福建重力场演变特征与仙游M_L 5.2级地震研究

对福建地区2008—2017年的流动重力复测资料进行系统整理和分析,从重力场时空变化角度分析了福建地区重力场演变特征,并重点研究了2013年仙游M_L 5.2级地震前区域重力场累积变化和震中附近测点重力点值时序变化,探讨了重力场变化与地震的关系。研究发现:福建地区重力场变化显著,且呈现逐渐增强态势;仙游地震发生前,沙县—南日岛断裂两侧重力正、负高值异常变化,震中附近测点重力值存在转折异常。     

六盘山地区地壳重力均衡与隆升机制研究

<正>近年来很多学者对六盘山地区的隆起机制给出了不同的见解,为了探明这一问题,利用重力数据对六盘山地区的隆起机制进行研究。通过对该地区实测重力数据与模型重力数据的分析,发现六盘山地区的隆起主要是由于青藏高原东北缘的向外延伸而造成的。     

云南鲁甸MS6.5地震震源区和周边三维密度结构及重力场变化

2014年8月3日云南鲁甸发生M_S6.5地震,震源机制显示该地震为左旋走滑型,断层破裂面以北西向为主,与昭通断裂带近乎垂直.本文基于三维重力反演技术,采用Crust1.0地壳结构模型和最新Moho面深度模型联合约束,反演得到了该地震震源区及周边的三维密度结构特征.反演结果表明：鲁甸地震震源区南北两侧块体运动受到昭通断裂不同程度阻隔,在地质时间尺度上,昭通断裂北段地壳物质运移的阻挡能力相比南段更强.通过进一步调查距离震中较近的流动重力测点的点值变化发现,从2014年3月至2014年6月大海村（P1）重力点值减小,减小幅度达到19 μGal,而位于昭通断裂东北侧的江底（P5）重力点值同期变化显示为增加,其他距离较远测点在震前重力变化不明显.综上结果对鲁甸地震的成因机制给出了初步解释.本文结果对于认识孕震区深部结构及地球物理场时空变化特征具有一定的意义.对识别与局部重力变化有关的地震前兆也同样具有参考意义.     

六盘山断裂带构造活动特征及流域盆地地貌响应

通过航卫片解译和野外实地调查,对六盘山断裂带新活动特征开展详细研究。调查发现六盘山东麓断裂为一条全新世活动的逆左旋走滑断裂,而六盘山西麓断裂为晚更新世活动的挤压逆冲断裂,二者的构造活动控制和影响了本区的地貌发育和地震活动。同时利用SRTM数据提取六盘山东西两侧泾河和水洛河上游流域盆地水系,得到流域盆地面积-高程积分值(HI值)分布图,探讨本区活动构造和地貌的响应关系。分析结果表明,在相同的岩性条件下六盘山东侧的HI值要低于西侧,反映了活动断裂对本地区地貌演化特征的不同影响。上述地貌分析研究为认识和理解六盘山地区地貌演化以及控制因素提供了基础数据和思路。     

2013年莱州M_S 4.6、2015年乳山M_S 4.6级地震前后重力场变化特征

利用山东测区2009—2015年的流动重力资料,采用绝对重力控制,相对重力联测的经典平差方法,给出了山东测区重力场动态变化图像,系统地分析了2013年11月23日莱州M_S4.6级、2015年5月22日乳山M_S4.6级地震前后重力场的空间变化和段差变化特点,并结合地质构造及机理探讨了重力变化特征与莱州地震、乳山地震之间的关系。结果表明:莱州M_S4.6级地震震区位于重力场差分变化零值线拐弯区域;乳山M_S4.6级地震震区位于重力场差分变化正异常的最大区域。另外,从跨断裂的段差变化可以看出,地震发震前后重力段差必然在断裂带两侧有一次明显的累积上升过程,且幅度较大,一般在转折下降时易发震。     

河西地区重力变化与2013年门源MS5.1地震研究

基于2010年5月—2013年10月的6期在河西地区流动重力测量资料获得的重力场时空变化结果,分析该区近期重力场变化及与2013年门源MS5.1地震的关系。结果表明：河西地区重力场变化空间分布显示在活动断裂附近重力变化较大,沿祁连山北缘断裂、昌马—门源断裂及庄浪河断裂形成与断裂带走向基本一致的重力变化高梯度带,反映了断裂构造活动引起的重力局部异常变化特征。2013年门源MS5.1地震发生在重力变化的高梯度带附近。     

山西地震带不同基准的重力场变化

对2011—2017年山西及周边的流动重力观测资料,在绝对点控制下重新做平差计算,从不同尺度分析重力场的动态变化和跨断裂重力段差变化,重点对不同基准的重力场累积变化特征进行比较,结果显示:①文中的平均值基准可以明显削弱单期数据或个别测点对重力场造成的非正常影响;②在山西地震带持续出现了区域性的重力异常,形成了与构造断裂较为一致的重力梯度带;③山西地震带北部测段重力段差的变化幅值最大,南部次之但强于中部,反映了北部的构造活动比较活跃。     

关中流动重力测网的中小地震映震能力分析

采用拟稳平差方法对1992—2011年陕西关中重力测网流动观测资料进行平差计算,获得各期高精度重力值,利用Kriging插值算法获得差分及累积重力场变化图像,结合1998年1月5日泾阳M_S4.8地震及2009年11月5日高陵M_S4.4地震,分析2次地震前后重力场及重力点值时序变化特征。结果表明:(1)2次地震前后都有较明显的重力异常变化,变化过程表现为正向―负向―正向重力变化,符合地震扩容模式;(2)2次地震的发生与渭河断裂及泾阳—渭南断裂构造活动有关,震中位置处于重力等值线零值线及拐弯处,但2次地震前重力累积变化不明显;(3)关中西部重力测点在2次地震前后重力值变化显著,关中东部重力点值变化不明显,震中附近的测点在泾阳地震前后变化明显,在高陵地震前后变化不明显。     

2017年精河MS6.6地震前重力变化特征分析

利用新疆地区北疆测网2015～2017年观测的共4期流动重力资料,分析研究区半年、1年尺度重力变化特征,并采用小波分解方法,对2017年8月9日精河M_S6.6地震前重力变化异常进行分解,分离了不同深度的重力异常。结果表明,震中附近的精河地区从2015年开始一直处于重力负值变化,同时,震中周围的重力正值变化集中区逐步向震中地区迁移,地震发生前震中以南60km处出现重力变化零值线,并且零值线两侧的重力累积变化量达到70μGal。小波分解后,4阶细节图较好地反映了精河地震前的重力异常,其与地震孕育发生有较好的对应性。     

红河断裂带北、中段近期重力变化及深部变形

地表地质调查与深部地球物理探测结果表明,红河断裂带北、中段地壳结构与变形具有显著的横向差异性.为检测其地壳现今深部物质迁移和变形特征,文中利用红河断裂带北、中段2013—2019年3条流动重力剖面的观测资料,经分析和去除地表垂直运动、地表水循环、剥蚀和冰川均衡调整引起的重力效应,获取了地壳深部物质迁移引起的趋势性重力变化信息.结果表明,红河断裂带近期的重力动态变化具有分段性特征:北段、中段和中南段剖面的平均变化率为(-0.39±1.30)μGal/a、(0.16±1.57)μGal/a和(0.29±1.25)μGal/a,北段剖面以红河断裂为界,NE侧呈负变化、SW侧呈正变化,SW侧相对NE侧以(3.1±0.55)μGal/a·100km的重力变化率增加,反映出青藏高原物质东流背景下深部物质跨越红河断裂带后受澜沧江刚性块体阻挡、质量不断累积的特征;中段剖面断裂带区域的重力变化率比两侧低,体现了红河断裂的深部控制作用;中南段剖面的重力整体呈正变化,反映了印支、华南块体与川滇菱形地块间相互侧向挤压、深部物质累积的性质.基于重力变化反演的莫霍面变形结果表明:近期红河断裂带的莫霍面平均以0.54cm/a的速率持续隆升,北段、中段和中南段的平均变形速率为-0.06cm/a、1.36cm/a、0.32cm/a,在一定程度上反映出区域非均衡构造运动作用;北段莫霍面自东向西由下沉逐渐转为隆升;中段东侧隆升、西侧下沉;中南段变形速率低且两侧差异小;红河断裂带区域的变形速率明显低于两侧地块,体现了其对地壳深部变形较强的边界控制作用.文中的研究结果可为青藏高原东南缘断裂活动性研究提供新的约束.     

伽师6.4级地震前后震源区视密度变化及其构造意义

2020年1月19日新疆维吾尔自治区伽师县发生6.4级逆冲型地震,发震构造为柯坪断裂,震中位于重力监测网内部。文中首先介绍塔里木盆地西缘的重力观测网络系统的基本情况;其次结合"以场求源、场源结合"的思想,利用地震前后2013—2020年塔里木盆地西缘地区的重力重复测量数据,基于贝叶斯重力平差方法得到的点值序列和时变重力信号的场源反演方法,给出等效源反演方法的基本原理和研究区的场源监测能力,并针对实际重复重力观测数据进行测试,反演得到重力时空场源变化特征,获得了研究区地壳内部区域性重力场源动态变化及该区的地震前后多期场源视密度的结构特征;最后,结合2020年伽师6.4级地震发震构造区的重力场变化过程进行了分析和讨论。研究认为:塔里木盆地西缘的重力测网对于伽师M_S6.4地震震中周边的场源参数具有较好的分辨能力,地震前区域重力测网在2017年开始出现显著的区域性重力场变化,场源视密度呈现出与柯坪构造系一致的NEE条带特征;在地震前后,场源的视密度出现由正转负的变化过程,震后这种视密度变化与构造走向一致的特征更加明显,且扩展至整个柯坪断裂系范围,说明这些由重力监测获得的场源变化信号与此次地震事件及构造控制的场源环境变化密切相关。文中的研究方法和成果可为时变重力场源特征研究和地震重力前兆信号的分析与解释提供有重要价值的震例参考;同时,对于认识孕震区和断裂带周边的地壳构造运动模式具有重要指示意义。     

陕西地区流动重力历史资料清理分析

介绍流动重力历史资料清理流程、方法及获得的规范化成果,对1998年泾阳M_S4.8、2009年高陵M_S4.4地震前后的重力场变化进行分析,得到结论:①泾阳地震前后重力场变化满足"震前重力持续增强一震后反向恢复"的特征;②泾阳地震的发生可能与附近断裂活动有关,同时受华北块体应力场的作用;③高陵地震前后重力变化与泾阳地震前后重力变化具有一定的相似性,且位于渭河断裂附近,两个地震均受到渭河断裂活动的影响。     

陕西地区流动重力历史资料清理分析

介绍流动重力历史资料清理流程、方法及获得的规范化成果,对1998年泾阳MS 4．8、2009年高陵MS 4．4地震前后的重力场变化进行分析,得到结论：①泾阳地震前后重力场变化满足“震前重力持续增强-震后反向恢复”的特征;②泾阳地震的发生可能与附近断裂活动有关,同时受华北块体应力场的作用;③高陵地震前后重力变化与泾阳地震前后重力变化具有一定的相似性,且位于渭河断裂附近,两个地震均受到渭河断裂活动的影响。     

渭河盆地及邻区重力异常小波多尺度分解与解释

基于EGM2008重力场模型计算获得了渭河盆地及邻区布格重力异常。采用小波多尺度分解方法对布格重力异常进行了4阶小波逼近和小波细节分解,同时基于平均径向对数功率谱方法定量化地计算出1~4阶小波细节和小波逼近所对应的场源平均埋深。结合区域地质和地震资料,对获得的重力场结果进行分析,得到如下结论:①鄂尔多斯地块、渭河盆地、秦岭造山带3个一级构造单元的布格重力异常之间存在明显差异;构造区内部重力异常也存在横向的显著差异。布格重力异常的走向、规模、分布特征与二级构造区及主要的断裂具有一定的对应关系。②渭河盆地及邻区布格重力异常1~4阶细节对应4~23 km不同深度的场源信息,鄂尔多斯地块南缘东、西部的地壳结构存在明显的差异;渭河盆地凹陷、凸起构造区边界清晰,断裂边界与重力异常边界具有较好的一致性;秦岭造山带重力异常连贯性不好,东、西部重力异常变化特征表现出明显的差异。③渭河盆地及邻区布格重力异常分布与莫霍面埋深具有非常明显的镜像关系。渭河盆地及邻区地震主要分布在六盘山—陇县—宝鸡断裂带、渭河断裂与渭南塬前断裂交汇处、韩城断裂与双泉—临猗断裂交汇处。渭河盆地及邻区重力异常主要由中上地壳剩余密度体所影响,这可能是该区地震以浅源地震为主的主要原因。     

青藏高原东北缘重力异常多尺度横向构造分析

本文研究了青藏高原东北缘地区布格重力异常特征,采用优化滤波法和归一化总水平梯度垂直导数法对研究区重力异常进行多尺度分离和横向构造分析.分离出的多尺度重力异常特征表明:1) 青藏高原东北缘地区大致以东经106°线为界,有一条醒目的重力异常梯级带,即贺兰山-六盘山-川滇南北构造带的北段,其东西两侧布格重力异常特征在形态和走向上截然不同,意味着两侧密度结构和构造特征存在明显差异. 2) 鄂尔多斯地块内部定边以北,重力异常高带走向由北东向转为近南北向,推测定边附近存在一个密度或构造界面,其两侧物质组成和构造特征具有差异,对比大尺度重力异常和中尺度重力异常,表明异常特征的这种差异主要是由上地幔深部结构引起的. 3) 青藏高原东北部各块体深部边界位置与地表构造分布不同,反映出该区构造复杂,深浅构造差异大. 4) 由于印度-欧亚板块碰撞及随后印度板块持续向北的挤压作用,造成青藏高原东北缘中、下地壳物质在巨大的北东向推挤力和鄂尔多斯刚性块体阻挡的共同作用下,沿着相对软弱的秦岭造山带方向蠕动.依据多尺度重力异常及其横向构造特征,综合推断出研究区内五条断裂带,即秦岭地轴北缘断裂带、海原-六盘山断裂带、香山-天景山断裂带、烟筒山断裂带和青铜峡-固原断裂带,并分析了它们在地壳深部的可能展布特征.     

华北中部重力场的动态变化及其强震危险含义

基于绝对和相对重力观测获得的区域重力场时、空动态变化,结合区域GPS测量资料与活动构造分析,本文研究了华北中部地区2009-2011年的重力场变化特征,讨论了该区域重力场动态变化的强震危险含义.结果主要表明:(1)华北中部的活动地块边界及部分重要活动断裂带两侧存在较大差异的重力场空间变化;其中,以山西断陷带北东段所在的晋冀蒙交界地区为中心,形成较大面积的重力负值变化区,且沿该区西北缘的NE向岱海-黄旗海断裂带以及东南缘的NNE向太行山山前断裂带附近分别形成重力变化的高梯度带,可能反映这些部位近年的构造或断裂活动显著.(2)不同时段的重力场差分动态演化图像可能反映了近年山西断陷带北东段(京西北盆-岭构造区)及其附近的重力场整体经历了"准均匀→非均匀→断陷带北段侧向显著变化→局部"硬化"的演化过程.(3)研究区重力场的时间累积变化图像可用"区域应力场增强→区域断裂与断块差异运动及变形增强→局部运动受阻"的过程进行解释.(4)研究区的一些重力异常部位存在中-长期强震危险背景.     

龙门山断裂带重力变化与汶川8.0级地震关系研究

利用成都地区1996~2008年绝对重力和相对重力观测资料获得区域重力场时空动态变化结果,系统分析了龙门山断裂带重力场变化特征及其与汶川8.0级地震的关系.①重力变化与龙门山断裂构造活动存在密切空间联系,重力测量较好地反映了伴随活动断层的物质迁移和构造变形引起的地表重力变化效应.②成都地区重力场动态图像较完整地反映了2008年5月12日汶川8.0级地震孕育、发生过程中出现的流动重力前兆信息.③映秀及北川重力点值时序变化累积量达120×10^-8m·s^-2,较好地反映了汶川地震前映秀和北川两个极震区附近的重力测点随时间的剧烈波动性上升变化.④汶川地震前,龙门山断裂带东侧的四川盆地相对稳定,而较显著的重力变化发生在龙门山断裂带西侧的川西高原上.     

近年来南北地震带北段地壳运动特征

南北地震带北段构造活动强烈,强震频发。近年来地震活动有增强的趋势,震防形势严峻。利用GPS速度场、跨断层速度剖面以及基准站基线时间序列数据,分析了近年来南北地震带北段地壳运动的动态特征。结果表明,祁连山断裂具有较高的应变积累;六盘山断裂存在闭锁,静宁、平凉、陇西以及定西地区闭锁程度较深;2004—2009年六盘山断裂闭锁程度加深。2009—2013年与1999—2004年、2004—2009年相比,南北地震带北段地壳运动减弱,且呈现出一些特征:1)祁连山断裂—海原断裂—六盘山断裂附近减弱较显著;2)祁连山-海原断裂以北区域较以南区域减弱显著,造成了2009—2013年祁连山断裂挤压逆冲变形增强以及祁连山断裂和海原断裂带左旋剪切变形减弱;3)六盘山断裂西侧50km以西区域较以东区域减弱显著,导致六盘山断裂2009—2013年闭锁范围扩大到断裂带附近100km以内,而此前六盘山断裂的闭锁范围在断裂带附近50km内。GPS基线时间序列分析还显示银川地堑正在持续拉张,且西部拉张强度强于东部。     

雅江6.0级地震前后的重力变化异常特征

对川西地区2000～2001年雅江—康定间6．0级地震前后的重力观测资料进行了处理，绘制了重力场变化等值线图和三维曲面图，从动态的观点研究了雅江地震前后重力场的图像变化特征。结果表明：①重力变化与构造环境变化有关，地震前重力场有明显的异常变化。②雅江地震前后重力场空间分布图较好地反映了鲜水河断裂带及北西向的理塘断裂和北东的玉龙西断裂构造活动弓l起的重力变化。③地震发生在重力异常下降区及高梯度带附近。     

重复绝对重力测量观测的滇西地区和拉萨点的重力变化及其意义

根据近年来在滇西地区和西藏拉萨绝对重力点上的一些新的绝对重力重复观测结果 ,对1990年以来在这些点上绝对重力重复观测结果进行了分析. 滇西地区的5个绝对重力观测 点的近10年的重复观测结果表明,大部分观测时段没有出现与地球动力学事件有关的重力变 化,只有丽江和洱源2个绝对重力观测点的观测结果显示丽江地震前后有变化. 为了研究该 重力变化的原因,本文正演模拟了出现重力变化期间丽江地震同震位错引起的重力变化,模 拟结果与实际观测结果有较好的一致性. 西藏拉萨近10年以来的重复观测结果给出了拉萨点 的绝对重力值以-1.82±0.9×10-8m·s-2·a-1速率下降,这从重力学 的角度反映出青藏高原的隆升. 对拉萨点的重力变化机制进行了探讨,根据印度板块与欧亚 大陆俯冲模型计算的拉萨点重力变化速率与观测到的重力变化速率较一致,表明现今拉萨地 区重力变化是由于印度板块与欧亚大陆俯冲所引起. 根据印度板块向欧亚大陆俯冲的位错模 型计算的拉萨点的重力变化与地表垂直位移的关系,将重力变化转换为拉萨点的隆升速率为 8.7mm/a. 