丽江7.0级地震前形变场动态演化与孕震信息提取研究

本文用分段速率整体动态平差法，处理了滇西水准监测网８０年代以来的水准复测资料，并进行了形变速率多面函数拟合和垂直形变场信息分离。研究了１９９６年２月３日发生于滇西水准监测网北部的丽江７０级地震前，形变场动态演化和信息分离得到的垂直形变剪切变形、扩张变形、体积变化及准加速度等信息指标分布变化特征。结果表明：８０年代中前期，在滇西的丽江、永胜及其附近地区出现的大规模形变速率高梯度带和信息指标高值分布所反映的剧烈垂直差异运动，是丽江７０级地震前１０余年孕震应变能开始快速积累的显示；而１９８５～１９９２年形变场趋势转折与垂直差异运动显著减弱，可能意味着孕震能量积累到一定程度后，孕震区处于相对闭锁阶段。在此基础上，结合丽江７０级地震前区域地震活动分析和不同地区强震孕震形变对比，进一步研究了强震前形变场非均匀态特征和孕震信息的识别提取，得出了一些用大地形变进行强震中期预测的有益结果。     

用大地形变判定强震危险区的指标体系及河西地区垂直形变场演化

提出了表征地壳垂直形变场定量特征的地壳垂直运动准加速度及体积变化率两个新指标,利用甘肃河西地区７０年代以来的５期复测水准资料计算了地壳剪切变形率、扩张变形率、体积变化率、速率增量、准加速度等各项指标,并分析了这些指标与强震危险区判定的关系．系统地研究了该地区垂直形变场的演化过程．     

区域垂直应变率动态图像与丽江(Ms7.0)、门源(Ms6.4)等强震关系的研究

利用从区域精密水准重复测量资料中分离提取区域性垂直应变率与跨断层形变观测相配合生成的动态图像方法,分析了发生于滇西和祁连山－河西地形变监测区及附近的丽江（Ｍｓ７．０）、门源（Ｍｓ６．４）等中强以上过程中的区域垂直应变率动态演化特征;在此基础上,对孕震过程区域垂直应变率动态信息的时空非均匀性与应变能积累状况的研究探讨,提出了一些根据区域垂直应变率动态信息判定中短期强震危险区的判据。     

强震中期阶段区域性形变异常的共性特征及其预测意义

大地形变是地壳构造运动变形在地表的反映.基于区域水准、GPS等大地形变监测得到的、与构造有关的区域性形变异常,是伴随着强震孕育到一定阶段的外在表现,它具有定量直观、物理意义明确的特点.然而,由于区域水准垂直形变复测间隔较长(几年或更长),GPS资料积累的时间又短、震例较欠缺,使得将区域性形变异常用于地震的中短期预测受到限制.近年启动的中国地震局"十五"重点科研项目"强地震中期预测新技术、物理基础及其应用研究"的主要内容之一,就是将区域水准、GPS等监测得到的大范围区域性形变异常背景场、应变场分布与地质构造活动背景相结合,应用国家重点基础研究"大陆强震机理与预测"(973)项目"活动地块"方面的研究成果,从大的空间分布上研究与强震孕育有关的区域性形变、应变场异常分布特征,进行强震中期(1～3年)预测研究.     

强震中期阶段区域性形变异常的共性特征及其机制以青藏块体东北部为例

强震前中期阶段(1～3年或稍长)区域性形变异常往往表现出3个方面的共性特征: ① 区域垂直运动变形呈现与构造有关的异常隆起区、 垂直差异变形高梯度带(有的还呈“四象限”)分布特征; ② 水平运动变形呈现与活动地块及断裂构造有关的、 以剪切变形为主的高应变集中区(带)特征; ③ 区域性垂直形变异常区与水平形变的高应变分布区共生的特征。 分析这些异常共性特征的形成机制, 初步认为: 它们是在基本统一的大区域构造应力场控制下, 不同层次块体系统运动及其边界带变形的非平稳、 非协调性, 在活动地块边界地带和地块内部次级断裂构造部位产生变形差异而导致应力-应变积累、 孕育强震到一定阶段的结果。 在此基础上, 分析探讨了基于区域性形变异常共性特征、 结合地质构造活动背景进行强震中期预测的意义。     

青藏高原东北缘近期重力与地壳形变综合分析与研究

利用青藏高原东北缘2011—2014年期间的流动重力与GPS观测资料和1970—2011年水准观测获得的垂直运动背景场资料,结合区域地质构造动力环境和区内发生的强震事件,系统分析了区域重力场变化、地壳三维形变与区域构造环境和强震活动的关系,进一步研究和探讨了区域重力场变化与区域三维地壳运动的时空分布特征及其机理。结果表明:1)测区内重力场变化与GPS观测反映的水平运动和水准观测反映的垂直运动在空间上关系密切,地壳形变总体表现为沿水平运动的方向重力增加,高原山地挤压隆升,地面重力减少;断陷盆地相对伸展下沉,地面重力增加,反映了新构造活动的继承性。2)地壳形变场变化与活动断裂密切相关,重力变化和垂直形变等值线走向总体上与呈NWW向的祁连-海原断裂走向基本一致,水平形变也在祁连-海原断裂附近产生明显的左旋走滑运动。3)强震易发生在具有显著重力变化的活动断裂带上,也易发生在沿活动性断裂的断块垂直差异运动强烈或兼有强走滑运动的地方。2016年门源震中附近区域地壳受挤压变形显著、面压缩率和重力剧烈变化的特征最为显著。2013年岷县漳县6.6级地震发生在重力变化高梯度带拐弯的地区,也是面压缩率变化过渡带和垂直形变过渡带地区。4)文中第一作者等曾基于该区地壳形变资料在岷县、门源地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测。基于上述认识,进而强调在研究区形成的一些地壳形变异常部位可能仍存在中长期强震/大震危险背景。     

联合GPS和InSAR研究海原-六盘山断裂现今的地壳变形特征

海原—六盘山构造区为青藏高原东北部构造变形最为显著的区域之一,历史强震活动频繁,是研究青藏高原NE向扩展的重要窗口和地震孕育过程的理想场所。文中处理了跨海原-六盘山断裂2014—2020年期间2个轨道的时序Sentinel-1A/B SAR数据,获得了该区域InSAR视线向现今的地壳形变场。融合公开发表的近十多年时间尺度的水平GPS地壳运动速度场,获得了研究区高密度地壳水平形变场。对比GPS、水准和InSAR观测结果,以及GPS-InSAR融合的高密度水平形变场,分析讨论了该区域的地壳形变、应变场特征及其与构造之间的对应关系。主要结论如下：1)GPS和InSAR观测表明,1920年海原8.5级大地震的震后黏弹性松弛效应在海原断裂南侧至今仍较为明显;2)GPS-InSAR高分辨率水平形变场表明,狭义海原断裂左旋滑动速率的递减主要发生在中东段,而中西段递减并不显著,可能与海原断裂向六盘山断裂之间由左旋走滑向逆冲推覆构造转换有关;3)六盘山断裂中—南段的地壳垂直形变和水平形变场特征均显示,该段断裂可能处于强震孕育的中晚期,根据反演得到的断层运动参数和地震地质资料,估算六盘山断裂中—南段发生强...     

基于地壳形变的强地震中长期预测的针对性探讨

地震是地壳运动过程中能量长期积累和突然释放的结果。最大限度地利用大范围、长时间尺度的地壳形变观测资料,从中获取地壳运动变形的长期背景场信息,结合地质构造和强震活动性,研究活动构造区域长时间尺度的应力应变积累分布背景及其与强震活动的关系,判断高应变积累异常区,对强震中长期预测十分重要。我国地震预报专家梅世蓉先生等认为,     

南北地震带形变场动态演化与地震活动参数图象综合对比研究

利用南北地震带及附近地区２０ 多年来的大地垂直形变资料, 结合区域地震活动资料, 初步分析归纳了大地形变时空分布与地震群体活动的关系。在此基础上, 进一步对南北地震带中南段之川滇菱形块体形变场中期动态演化图象与ｂ 值等地震活动参数图象进行了综合对比分析, 研究了形变场动态演化所揭示的区域现今构造运动的时空差异与反映地壳介质结构特性的ｂ 值的时空分布变化、强震前后地震非均匀度值分布变化以及地震空区等的关系。结果表明： 强震前区域形变场动态演化与地震活动参数的时空分布均具有一定的非均匀特征, 二者所反映的大区域应力场变化与介质结构的不均匀导致的强烈差异运动产生的应变能积累是强震孕育的主要原因。得出了一些利用大地形变场动态演化与地震活动参数图象相结合进行强震中期预测的有益结果。     

利用区域水准测量资料判定地震危险区

利用中国西部地区２０多年的水准测量资料，用富氏分析法分析地壳垂直形变信息，进而计算了测区的垂直形变场分数维，并分析了它在孕震过程中的变化特征。结果表明，区域垂直变场分数维在 地震前下降，同时震时段至最低。     

THE COMPREHENSIVE ANALYSIS AND RESEARCH OF RECENT GRAVITY AND CRUSTAL DEFORMATION IN NORTHEASTERN EDGE OF THE TIBETAN PLATEAU

In this study, we systematically analyzed the relationship between regional gravity changes, 3D crustal deformation, regional tectonic environment and strong earthquakes based on the relative gravity measurements(2011-2014), GPS data and the background vertical deformation from the leveling measurements conducted from 1970 to 2011. Subsequently, we further characterized the temporal-spatial patterns and discussed the mechanism of regional gravity changes and the crustal deformation. The results can be summarized as follows:1)The regional gravity changes, the GPS-derived horizontal deformation and the vertical deformational obtained from leveling data showed a close spatial relationship:The gravity increased along with the direction of horizontal movement, and the gravity decreased with the crustal uplift and vice versa, which reflects the inherited characteristics of neotectonic activities. 2)The crustal deformation was closely related to the active faults. The contour lines of gravity changes and vertical deformation were generally along with the Qilian-Haiyuan Fault(the strike is NWW), and the crustal horizontal deformation showed left-lateral strike slip motion near the Qilian-Haiyuan Fault. 3)The strong earthquakes usually occur in the active faults where intensive gravity change and vertical and/or horizontal deformation occurred. The extrusion deformation, surface compression rate and gravity changes were obvious near the epicenter of 2016 Menyuan earthquake. The 2013 Minxian-Zhangxian M_S6.6 earthquake occurred in the direction-turning area of intense gravity gradient zone and the transitional area of surface compression and vertical deformation. The first author of this paper has made a medium-term forecast before the Minxian and Menyuan earthquakes, especially the location of the earthquake. Based on the above understandings, we emphasized that:there are still possibilities of strong or huge earthquakes within medium-long term in the areas of crustal deformation anomalies in the study region.     

北祁连河西地区垂直形变演化特征及地震

分析了北祁连河西地区近期大地垂直形变演化特征，结果表明，该地区地壳形变逆继承性运动弱，继承性运动强。研究了垂直形变异常与地震的对应关系，地震发生在垂直形变隆起区的边缘形变高梯度带上。指出该地区的中段形变异常明显，已形成强震的孕震背景。     

7．9级地震前乌鲁木齐形变站垂直形变异常特征初析

通过对2003年9月27日发生在新疆友谊峰东北7．9级地震震前乌鲁木齐形变站垂直形变异常特征的分析,得出该台站垂直形变在地震临震前有明显的异常反映,地震前北天山中、西段地区4．9级以上地震活动较活跃,垂直形变运动速率加速上升,地震当日观测数据出现突跳现象。     

形变场多重分形谱异常与强震关系研究

以平均形变速率梯度概率为变量, 研究了唐山地区、甘肃河西地区和北京地区多期垂直形变场图像的动态多重分形特征及其与强震的关系。结果表明, 震前一至数年形变场图像的多重分形谱Dq 值域变宽, 即- q 区上翘, + q区下降现象, 在强震孕育发生的过程中, 形变场时空表现出从准均匀到不均匀的演化趋势。结合地震活动和岩石力学实验结果认为, 形变场不均匀化可能是中长期地震复杂性前兆的一个重要标志。     

鲜水河断裂带形变累积率及其效能评价

对沿鲜水河断裂带布设的跨断层形变测点水平形变和垂直形变累积率进行了计算,根据结果分析了该断裂带及其附近区域发生中强地震前的变化特征并对其进行效能评价.其结果表明：在鲜水河断裂带上每次地震前震源体附近断层都有一个形变累积率绝对值减小过程;沿鲜水河断裂带如果形变累积率出现低值异常,则未来1～1.5年左右的时间内其附近区域100～300 km范围内将有5.0级以上地震发生的可能;且垂直形变累积率预报效能优于水平形变。     

垂直形变强度分析在地震预报中的应用

根据数学上曲面拟合度的概念定义－－平均垂直形变量，来定量分析研究地壳表面垂直形变的强度，这一量值同时值有系统分析性质一统计意义。采用５０－９０年代中国大陆趋势性的垂直移计算结果，并利用定方法研究了中国在陆垂直形变强度背景值的分布特征及其与地震危险性的关系；利用华北地区１９６５－１９８８年多期垂直形变资料，研究了１９７６年唐山７．８级大地震的前后华北地区垂直形变强度随时间变化的动态过程，得到了强震的     

河西地区几次强震前的垂直地形变分维特征研究

采用关联维的计算方法,对河西地区门源6.4级和天祝一景泰6.2级地震过程中的垂直地形变序列的时、空分维数分别进行了计算,得到:本文研究区内远场(远离震中区)的地形变序列分维数在0.63～0.80之间,而近场(震中地区)的序列分维数在0.17～0.44之间,近场出现明显的降维现象;地震的孕、发过程中地形变观测序列分维数在0.22～0.37之间,而无震期间则在0.57～0.77之间,地震孕、发过程中地形变观测时间序列亦存在明显的降维现象。     

地壳垂直形变速率梯度,断层形变速率变化与强震危险区研究

应用最新的全国垂直变形速率图和各地区不同年代的形变图。编绘相应的形变速率梯度图，计算了若干跨断层测量台、点资料的低通滤波残差及其一阶和二阶差分。结合在相应空间和时间域内所发 生的强震，讨论了地壳形变与强震的关系，得到了一些有意的结果。     

跨断层垂直位移速率的动态演化特征与强震的关系

利用华北及南北地震带跨断层流动水准和定点水准的观测资料,计算测点的垂直位移速率,对７个地震事件震前断层垂直位的动态演化特征及断层群体速率合成的结果作了初步研究。