甘东南地下流体异常与甘肃岷县6.6级地震关系探讨

近年来南北地震带强震频发,位于南北地震带北段的甘东南地区被认为可能是未来发生强震的区域之一。2013年7月22日岷县6.6级地震发生在这一区域,本文对岷县地震前后甘东南地区地下流体资料进行了分析,认为岷县地震前距震中300 km内的一些地下流体资料出现了明显的中期异常、短临异常和同震响应。本文从中期异常、短临异常、同震响应等几个方面对甘东南地区的水氡、水温、水位、流量资料进行分析和探讨。利用从属函数方法定量提取出的中期异常效果较为理想,震前7-32个月各测点资料开始出现异常;震前几个月地下流体资料出现了上升速率加快、趋势性上升、下降及与正常形态不一致等短临异常。     

汶川地震前后地下流体异常判定的科学问题讨论

回顾汶川地震前对地下流体异常的认识过程,可以归纳为以下几个阶段：①2001年昆仑山口西8．1级地震后,青藏块体东北缘深井和温泉流体测点长期观测资料继续保持群体下降趋势,认为是青藏块体整体活动的加强表现;②2003年开始,南北地震带深井和温泉流体测点长期观测资料在趋势下降背景下出现群体转折变化,分析认为：“2007--2009年中国大陆有发生7级乃至7级以上地震的可能,     

中国地震科学台阵两期观测资料近场记录揭示的南北地震带地壳剪切波分裂特征

利用中国地震科学台阵第一期(2011-01-2014-06)及部分中国地震科学台阵第二期(2013-02-2015-12)的流动地震台阵记录到的小震波形资料,运用剪切波分裂系统分析(SAM)方法,分析南北地震带的地壳各向异性,对剪切波分裂参数所反映的区域应力环境及构造特征,以及区域内主压应力方向与断裂分布的关系展开讨论.研究结果表明,南北地震带快剪切波偏振方向自北向南由NE向逐渐转变为NNW向,与南北地震带区域主压应力的方向变化具有一致性.区域内分布的大量NE及WNW或NW向断裂构造同样对快波偏振方向有比较大的影响,位于走滑断裂附近的台站,其快波方向与断裂走向大致平行,部分位于走滑断裂附近的台站其快波方向几乎垂直于断裂走向,而与构造应力场方向一致性较好.个别台站表现出复杂快波优势方向特征,反映出研究区内构造环境的复杂性.慢波时间延迟结果显示,南北地震带南段的平均时间延迟高于北段,反映了受印度板块和欧亚板块的碰撞挤压作用,南段地壳介质各向异性程度更大,构造变形更加剧烈.对比南北地震带上地幔各向异性特征,推测在川滇菱形块体内部可能存在复杂的壳幔耦合现象,地壳剪切波分裂除了反映区域应力特征,还可以揭示出区域构造信息.     

南北地震带地震震源机制解和现今应力特征

基于CAP方法,使用地震波形资料,计算得到了2009年1月～2017年8月期间南北地震带及周边区域466个3.5级以上地震震源机制解。在补充收集1976年1月～2017年8月GCMT公布的259个4.5级以上地震震源机制解的基础上,分析了南北地震带地震震源机制解和应力特征。震源机制空间分布显示,不同断裂带、块体间表现出不同的震源机制空间分布特征,该特征与南北地震带不同段落活动构造性质基本吻合。作为青藏高原东边界的南北地震带,由于动力环境复杂,其内部P轴方向具有明显的差异性。这种差异主要表现为:南北地震带北段P轴呈NE向分布;龙门山断裂带及周边除NE段P轴取向为NW—NNW向外,其他地段P轴近EW向;川滇菱形块体内部P轴呈NNW向,而其西边界以西呈NNE向,东边界以东呈NW向,应力方向转换带的与川滇菱形块体边界基本一致。整体而言,南北地震带及近邻P轴方向由北到南发生了顺时针转动。     

南北地震带及邻近区域强震时空分布特征

搜集整理南北地震带区域自史料记载（公元前193年）到2012年9月的强震（Ms≥6.0）资料,初步分析南北地震带及附近区域的地震发震构造活动性和时空分布规律.结果表明,地震一般发生在断层带上,具有空间分布的集群性特征和时间群集性质.研究发现,地震带南段发生6.0≤Ms≤7.9地震次数明显高于北段和中段,而发生Ms≥8.0地震的可能性较低,中段与南段较接近,与北段有明显差异;南北地震带存在明显的纬向、经向强震活动迁移现象,纬向尤其明显;1900年以来,南北地震带已经有4次明显的能量释放阶段,并给出Ms≥6.0地震的震级-频度统计关系式.     

南北地震带北段流体资料地震预测效能检验

以南北地震带北段长时间、 连续并有多次震例记录的流体观测资料为研究对象, 使用Molchan图表法对其与周边地震的关系进行了检验和分析, 计算了时间占有率、 预测效能和概率增益等参数。 结果表明, 南北地震带北段各台项的预测效能差别较大。 整体看来, 甘东南地区的观测资料检验效果较好, 表现为概率增益较大; 青海东部地区的多个测项预测效能检验结果较好, 但概率增益较小; 宁夏北部贺兰山东麓断裂附近两台项的报准率差别不大, 但概率增益、 时间占有率等却都不同。 此外, 从前兆资料变化时间上看, 短期异常和长期异常都较多, 中期异常较少。     

南北地震带北段深部构造特征

本文利用重力资料,采用单层地壳模式反演南北地震带北段的地壳厚度.根据艾利均衡假设,进行均衡补偿归算.编制莫氏界面图和11均衡异常图.根据地壳构造特征,划分六个地壳构造区.对天水-文县间立交构造格架进行初步的探讨.结合历史地震资料,讨论了地壳构造、均衡异常与地震的关系.      

青藏高原西北地区与南北地震带地震活动性研究

通过研究青藏高原地区地震的发震时间和空间分布规律，发现青藏高原西北地区70%的6级以上地震发生在青藏高原地震活动高潮时期，以青藏高原西北地区地震的发震时间为基准，以一年的时间窗口去检测南北地震带发生的地震，发现青藏高原西北地区与南北地震带中强震发震时间接近，具有很强的关联。青藏高原西北地区发生的地震与南北地震带南、北、中段的地震活动相关性各不相同，地震活动频次上呈现出与南北地震带北段相关性最弱，与南段相关性最强，但在震级上表现出与南北地震带北段和中段强震活动关系密切，与滇缅构造转换区的中震联系紧密，图像信息方法为两个地区地震活动相关性提供了证据。研究同时发现以海原地震为起始地震时南北地震带的强震具有由北向南往复迁移的特征，南北地震带中段和滇缅构造转换区的地震迁移次数更多，表明两个地区地震活动确实联系紧密。这项研究对于南北地震带的地震危险性评价和"源线模式"地震预测方法具有重要的意义。     

南北地震带区域构造应力场反演

利用区域应力张量阻尼方法,使用南北地震带及其邻近区域2009年1月—2017年8月466次M_L≥3.5地震的震源机制解,及1976年1月—2017年8月GCMT公布的259次M≥4.5地震的震源机制解,反演得到研究区1.0°×1.0°网格大小区域的构造应力场。应力场空间分布特征显示,南北地震带作为青藏高原的东边界,由于所处动力环境复杂,其内部最大主应力方向具有明显的空间差异性。这种差异主要表现为:南北地震带北段最大主应力方向为NE向;南北地震带中段及周边除龙门山断裂带NE段最大主应力为NW-NNW向外,其它地段最大主应力近EW向;南北地震带中南段最大主应力方向逐渐由近EW向到NW或NE向,再到近NS向。整体而言,南北地震带及邻近区域最大主应力方向由北到南发生了顺时针旋转。川滇菱形块体内部最大主应力方向为NNW向,应力方向转换带与块体边界基本一致,其东边界以东最大主应力方向为NW向,西边界以西为NNE向。从区域构造应力场的角度分析,难以将“南北地震带”作为一个统一的地震带应用于中长期地震预测的研究与实践中。      

中国大陆西部未来强震危险性预测研究

主要研究中国大陆西部(E107°以西)区域中长期地震危险性和可能发生强震的区域.文中选用了可靠时段地震目录,应用震级-频度关系,计算6级以上各震级段年优势发生次数,对近100年以来的7级以上地震的地震波能量进行统计和分析,并利用近30年来地震震源机制解计算应力场的方向.结合断裂构造、应力场方向、缺震次数及不同区域的能量释放情况,认为中天山南北区域、中印巴三国交界区域、青甘藏川交界区域及祁连地震带(即南北地震带中段和北段)等几个区域应为未来的重点监测区域.     

南北地震带地震活动特征

采用数理统计方法探讨了780 BC至今、100°—110°E、22°—35°N（中国南北地震带）区域的中国大陆5.0级及以上天然地震的分布规律。通过GMT软件绘制了南北地震带上地震震中和断裂分布图像,分析了南北地震带地震时空分布与地震活动性的规律。研究表明,该地区的大震与强震几乎全部发生在断裂带上,地震频次高、震中密集,呈现集群性等特征,地震活动性较高。该地震带中、南段相似,与北段存在显著差异。在南北地震带上,地震的活跃幕与平静幕持续时间,与活跃幕强度有关。研究结果对于了解地震的时空分布特征,认识中国南北地震带的发震规律,地震的孕震发震和地震活动周期有参考意义。      

南北地震带地区地震烈度衰减关系研究

收集了我国南北地震带地区1970年~2012年的85次地震事件的烈度等震线资料,建立了震中烈度与震级之间的经验关系,利用长轴和短轴椭圆模型拟合得到了该地区的地震烈度衰减关系。同时还搜集整理了近年来基于我国各地区的地震资料,研究得到的地震烈度衰减关系,并将其中与南北地震带存在地域重合的研究结果与本文结果进行对比分析。该研究结果能够较好地反映南北地震带地区的地震烈度衰减规律,对该地区的地震灾害快速评估具有一定的参考意义。     

云南地区GNSS应变场时空演化与地震事件关联分析

采用GAMIT/GLOBK软件对云南境内及邻区近400个GNSS测点1999～2018年的观测数据进行解算,在各个测点时间序列和速度场的基础上,采用克里金插值方法分时段估计该区域在1999～2004年、2004～2007年、2009～2013年、2013～2015年、2015～2018年共计5个时间区域应变率场;根据区域地壳面应变率和最大剪应变率的空间变化以及相应时段之后3年内的MS≥5. 0地震事件分布特征,分析发现:绝大部分震例发生在面应变高梯度带的张压转换区和最大剪应变高值区,可见研究区各个观测时段GNSS应变率场对后期1～3年内的中强震发生区域有一定的指示意义;以2014年盈江6. 1级、鲁甸6. 5级和景谷6. 6级地震为样本,建立监视块体获取应变时间序列,分析发现:地震前三个月左右均出现震中附近短期应变趋势改变、快速增强、转折的现象,这些形变异常变化或许反映了发震区应力-应变积累在接近临界破裂状态时的非线性调整,为地震短临预测尤其是时间要素的判断提供参考。     

鄂尔多斯北缘强震背景分析及未来地震趋势判断

基于鄂尔多斯块体的地质构造演变过程及历史强震活动规律,阐述南北地震带和龙门山断裂带强震时空分布规律对鄂尔多斯北缘的可能影响,对比分析鄂尔多斯其他3缘与北缘的地震活动.结果表明,青藏块体强震对鄂尔多斯北缘中强地震具有一定的触发作用;南北地震带中强以上地震的空间迁移特征表明,鄂尔多斯北缘将是未来中强以上地震的有利发震区域.2005年以来中小地震活动特征表明,鄂尔多斯北缘兼有Ms≥4.0地震平静和西北缘ML≥3.0地震活跃两种异常特征.综合地震地质背景和近期地震活动研究结果分析认为,今后一段时间鄂尔多斯北缘有可能发生中强以上地震.     

山西带断层形变特征研究

本文基于山西带跨断层形变测量的全部历史资料, 通过对1989年大同—阳高6.1级和1998年张北6.2级二次地震前断层形变群体性异常变化的分析, 对山西带断层形变特征及与强震孕育发生之间可能存在的关系进行了系统研究, 指出了断层形变在空间上和时间上存在的相对性特征, 可供用震例中总结出的断层形变规律跟踪预测和研究未来震情的趋势时参考, 同时对当前华北震情, 特别是山西带震情的跟踪研究工作提出了建议和看法。     

日本信浓川地震带超压热水系的喷溢作用与地震活动

信浓川地震带位于日本大地沟北部,地壳运动十分强烈,区内地震主要沿信浓川流域发生,并密集成带,大地构造上处于日本海板块向本州板块俯冲的边界线上。该地震带大多数地震为中强震,且均为浅源地震,地震发生伴随着明显的地下水前兆异常,震中区有强烈的超压热水系的喷溢活动。震中区地下水的温度、电导率以及主要地球化学成分呈线性异常分布,并与地震强弱或地震断裂规模有关,地震断层的规模控制了超压热水系喷溢活动的强度和规模。地震发生与超压热水系喷溢活动有着密切的成生关系,超压热水系喷溢活动使断层发生活动所需应力条件降低,诱发地震发生,同时断层活动为超压热水系向上喷溢提供通道。     

The NE Directed Seismicity Belt in Tibet after the MS8.1 Nepal Earthquake and Its Predictive Significance

After the 2015 M_S8.1 Nepal earthquake, a strong and moderate seismicity belt has formed in Tibet gradually spreading along the northeast direction. In this paper, we attempt to summarize the features and investigate the primary mechanism of this behavior of seismic activity, using a 2-D finite element numerical model with tectonic dynamic settings and GPS horizontal displacements as the constraints. In addition, compared with the NE-trending seismicity belt triggered by the 1996 Xiatongmoin earthquake, we discuss the future earthquake hazard in and around Tibet. Our results show that:the NE-directed seismicity belt is the response of enhanced loading on the anisotropic Qinghai-Tibetan plateau from the Indian plate and earthquake thrusting. Also, this possibly implies that a forthcoming strong earthquake may fill in the gaps in the NE-directed seismicity belt or enhance the seismic hazard in the eastern (the north-south seismic zone) and western (Tianshan tectonic region) parts near the NE-directed belt.     

基于WebGIS的地震复发周期与危险性分析

根据地震复发周期模型, 利用现有的地质构造等资料把南北地震带划分为若干相对独立的活动构造区, 对能量积累阶段及地震危险性的预测建立相应的数学模型, 并构建基于WebGIS的网络计算平台, 由客户端任意在研究区选择构造分区, 并输入所选构造分区相应的计算参数, 提交到集群服务器计算模型进行计算, 对所选构造分区的地震危险性阶段及潜在震级进行预测并把结果以WebGIS方式返回给客户端。 实现了利用远程计算技术与并行算法对活动断裂能量积累与释放过程的模拟计算, 其结果可以为判定地震中短期预测的地点和震级提供依据。     

南北地震带北段近期强震趋势研究

2008年5月12日汶川8.0级地震后,南北地震带可能进入新一轮的强震活跃期.从汶川8.0级地震以来ML≥5.0地震活动空间分布特征来看,近期南北地震带北段与中、南段存在较大差异.由南北地震带强震前孕震区中强地震活动特征,并结合当前5级地震活动情况,认为应同时关注南北地震带中、南段和北段的强震危险性.甘东南地区出现的4级地震空区被2011年2月23日迭部-岷县交界ML4.4地震打破后,2011年11月1日空区周边又发生了青川Ms5.4地震,表明该空区及周边地区的地震活动增强.类比1990年共和7.0级地震前的空区演化过程,认为甘东南地区存在发生7级地震的可能.结合对甘东南地区主要大型断裂7级地震复发周期的综合分析认为,需关注南北带北段毛毛山断裂和金强河断裂、香山-天景山断裂东段、黄河断裂灵武段、西秦岭北缘断裂、六盘山-宝鸡断裂和东昆仑断裂东段玛沁-玛曲段发生7级地震的可能.     

南北地震带强震活动的时空关联现象探讨

对1970年以来南北地震带强震活动的时空关联现象进行了分析,两次地震连发引起的响应地震在震中和强度上具有“黄金分割数”特征,并与地震构造关系密切。