新疆北天山艾其沟泥火山强震前显著喷涌现象及其变化机理分析

泥火山形成于特定的水文地质及构造环境,其喷发活动是内部大量气体聚集引起异常高压的一种释放,可以将大量地下信息携带到地表,被称为"天赐钻井"。新疆乌苏艾其沟泥火山实时观测始于2011年8月,自观测以来,在其周围200m范围内,共发生了4次6级以上地震,分别是2011年11月1日新疆尼勒克M_S6.0、2012年6月30日新疆新源M_S6.6、2016年12月8日新疆呼图壁县M_S6.2及2017年8月9日精河M_S6.6地震。在4次地震前后,艾其沟泥火山喷发活动均出现了"背景值—上升—转折—下降—背景值"的宏观异常变化现象,地震则发生在泥火山喷发活动由强到弱的过程中,尤其是在2017年精河M_S6.6地震时,乌苏艾其沟泥火山的喷发活动异常变化现象为新疆地震局做出震情形势判定提供了一部分依据,具有一定的减灾实效。     

两次M_S6地震前乌什台水位异常特征研究

研究洛浦MS6.0地震和哈萨克斯坦MS6.1地震前乌什台水位异常。对比分析发现,两次MS6地震前,乌什台新46井静水位、体应变的辅助测项钻孔水位震前反向、加速上升、下降的短期异常明显,且2套水位观测震前异常时间同步性,形态相似性较好。     

岷县漳县M_S6.6地震前区域形变场的特征

利用1999—2007、2009—2011年的流动GNSS观测资料和2010.5年以来的连续GNSS观测资料与处理结果,分析了2013年7月岷县漳县MS6.6地震区域水平形变场及其变化。获得的结果显示:①岷县漳县MS6.6地震发生在地壳运动的转折区域内,该区域运动量级较小、水平形变也相对较弱;②发震区带1999—2007年最大主应变为正负应变的过渡带,2009—2011年最小主应变也为正负应变的过渡带,1999—2007年则相对较大;③发震区带最大剪切应变相对较小,同时也是旋剪形变左、右旋的转化区;④连续站的结果显示该地震是在几乎纯逆冲构造活动背景下发生的,同震形变较小,其范围在距震中数十公里的半径内;⑤震前未发现GNSS观测结果中存在短临异常,但存在着趋势性形变亏损异常等。     

呼图壁M_S6.2与精河M_S6.6地震前的地形变异常特征

利用2012—2018年跨断层流动水准观测资料,提取北天山地区的断层形变趋势累积率和灰色关联度指标,结合2009—2017年GPS速度场数据,分析呼图壁M_S6.2与精河M_S6.6地震前的地形变异常特征。结果表明:①呼图壁地震位于GPS压性变化最高值区边缘,断层形变趋势累积量较大的测线相对集中在震区附近;精河地震位于压应变较高值区和增强区,震区附近也出现巴音沟、伊宁等跨断层高逆断趋势累积背景异常。②2次地震中,震级较大的精河地震前跨断层灰色关联度指标异常较为显著,震中周边半径200,300,500 km范围内均出现"逆断加速"中短期-短期异常;且距震中越近,异常幅度越大。     

北天山泥火山对2012年6月30日 新源-和静MS6.6地震的响应

2012年6月30日新源-和静M_S6.6地震前后, 北天山泥火山出现了喷溢和地球化学异常变化. 该地震前、 后4天内两次观测了北天山泥火山, 采集了两批温泉和泥火山气体样品, 测定了样品的气体组分和He、 Ne同位素及CH₄、 CO₂的碳同位素组成. 结果表明, 泥火山发生了同震喷发, 气体排放量增加, 温泉和泥火山气体出现了不同程度的微量气体浓度异常, 独山子泥火山震前出现了3He/4He高值异常. 研究结果有利于确定利用泥火山和温泉监测地震活动的方法和指标.      

青海省河南M_S5.1和玛沁M_S5.0地震后库玛断裂带的地震活动趋势研究

根据地震活动特征、大武地震台尾波持续时间及长宁、湟源和西宁 3个台水氡异常变化 ,讨论了 1 999年河南MS5 .1和玛沁MS5 .0地震发生后库玛断裂带的地震活动趋势 .结果表明 ,河南—玛沁地区的中强地震活动与库玛断裂带上的强震活动有明显的对应关系 ;在库玛断裂带中东段存在一个由ML ≥ 3.0地震围成的空区 ;上述2次地震发生后大武地震台尾波持续时间异常依然存在 ,长宁、湟源和西宁台水氡趋势异常仍然持续 .据此认为库玛断裂带存在发生强震的背景     

2014年云南盈江M_S6.1、鲁甸M_S6.5、景谷M_S6.6地震前通海台垂直摆倾斜仪异常变化特征分析

对云南省通海地震台垂直摆倾斜仪观测资料在2014年云南盈江MS6.1、鲁甸MS6.5、景谷MS6.6地震前出现的异常进行了分析,结果表明,通海台倾斜仪在震前出现明显的中期、短临异常,有明显的趋势转折、破年变、矢量反向、速率超2倍均方差等现象。     

芦山M_S7.0与岷县漳县M_S6.6地震前甘肃地区部分台站地电场变化

本文应用2013年芦山MS7.0与岷县漳县MS6.6地震震中周围的平凉等3个地电场台站观测数据,研究地震发生前后地电场在时间域、频率域内的变化。结果表明:1在芦山地震、岷县漳县地震前,位于青藏高原东北缘的平凉台记录到显著的地电场异常变化。2利用最大熵谱估计方法计算平凉、松山、古丰台在芦山地震以及岷县漳县地震发生前后地电场观测数据,得到在上述两次地震前均发生地电场功率谱密度(特别是低于4×10-3 Hz频段的成分)增大的现象,岷县漳县地震发生后,部分测向谱密度增大现象消失。3距离震源区越近,地震发生前后功率谱密度异常变化越明显,长短极距相关性越差,初步分析认为此现象的发生,可能是由于在震源孕育、发生过程中,台站所在位置地下介质形变激发宏观电磁辐射造成的。     

芦山M_S7.0地震前后电离层电子含量扰动分析

基于IGS提供的GIM数据和陆态网测站数据,采用统计学分析法对芦山MS7.0地震前后各10天的垂直总电子含量(VTEC)进行统计分析.结果显示,4月16—21日出现明显的VTEC异常减少.因此,在排除太阳活动因素后,认为电离层的异常变化有可能是地震发生的前兆信息.     

2014年新疆于田M_S7.3强震构造背景及其与2008年M_S7.3地震之间的关系讨论

首先介绍了2014年2月12日新疆于田MS7.3地震的区域构造背景与断裂活动情况;然后分析了此次MS7.3地震震中位置以及周边历史地震震源机制特征,认为2014年2月12日于田MS7.3地震发生在阿什库勒断裂东支上,2014年MS7.3地震和2008年MS7.3地震是阿尔金断裂带南端尾部向西南方向延伸,由左旋走滑为主逐渐转变为拉张作用为主的过程中,在阿什库勒断裂带不同位置发生的2次地震,它们存在着相同的力源作用,2008年MS7.3地震对2014年MS7.3地震的发生有促进作用;最后利用分层地壳模型计算了2008年MS7.3地震对2014年MS7.3地震的库仑应力作用,结果同样显示2008年MS7.3地震促进了2014年MS7.3地震的发生。     

云南景谷M_S6.6、云南沧源M_S5.5地震谱振幅相关系数特征分析

作为谱振幅相关分析法的拓展应用,计算了2014年10月7日云南景谷MS6.6地震、2015年3月1日云南沧源MS5.5地震余震序列的谱振幅相关系数。结果显示,景谷地震后谱振幅相关系数维持在高值,主震后2个月,发生了MS5.8、5.9强余震。该高值体现出震源机制具有较高的一致性和较强的区域应力水平,有利于强余震的发生和区域中强地震丛集。沧源余震序列谱振幅相关系数的结果与景谷地震相似,一直处于高值。景谷地震与沧源地震所在地区历史地震序列以主—余型为主,不能简单地利用谱振幅相关系数的绝对值预测后续地震的大小,但两个序列的高值也许显示滇南较大区域目前正处于强应力状态下,存在发生中强地震的背景。     

新疆泥火山群地震前兆异常实时监测与预报的研究

基于网络技术的视频监控服务,实现了对新疆北天山地区3个泥火山点的实时监测,可在线实时查看泥火山活动情况,分析预报人员依据泥火山活动图像可开展地震预测研究。新疆艾其沟泥火山网络视频监控服务系统扑捉到了2次6级地震前火山液面明显的宏观异常变化现象,这说明基于宽带网络技术的网络视频监控服务,可实现互联网用户使用客户端远程软件连接服务器,实现在线实时查看泥火山活动情况的监控画面,并依据泥火山群地震观测网,捕捉泥火山群地震前兆异常。     

景谷6.6级地震前后MODIS卫星热红外信息分析

收集了2014年7月至2015年1月云南景谷MS6.6地震区连续的MODIS/Terra卫星遥感热红外资料,经过去云等数据处理,选取观测质量最佳的北京时间凌晨4—6时的热红外数据进行地表温度反演,分析地震前、后地表温度异常时间演化过程及其异常空间分布与活动断裂的关系,并讨论了震区地形地貌、季节性气候等非构造因子对地温异常的影响。结果表明:1)在景谷MS6.6地震发生前2个月震中附近出现热红外异常增温现象,异常增温与发震时间有一定的对应性。显著增温主要表现在震前半个月左右,震前7d异常增温幅度达到峰值,震后温度逐步降低,同时景谷MS5.8、MS5.9强余震发生前半月也存在一定程度的异常升温;2)与地形地貌、季节性气候等非构造因子的相关分析表明,景谷MS6.6地震反映出破年变的震前构造"增温"信息;3)异常升温由震中沿SN—NE向共轭断裂交叉发育,这与景谷MS6.6地震区域构造应力场水平最大主应力NNE-SSW向优势分布较为一致,充分考虑地形地貌、季节性气候等非构造因素对异常升温的影响,认为此次景谷MS6.6地震前热红外升温可能为震前短临异常现象。     

甘东南重力、b值异常与岷县-漳县M6.6地震关系探讨

利用甘东南测网2010—2014年的流动重力观测数据,分析2013年7月22日甘肃岷县—漳县M6.6地震前后1a尺度的重力场变化,并结合地震b值图像和GNSS结果进一步分析甘东南重力、b值异常与岷县—漳县M6.6地震的关系,结果表明:(1)测区重力异常经历了由"区域重力负值变化→持续负值变化→转折上升正变化—发震→震后恢复变化"的时空演化过程;(2)岷县—漳县M6.6地震前后b值曲线出现"低值—高值—回落发震"的变化特征;(3)岷县—漳县M6.6地震发生在重力变化高梯度带上、"0"等值线附近和低b值区域。     

芦山M_S7.0与岷县漳县M_S6.6地震前电磁扰动异常变化

应用四川芦山MS7.0和甘肃岷县漳县MS6.6地震震中周围部分电磁扰动观测台站资料,主要利用电磁扰动原始波形比较以及电磁脉冲能量分析两种方法,对两次地震前电磁扰动观测资料进行分析研究。结果表明:1两次地震前4个电磁扰动台站原始曲线出现异常变化,主要表现形式为观测值脉冲信号频繁突跳、增大以及震前波形畸变、反复出现阶跃;2两次地震前,电磁扰动台站都记录到了明显的脉冲能量增大的异常现象,主要异常出现的时间在几天~2个多月;3电场分量和磁场分量都在地震前记录到了异常变化,但反映出的异常时间及变化幅度不同步。对于研究所得结果,从地震电磁辐射的产生机制方面进行了尝试性的理论解释。     

2012年6月30日新疆新源、和静交界M_S6.6地震的破裂过程

利用IRIS全球台网记录到的远场波形对2012年新源、和静交界MS6.6地震的破裂过程进行了反演,同时,结合发震构造喀什河断裂东段的构造特征和MS6.6地震前天山中段区域应力场状态,对MS6.6地震的可能发生机理进行了讨论。结果表明:1)MS6.6地震破裂持续时间约35s,地震能量主要在前16s内释放。整个破裂过程由2次子事件组成,第1次破裂强度大于第2次。此次地震破裂过程相对简单,具有双侧破裂特征,最大滑移量为45cm。MS6.6地震初始破裂点位于高滑动量区域的边缘,深部主体破裂区以逆冲兼右旋走滑错动为主,浅部以右旋走滑错动为主;2)MS6.6地震的3级以上余震主要分布在主震破裂大滑动量区域的外围或滑动量变化梯度较大的区域,主震发生后短期内余震的震源机制特征与主震破裂面在断层面上产生的滑动矢量分布较为一致;3)新源、和静交界MS6.6地震前,新疆地区逆冲类型的中强地震明显增多,尤其是天山中段,且这些地震的震源机制与区域应力场的状态较为一致。显示了天山中段受构造应力场控制作用增强,进而有利于具有右旋扭错性质的喀什河断裂东段发生右旋走滑运动,这可能是6.6级地震发生的直接原因。     

2013年甘肃岷县漳县M_S6.6地震前甘东南地区前兆异常分析

通过分析甘东南地区的前兆资料,认为2013年7月22日岷县漳县MS6.6地震前震中距300 km内甘肃部分前兆资料有明显的中短期异常及典型的短临异常。用从属函数法定量提取了水氡和水位资料中短期异常,分析了异常特征,并对岷县漳县MS6.6地震前水氡、水位、水温、地电阻率及形变资料的异常特征进行了重点分析,发现地震前甘东南地区的几项地形变资料出现了明显的中短期异常,部分水氡、水位、水温和地电阻率资料存在明显的短临异常。     

2015年尼泊尔M_S8.1地震的地壳重力均衡背景与地表形变响应特征

对2015年尼泊尔MS8.1地震的地壳均衡背景及其引起的地表形变特征进行了研究,结果表明:(1)尼泊尔MS8.1地震震中以南的印度板块岩石圈有效弹性厚度大约为9km,加载主要来自地幔;地震以北的拉萨地块岩石圈有效弹性厚度大约为2km,加载主要来自地表.(2)尼泊尔MS8.1地震震中以南地区的地壳均衡异常大约为-100mGal(10-5 m·s-2),但其北部的地壳均衡异常则为300~400mGal,尼泊尔MS8.1地震发生在地壳均衡负异常向正异常过渡的高梯度带上.(3)尼泊尔MS8.1地震使震中周围地区的地壳整体向南运动,最大水平位移超过1.5m,分布在震中东南.震中以北的同震垂向位移总体为负值,最大下降幅度超过0.5m,同震重力变化总体为正值,最大超过60μGal(10-8 m·s-2);震中以南的垂向位移总体为正值,最大升幅超过0.7m,同震重力变化总体为负值,最大降幅超过-120μGal.(4)尼泊尔MS8.1地震使"世界屋脊"喜马拉雅山脉产生沉降,最大同震降幅超过120mm,震后松弛效应将使"世界屋脊"持续缓慢下降.该强震使世界最高峰珠穆朗玛峰降低了2~3mm,有可能被GPS、InSAR等现代大地测量工具检测到.     

2011年11月1日尼勒克、巩留交界M_S6.0地震周期比研究

利用察布查尔地震台记录的资料,计算2008～2011年间察布查尔台附近MS≥2.0地震的周期比值,分析2011年11月1日新疆尼勒克、巩留交界MS6.0地震前孕震区时空演化特征。结果表明,周期比值在监视孕震区地壳介质变化方面有一定的效果,穿过震源区的地震波的周期比值在震前出现低值—回返—发震的过程。空间周期比值分布随着时间推移低值集中区有逐渐向中强震震中位置收缩现象。     

1998年广西环江M_S4.9地震前卫星热红外异常分析

收集了1998年2~5月广西环江MS4.9地震震区连续的NOAA/AVHRR卫星遥感热红外资料,经过去云等数据处理,选取当地夜间时段的热红外数据进行地表温度反演,分析地震前、后地表温度异常时间演化过程及其异常空间分布与活动断裂关系,并讨论了震区地形地貌、季节性气候等非构造因子对地温异常的影响。结果表明:(1)在环江MS4.9地震发生前2个月震中附近出现热红外异常增温现象,异常增温与发震时间有一定对应性。显著增温主要表现在震前半个月左右,震后温度逐步下降;(2)对地形地貌、季节性气候等非构造因子进行相关分析表明,环江MS4.9地震反映出反季节变化的震前构造"增温"信息;(3)异常升温由震中沿NW与NE向共轭断裂交叉发育,与此次环江地震NW向发震构造较为一致。充分考虑地形地貌、季节性气候等非构造因素对异常升温的影响,认为此次环江MS4.9地震前热红外升温可能为震前短临异常现象。