汶川M_S8.0地震孕震机理研究

2008年5月12日发生了震惊中外的汶川Ms8．0大地震,造成了惨重的生命财产损失。自我国有详细前兆观测记录以来,这是首次发生8．0级逆冲型大地震。这样的大地震事先未能察觉,与缺少该类型大震的震例和经验有关,毕竟目前的地震预测还主要依赖已有的经验。因此,这次大地震发生后,回顾和研究已有的各种观测资料,从中寻找逆冲型大地震孕育发生的机理,     

汶川M_S8.0地震孕震机理的形变证据与模型推演

2008年5月12日发生了震惊中外的汶川Ms8.0大地震,造成了惨重的生命财产损失.自我国有详细前兆观测记录以来,这是首次发生8.0级逆冲型大地震.这样的大地震事先未能察觉,与我们缺少该类型大震的震例和经验有关,毕竟目前的地震预测还主要依赖已有的经验.     

汶川M_S 8.0地震InSAR同震形变场特征分析

采用7条地震前后日本ALOS/PALSAR整轨数据,利用D-InSAR技术提取了2008年5月12日四川汶川地震500km×450km的地表连续同震形变场。形变场覆盖了金川—石棉、黑水—乐山、松盘—彭山、南坪—简阳、康县—重庆所有区域,包括了理县、汶川、茂县、北川、青川等重灾区域。结果显示,整个形变场影响范围较大,四川盆地出现了不同程度的地表形变。发震断层附近的非相干区域显示此次地震地表主破裂带在北川-映秀断裂带上,可以追踪出地表破裂带从汶川县映秀镇西南震中附近一直到青川县苏河北侧,全长约为230km。在发震断层西南段汶川至茂县一带,非相干条带的宽度明显大于其它段落,这与彭县-灌县断裂(前山断裂)的都江堰—安县段地表破裂段密切相关,地表破裂带长约70km。在远离发震断层的区域,西北盘总体表现为抬升,东南盘表现为沉降。但在发震断层附近,断层两侧均表现为局部抬升,且沿断层形变量分布很不均匀,表现出较强的分段性,显示出发震断层以逆冲为主的断层性质。从美国哈佛大学(Harvard)、美国地质调查局(USGS)与美国国家地震信息中心(NEIC)、中国地震台网中心(CENC)所给出的震中位置和发震时刻的差异来看,也反映出     

2008年汶川8.0级地震孕震机理研究

用三维流变非连续变形与有限元相结合（DDA+FEM）的方法,在青藏高原及邻近地区三维构造块体相互制约的大背景中,考虑了龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度和分层的明显变化,及断裂带东侧四川盆地及鄂尔多斯块体坚硬地壳阻挡的影响,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的速度场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上,模拟计算现今构造块体边界断层上表征剪应力及法向应力等综合影响的危险度分布.结果表明,上、中地壳层危险度分布中危险度较高的地段多数与近几十年来发生的七级以上大震区域基本一致.包括2008年汶川8.0级等大震的发震断层.通过分别对龙门山断裂带东西两侧的两种不同构造格局进行试算表明,龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度、分层与物性明显变化对汶川大震的孕育发生均起了关键性作用.计算得到的应变率强度分布图可见,高原东部整个边缘地带均接近应变率强度的陡变带.其中以龙门山断裂带上的陡变最为明显,西侧应变率强度是东侧的近4倍,而且断裂带东侧应变率强度等值线衰减比西侧快.反映了汶川大震逆冲型发震断层地区独特的特征.此外,由计算得到的应变能密度分布图可见,龙门山断裂带在上、中地壳层中均位于宽度相同、其走向与龙门山断裂带走向一致的高应变能密度带中,在上地壳层这个带的东西两侧则是应变能密度较低的地区,而在中地壳层,其强度在断裂带东侧逐渐向东衰减,西侧应变能密度高,而东侧应变能密度较低.表明在印度板块强烈推挤作用和高原各构造块体相互制约及龙门山断裂带东西两侧特殊构造环境中,高原地壳物质向东水平运动,受到龙门山断裂带东侧介质刚性强度较大的四川盆地阻挡,使得汶川大震发震断层在大震前已积累了相当水平的应变能,并同时处于力学上的不稳定状态.     

2008年汶川M_S8.0地震前地震活动异常特征

分析了汶川地震前地震活动时空演化特征．结果表明:①汶川地震前38a龙门山断裂带及其附近形成5级地震背景空区,震前6.5a形成ML4.0地震孕震空区,震前1a孕震空区内部及其两端相继发生多次ML4.0—5.0地震,空区缩小;②中国大陆西部及邻区2001年以来处于大震活跃时段,而中国大陆内部地震活动水平非常低,出现非常显著的7级、6级和5级地震平静;③南北地震带7级以上地震在时间上具有准周期特征,空间上存在由南向北迁移的特点,汶川地震的发生符合这一规律;④1998年以来南北地震带中段为7级地震空段,汶川地震就发生该空段内;⑤2003年云南大姚地震后,南北地震带地震活动显著增强,且在中、南段形成4.6级以上地震环形分布,四川及其附近表现为异常平静,同时震群活动显著,且在4.6级地震平静区内形成震群空区,汶川地震就发生震群空区的边缘,震前8个月,震群频度出现高值异常;⑥汶川地震前7个月,青藏块体大范围ML≥4.0地震平静103d,2008年1月13日以后平静区逐渐解体,至汶川地震前４级地震平静区缩小到巴颜喀拉地块,汶川地震就发生在巴颜喀拉地块的东边界带上,汶川地震前3 个多月,孕震空区内部出现NW走向的3级地震条带,与龙门山断裂带斜交．      

汶川Ms8.0地震孕震机理的形变证据与模型推演

该文展示了汶川Ms8.0地震区域南部多年流动水准测量给出的形变隆起图像、震前川滇地区GPS给出的区域尤旋转基准下的两期水平形变图像、发震断裂带上耿达跨断层短水准震前变化以及GPS给出的震源区同震水平形变和垂直形变图像.经综合推演,给出了一个板内逆冲型强烈地震孕育发生的模型,简称为"压升冲降"模型,可使上述各异常变化的形变图像得到比较统一和一致的解释.     

汶川M_S8.0地震引起的甘肃数字化水位、水温同震响应特征分析

分析了汶川MS8.0地震引起的甘肃"十五"数字化水位、水温同震响应特征.结果表明:①响应灵敏性上,水位高于水温,井孔水温下段高于中段;②响应起始时间上,不论是水位还是水温,均出现在S波达到之后;③同井并行观测的不同测项上,响应起始、结束或转折时间水位均早于水温;④响应起始时间与震中距的关系,当震中距相差比较大时,各测项起始时间随震中距的增大而延迟;⑤响应的曲线形态上,水位、水温大多表现为下降变化,并且同井观测的水位和水温在形态上很相似,具有很好的协调性特征,即同为上升或同为下降或同为振荡.通过对变化较稳定的响应过程进行曲线拟合分析,结果显示水位的响应曲线几乎均为3次曲线形态,而水温的响应曲线几乎均为对数形态.     

2008年5月12日汶川8.0级地震孕震机理研究

本文用三维流变非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏高原及邻近地区三维构造块体相互制约的大背景中,考虑了龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度和分层的明显变化,及断裂带东侧四川盆地及鄂尔多斯块体坚硬地壳阻挡的影响,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的速度场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.     

汶川地震和芦山地震的孕震机理及震前中长期地震危险性研究

运用非连续变形分析法与三维有限元法相结合的方法,以GPS资料作为位移速率和震源机制的约束条件,通过数值模拟研究了青藏高原及其东侧邻区构造地块的运动、变形、相互作用及其与近30年来发生于该区的大地震之间的关系。研究中引入了以应力与摩擦强度的比值定义的断层“失稳危险度”,通过数值模拟计算得到了研究区地壳块体边界断层的失稳危险度分布。结果表明,失稳危险度高的地段与近期该区发生的M_S≥7.0地震所在的位置基本一致,其中龙门山断裂带上包括汶川和芦山大地震的发震断层均为失稳危险度最高值地区。计算得到的应变率强度分布图显示,青藏高原东部边缘整条地带均为应变率强度的陡变带,特别是以龙门山断裂带上的陡变最为明显,其西侧应变率强度为东侧的近4倍,而且,这个带位于宽度相同、走向与龙门山断裂带走向相一致的高应变能密度带中,表明这两次大地震前,作为其发震断层的龙门山断裂带已积累了相当高的应变能,失稳危险度高,处于力学上的不稳定状态。模拟计算得到在上地壳层中,2001年昆仑山口西M_S8.1地震引起汶川、芦山地震发震断层的库仑破裂应力增加约0.016 MPa,相当于龙门山断裂带约两年的应力积累,也就是说,使汶川、芦山地震发震断层的失稳破裂提前了约两年。 此外,关于2008年汶川M_S8.0地震的模拟计算表明,汶川地震的发生也使包括芦山地震发震断层的龙门山断裂带西南段和东昆仑断裂带东南端的库仑破裂应力增大,应变能积累增强,这说明汶川M_S8.0地震的发生对已处于失稳危险度较高状态的2013年芦山地震和2017年九寨沟地震发震断层的提前失稳破裂起到了促进作用。      

汶川8.0级地震地壳形变与“三向应变结构”孕震机制的探讨

我们的研究得出,地震发生时所引起的地壳形变是地震孕育时地壳与岩层应变的逆向反映.也就是说,孕震体破裂时的应变方向与地震孕育时的应变方向是相反的.地震的破裂是应变逆转的破裂,否则地震孕育时所储存的弹性应变能与重力势能就不能释放出来,这是机械能储存与释放的物理定律所规定的.地震的孕育与发生是不能违背这一普遍的物理定律的.因此,从地震发生时所引起的地壳形变就可以推断地震孕育时地壳岩层所发生应变的规律性.     

汶川8级地震的调制背景研究

一些研究表明中强以上地震的发生可能与水平引潮力极值状态有关。如1966年邢台、1967年河间和1976年唐山等几次强地震的发震时间都在朔、望的半日潮水平引潮力极大值时刻附近。而当处于朔、望大潮时,半日潮水平引潮力的极大值时刻即总的水平引潮力极大值时刻。有学者对上世纪全球的7级强震统计也表明许多大震都发生在日、月对震中区水平引潮力的极值附近。     

汶川8．0级地震前后区域重力场时空动态变化研究

（1）1998--2000年,整个测区重力变化不大,重力变化在-60～＋20×10^-8m／s^2之间。重力变化最大的地区是测区南部的滇西地区,呈现局部重力负值异常,测区中南部的四川地区表现为以龙门山断裂为界,西部川西高原重力负值变化,东部四川盆地重力正值变化;2000--2002年,整个测区重力变化较为剧烈。重力场总体以正值变化为主,     

重力场动态变化与汶川M_S8.0大震

地震重力观测主要监测地表或空间重力场时间变化,即动态重力变化。动态重力场变化是地表位移运动（主要为测点垂直位移）和地球内部物质运移或变化的综合反映,是地球内部运动（主要为地壳运动,其表现为物质密度变化和变形的耦合运动）的重要表征物理量。地震的孕育过程包含于地壳运动过程中,因此,通过对动态重力场变化的深入分析,     

2008年汶川8.0级地震对地震预测研究的启示思考

2008年汶川8.0级地震已经过去10年, 在此期间关于地震预测相关的基础研究和实践工作从未停止, 本文作者从地震预测业务人员角度, 分析了2008年汶川8.0级地震相关的地震地质、 大地测量、 地震学、 前兆观测异常等方面的现象。 针对不同研究方向, 从震情跟踪角度提出了预测意义的讨论、 可能问题的分析、 不成熟的一些建议, 并就综合预测给出了一些粗浅的思考和认识, 期望对地震预测预报工作起到抛砖引玉的作用。     

汶川8．0级地震氡震后效应特征及其机理分析

氡作为地下流体映震敏感组分,是目前国际上用于获取地震前兆异常的7大观测指标之一。在利用氡进行地震预报过程中,工作者往往通过对氡宏观异常表征的分析总结,来归纳一些经验性与统计性的前兆异常信息,但对于前兆异常的可靠性判定还未能提供充分的依据。主要原因是对特定区氡异常机理不能做出合理的解释,关键是没能对氡的来源、迁移、衰变做更加深人的研究。     

龙门山及汶川M_S8.0级地震垂直形变场研究

2008年5月12日四川汶川MS8.0级大震,不但对震区人民群众生命财产带来重大灾难,也给地震工作者带来了一系列新的科学挑战。汶川地震发生之后,中国地震局迅速启动了汶川地震地表破裂地质调查、龙门山断裂带地壳结构地球物理探测、龙门山断裂带及汶川地震地壳形变场监测、汶川地震工程震害调查等一系列科学考察工作。本报告主要介绍本次科学考察工作就汶川8.0级地震及龙门山断裂带垂直形变所取得的监测研究成果。     

汶川8.0级特大地震与紫坪铺水库蓄水关系的讨论

汶川8．0级特大地震造成了全国以四川地区为中心向外辐射的诸多水库震损,同时这次大地震也引发了对于高地震烈度区修建水库大坝一系列问题的讨论,其中包括对水库诱发地震的讨论,甚至有学者提出这次大地震与岷江上修建的紫坪铺大坝有关的论述。针对这种情况,本文分别从历史角度并结合国内外已经发生的水库诱发地震实例,明确了水库诱发地震的基本概念,论述了水库诱发地震的特点及其与天然构造地震的差别。本文最后就汶川8．0级特大地震与紫坪铺水库蓄水给出了自己的观点。