利用GPS观测资料分析2008年于田Ms7.3地震的同震位移及震后形变

2008年3月21日新疆于田发生Ms7.3级地震.本文通过处理、分析GPS数据,得到破裂断层北侧100 km附近的同震位移及震后形变信息.在观测区域GPS点监测到10 mm左右的同震位移,其中最大为南向14 mm,东向5 mm.同震位移呈现一致性的东南向运动特征,证实于田地震存在显著的左旋走滑分量.震后台站向西南方向运...     

2014年新疆于田MS7.3地震同震位移及位错反演研究

利用于田震中300 km范围内的1个GPS连续站和12个GPS流动站数据,解算得到了2014年新疆于田M_S7.3地震地表同震位移,并反演了发震断层滑动分布,探讨此次地震对周边断裂的影响.地表同震位移结果显示,GPS观测到的同震位移范围在平行发震断裂带的北东-南西向约210 km,垂直发震断裂带的北西-南东方向约为120 km,同震位移量大于10 mm的测站位于震中距约120 km以内;同震位移特征整体表现为北东-南西方向的左旋走滑和北西-南东方向的拉张特征,其中在北东-南西方向,I069测站位移最大,约为32.1 mm,在北西-南东方向,XJYT测站位移最大,约为28.1 mm;位错反演结果表明,最大滑动位于北纬36.05°,东经82.60°,位于深部约16.6 km,最大错动量为2.75 m,反演震级为M_W7.0,同震错动呈椭圆形分布,以左旋走滑为主并具有正倾滑分量,两者最大比值约为2.5：1,同震错动延伸至地表,并向北东方向延伸,总破裂长度约50 km,地表最大错动约1.0 m;同震水平位移场模拟结果显示贡嘎错断裂、康西瓦断裂和普鲁断裂等不同位置主应变特征具有差异性,这种差异特征是否影响断裂带以及周围区域的应力构造特征,值得关注.     

GPS测定的2020年阿拉斯加MW7.8地震震时地表动态变形及永久同震形变场

以UNAVCO公布的阿拉斯加地区GPS 1 Hz和30 s采样观测数据为基础,采用双差定位方法分别对两种采样率的数据进行处理分析,获得2020年7月22日阿拉斯加M_W7.8地震震时地表动态变形及同震三维形变场。结果显示,震中270 km范围内高频GPS震时波形明显,最大振幅达600 mm。根据各个GPS站的动态形变波形振幅及响应时间认为,其振幅和响应时间受地震的破裂传播方向和场地效应影响较大。静态同震位移矢量指向震中,同震位移大小基本符合随震中距离增大而减小的特征,除站点AC13外,其中距离震中最近站点的最大水平位移达26.7 cm。GPS测定的同震形变表明,2020年阿拉斯加地震是发生在阿拉斯加阿留申俯冲大断裂的一次逆冲型地震。     

GPS测得的汶川大地震同震位移

2008年汶川8.0级地震是建国以来破坏最惨重的大地震,是发生在地震前后GPS观测资料最多,震中在连续观测网中部及非连续观测站相当密集的地区.许多GPS连续观测站测得汶川地震同震位移.同震位移具有突变性和时间上的同步性以及变化幅度的显著性,是最确凿的与地震直接相关的地壳运动现象.震区外GPS连续观测站位移时间序列表明,此次大地震同震水平位移范围大,远离震中的许多地区观测到同震水平位移,与震前位移对比表现为弹性回跳.GPS连续观测站震前水平位移和同震水平位移过程揭示了此次地震震前大范围有显著变化的观测站水平位移与地震孕育过程的联系.但华北及邻近地区无明显同震水平位移.震中区外均未观测到明显的同震垂直位移.震区GPS站观测到的同震位移则主要为永久形变,不仅有大幅度的水平位移,也有幅度相对较小的垂直位移.本文研究了汶川地震同震位移的特点与机制,并由此进一步讨论此次大地震的成因、前兆地壳运动特征及其复杂性.     

GNSS观测的九寨沟7.0级地震同震位移初步结果

2017年8月8日四川省九寨沟县发生了7.0级地震,中国大陆构造环境网络与北斗地基增强系统的GNSS连续观测共同监测到了此次地震的同震位移（坐标：东向为正,北向为正）,结果显示：3个站点记录到了明显的同震位移,距离震中43 km的九寨沟台站（SCJZ）在东西向的位移为-9.8±1.5 mm,在南北向的位移为3.3±0.7 mm;距离震中65 km的松潘站（SCSP）在东西向的位移为-1.8±0.7 mm,在南北向的位移为-7.7±0.6 mm;距离震中77 km的舟曲站（GSZQ）在东西向的位移为0.4±1.2 mm,在南北向的位移为3.6±0.8 mm.通过同震位移分布特征,可以推测此次地震为一次左旋走滑型事件,引起水平向同震位移大致不超过150 km范围,地震对东南侧的龙门山断裂带影响非常小,对北侧的塔藏断裂和西侧的岷江断裂处引起的同震位移为厘米级.同震位移的反演结果显示：断层面上滑动量主要集中在7 km深度,最大量值约为0.4 m,平均滑动角为-15°,利用滑动分布计算的相应矩震级为M_W6.4,与地震波反演结果相当.结合同震滑动分布、同震主应变分布、余震分布和震源机制解等特征,推测此次地震破裂极值区累积的能量得到较充分释放,进一步分析得出此次地震在塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂处产生了一定的应力变化,值得持续关注.     

2014年于田7.3级地震的发震构造及动力学背景的初步分析

2004年2月12日新疆维吾尔自治区于田县发生了Ms7.3级地震,其发震断裂为阿尔金断裂带西南段的贡嘎错断裂带.由于地处高山无人区,存在区域历史地震漏记,但1970年以来5级以上地震活动是完整的,近20年来强震活动增强.综合分析认为,2008年于田Ms7.3地震可能加速了本次地震的发生.根据经验统计关系估计,2014年于田地震的同震地表破裂为30-40km,最大水平位错量为1.0-1.5m,地震的复发周期为300-400年.通过阿尔金断裂上前人资料和区域构造的综合分析,认为2014年于田地震是在青藏高原向北东运动背景下左旋走滑的阿尔金断裂向南西端扩展的结果.     

三维激光扫描技术在正断层型地表破裂调查中的应用——以2008M_S7.3于田地震为例

随着三维激光扫描技术的发展,其被广泛应用于震后同震位移参数等基础资料的获取。本文简要介绍了三维激光扫描仪的基本原理和工作流程,然后以2008年于田MS7.3级地震为例,介绍了三维激光扫描在正断层型地震的同震位移等参数获取中的应用,并分析了实际垂直位移与视垂直位移的比值(Vo/H)与地形坡度角(α)以及断层倾角(β)的关系。通过5个典型断错地貌的三维激光扫描,获得了2008年于田MS7.3级地震的垂直和水平同震滑移量,垂向和左旋位移均为1—3.5m左右,揭示出于田MS7.3级地震为一次正断与左旋运动分量大致相当的地震。由于断层走向的变化,在地表破裂南段表现为左旋位移大于垂直位移。5处测量点的地表变形带宽度介于10—25m之间。     

日本M9.0级巨震对山东地区地壳活动的影响研究

以山东地壳运动GPS观测网为基础,结合周边IGS提供的全球GPS观测资料,计算了2011年3月11日发生的日本9.0级巨震对山东所处地块产生的影响,并给出了该地区站点的真实运动轨迹和运动方式.结果显示:山东各GPS基准站受地震波影响产生的震时最大振幅超过0.2 m,持续时间约160 s;同震位移方向为东东南向,位移量最大超过10 mm.日本9.0级地震对山东所在地块的影响主要是在水平方向,对垂直方向影响不大,它对山东主要断裂带-沂沭断裂带起到了拉张的作用,且N段幅度明显大于S段.根据地震前后站点时间序列的发展趋势来看,近期山东所处地块处于向西回调运动状态,推测震后3～5个月左右将恢复到震前的轨迹,为本地区的震情判定提供了可靠依据.     

GPS测定的四川九寨沟MW6.6地震同震形变

2017年8月8日四川阿坝州九寨沟发生M_W6.6地震,震源机制解显示该地震为左旋走滑型地震。对震中周围的GPS连续站观测资料进行处理,获得高频GPS动态形变和静态同震水平位移。震中100km范围内四川松潘和甘肃武都站观测到1 Hz动态形变。距离震中约69km的松潘站观测的同震水平位移为7.4mm。根据少量的GPS静态同震位移反演的同震破裂模型显示本次地震的最大滑动量为376mm,地震矩为7.25×1018 N·m,等效矩震级为M_W6.6。正演计算的同震三维形变场显示本次地震的最大水平位移可达4~5cm,垂直位移呈四象限分布,最大可达1.5cm,区域内10个流动GPS站可观测到同震形变。     

GPS测定的2008年汶川Ms 8．0级地震的同震位移场

2008年5月12日四川汶川发生Ms8．0级地震,龙门山断裂带的映秀．北川断裂和灌县-江油断裂同时发生破裂,分别形成了240多公里和70多公里长的地表破裂带,最大垂直错距和水平错距分别达到6和4．9m．利用GPS获取的地表形变资料,揭示了大区域、远场同震位移场,发现地壳形变以映秀-北川断裂为中心,两侧发生相向运动和强烈的水平缩短;而且青藏高原东缘的向东运动幅度大于四川盆地向西的运动幅度．5．12汶川大地震还具有右旋走滑分量,GPS定量地揭示了映秀一带南段的右旋水平位移很小,北川县城以北的北段具有明显的右旋位移,但幅度仍然小于水平缩短幅度．垂直同震位移在龙门山断裂带东侧的成都平原以下降为主,断裂上盘只在距断裂很近处观测到了向上的运动,很快又转为下降运动,这种运动图像与高角度逆断裂产生的弹性位移场类似．上述观测事实对于进一步研究岩石圈构造运动、地震动力学特征及判定未来地震趋势等都具有十分重要的意义．     

基于高频GNSS的2014年2月12日于田Ms7．3地震的同震位移研究

于田Ms7．3地震后,第一时间收集到震中350km范围内4个基准站1Hz高频数据,并用TRACK模块进行解算,研究结果发现,①距离震中54km处的于田基准站同震变化最明显,尤其是东西分量,变化幅度达52．5±11mm,超过解算精度3倍中误差;②于田基准站东西分量出现变化量值最大的时间在震后1min内;③北南分量变化不大。     

基于升降轨Sentinel-1 SAR数据研究2020年新疆于田MS6.4地震震源机制

2020年6月26日新疆于田县发生M_S6.4地震。 本文先利用Sentinel-1A/B卫星升、 降轨SAR数据, 结合InSAR技术提取此次地震的同震形变场; 并以同震形变场为约束, 利用贝叶斯方法的均匀滑动模型反演发震断层的几何参数; 最后基于梯度下降法(Steepest Decent Method, SDM)来确定发震断层更为精细的滑动分布。 研究结果表明: InSAR形变场的分布主要沿北北东方向, 东西方向跨度约40 km, 南北方向跨度约30 km, 形变特征为西侧沉降与东侧隆升, 西侧最大沉降约200 mm, 东侧最大隆升约70 mm。 于田地震发震断层为一条走向187.68°、 倾角59.78°、 滑动角77.76°的隐伏断层; 于田地震的宏观震源深度为6.29 km, 距震级M_W6.19。 断层滑动分布主要集中在沿走向7~21 km与倾向4~11 km的区域内, 平均滑动量约0.2 m, 在沿倾向7~8 km处的最大滑动量约0.97 m, 同震位错主要表现为正断运动。     

2014年新疆于田MS7.3地震前 地壳变形特征研究

利用1999—2007年和2009—2013年两期GPS速度场资料, 采用最小二乘配置方法分别计算了2008年和2014年新疆两次于田M_S7.3地震前新疆及周边地区的主应变率、 面应变率及最大剪应变率, 分析了该区域的变形动态特征, 并结合速度剖面分析方法给出了震源区的构造变形特征. 速度场及应变率场动态结果表明: 新疆天山地区的地壳变形特征整体表现为由南向北缩短, 相对运动速率表现为由南向北、 由西向东逐渐减小; 震源区东侧的左旋剪切变形明显大于西侧; 2008年与2014年两次于田M_S7.3地震的震源区均处于拉张与挤压变形的过渡地带, 易于强地震的发生; 2008年于田M_S7.3地震的张性兼有少量剪性破裂的发生使得阿尔金断裂的左旋剪切变形增强. GPS速度场剖面分析结果表明, 2014年于田M_S7.3地震前震源区西侧的变形宽度大于东侧, 剪切应变积累程度西侧高于东侧. 综合分析认为, 震源周边构造区应变积累的差异性有利于强震的孕育, 2008年于田M_S7.3地震对2014年于田M_S7.3地震可能有促进作用.      

Coseismic displacement estimate of the 2013 <Emphasis Type="Italic">M</Emphasis><Subscript>S</Subscript>7.0 Lushan,China earthquake based on the simulation of near-fault displacement field

Usually, GPS observation provides direct evidence to estimate coseismic displacement. However, GPS stations are scattered, sparse and cannot provide a detailed distribution of coseismic displacement. Strong ground motion records share the same disadvantages as GPS in estimating coseismic displacement. Estimations from InSAR data can provide displacement distributions; however, the resolution of such methods is limited by the analysis techniques. The paper focuses on estimating the coseismic displacement of the M _S7.0 Lushan earthquake on April 20, 2013 using a simulation of the wave field based on the elastic wave equation instead of a quasi-static equation. First, the media and source models were constructed by comparing the simulated velocity and the record velocity of the ground motion. Then simulated static displacements were compared with GPS records. Their agreement validates our results. Careful analysis of the distribution of simulated coseismic displacements near the fault reveals more details of the ground motion. For example, an uplift appears on the hanging wall of the fault, rotation is associated with the horizontal displacement, the fault strike and earthquake epicenter provide the main control on motion near the faults, and the motion on the hanging wall is stronger than that on the footwall. These results reveal additional characteristics of the ground motion of the Lushan earthquake.     

Coseismic displacement estimate of the 2013 M_S7.0 Lushan,China earthquake based on the simulation of near-fault displacement field

Usually, GPS observation provides direct evidence to estimate coseismic displacement. However, GPS stations are scattered, sparse and cannot provide a detailed distribution of coseismic displacement. Strong ground motion records share the same disadvantages as GPS in estimating coseismic displacement. Estimations from In SAR data can provide displacement distributions; however, the resolution of such methods is limited by the analysis techniques. The paper focuses on estimating the coseismic displacement of the M_S7.0 Lushan earthquake on April 20, 2013 using a simulation of the wave field based on the elastic wave equation instead of a quasi-static equation. First, the media and source models were constructed by comparing the simulated velocity and the record velocity of the ground motion. Then simulated static displacements were compared with GPS records. Their agreement validates our results. Careful analysis of the distribution of simulated coseismic displacements near the fault reveals more details of the ground motion. For example, an uplift appears on the hanging wall of the fault,rotation is associated with the horizontal displacement, the fault strike and earthquake epicenter provide the main control on motion near the faults, and the motion on the hanging wall is stronger than that on the footwall. These results reveal additional characteristics of the ground motion of the Lushan earthquake.     

2013年岷县漳县6.6级地震同震位移及震中区现今地壳形变特征研究

利用中国大陆构造环境监测网络在甘肃省及周边区域的GPS观测资料, 通过高精度数据处理, 获得基准站的位移时间序列, 给出该区域现今地壳形变特征, 并计算得到2013年甘肃岷县漳县6.6级地震同震位移。 结果表明: 该区域的陆态网络连续站中, 只有GSMX站观测到了较为明显的水平同震位移, 大小约18.7 mm, 由此推断此次地震的影响范围在距离震中30～50 km以内。 研究区内的地壳水平运动较活跃, 同时具有一定的规律性和连续性, 西部的运动速率高于东部, 东南区域的运动速率较小, 最小值为4.4 mm/a, 西南运动速率较大, 最大值为18.4 mm/a。 GPS连续应变率结果显示, 研究区存在近NE—SW向的压缩应变, 近NW—SE向的拉张应变, 并且主压应变明显高于主张应变。