结果显示,该区土壤气H2浓度背景值处于较低水平,H2浓度异常值所处位置主要集中在距起点150—210 m处,该处为断裂通过处.4期中Rn浓度最大值、背景值和均值的变化幅度均在正常范围内,Rn浓度异常值所处位置也主要集中在距起点150—210 m处,该处可能为断裂通过处.土壤气显示的断裂通过处与该区探槽显示的断裂位置一致.4期土壤气测量结果表明,近期汤西断裂带可能处于相对稳定状态,跨断层水准观测数据的趋势性变化与断裂活动之间相关性不大.     

合肥台定点短水准测量场地改造

合肥台跨断层短水准测量场地位于郯庐断裂带南段．1987年后测量资料长期趋势变化主要是西端点（A点）场地受荷载变迁等环境条件改变的干扰造成的。2007年新建支线10—S段,经改造形成跨断层测线B—S段,2008-01-01～2008—12-31试测,试测结果表明：10一S段观测精度优于原线路的10—A段;跨断层B—S段观测资料2008年9月以前变化平稳．9月以后的趋势性变化可能是肥东邶．5级地震的震前反映。由此认为：跨断层短水准测量测线布设既要有利于断层形变信息提取,又要能有效地分析排除干扰。并要进行多组的观测。增加检核条件。     

汤西断裂带土壤气体地球化学特征与跨断层短水准变化的关系

为探究卫辉西代村跨断层短水准出现的趋势性变化与断裂活动间的相关性,在跨断层水准观测场地布设1条土壤气Rn和H₂浓度测线,复测周期与跨断层水准测量周期基本一致,分别于2018年4月、7月、10月开展3期土壤气Rn和H₂浓度测量。同时,为增加观测数据的可靠性,于2018年8月布设了1条与上述3期测线平行的测线并开展土壤气Rn和H₂浓度测量。4期土壤气H₂浓度测量结果显示,该区土壤气H₂浓度背景值处于较低水平,H₂浓度异常值所处位置主要集中在距起点150—210 m处,该处为断裂通过处。4期中Rn浓度最大值、背景值和均值的变化幅度均在正常范围内,Rn浓度异常值所处位置也主要集中在距起点150—210 m处,该处可能为断裂通过处。土壤气显示的断裂通过处与该区探槽显示的断裂位置一致。4期土壤气测量结果表明,近期汤西断裂带可能处于相对稳定状态,跨断层水准观测数据的趋势性变化与断裂活动之间相关性不大。     

浅析山西临汾中心地震台定点水准测段高差的变化特征

叙述了山西临汾中心地震台定点水准观测场地及所跨断层的简况，利用1987年至2000年的观测资料对跨断层的2个测段高差变化进行了分析，结果表明，BM4-BM1测段能反映所监测断层的变化。     

祁连山构造带红外测距观测揭示的应变强度时空演变特征

利用截止2007年最新的、跨祁连山构造带红外测距观测资料，结合区域GPS观测所得形变背景，获取跨断层水平应变强度时空演变特征，分析其与2002年玉门Ms5．9级、2003年民乐Ms6．1．级等地震孕育一发生过程的关系。结果表明：①震前数月至1年左右，震中所在断层段（或整个构造带）应变加速或相对其它断层段显著，压性为主；其内一定数量场地最大剪应变强度明显“增强”或面应变强度“压性增强”（至绝对值2．0左右及以上），震后减弱或呈现张性转折。②2004年下半年以来祁连山构造带总体恢复压性变化为主的应力场状态，反映一定程度应力应变积累特性；2007年构造带西段压性应变明显增强。     

甘肃及其边邻地区断层形变特征强度时序变化与强震关系

利用甘肃及其边邻地区20世纪80年代末至2009年11月跨断层短水准流动观测资料,提取相关断裂带各段的断层形变特征强度指标,分析其可能揭示的构造变形动态演化特征及与资料积累以来MS5.8级以上地震孕育—发生过程的关系。研究表明:各断裂段断层形变特征强度时序曲线对其内、边缘附近MS5.8级以上地震反映较好,震前数月至1年左右时间内多数对应与构造背景一致的逆断异常;震后异常消失,或者出现短暂的正断异常,反映调整状态。     

跨断层形变累积率的变化特征与云南地区强震

对云南跨断层短水准、短基线资料的形变累积率进行了计算分析。结果表明,在跨断层形变观测期,云南地区强震发生前3年内,水准、基线的形变累积率多数有较明显的变化过程,而且一些测项的累积率在临震前会发生加速或转折性变化;震中及其附近地区的跨断层形变累积率梯度相对较大。