利用剪切波分裂研究四川九寨沟MS7.0地震震源区的地壳应力场

本文讨论了2017年8月8日九寨沟M_S7.0 （M_W6.5）地震之后震源区的地震活动性,并针对震后九寨沟地区架设的4个流动地震台站记录到的地震波形数据进行了剪切波分裂参数的计算,分析了震源区地壳应力场的特征性变化。九寨沟M_S7.0地震的地震活动性表现为:8月8日主震后震源区地震活动明显增强,直至8月22日之后才有所下降,余震震级整体也呈降低趋势,震级多集中在M_S2.0以下。震源区4个流动台站的剪切波分裂结果表明:快波偏振方向近似为东西向,揭示了九寨沟地区的区域应力场方向为近似东西向;区域内慢波延迟时间的平均值为5.04 ms/km,慢波延迟时间在九寨沟M_S7.0地震之后降低,反映了随着余震的发生,地壳应力不断调整,应力持续释放,直至8月底地壳应力场逐渐趋于稳定状态。      

汶川MW7.9地震周边地区布格重力异常与岩石圈垂向构造应力场

前人研究给出, 龙门山断裂带中南段地壳均衡异常显著, 具有发生7级以上大地震的深部动力背景。 2016年6月, 我们围绕该均衡异常显著区域开展重力/GNSS加密观测, 提高了该地区布格重力异常和地壳均衡异常场的空间分辨率。 依据上述观测结果与前期同类观测数据, 反演了汶川M_W7.9地震周边地区地壳密度构造。 结果显示, 龙门山断裂带是地壳密度变化的高梯度带, 其东侧地壳较薄, 但其西部明显变厚, 上、 中、 下地壳变化趋势均呈现上述特征; 研究区东侧的莫霍面深度为35~40 km, 西侧为60~65 km。 此外, 利用重力/GNSS联合观测数据计算了汶川M_W7.9地震震中区周边地区岩石圈承载的垂向构造应力场, 结果表明, 汶川M_W7.9地震震中区北部、 宁强、 峨眉山周边地区蓄积了-30 MPa至-40 MPa的负向构造应力, 龙门山断裂带中南段蓄积了约40 MPa的正向构造应力, 区域最大垂向构造应力分布在龙门山断裂带中南段, 临近芦山M_W6.6地震。 统计结果表明, 地震多发生在垂向构造应力高梯度带附近, 或垂向构造应力的高值区域。     

广东东源MS4.8地震序列震源位置及周边地区P波三维速度结构

利用震源位置和速度结构的联合反演, 得到2012年2月16日广东东源M_S4.8地震序列的震源位置及震源区速度结构模型, 并进一步采用双差定位法对该序列位置重新定位． 结果显示, 东源M_S4.8地震是一次自上而下、 自西向东的单侧破裂过程, 破裂面积约3 km×5 km． 震源区地壳结构复杂, 埋深712 km处为一个速度达6.2 km/s的高速体, 主震的起始破裂位置位于高速体的顶部速度梯度较大的区域, 破裂面穿越整个高速体, 余震止于高速体下方的低速区底部(埋深约16 km)． 东源县锡场镇下方的这种高、 低速相间的结构, 表明地壳层间相邻物质性状的差异利于应变能的积累和释放, 因此东源地区具备发生中强地震的构造条件．      

基于GRACE数据的尼泊尔MS8.1地震北向重力梯度变化

利用德克萨斯大学空间研究中心发布的GRACE RL05月重力场模型数据,采用300 km扇形滤波,得到2015年尼泊尔M_S8.1地震北向重力梯度的时空分布,之后利用最小二乘拟合方法分析尼泊尔及其邻近区域北向重力梯度的长期变化趋势及研究区内6个特征点的北向重力梯度月变化时间序列,并结合黏弹性分层位错理论对GRACE检测尼泊尔M_S8.1地震北向重力梯度同震变化的可能性进行分析. 研究结果表明:在尼泊尔M_S8.1地震发生前北向重力梯度表现出比较明显的正负异常变化,而该地震即发生在北向重力梯度正负变化的零值线附近;研究区北向重力梯度年变率在印度板块边界及其垂直方向所形成的四象限呈正负相间分布,6个特征点的北向重力梯度在2012年4月出现比较明显的跳变. 由此推断,北向重力梯度的动态变化过程反映了震前区域物质迁移和震后壳幔物质黏滞性调整等问题.      

龙门山中南段地壳上地幔三维密度结构

基于高精度布格重力异常资料,以川滇地区P波速度三维层析成像结果为约束建立初始模型,采用预优共轭梯度(Preconditional Conjugate Gradiem,PCG)反演方法得到了龙门山断裂带中南段的地壳上地幔(深度范围0～65km)三维密度结构(网格间距为10km(横向)×10km(纵向)×5km(深度))。密度成像结果表明:龙门山断裂带中南段两侧地壳密度结构存在明显差异,四川盆地有约10km厚的低密度沉积层,松潘-甘孜块体因沉积层较薄,且部分地区有基岩出露,上地壳表现为高密度结构;松潘-甘孜块体中、下地壳有大范围低密度层分布,介质强度明显低于高密度的四川盆地,青藏高原东移物质受到四川盆地阻挡后更易于在低密度的一侧发生挤压形变及隆升,从而形成龙门山逆冲推覆构造带;龙门山断裂带内部在地壳结构上具有明显的分段特征,表现为沿着龙门山断裂带地壳密度变化不连续,以汶川地震和芦山地震震中为界,形成多个高、低密度异常区;同时,结合地震精定位结果分析,汶川地震及其余震多分布于壳内中央断裂带西侧高密度体内,芦山地震及其余震则集中在地壳密度变化梯级带附近并偏向高密度体一侧。四川盆地下地壳密度较高,其前缘随深度增加向青藏高原方向扩展,在上地幔顶部接近龙门山断裂带以西。松潘-甘孜块体中、下地壳虽然有一定规模的低密度体分布,但其连通性差,在平面上多形成局部低密度异常区,是否存在下地壳流仍无法给出明确的证据。     

全国环境剪应力场动态变化与强震活动研究

通过采用陈培善等深入研究地震震源谱特征得到的地震短周期体波震级m_b和地震矩M_o与环境剪应力值的关系,测算地震剪切应力强度值f_o的方法,以及由中小地震近震震级M_L和面波震级M_S估算f_o的方法,对1993年至1998年1月发生在全国(包括台湾地区)m_b≥3.8,M_S ≤5.9 地震计算得到地震震源处的相对剪切应力强度f_o值,并确定出环境剪应力场高值分布区,对高剪应力值分布区与主要活动断裂、强震活动的相关关系进行了分析研究,对全国未来1~3年强震危险区及其危险性进行了预测。     

川滇地区重力场动态变化及其强震危险含义

基于川滇地区2011—2014年的重力复测资料,系统分析了区域重力场时-空动态变化及其与2012年云南彝良MS5.7、2013年四川芦山MS7.0、2014年云南鲁甸MS6.5和四川康定MS6.3地震发生的关系.结合GPS、水准观测成果和区域地质构造动力环境,进一步研究了区域重力场变化的时空分布特征及其机理,讨论了近期区域重力场动态变化的强震危险含义.结果表明:1重力变化与川滇地区断裂构造活动存在密切空间联系,重力变化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重力资料对测区内2012年以来发生的4次MS5.7以上强震均有较好反映,地震前震中区及其附近观测到明显的区域性重力异常及重力变化高梯度带,可能是地震孕育过程中观测到的重力前兆信息.3区域重力场动态演化大体反映了青藏高原物质东流的动态效应,龙门山断裂带地壳受挤压隆起、面压缩率和重力上升变化的特征最为显著.4重力场的空间分布及其随时间变化与地壳垂直与水平运动及地质构造活动等观测结果有一定的对应关系,强震易发生在重力变化四象限分布中心地带或正、负异常区过渡的高梯度带上,研究区的一些重力异常部位仍存在中-长期大震危险背景.     

川滇地区中小震重新定位与速度结构的联合反演研究

通过震源与速度结构联合反演, 利用2000年4月至2006年3月云南和四川区域地震台网给出的P波初至走时资料, 确定了川滇地区的三维速度结构, 同时获得了川滇地区6642次中小地震的重新定位结果。 结果表明: ① 川滇地区地震震源平均深度随震级增大而加深的特征明显, 地震震级越大, 震源深度越深, 但震源下界不超过25 km; ② 在瑞丽-龙陵、 丽江-小金河以及龙门山等断裂带以西地区, 震源深度偏浅, 大多在15 km以上, 15 km深度以下地震稀少; ③ 川滇地区中小地震分布具有与强震相同的地壳深部介质背景, 震源大多分布于正、 负异常过渡区的速度相对较高一侧, 而其下方主要为低速异常分布。     

松潘-甘孜造山带地壳速度结构

位于川西地区的奔子栏——唐克深地震测深剖面以NNE走向穿越松潘——甘孜造山带．根据人工地震记录分析得到的震相走时和相关的振幅信息，确定了该剖面二维P波地壳速度结构．剖面的地壳结构可分为5层，其中第1，2，3层为上地壳；第4，5层为下地壳．上地壳中部普遍存在低速异常带，但龙日坝以北，这一低速带与其上覆的低速基底合为一体．同时，沿剖面的地壳速度结构具有较强的横向变化．据此，可将剖面分为4段，即甘孜——理塘断裂以南、甘孜——理塘断裂至鲜水河断裂、鲜水河断裂至龙日坝断裂和龙日坝断裂以北. 这与区域构造划分基本一致． 地壳厚度沿测线从南西向北东逐渐减薄，即从金沙江畔的62 km减小到黄河附近的52 km． 根据PmP震相分析，莫霍界面深度在鲜水河断裂两侧没有明显变化．全剖面的地壳平均速度较低，为6.30 km/s．奔子栏——唐克剖面揭示了该地区的造山带型地壳上地幔结构特征．鲜水河断裂带位于剖面的中部，该地区的上地壳速度为正异常，而下地壳和上地幔顶部存在负异常．笔者认为，这是一类有利于强震孕育和发生的深部构造环境．      

巴颜喀拉块体东边界千年破裂历史与2008年汶川、2013年芦山和2017年九寨沟地震

以巴颜喀拉块体东边界活动构造带为研究区,本文首先分析了该区最近一千多年的地震历史及强震活动随时间的变化,确定了2008年汶川M_S8.0地震、2013年芦山M_S7.0地震和2017年九寨沟M_S7.0地震这3次事件在这一强震活动历史中的位置,进而在圈绘长期强震破裂区图像的基础上鉴别主要活动断裂带上的地震空区。结果主要表明:研究区在最近约一千年中经历了一个强震轮回的3个阶段,包括一个平静期的后半部（1630年之前）、1630—1878年之间的过渡期以及1879年以来的强震期。后两个阶段可能代表了该构造带在经过更早、可能二三千年长的平静期或应变积累期之后出现的长达数百年、从“预释放”期（1630—1878年）到“主释放”期（1879年以来）的强震发生过程;在主释放期应变能释放呈明显加速,四川2008年汶川、2013年芦山以及2017年九寨沟地震是发生在主释放期中的3次最新事件,但是由这3次事件的发生还难以判断主释放期是否已经结束;已圈绘出研究区及其邻近地区若干活动断裂段上存在长期缺少大地震破裂的地震空区,未来仍应注意在这些地震空区再次发生大地震的危险性。      

2017年九寨沟MS7.0地震震源区速度结构与余震分布

采用九寨沟M_S7.0 （M_W6.5）地震的余震直达P波、S波走时数据,通过体波走时层析成像方法,获得了震源区及其邻区的P波和S波速度结构,并利用成像结果对余震进行了重定位。结果显示:余震主要集中分布于高、低速异常交界处偏低速异常一侧,呈走向NNW,倾向SW,倾角较高的分布特征;余震序列两侧的P波、S波速度结构揭示了发震断层两侧介质性质的差异,即上盘为刚性较强的高地震波速度区,下盘为刚性较弱的低地震波速度区。由余震分布特征和地震波速度结构推断:九寨沟地震发生在上地壳底部,发震断层具有上盘地震波速度高、下盘地震波速度低的特征;主震引起的后续破裂在上地壳内部的剧烈形变区内传播,破裂能量终止于25 km深度附近。      

重庆垫江MS4.4地震:一个可能发生在浅地表的地震

为更好地认识2016年8月11日重庆垫江M_S4.4地震的发震成因,本文首先分析了近场地震台站记录到的该地震产生的短周期面波（Rg）强频散现象,该现象表明本次地震具有明显的浅震特征。然后采用CAP方法反演了该地震的震源机制解和震源深度,结果显示本次地震是走向为近EW向的逆冲型地震,矩震级为M_W4.1,最佳震源深度为1—2 km。在此基础上,结合现场震害、烈度等震线长轴方位和地质剖面图等资料,分析认为在区域应力集中加载作用下,震源区沉积盖层内部的软弱地层产生挤压变形,导致地层内斜交的裂隙发生切层失稳滑动,从而诱发了垫江M_S4.4地震,同时排除了震源区NE走向的黄钦垭口地表断层为发震构造的可能。      

利用远震P波层析成像研究巴颜喀拉地块东缘及邻区的深部结构

为了揭示巴颜喀拉地块东缘及邻区的壳幔速度结构差异,获取2017年九寨沟M_S7.0地震的深部构造背景,本文收集了2009年5月至2016年8月期间四川及邻区数字测震台网的203个地震台站所记录到的远震P波走时数据,应用有限频体波走时层析成像方法,反演得到了巴颜喀拉地块东缘及邻区50—600 km深度范围内的三维壳幔P波速度结构。反演结果表明:巴颜喀拉地块东缘及邻区的壳幔速度结构具有明显的横向不均匀性和分区特征,松潘—甘孜地槽褶皱系、西秦岭和祁连山褶皱系的整体速度异常较低,研究区东部具有克拉通性质的四川盆地西北缘和鄂尔多斯地块南缘则呈明显的高速异常。上地幔P波速度结构特征差异表明松潘—甘孜地块的抬升可能与地幔上涌有关,巴颜喀拉地块东缘九寨沟震区及周边50—250 km深度范围内的上地幔存在低速异常,在400—600 km地幔过渡带深度范围内表现为明显的高速异常特征。巴颜喀拉地块向东南方向运移受到东部高速、高强度的扬子克拉通地块对青藏高原物质东向挤出的强烈阻挡,而九寨沟震区处于松潘—甘孜地块重要的北东边界断裂交会处附近,应力容易在此集中,这些因素均可能是东昆仑断裂塔藏段与岷江断裂北段交会处附近发生九寨沟M_S7.0地震的深部动力学背景。      

2017年漾濞MS4.8和MS5.1地震序列的微震检测及重定位

基于云南地震台网记录到的2017年漾濞M_S4.8和M_S5.1地震序列的地震目录和波形数据,采用结合波形互相关的双差定位方法得到了M_S5.1主震前7天至主震后30天共258次地震事件更加准确的震源位置,然后利用匹配定位方法获得了更加丰富的地震目录,并对其余震活动的时空演化特征进行了初步分析。双差重定位获得了漾濞地震序列中193次地震的精确位置,水平方向和垂直方向的定位误差均值分别为1.3 km和1.9 km,重定位及震源机制解反演结果显示维西—乔后断裂中南段应为此次地震的发震断层。使用匹配定位方法检测得到了1 625次中小地震事件,事件数量是云南地震台网目录中的6倍,被检测事件主要为主震后早期余震及M_L≤0微震事件。对比2016年云龙M_S5.0地震序列的研究结果后初步分析认为,“震群（多震）型”和“主余型”地震序列的一个主要区别可能是“震群（多震）型”地震序列的余震数量相对更少、余震活动衰减得更快。      

2014年新疆于田MS7.3地震的发震构造及余震特征

利用2014年10月至2019年9月期间欧空局Sentinel-1卫星采集的合成孔径雷达数据分析了2014年2月12日新疆于田M_S7.3地震的震后形变场。结果表明,此次地震造成了南硝尔库勒断裂上明显的震后形变,首次从地震形变场的角度验证了此次地震的发震构造为NE向的左旋走滑断裂,而非部分研究所认为的近NS向断裂。由合成孔径雷达干涉测量得到的多年平均速率图显示主震的西侧仅出现了少量震后余滑且仍为强闭锁区,这意味着2008年和2014年于田两次M_S7.3地震之间的区域仍存在发生强震的风险;在2014年主震的东侧,南硝尔库勒断裂和阿什库勒—硝尔库勒断裂呈蠕滑状态,故而余震较少,表明该区域近期发生强震的风险较低。      

2016年门源MS6.4地震前兆异常演化特征

本文对2016年青海门源M_S6.4地震之前震中周边前兆台站的观测资料进行了回顾性分析,结果显示有15项定点前兆测项震前呈异常,主要集中在距震中300 km的范围内,其中形变类异常最先出现,之后以流体类异常为主,临震阶段以电磁类异常为主。震前前兆异常的演化在时空上具有阶段性和迁移性,震前异常出现时间随震中距的变化划分为三个阶段:α阶段为远源场前兆异常从震中向外围扩散的过程,异常主要出现在震前390—630天;β阶段为前兆异常大范围分布,主要出现在震前100—200天;γ阶段主要为近源场异常向外扩散。      

利用两次新疆于田MS7.3地震对 图像信息方法可预测性的检验

以青藏构造块体为研究区域, 采用以往利用图像信息方法预测M7.0地震得到的较好的计算参数(网格尺度为1平方度, 预测时间窗口为8年), 系统计算了青藏构造块体1993年以来的“地震热点”图像, 特别研究了两次于田M_S7.3地震前后的图像信息演化过程, 并通过ROC方法和R值评分方法检验, 对图像信息方法在该地区的预测效能进行评价. 结果表明: ① 2008年3月21日于田M_S7.3地震和2014年2月12日于田M_S7.3地震均发生在地震热点上, 且发生在平均发震概率随时间变化的峰值点年份. ② 在回溯性检验的时间段内青藏构造块体共发生9次M≥7.0地震, 其中6次地震前震中附近均有稳定的地震热点出现, 包括两次于田M_S7.3地震. 1996年喀喇昆仑山口M_S7.1地震及2008年汶川M_S8.0地震只在个别预测时间窗内出现地震热点, 并没有出现稳定的地震热点演化过程, 而1996年丽江地震发生前震中附近则没有出现地震热点. 该结果与前人研究结果存在差异, 值得进一步研究. ③ ROC检验和R值评分结果均显示图像信息方法在本文采用的模型参数下对大地震具有较好的中长期预测效果. 本文还根据目前存在的地震热点给出了青藏高原块体2014年以后M7.0地震发生概率高的3个可能地区.