2022年门源6.9级地震的GPS形变特征

利用1999～2021年的GPS观测资料研究2022年门源6.9级地震震中附近区域的地壳形变特征。速度场在祁连山-海原地震带两侧呈现出明显的“南大北小”特性。发震断层速度剖面结果显示,断层两侧挤压速率为3.1 mm/a,走滑速率为3.9 mm/a,这与走滑为主的震源机制解一致。门源地震位于主应变率场和面膨胀率场高值区向低值区过渡的梯度带上,发生在最大剪应变率场和应变率第二张量不变量高值区边缘地区。同震库仑应力触发了大部分的余震,对冷龙岭断裂到海原断裂的地区有一定的应力加载作用。综合地壳形变特征和库仑应力等分析结果认为,冷龙岭断裂到海原断裂地区的地震危险性有所提高。     

2016年青海门源MS6.4地震前的区域地壳形变特征

选取2016-01-21青海门源MS6.4强震发震区域周围200 km范围的10个连续GPS观测站和74个流动GPS观测站资料,分析研究2016年门源MS6.4地震之前的区域地壳形变特征：1）基于10余年GPS资料的速度场计算结果表明,发震区域所处的祁连-海原断裂系具有显著高于周边区域的地壳应变率和地震矩累积率。在发震区域20 km × 20 km范围内,最大和最小主应变率分别为21.5 nanostrain/a（方向NW-SE,拉张）和-46.6 nanostrain/a (方向NE-SW,挤压),地震矩累积率达17.4×1015 N·m/a。主应变挤压的主轴方向与本次地震的震源机制相一致。2）基于震前6 a连续GPS观测站坐标变化时间序列的计算结果表明,自2010年以来,发震区域的面膨胀值随时间呈“非线性”不断变小的趋势,反映出发震区域一直处于应变的挤压缩减状态,但在震前的2~3个月,面膨胀与最大剪切应变均发生了一次明显的反向趋势变化。这些震前的地壳形变异常变化,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。     

台湾集集7.6级地震前后福建沿海地区的地壳运动

对福建GPS网的5期观测数据(1995、1997、1999、2001、2003)进行了统一处理,得到4个时段(1995~1997、1997~1999、1999~2001、2001~2003)ITRF2000的站速度、福建地区的整体旋转参数和主应变参数。福建地区存在一致的南东向运动地震前(第1时段)运动速度平均为32.1mm/a;震时和震后两年时间内(第2时段)运动速度大幅度增加到38.7mm/a;震后第2个两年(第3时段)运动速度相对于第2时段大幅度减小为30.0mm/a;震后第3个两年(第4时段),运动速率相对第3时段有较大增加并超过了第1时段。福建地区的主应变场,在震前主压应变率(12.4×10-9/a)大于主张应变率(7.1×10-9/a),地壳表现为弹性压缩,主压应变轴为N70.9°W;震后应变场发生了相反的变化,主压应变轴变成了主张应变轴,主张应变率(28.9×10-9/a)大大超过主压应变率(3.7×10-9/a),地壳表现为南东方向弹性伸展,第3时段与第4时段主压应变率逐渐增加,主压应变轴也逐渐恢复到震前的方向。福建地区从1995年到2003年地壳运动速度场与应变场随时间的变化过程,反映了集集大地震发生前后区域应力场加强、弹性应变能积累,震时和震后弹性应变能快速释放与逐渐调整恢复的过程。     

1999年集集地震前后台湾地区地应变率场的分布及其动力学成因

利用集集地震震前(1990-1995年)及震后(2003-2005年)的GPS观测资料,对台湾及附近地区的地应变率场进行了计算.计算结果显示,集集地震前后,台湾地区的应变率场分布格局基本一致,最大主压应变率的最大值位于台湾东部的海岸山脉地区,方向与台湾岛倾斜相交;主压应变由东向西迅速衰减,在中央山脉地区主压应变率小于主...     

两次门源MS6.4地震前垂直形变的对比分析

利用甘肃民乐至青海门源的多期跨断裂水准资料,对比分析了1986年、2016年两次门源6.4级地震前的垂直形变。结果表明：1)两次地震前的孕震背景不同。1986年门源地震前祁连山相对民乐盆地大幅上升,区域压应力呈增强状态;2016年门源地震前祁连山相对民乐盆地上升不明显,区域压应力相对松弛。2) 两次地震前垂直形变表现形式不同。1986年门源地震前冷龙岭断裂附近出现加速上升,2016年门源地震前冷龙岭断裂附近出现上升和下降相间的不稳定变化。3)两次门源地震前在发震断裂附近都观测到地表隆起区,与地震孕育的膨胀模式相吻合。     

东北地区近期水平形变应变场研究

根据2011年和2013年东北地区GPS观测资料计算得到的地壳水平运动场和连续主应变场,研究了东北地区地壳运动特征和应变应力状态, 求解块体运动参数,计算东北主要断裂带的错动速率和断层应变应力状态,分析断裂带活动性。研究表明,2011～2013年期间,东北地区东部运动规律性相对较好,且东部运动场收敛于珲春-龙井一带,向东位移;中部和西部运动场一致性较弱,位移方向相对分散。主应变反映出,东北地区2011～2013年主压应力轴优势方向为NE55°。两个水平主应变轴都缩短的挤压区分布面积较小,两个主应变轴都伸长的拉张区次之,最小主应变轴缩短的区域和最大主应变轴伸长的区域所占比重最大。该时段Ms≥5.0地震集中在2013年,地震多发生在运动方向转折带附近及挤压-剪切活动区,最大的5.8级地震发生在不同运动区交界带和挤压作用相对强烈的构造带。     

用多分量钻孔应变仪资料推算测区附加应变场方向

以福建漳州台深井观测资料为例,探讨用多分量钻孔应变仪资料推算测区附加应变场方向。依据观测资料的特征,把动态应变场分解为背景应变场和附加应变场。为了研究附加应变场主应变方向的变化特征,采用“钻孔加衬模型”公式,计算了主应变方向矢量,绘制了矢量轨迹图,结果为顺时针旋转的椭圆。在2010年3月4日台湾高雄6.7级地震前,矢量轨迹图有比正常情况更零乱、离散的现象。     

昆仑山8.1级地震前中国大陆的构造应变背景

利用“网络工程”1998～2001年累积的1181个测站的GPS重复观测资料，采用双三次样条函数模型建立中国大陆水平运动模型速度场，用大地坐标在椭球面上计算各类应变场，详细分析了2001年昆仑山8．1级地震前中国大陆水平构造应变场空间分布特征。各类构造应变场的最高值都出现在喜马拉雅构造带与昆仑山地块内(地震断裂带南侧)，鲜水河—安宁河断裂带次之。分析表明，昆仑山8．1级地震正好发生在张性面膨胀应变率的高值区，第一、第二和最大剪应变率高值区边缘的突变区和最大、最小主应变率的高值区。     

2022年门源MS6.9地震同震应变观测

以2022年门源M_S6.9地震为例,将17个台站的四分量钻孔应变仪1 sps采样率的同震应变观测值与利用QSSP软件正演计算得到的同震应变模拟值进行拟合,分析二者的相关性。结果表明,17个台站NS向和EW向的P波波形拟合较好,相关系数平均值分别为0.835和0.842,达到高度相关,表明钻孔应变观测数据可较好地反映地震破裂信息,在理论上进一步验证钻孔应变观测数据可用于地震破裂过程的研究。     

西秦岭北缘断裂分段运动变形特征分析

利用1999~2007年和2009~2013年西秦岭北缘断裂及其邻区的GPS观测数据,基于跨断层速度剖面,结合断裂带邻区应变率场的分布,综合分析断裂带的分段运动变形特征。1999~2007年观测结果表明,西秦岭北缘断裂各次级断裂段均表现出左旋走滑兼挤压的运动特征,其中锅麻滩段的活动性明显高于其他3条次级断裂;GPS主应变率场显示,沿西秦岭北缘断裂,各次级断裂所受主压应变的方向基本一致,均为NE向,但是各分段主压应变的量值变化较为明显,锅麻滩段和鸳凤段所受主压应变明显大于漳县段和天水-宝鸡段;主压应变所表现出的分段特征与跨断裂GPS站点剖面反映的结果比较一致。2009~2013年观测结果表明,漳县段滑动速率增加,主张应变率增大,可能与岷县漳县地震的发生有关。综合分析跨断层剖面和主应变率场反映的断裂带远场和近场变形特征认为,西秦岭北缘断裂4条次级断裂已处于闭锁状态,并且存在一定的应变积累,其中天水-宝鸡段平行断裂滑动速率和垂直断裂的挤压速率均较低,可能表明其在西秦岭北缘断裂4条次级断裂中闭锁程度最高。     

甘肃青海部分地区流动地磁场时空分布特征

2021-05～2022-01青海地区陆续发生玛多M_S7.4、德令哈M_S5.8和门源M_S6.9地震。为深入探究上述地震的震磁关系,利用2019～2021年流动地磁场三分量矢量数据,探讨区域基本磁场与岩石圈磁场的时空分布特征及岩石圈磁场各分量年变与该区域中强地震的关系。研究发现,3期区域基本磁场的时空分布相似。震前最近一期岩石圈磁场资料显示,震中位置H矢量幅值弱变、方向偏转;震中位置与D、I、F、Z分量零值线的距离在200 km以内,玛多M_S7.4、门源M_S6.9地震震中位置与Z分量零值线的距离仅为5 km、20 km。此外,部分岩石圈磁场分量在2次强震前1 a呈现明显异常。     

漾濞6.4级地震前后云南地区GNSS应变场变化分析北大核心CSCD

利用GAMIT/GLOBK软件对2018~2021年以来云南地区43个GNSS连续观测站数据进行处理,获得时间序列,采用克里金插值方法计算获取应变率场,分析漾濞M_(S)6.4地震前后区域应变场变化。结果表明,地震危险区应重点关注面应变压缩区域和最大剪应变高低值转换区域;漾濞M_(S)6.4地震发生在前期面应变压缩区域,震后又迅速转变为拉张状态;漾濞一带长期处于最大剪应变率高值区,剪切活动较强,震中附近的最大剪应变率在震前出现短期区域应变积累速率快速降低的现象。     

门源6.4级地震前跨断层水准前兆性指标异常与震后变化

利用2016-01-21门源6.4级地震前祁连山断裂带跨断层短水准观测资料以及震后数天的加密复测结果,综合观测曲线、异常时空演化特征及特征强度指标,分析门源震前断层形变异常及震后变化。结果显示,2015年该断裂带中东段集中、增多且以突跳为主的断层形变短期群体性异常与这次门源强震有一定关联,具有中短期-短期前兆意义;震后复测结果以转折特性为主,同震变形不是很大。     

利用GNSS资料分析云南地区M≥5.7地震前应变场分布特征

对云南地区43个GNSS连续站2012-01~2018-12站点位移时间序列进行深加工处理,以期间发生的7次M≥5.7地震为样本,分别获取震前面应变和最大剪应变分布,并对震前应变场分布特征进行研究。结果表明：1) 7次M≥5.7地震前,云南地区存在显著的面应变变化趋势,多数情况下存在强挤压和强拉张并存的格局,累积面应变一般超过±4.0×10^-8,地震多发生在面应变(特别是面挤压)变化的高梯度带上;2) 7次M≥5.7地震前,云南地区存在显著的最大剪应变变化趋势,累积最大剪应变一般超过5.0×10^-8,地震多发生在最大剪应变变化的高梯度带上;3) 面应变(特别是面挤压)和最大剪应变变化的高梯度带可作为研判未来M≥5.7地震发震地点的重要区域。     

基于InSAR约束的2022年泸定MW6.6地震同震滑动分布及库仑应力变化

基于Sentinel-1A升降轨影像数据,利用D-InSAR获取2022-09-05泸定地震视线向同震形变场。首先利用贝叶斯方法搜索断层的先验几何参数,利用非负最小二乘原理反演断层精细滑动分布,然后根据断层滑动分布参数计算震中附近库仑应力变化,最后利用震间GPS速度场数据计算发震区震间应变场。结果表明：1)泸定地震的同震形变场沿视线向的最大形变量为15 cm; 2)泸定地震是一次典型的左旋走滑型地震,断层走向为NNW-SSE,约167°,沿走向破裂约为55 km,倾角约74°,断裂深度主要为0～17 km,最大滑动量约为1.12 m,对应深度为1 km,释放的总地震矩为1.02×10¹⁹ Nm,对应矩震级为M_W6.64;3)鲜水河断裂带南东段、安宁河断裂带北段和玉龙希断裂中北段处于应力加载状态,未来发生地震的可能性较大;4)震源区位于拉张应变和挤压应变的转换区域,该应变转换区可能与多个不同活动块体在该地区的交会有关。     

GPS资料揭示的汶川8.0级地震前地壳动态演化特征

利用中国大陆1999年以来3个时段的GPS速度场,研究了汶川8.0地震前的地壳动态演化特征。研究结果显示：1)汶川地震发生在区域地壳挤压运动明显受阻的区域,孕震区附近存在一较大的障碍体,震中附近断层多年来处于强闭锁状态;2)随着地震发生日期的临近,震中西侧压性区表现出明显的向东逐步扩张态势,局部地区主压应变方向出现向北偏转,右旋剪切作用明显增强;3)汶川地震同震变形及6级以上余震分布表现出的区段性与断裂带及附近分段性运动变形特征密切相关。     

中国大陆几个主要地震活动区的水平形变

利用中国地壳运动观测网络的GPS复测资料 ,对川滇、青藏高原东北缘、新疆和华北 4个主要地震活动区水平形变的特征进行了分析。结果表明 :①川滇地区的整体变形为 :最大主应变率 9.7± 0 .8(应变率单位均为10 -8/a) ,最小主应变率 - 10 .7± 1.8,最大剪切应变率 2 0 .3± 1.7,面应变率 - 1.0± 1.9;最大主应变方向 33°。②青藏高原东北缘地区的整体变形为 :最大主应变率 8.0± 0 .6 ,最小主应变率 - 15 .1± 1.1,最大剪切应变率 2 3.1±1.2 ,面应变率 - 7.1± 1.2 ;最大主应变方向 14 0°。③新疆地区的整体变形为 :最大主应变率 2 .4± 0 .8,最小主应变率 - 9.1± 0 .8,最大剪切应变率 11.5± 1.1,面应变率 - 6 .7± 1.1;最大主应变方向 10 8°。④华北地区的整体变形为 :最大主应变率 2 .7± 0 .3,最小主应变率 - 1.4± 0 .3,最大剪切应变率 4 .2± 0 .4 ,面应变率 1.3± 0 .4 ;最大主应变方向 173°。⑤每个地区内部既包含上述的整体变形 ,又存在明显的差异运动 ,川滇地区最突出 ;青藏高原东北缘和新疆地区最为有序 ,华北地区相对比较零乱。文中还给出了这 4个地区的应变和水平运动图像。     

山西断陷带的形变应变特征及地震活动

根据GPS点观测结果计算得出山西断陷带各地段1999-2003年的水平形变场存在差别，并有瞬时变化，应变场也有同样的情况。山西断陷带内的M≥4地震多发生在GPS点位移速率矢量较大的地区，且随着震级增大形变特征也愈显著。地震区的最小主应变速率和最大剪应变速率一般都较大；最小主应变轴的优势方向各时间段差别较大。山西断陷带的主体走向与最小主应变速率轴夹角较小，与最大主应变速率轴夹角相对较大，在最小和最大主应变速率轴代表的主压应力和主张应力共同作用下，山西断陷带的主体应变发生右旋张剪活动。     

基于多尺度球面小波分析云南地区应变特征

使用GAMIT/GLOBK软件处理2011~2016年云南地区GPS区域站观测数据，扣除同震影响、区域欧拉均匀旋转矢量后，得到该区域的GPS水平速度场，并采用多尺度球面小波模型获取分解尺度分别为6、7、8和9时的云南地区GPS应变场，然后结合云南地区历史MS5.0以上地震信息，以及小江、红河等区域断裂活动情况分析该区域应变场的空间分布特征。结果显示，在区域应变场整体解算中，利用球面小波方法能够适应测站点的疏密变化，多尺度估计地表应变场。主应变、面膨胀和剪应变等分析结果与区域历史地震信息及对应区域断裂活动性质具有较好的吻合性。从应变结果看，红河断裂可能是具有重要构造意义的活动断裂，应变特征显示云南区域被红河断裂划分为2个特征区域；云南地区的鲁甸、腾冲、普洱、大理区域可能是地震活动较为剧烈的区域；小江断裂带中的嵩明区域在不同应变特征中均表现出高度异常，后期应予重点关注。
     

2021年青海玛多7.4级地震前应变演化特征分析

计算1999～2016年、2017～2020年青海玛多及其周边地区GNSS速度场,同时采用连续滑移回归方法获取该地区震前面膨胀率、主应变率及最大剪切应变率,分析其动态演变特征。结果表明：1)震前该地区构造运动并未出现明显调整;2)震前震中附近区域面膨胀率下降,说明震中附近区域应变能累积降低;3)震前震中附近区域最大剪切应变率和主应变率有所增强,说明震中附近出现应力调整现象,剪切作用增强。