青海门源地区地震活动时空分布特征和孕震环境研究

位于青藏高原东北缘的青海门源地区地震活动频繁,自1986年以来先后发生了三次6级以上的强震活动.研究门源地区的地震活动特征、发震构造和孕震环境可以为地震发生机理的分析和未来地震危险性的判定提供重要依据.本文基于中国地震台网中心提供的地震目录和震相数据,使用波速比一致性约束的双差层析成像方法获得了门源地区2009年以来的地震精定位结果和高分辨率的三维V_P、V_S和V_P/V_S模型.使用“剪切-黏贴”方法计算了门源M_S6.9地震和M_S4.5以上余震的震源机制解,并收集了该区域历史中强地震的震源机制解.结果显示：2013年门源M_S5.3地震和2016年门源M_S6.4地震的余震序列沿着冷龙岭北侧断裂展布,2022年门源M_S6.9地震的余震序列沿着托莱山断裂和冷龙岭断裂展布,其展布方向与附近断裂的走向一致.1986年门源M_S6.4地震、2013年门源M_S5.3地...     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震序列重定位和震源机制解研究

2022年1月8日青海省海北州门源县发生M_S6.9地震,震后产生了长约22 km的地表破裂带,青海、甘肃和宁夏等多地震感强烈。本文基于区域地震台网资料,通过多阶段定位方法对门源M_S6.9地震早期序列（2022年1月8日至12日）进行了重定位,并利用gCAP方法反演了主震和M_S≥3.4余震的震源机制和震源矩心深度,计算了现今应力场体系在门源M_S6.9地震震源机制两个节面产生的相对剪应力和正应力。结果表明:门源M_S6.9地震的初始破裂深度为7.8 km,震源矩心深度为4 km,地震序列的优势初始破裂深度主要介于7—8 km之间,而M_S≥3.4余震的震源矩心深度为3—7 km;该地震序列的震源深度剖面显示震后24个小时内的地震序列长度约为25 km,与地表破裂带的长度大体一致,整体地震序列长度约为30 km,其中1月8日M_S6.9主震和M_S5.1余震位于余震区西段,1月12日M_S5.2余震位于余震区东段。2022年1月8日门源M_S6.9主震的震源机制解节面Ⅰ为走向290°、倾角81°、滑动角16°,节面Ⅱ为走向197°、倾角74°、滑动角171°,根据余震展布的总体趋势估计断层面走向为290°,表明此次地震为近乎直立断层面上的一次左旋走滑型事件;M_S≥3.4余震的震源机制解显示这些地震主要为走滑型地震,P轴走向从余震区西段到东段之间大体呈现NE向到EW向的变化。现今应力场体系在门源M_S6.9主震震源机制解节面Ⅰ上产生的相对剪应力为0.638,而在节面Ⅱ上的相对剪应力为0.522,表明这两个节面均非构造应力场的最大释放节面,这与2016年门源M_S6.4地震逆冲型震源机制为构造应力场的最优释放节面有着明显差异。结合地质构造、震源机制和余震展布,2022年1月8日门源M_S6.9主震的发震构造可能为冷龙岭断裂西段,其地震断层错动方式为左旋走滑。根据重定位结果、震级-破裂关系以及剪应力结果,本文认为门源地区存在一定的应力积累且应力未得到充分释放,该地区仍存在发生强震的危险。      

2022年门源MS6.9和2016年门源MS6.4地震序列比较分析

2022年1月8日青海省海北州门源县发生M_S6.9地震,震中距离2016年1月21日门源M_S6.4地震震中约33km,两次门源地震均发生在冷龙岭断裂附近,但在震源机制、主发震断层破裂过程及地震序列余震活动等方面显著不同。针对两次门源地震序列的比较分析,对研究冷龙岭断裂及其附近区域强震序列和余震衰减特征等具有重要研究意义。通过对比分析2022年门源M_S6.9地震和2016年门源M_S6.4地震余震的时空演化特征,发现二者在震源过程和断层破裂尺度上存在明显差异,前者发震断层破裂充分,震后能量释放充分,余震丰富且震级偏高;而后者发震断层未破裂至地表,余震震级水平偏低。综合分析两次门源地震序列表现出来的差异性,认为其可能与地震发震断层的破裂过程密切相关,且同时受到区域构造环境的影响。     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震深部构造背景浅析

2022年1月8日青海境内的托莱山—冷龙岭断裂附近发生了门源M_S6.9地震。结合地壳厚度、速度结构及各向异性等资料探讨了门源地震的深部构造特征,揭示了门源地震的发震位置与地壳结构变化的密切关联。结果显示:门源M_S6.9地震发生在地壳厚度和v_P/v_S值都出现快速空间变化的区域;大约在10—20 km深度范围内,震源位于P波速度从浅到深由高速变低速的垂向过渡区,同时也是S波速度和泊松比分布呈现明显横向变化的过渡区域,震源下方存在明显的低速区;冷龙岭断裂两侧相速度的方位各向异性变化比较明显。1月12日的M_S5.2余震震中紧邻2016年M_S6.4地震震中,揭示出2022年门源M_S6.9地震及其余震活动导致了冷龙岭断裂比较充分的破裂,两次门源地震主震之间及邻区短时间内难以积累更大能量,因而短时间内发生更大地震的可能性不大。青藏高原东北缘的持续向北扩展所导致的地表隆升和地壳增厚是该地区强震频发的主要构造成因。      

InSAR数据约束的2022年1月8日青海门源MS6.9地震发震构造研究

利用Sentinel-1A卫星升降轨道数据和D-InSAR技术获得青海门源2022年1月8日M_S6.9地震的同震形变场,并基于弹性半空间位错模型反演其震源参数,利用分布滑动模型确定断层面上的滑动分布。结果表明,2022年1月8日青海门源地震的同震形变场沿NWW-SEE方向分布;断裂带南缘升轨影像和降轨影像最大视距分别为61 cm和62 cm,断裂带北缘升轨影像和降轨影像最大视距地表形变量分别为43 cm和56 cm。InSAR同震形变场断裂尺度模型断层长30 km,宽18 km,最大滑移量3.5 m;断层滑动分布模型表明该地震为左旋走滑地震。结合冷龙岭断裂的运动特征和几何特征,初步确定此次M_S6.9地震的发震断裂为冷龙岭断裂     

2022年门源MS6.9地震前断层活动及应力状态的数值模拟

2022年1月8日门源M_S6.9地震是继1986年和2016年2次门源M_S6.4地震后,冷龙岭断裂西段再次发生的M_S>6强震。为探讨此次门源M_S6.9地震前近震区的断层运动、应力状态和强震多发的孕震环境,文中以地震前1991—2015期和2017—2021期GPS速度场作为边界约束,通过建立精细的三维黏弹性有限元动力学模型,计算分析了祁连山构造区在长期的构造运动环境下应力积累的基本格局,区域内断层的长期滑动速率、应力累积速率,以及这些量值在门源M_S6.9地震前约5a的变化特征。1991—2015期的计算结果显示：门源M_S6.9近震区长期受到NE-SW向挤压和NW-SE向拉张的应力场作用,最大剪应力积累比周围区域快,应力积累整体上以促进NWW向断层的挤压和走滑运动为主;与周围断层段相比,受几何拐折形态影响,冷龙岭断裂西段的滑动速率偏低,断层剪切应力的累积速率较高,发震断层上运动的亏损与应力的快速积累有利于孕育走滑型地震。2017—2021期相对于199...     

2022年青海门源MS6.9地震余震的空间迁移特征

精确识别和定位中强地震序列中的微震事件对于准确判定发震构造具有重要的意义。文章对2022年1月8日发生在青藏高原东北缘的青海门源M_S6.9地震序列进行精定位及微震检测研究。首先运用双差定位法对2022年1月8—16日由中国地震台网中心记录的1 010个门源地震序列原始目录进行重定位,得到404个精定位地震目录。分别采用原始地震目录(CENC)和双差重定位目录(HypoDD),对震源区150 km范围内9个台站的连续波形数据进行微震检测。结果表明,基于CENC目录识别的余震个数是原始目录地震数量的3.0倍,基于HypoDD目录识别的地震个数是原始目录的2.1倍,是HypoDD目录的5.8倍;两种地震目录的微震检测均使得M_L震级完备性从1.7级降低至1.1级。新的地震目录空间位置显示,主震发生后余震主要沿托莱山断裂向西侧扩展,8分钟以后,在托莱山断裂和冷龙岭断裂均发生破裂。根据本研究获取的更高空间分辨率的地震序列,同时结合震源机制解,认为2022年门源M_S6.9地震初始破裂位于近E-W向的托莱山断裂,并触发了NW-SE向的冷...     

2022年门源MS 6.9地震序列特征及强余震判定

2022年1月8日青海门源发生M_S 6.9地震,基于青海地震台网对此次地震序列时空演化特征进行分析。结果表明,门源地震序列的空间展布整体上呈西段NWW、东段SE向的带状分布,且序列衰减较缓慢。另外,基于同一构造历史地震类比、h值、等待时间法等进行分析,认为门源M_S 6.9地震序列为主—余型;根据祁连地震带中东段5级以上地震最大余震发震时间统计和震级差特征分析认为,门源M_S 6.9地震的最大余震已经发生,即2022年1月12日18时20分的M_S 5.2地震。     

2022年3月17日皮山MS5.2地震序列重定位研究

运用双差定位法对2022年3月17日新疆皮山M_S5.2地震及254个余震序列重新定位,结果显示：(1)皮山M_S5.2地震重定位结果为36.025°N,77.839°E,震源深度为17 km。(2)皮山地震的破裂沿断层向WS向迁移,破裂区能量释放较为充分,序列主要呈NE或SW向分布。(3)皮山M_S5.2地震主震发生在天神达坂断裂的北侧,其余震大多数分布在主震南侧。由定位结果判断发震构造是近NE-SW向的隐伏断层,断层破裂不均匀且深部破裂尺度较小。     

2022年1月2日宁蒗MS5.5地震序列重定位与发震构造分析

2022年1月2日云南省丽江市宁蒗县发生M_S5.5地震。采用地震编目系统提供的此次地震的震相到时数据,使用双差定位方法对此次宁蒗M_S5.5地震序列进行重新定位,获得了694次地震的高精度相对位置。重定位后的地震空间分布显示:此次地震序列呈NNE至近NS向分布,与震源机制解的节面Ⅱ走向（191°）一致,主震位于地震序列南段;地震序列主体活动区长约11 km,宽约6 km,余震主要分布在4—11 km的深度范围内;地震序列在深度剖面上呈现出两组倾向不同的活动分支,其中东侧分支与震源机制解节面Ⅱ的倾角（81°）一致。此外,本次地震还可能触发了邻区的局部断裂活动。综合分析认为,2022年宁蒗M_S5.5地震的发震构造应该是NNE至近NS向兼具正断层分量的左旋走滑断层,倾向为WNW,倾角约为81°,其活动性质与震源区已知的活动断层均不一致。尽管本次宁蒗M_S5.5地震序列发生在2012年宁蒗—盐源M_S5.7地震序列的北侧,但是两次地震序列的发震断层并不相同。库仑应力反演结果显示,2012年宁蒗—盐源M_S5.7地震对本次宁蒗M_S5.5地震的发生具有促进作用。      

利用大地电磁技术揭示2016年1月21日青海门源MS6.4地震隐伏地震构造和孕震环境

2016年1月21日01时13分在青海省海北州门源县发生了M_S6.4地震,震中位置位于青藏高原东北缘地区祁连造山带内的祁连—海原断裂带冷龙岭断裂部分附近,震源深度约11.4 km,震源机制解显示该次地震为一次纯逆冲型地震.我们于2015年7—8月期间完成了跨过祁连造山带紧邻穿过2016年1月21日青海门源M_S6.4地震震中区的大地电磁探测剖面（DKLB-M）和古浪地震大地电磁加密测量剖面（HYFP）.本文对所采集到的数据进行了先进的数据处理和反演工作,获得了二维电性结构图.结合青藏高原东北缘地区最新获得的相对于欧亚板块2009—2015年GPS速度场分布特征,1月21日门源M_S6.4地震主震与余震分布特征以及其他地质与地球物理资料等,探讨了门源M_S6.4地震的发震断裂,断裂带空间展布、延伸位置,分析了门源M_S6.4地震孕震环境与地震动力学背景等以及祁连山地区深部构造特征等相关问题.所获结论如下：2016年门源M_S6.4地震震源区下存在较宽的SW向低阻体,推测冷龙岭断裂下方可能形成了明显的力学强度软弱区,这种力学强度软弱区的存在反映了介质的力学性质并促进了地震蠕动、滑移和发生;冷龙岭北侧断裂可能对门源M_S6.4地震主震和余震的发生起控制作用,而该断裂为冷龙岭断裂在青藏高原北东向拓展过程中产生的伴生断裂,表现出逆冲特征;现今水准场、重力场、GPS速度场分布特征以及大地电磁探测结果均表明祁连—海原断裂带冷龙岭断裂部分为青藏高原东北缘地区最为明显的一条边界断裂,受控于青藏高原北东向拓展和阿拉善地块的阻挡作用,冷龙岭断裂附近目前正处于青藏高原北东向拓展作用最强烈、构造转化最剧烈的地区,这种动力学环境可能是门源M_S6.4地震发生的最主要原因,与1927年古浪M_S8.0地震和1954年民勤M_S7.0地震相似,2016年门源M_S6.4地震的发生同样是青藏高原北东向拓展过程中的一次地震事件.     

2022年1月8日青海门源6.9级地震的震源区结构特征和b值意义初探

2022年1月8日1时45分青海省门源县发生M_S6.9地震.本文基于青藏高原东北缘水平分辨率为0.3°的地震层析成像结果,获取了震源周边区域的地壳浅部构造信息,包括波速、泊松比以及估计的裂隙密度和饱和率的空间分布.结果表明:此次门源M_S6.9地震发生在P波和S波波速剧烈变化的区域,靠近高速体的边缘.泊松比和饱和率同样都显示,门源M_S6.9地震发生在高低值变化的过渡区.地震活动参数分析显示,震前冷龙岭断裂带的震源周边区域显示出了低b值、较低的a值和高a/b值的特征,与龙门山—岷山构造带强震之前的情况类似.裂隙密度在冷龙岭断裂两侧呈现出显著差异,北侧高于南侧,这可能是震后现场科考发现的断裂带地表破裂北侧高于南侧的构造成因.     

2022年青海门源MW6.6地震InSAR同震形变场与震源特征

本文利用合成孔径雷达差分干涉(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar, D-InSAR)技术处理哨兵卫星升降轨影像,获取了2022年青海门源M_S6.9地震的同震变形场,变形结果显示此次地震导致冷龙岭断裂西段两侧约30 km×20 km范围明显变形,卫星视线向最大同震位移达50 cm.基于有限断层模型,本文构造断层滑动分布模型,反演同震变形场数据.模型显示,冷龙岭断裂的破裂以左旋走滑为主,破裂长度约23 km,主要分布在10 km以上深度,整体形态表现为不规则椭圆盘,其中约3.9 m的最大破裂位于5～6 km深度的椭圆中心.基于反演模型估算的地震平均应力降约5.9 MPa,地震标量矩为1.0×10¹⁹ N·m,对应矩震级为M_W6.6.本文计算了1927年古浪地震、1986年及2016年门源地震对本次地震破裂面的同震静态库仑应力扰动,结果表明冷龙岭断裂西段受到历次地震的库仑应力加载作用,库仑应力增加累积达0.12 MPa,对本次发震断层的破裂有促进作用,其中...     

2022年1月8日青海门源6.9级地震的震源区结构特征和b值意义初探

2022年1月8日1时45分青海省门源县发生M_S6.9地震.本文基于青藏高原东北缘水平分辨率为0.3°的地震层析成像结果,获取了震源周边区域的地壳浅部构造信息,包括波速、泊松比以及估计的裂隙密度和饱和率的空间分布.结果表明:此次门源M_S6.9地震发生在P波和S波波速剧烈变化的区域,靠近高速体的边缘.泊松比和饱和率同样都显示,门源M_S6.9地震发生在高低值变化的过渡区.地震活动参数分析显示,震前冷龙岭断裂带的震源周边区域显示出了低b值、较低的a值和高a/b值的特征,与龙门山—岷山构造带强震之前的情况类似.裂隙密度在冷龙岭断裂两侧呈现出显著差异,北侧高于南侧,这可能是震后现场科考发现的断裂带地表破裂北侧高于南侧的构造成因.     

2022年芦山MS6.1地震：发生在隐伏反冲断层上的一次中强地震

继2008年汶川M_S8.0地震和2013年芦山M_S7.0地震后,2022年6月1日在龙门山断裂带南段又发生了一次M_S6.1强震,距离2013年芦山M_S7.0地震震中位置仅10 km.为研究此次地震的发震断层及两次芦山地震的关系,对震后60天的余震序列进行重定位,获得了933个高精度定位结果,EW,NS和UD方向上的定位误差分别为0.15 km,0.13 km和0.23 km.余震序列在水平分布上沿北东—南西向略长,在深度上主要分布在12—20 km,10 km以浅余震很少.余震震源深度剖面显示发震断层面倾向南东,与2013年芦山M_S7.0地震发震断层结构中的反冲断层倾向一致,两次芦山地震的发震断层结构相交为复式Y型断裂结构,此次芦山地震的发震断层为其中一条深度更深的反冲断层.此次地震没有产生地表破裂,推测发震断层为一条埋深较深的隐伏断层.两次芦山地震的余震震中分布区跨过了该区域的一条大型逆冲型断裂带,即双石—大川断裂带.深度剖面显示芦山M_S7.0地震的南东...     

2011—2014年3次于田MS≥5.0地震序列重定位及其发震构造

基于新疆区域数字地震台网震相观测报告,采用双差定位方法对2011—2014年阿尔金断裂带西南端NE向张性剪切段附近的3次于田M_S≥5.0地震序列进行了重定位,并对其余震分布及发震构造等进行了分析． 结果表明: 2011年于田M_S5.5地震的发震构造为阿尔金断裂,该地震同时触发了阿尔金山前普鲁断裂的中小震活动,地震序列呈近NS向长条带状分布; 2012年于田M_S6.2地震序列沿NNE向分布,发震构造为苦牙克断裂; 2014年于田M_S7.3地震序列沿NE和NNE方向展布,其中NE走向的余震序列沿阿尔金断裂走向有3处余震丛集分布,由此推测该余震低活动区是由于断层内存在一较大凹凸体,终止了破裂的传播所致,发震构造为阿什库勒断裂和苦牙克断裂． 此外,地震序列截面特征显示,2011—2014年3次于田M_S≥5.0地震序列基本贯通了阿尔金断裂带西南端的次级断裂和普鲁断裂．      

2014年2月12日新疆于田MS7.3地震序列及其构造背景研究

2014年2月12日新疆于田发生M_S7.3地震,该震前1天曾发生M_S5.4前震,震后余震活动频繁.截止到2月20日12时,该地震序列记录到4000多次余震,最大余震为2月12日M_S5.7地震,序列类型为前震—主震—余震型.该地震前震的b值明显低于该区域正常活动的b值和余震的b值.这次地震位于西昆仑断裂带与阿尔金断裂带的交汇区域的阿什库勒断裂北段,震源机制解为走滑型.余震区NE向长70 km、宽20 km,分为主余震分布区和次余震分布区,其中M_L4.0以上强余震基本位于NE向主余震分布区,N--S向的次余震分布区则以M_L3.0左右地震分布为主,显示该部分可能受到主震的触发作用.于田地区曾发生的2008年3月21日M_S7.3地震的震源机制解为正断型,距这次地震约100 km;2012年8月12日发生的M_S6.2地震的震源机制解为正断型,距这次地震约10 km.该地区的发震构造背景是:在NE向阿尔金断裂带尾端向SW方向延伸过程中,左旋走滑作用逐渐转换为拉张作用,形成多条左旋走滑兼具拉张作用的断裂. 2014年于田M_S7.3地震的发震模式表现为:左旋走滑的阿什库勒断裂北段与南段因速率差异而产生的小型构造盆地,在区域拉张作用力下顺时针旋转;2008年M_S7.3张性地震后区域的伸展作用增强,导致盆地南侧的苦牙克断裂发生2012年M_S6.2张性地震,该地震引起2014年M_S5.4前震,两者激发其后在盆地北侧阿什库勒断裂发生了2014年M_S7.3主震.      

玛多7.4级地震和门源6.9级地震前佐署地下流体异常特征分析

2021年5月22日青海玛多发生了M_S7.4地震,该次地震打破了中国大陆长时间的7级地震平静,随后在2022年1月8日发生青海门源M_S6.9地震,分析这两次地震前的前兆异常变化对于青藏高原强震孕震过程和强震短临跟踪具有重要意义。通过对两次地震前青海西宁佐署地震台地下流体异常变化特征、同震响应和震后效应特征分析,发现：佐署动水位异常在2021年2月25日和2021年8月25日出现突降异常变化,较好地对应了玛多M_S7.4和门源M_S6.9地震;佐署动水位、水温在2021年7月10日同步出现的趋势性转折异常对门源M_S6.9地震有一定的时空指示意义。佐署台作为构造敏感点,其地下流体异常变化对青海及邻区次级块体上强震具有较好的短期指示意义。     

利用高分影像识别门源MS6.9地震地表破裂带

北京时间2022年1月8日,青海省门源县发生了M_S6.9地震,震中位于冷龙岭断裂西端与托莱山断裂过渡区。地震发生后,文章利用亚米级分辨率的高分7号卫星影像对本次地震产生的地震破裂带进行详细解译,并与野外调查结果进行对比,获得此次地震地表破裂带分布及组合特征。结果显示,此次地震形成两条破裂带,长度分别约21 km和5 km,分别沿冷龙岭断裂西段和托莱山断裂东段展布。地震破裂带由一系列雁列式地震裂缝、挤压鼓包及拉张凹陷组成,破裂带组合特征反映出发震断裂明显的左旋走滑特征,但利用影像并未识别出同震位错等定量数据。在此基础上,文章对比冷龙岭断裂东段存在的历史地震破裂带,讨论了冷龙岭断裂未来地震危险性问题。     

2016年青海门源M_S 6.4地震特征与地质构造

2016年青海门源M_S 6.4地震具有显著特征,如:余震强度低、能量释放水平低、震害较轻等。震区地震构造表现出一定规律性,如:冷龙岭断裂呈周期性破裂,发震断裂含多支相互斜交的分支断裂等。虽然地震前小震活动未能提供有价值的预测信息,但震中落入2015年甘肃省年度危险区。本文对此次地震的震源机制解、地震序列衰减、震害特点及冷龙岭断裂带构造进行分析,给出地震序列属性、发震断层及错动动力源,提出地震并未发生在冷龙岭主断裂的证据,从而为震区及邻区地震活动状态与孕震机制判定提供参考,并为后续震情判定提供震例与数据。