江西流体观测井网对远大震的同震响应特征及机理分析

选取2008—2022年全球M_S8.0以上、全国M_S7.0以上22个地震事件,分析江西省流体井网水位、水温测项对远大地震的同震响应特征。结果发现：不同流体井的同震响应特征不同,不同测项的同震响应特征也不一致,且井水位对地震的响应频率较高;井水位对远大震的同震响应以阶跃、震荡及持续变化为主,而水温同震响应以阶跃为主,且具有瞬时变化和持续变化2种特征;同一口井对不同地震的响应形态基本相同,而不同井对同一地震的响应形态有所区别。通过对观测井水位和水温同震响应机理的分析,认为江西流体观测井不同测项变化与井孔水文地质条件及观测系统有关。     

重庆井网水位水温同震响应特征分析

本文以2008年以来全球范围内发生的5次大地震为例,对重庆井网水位和水温同震响应特征进行了分析,结合井孔水文地质条件和自身观测条件,探讨了不同同震响应现象的可能成因并对其机理进行了探讨。结果表明,水位的记震能力优于水温,水位同震响应形态主要包括上升、下降和振荡三种类型,且同一口井水位对不同地震的响应形态不同;水温的同震响应形态主要包括上升和下降两种类型,其中只有荣昌华江和北碚柳荫井水温对5次地震均有同震响应,且同一口井水温对不同地震的响应形态相同。进一步分析表明,北碚柳荫井水位的同震响应能力优于荣昌华江井水位,北碚柳荫井水位的同震振幅与地震能密度成正比,并给出了其同震变化幅度与地震能量密度的对应关系。最后分别对水位和水温同震响应机理进行了探讨。     

2019年长宁M6.0和2018年兴文M5.7地震引起的井水位同震响应对比分析

2019年长宁M6.0地震和2018年兴文M5.7地震引起了华蓥山断裂及其附近区域8口观测井水位不同程度的响应变化。 本文对比分析各观测井水位的同震响应特征, 从地震波能量密度、 同震破裂体应变、 含水层渗透性参数变化以及断裂带控制作用几个方面探讨了其同震响应机理。 结果显示, 井水位同震响应的幅度与地震波能量密度有一定关系; 2019年长宁M6.0地震引起的井水位同震响应形态符合同震破裂体应变四象限空间分布特征, 但2018年兴文M5.7地震则不符合; 两次地震引起的含水层渗透性参数变化存在空间上的不一致性和单点各向异性, 并且断裂带自身的水文条件对井水位同震响应形态和幅度有一定的控制作用。 综合分析认为, 目前已有的几种机理无法完全解释两次地震引起的井水位同震响应现象。     

汶川地震在北京地区的形变同震响应

2008年5月12日四川汶川发生8.0级巨大地震。在这次大地震中,除压磁应力观测手段外,北京地区的钻空、倾斜、伸缩、断层、沙层、体应变等形变分值或秒值采样仪器记录到不同程度的同震响应。为了分析同震响应的表现形态及变化特征,系统搜集、整理和归纳了该地震引发的北京地区数字化同震响应信息。实际记录与分析结果表明,各类形变资料均出现不同幅度的形变震荡波,且不同仪器记震能力差别很大,验证了"九五"、"十五"和奥运保障新安装的数字化形变仪器的可靠性与灵敏性等问题。     

2021年玛多MS7.4和2022年门源MS6.9地震引起的山东井水位同震响应特征分析

2021年5月22日青海玛多M_S7.4地震和2022年1月8日青海门源M_S6.9地震引起栖霞鲁07井、枣庄鲁15井和菏泽鲁27井水位不同程度的同震响应。基于秒数据,对比分析3口井水位同震变化形态、幅度与分钟值记录的差异,并从含水层渗透性变化、地震能量密度等方面进行同震响应机理探讨。结果表明,井水位秒数据能够更加完整地记录水震波信息,更加精确展现水位同震变化形态、幅度;井水位对于远场大震的震荡形态主要受含水层水文地质条件的影响。在正常应力背景下,远场大震引起枣庄鲁15井水位同震响应的地震能量密度阈值大约是1.54×10^-4 J·m^-3。     

云龙地震台水管倾斜仪与水平摆倾斜仪同震响应对比分析

对用水管仪与水平摆仪记录到的同一地震所激发的地倾斜响应进行对比分析,结果表明:水管仪与水平摆仪这两种观测系统对远震、近震及地方震都具有不同程度的同震响应;对于同一地震,一般水平摆倾斜仪的响应幅度大于水管倾斜仪;同一观测系统的响应幅度与震级成正比,震荡时间与震中距、震级有关。     

日本9.0级、苏门答腊8.6级地震新疆地区水位、水温同震响应特征分析

对新疆地区4个流体测点的水位、水温资料在日本9.0级地震和苏门答腊8.6级地震后出现的同震响应及其特征进行了分析.结果显示,水位、水温资料对于远场强震的同震响应无相对固定变化形态,但同震响应可能具有一定的前兆指示意义.     

2021年青海玛多7.4级地震的江苏流体井水位同震响应特征

分析了2021年青海玛多7.4级地震引起的江苏流体井网水位的同震响应特征以及水位同震上升区与4.0级以上地震活动的关系。结果表明：青海玛多7.4级地震后,江苏流体井网水位出现了较大范围的同震响应,水位同震变化形态主要表现为振荡、阶升和阶降。2008年以来,4次7.0级以上大地震引起的江苏流体井网水位同震响应特征与地震活动的关系表明：水位同震响应上升区可能是区域应力集中的一种体现,它对中长期尺度中强地震的发生地点具有一定的指示意义。     

2022年芦山MS 6.1、马尔康MS 6.0地震井水位、水温同震响应特征

基于全国地震地下流体台网数据,分析了芦山M_S 6.1、马尔康M_S 6.0地震引起的地下流体井水位、水温同震响应特征。结果表明,对于芦山M_S 6.1地震水位同震响应观测井数量较多,以上升变化为主,同震变化幅度较大;而对于马尔康M_S 6.0地震水位同震响应观测井数量较少,以振荡为主,变化幅度较小;2次地震引起的水位同震响应能力均强于水温测项,水温记录同震响应的前提是同井能记录到水位同震变化;2组地震引起的同震响应特征差异主要与震源机制解、台站分布密度、同震响应机理不同等有关。     

湖南省数字化井水位对尼泊尔M 8.1地震的同震响应特征分析

通过分析湖南省数字化井水位对尼泊尔M 8.1地震的同震响应特征,我们发现,同一地震在不同观测井中引起的同震响应特征各不相同.湖南省井水位的同震响应形态以水震波为主,而且对于波动伴随阶变的同震响应类型,总是先记录到水震波然后才产生阶变.认为,同震响应形态的差异性以及初动响应时间的快慢可能与仪器、井况、井孔的构造环境以及水文地质条件等因素有关.湖南省水位观测井对远场大震的远场效应反映较灵敏,能反映区域应力场变化引起的含水层应力应变的变化.     

基于同震GPS数据的汶川大震同震应变特征研究

利用同震GPS观测数据,采用多面函数法,以数据分片拟合方式对2008年5月12日汶川MS8.0大震同震面应变进行计算,评定了计算结果的精度,并分析与强震有关的面应变变化特征。结果表明:在计算同震应变变化时,分片拟合较整体拟合得到的应变结果精度更高;同震应变结果对龙门山断裂能量释放特征及地表破坏分布有一定的反映。     

2011年日本MW9.0地震对沂沭断裂带及其两侧地区地壳运动的同震影响研究

2011年日本M_W9.0地震（简称日本地震）后沂沭断裂带及其两侧地区地震活动显著增强,研究日本地震对该地区地壳运动及地震潜势的影响十分必要.为此,本文通过112个连续GPS观测站获取了研究区高空间分辨率的日本地震同震形变场并得到如下认识：（1）8个定点地球物理观测的同震响应验证了本文同震形变场的可靠性;日本地震的东向拉张使研究区整体上处于张性同震应变状态,但存在局部挤压区域,其中莱州湾至海州湾的挤压条带穿过沂沭断裂带并对断裂带南北两段产生了不同的同震作用,对南段具有拉张作用,对北段产生挤压作用;（2）同震形变场在鲁东隆起和鲁西断块产生了显著的剪应变,地震b值显示上述区域的构造应力在日本地震后增强,因此同震形变场可能改变了这些区域的应力特征;（3）地震矩张量叠加分析显示,同震形变场短期内对鲁西断块、鲁东隆起区和沂沭断裂带南段累积了地震矩,可能有助于上述区域在日本地震以后的地震活动增强;日本地震对沂沭断裂带北段的地震矩具有释放作用,或许是该区域地震活动减弱的原因.     

重力仪与宽频带地震仪地震波信号分析及其在异常判定中的应用

以2011年3月11日日本东北M_S9.0地震和2013年11月23日3个典型地震(近震、 远震、 深远震)为例, 对泰安地震台JCZ-1甚宽频数字地震仪及LaCoste-PET重力仪的地震波信号进行频谱分析. 结果表明, 由于两套仪器的设计频率响应范围各有侧重, 其对地震波信号的采集能力也有所差别, 信号频谱分布也有所不同, 即地震仪卓越周期较重力仪偏小, 谱能量向高频方向集中, 而重力仪的频谱分布平坦且较地震仪响应周期大. 地震仪和重力仪对长周期地震波信号的响应仍有对应性和可比性, 对1 s以上的地震波信号均有响应, 对远震波形记录有较好的一致性. 宽频带地震仪和重力仪对地震波响应的特性, 为重力观测中阶变突跳等异常变化性质的判定提供了物理学指标, 对形变观测中可能出现的地震前兆异常的认识及判定具有重要意义.      

基于形变观测分析2011年日本9.0级地震与断层运动间关系

2011年3月11日日本发生9.0级地震,本文以此次地震的震间、同震和震后形变观测为约束,依据不同时段断层运动空间分布特征分析日本海沟地区强震与断层运动间关系.震间日本海沟地区,断层运动闭锁线深度约为60km,闭锁线以上从深到浅依次为断层运动强闭锁段、无震滑移段和弱闭锁段.由同震位错反演结果,2011年日本9.0级地震同震存在深浅两个滑移极值区,同震较浅的滑移极值区(同震位错量10~50m,深度小于30km)震间为断层弱闭锁段;同震较深的滑移极值区(同震位错量10~20m,深度在40km左右)震间为断层强闭锁段;而在两者之间的过渡带同震位错相对较小,震间断层运动表现为无震滑移.震后初期断层运动主要分布在在闭锁线以上的同震较深滑移极值区,而同震较浅的滑移极值区能量释放比较彻底,断层震后余滑量相对较小.依据本文同震和震间断层运动反演结果,震间强闭锁段积累10m同震位错需要100多年时间,与该区域历史上7级地震活动复发周期相当;震间弱闭锁段积累30~50m同震位错约需要300~600年时间,与相关研究给出的日本海沟9级左右地震复发周期比较一致.在实际孕震能力判定的工作中,由于不同性质的断层段在同震过程中会表现更多的组合形式,断层发震能力判定结果存在更多的不确定性,但利用区域形变观测等资料给出震间断层运动特征的研究工作对于断层强震发震能力的判定具有非常重要的实际意义.     

腾冲地震台观测井水位同震响应特征分析

以2008—2017年腾冲地震台井水位记录的同震响应事件为研究对象,系统分析该井水位的同震响应特征,结合井孔地质背景条件,对同震响应机理进行初步探讨。结果表明:腾冲地震台井水位同震响应能力随着震级增大而逐渐增强;因井震距不同,同震响应主要表现为近震阶降—复原型和远震振荡型变化;同震响应幅度随震级增大而增大,随井震距增大而减小,且水位同震变化受震级与井震距的影响力基本相当;震级越大,同震响应持续时间越长;发生井水位同震响应的地震分布具有明显区位型特点。分析认为,振荡型同震响应机理与面波作用有关,阶降—复原型同震响应机理可能与腾冲地震台观测井所处地质构造有关。     

GPS观测得到的大地震前兆地壳形变震例

综合介绍2008年汶川大地震以来,GPS观测得到的国内外10多次6—9级,不同构造、不同类型的大地震前兆地壳形变震例:2008年汶川8级大地震、2011年东日本9级巨震、2013年芦山7级,直至2020年6月墨西哥7.4级地震和7月美国阿拉斯加州以南海域7.8级地震等。利用GPS连续观测站区域参考框架水平位移时间序列和水平位移场,特别是水平位移向量时间序列的研究证明,同震水平位移是研究地震前兆形变存在的关键;利用垂直位移和水平位移向量时间序列、同震垂直位移及同震水平位移向量的分解,揭示地震弹性回跳真实方式;提出了符合GPS观测和岩石破裂试验结果的地震压-剪弹性回跳模型;根据已有震例,提出预报不同震级地震的可能性和监测临震前兆形变的GNSS站布设设想。      

巴彦浩特地震台石英水平摆倾斜仪观测资料分析

为了探究内蒙古巴彦浩特地震台石英水平摆倾斜仪观测到的背景场、固体潮、同震响应等特征对远震、近震响应的差异性,本文采用Q-Q分析、密度分析和小波分析等方法对该地震台石英水平摆倾斜仪在2015至2018年记录到的五个典型震例进行了系统分析。结果显示,近震发生前,Q-Q图和密度图中的背景场呈现明显的调整过程。此外,对本文典型震例的小波分析结果表明,石英水平摆倾斜仪所观测到的数据能够有效地识别出震前背景场扰动的高频信号,可以为周边地区中强震预测提供较好的参考。      

中国大陆GPS连续观测站测得的日本9.0级地震同震位移与震前变化

利用中国大陆GPS连续观测站资料, 获取了2011年3月11日日本9.0级地震造成的连续站同震位移。 计算结果表明, 位于我国东部尤其是东北地区的台站在水平方向都有明显的同震位移, 且离震中越近同震位移量越大, 其中绥阳站的水平同震位移量最大, 达到33 mm。 通过对时间序列分析发现, 有明显同震位移的连续站, 震前水平方向的运动速度都有放缓的趋势, 可能是一种形变前兆现象。 这些GPS观测到的同震位移及震前运动速度异常, 对于进一步研究前兆地壳运动、 地震动力学特征以及精化中国大陆地壳运动速度场都有重要意义。     

Central Chile: An example of quasi-static crustal behavior

Abstract Indications of transient crustal displacement associated with the 3 March 1985, M, = 7.8, Central Chile earthquake are evidenced by various observational devices. Almost half a meter of coastal uplift at localities close to the epicentral region was detected by repeated leveling lines. A tide gauge at Valparaiso revealed minor coseismic coastal subsidence (∼ 10 cm) continuously developing after the earthquake. Two limnigraphs, 27 km apart, that were situated at the extremes of Rapel Lake to the south of the leveling line, have recorded continuously the equipotential lake level for more than 10 years, providing a permanent very-long-base tiltmeter. The water level difference at the two limnigraphs as a function of time resembles a ramp function, beginning approximately at the time of the earthquake occurrence and gradually developing over a period of 10 months with a maximum amplitude of 120 mm or 4.4 p radians in tilt. The shape of the time-dependent tilt is mimicked by the sea level signal recorded at Valparaiso, ∼ 100 km away from Rapel Lake, showing a maximum coastal subsidence of 0.6 m. Comparisons of sea level changes produced by the 1971, M, = 7.5, earthquake indicates that they represent rupture in different portions along the seismogenetic region as well as a different rupture mode. Gravity surveys carried out in three different pre- and post-seismic epochs, along the segment of the leveling line which shows major coseismic uplift, indicate that the whole region has subsided, post-seismically, 10 em in 5 years. These observations are interpreted in terms of a variable slip dislocation model. Inversions show that it is the more than 2 m of fault displacement in 10 months of post-seismic movement along the contact between the Nazca and South America plates, which is interpreted to be responsible for the time-dependent elevation changes.