芦山地震（MS 7.0）前甲烷释放与大气增温异常

汶川地震(MS 8.0)后甲烷等流体在地震中所起的作用引起国内外学者广泛关注,但是目前的观测研究中所用的数据多来源于地面或地下基站,站点分布零散,维护困难,难以开展大范围的实时监测。文中利用美国Aqua卫星红外探测器（AIRS）反演出的甲烷浓度数据,研究了芦山MS 7.0级地震前龙门山地区甲烷浓度的变化与震前大气增温异常的关系。研究表明,该探测器可以观测到震前地下甲烷的释放,为地震前兆监测提供新途径;芦山地震前甲烷释放受断裂带控制明显,主要集中于龙门山断裂、荥经-马边断裂和金坪断裂及其周边;震前大气增温异常与甲烷释放关系密切。最后探讨了地下甲烷等流体的释放机理,认为甲烷等流体的释放与地震前上地壳岩石中裂隙的发育和扩展有直接关系。     

芦山地震：一个成功的中期预测案例

2013年4月20日MS 7.0级芦山地震是2008年汶川地震以后龙门山断裂带的又一个灾难性的地质事件。文中回顾了对芦山地震的成功中期预测并给出了预测的依据。2012年11月25日上午,中国地球物理学会天灾预测专业委员会讨论中国西南地区中期地震预测问题。专业委员会主任耿庆国回顾了2012年4月作出的中期预测,认为2012年5月至2013年5月期间,在我国西南地区可能存在MS 7~8级地震。参加会议的委员们同意这一时间预测和震级预测,但是在震中位置预测方面存在不同意见。文章第一作者在会上作了一个报告,并展示了确切的震中预测位置图,即位于四川省雅安与康定连线的中间位置。这一预测的依据主要有两个方面：一方面,雅安西侧与汶川两地,具有两个特征相同的独立的卫星重力局部高异常;二是汶川(5·12)大震只是释放了龙门山断裂带北东段的能量和应力,这导致能量和应力在龙门山断裂带南西段,特别是南西端与重力异常突变叠加区(即中上地壳密度突变区)的加速积累和集中。芦山地震震中位于雅安芦山,与预测震中位置仅相差80 km,发震时间在2013年5月前。芦山地震中期预测的成功给予我们很多启示。作为一种地质过程,地震应该有其自身的规律可循;成功的地震预测需要多方面观测信息的综合分析,正是基于此,目前迫切需要国家的或者国际的具有综合分析经验的专家组和有效的前兆信息平台;卫星重力异常数据的处理和更新将有助于缩小强震预测的包围圈。     

芦山7.0级地震与巴颜喀拉块体中东段的活动性

巴颜喀拉块体及周缘是近年来中国大陆大震主要发震区域之一,2013年4月20日四川省芦山7.0级强烈地震就发生在巴颜喀拉块体东缘的龙门山断裂带的西南段上。以巴颜喀拉块体中东段为研究区,通过对该区域地震前后的多期区域水准观测数据和GNSS连续站观测数据进行计算处理,得出研究区垂直形变速率图像和水平形变速率图像;结合区域地质构造,建立地震诱发模型,解释芦山地震主震发震和余震活动源于龙门山断裂带中大型块体的突然断裂和小型块体集合的流动机制;通过对垂直形变速率图像和水平形变速率图像的分析,认为芦山地震是龙门山断裂带逆冲活动的结果,东昆仑断裂带中东段未来大震发生的可能性增大;提出未来5年基于区域水准测量和GNSS测量为技术手段的监测建议。     

汶川、芦山地震前龙门山断裂带地壳形变特征对比分析

为研究2008年汶川地震和2013年芦山地震前地壳形变特征,本文利用1999—2015年四期GPS速度场和1990—2017年跨断层短水准资料,对跨断层GPS速度剖面、GPS应变率场、断层闭锁程度和滑动亏损、跨断层年均垂直变化速率等进行了分析讨论,总结了汶川和芦山地震前后龙门山断裂带三维地壳变形演化特征。结果表明,汶川地震前龙门山断裂带中、北段处于强闭锁状态、断层面应力应变积累水平很高,而龙门山断裂带西南段闭锁较弱、变形速率明显高于中北段、依然可以积累应力应变,汶川地震震源位于闭锁相对弱的部位,这可能是导致汶川地震自初始破裂点沿龙门山断裂带向北东方向单侧破裂,而震中西南方向断层并没有发生破裂的原因之一。汶川地震的发生引起龙门山断裂带西南段应力应变积累速率加快、断层闭锁程度增强、闭锁面积增大,这在一定程度上促进了芦山地震的发生,而芦山地震震源位于汶川地震前强闭锁和弱闭锁的高梯度过渡部位。因为芦山地震只释放了龙门山断裂带西南段有限的应变能,并没有显著缓解该段的地震危险性,所以汶川和芦山地震之间的地震空段以及芦山地震西南方向的地震空段,依然需要持续关注。此外,本文还收集和对比分析了多次6～9级地震前地壳变形特征,同样显示地震成核于闭锁高梯度带区域而非完全闭锁区域内部,并且随着震级升高闭锁断层面的长度也在增大,这一现象还需在高分辨率形变数据的帮助下进行深入研究和分析。     

芦山地震前后龙门山断裂带西南段地应力状态对比分析

2013年4月20日芦山Ms7.0级地震后,为研究龙门山断裂带西南段震后的地应力状态,应用水压致裂法和压磁应力解除法在该区开展了2个钻孔的原地应力测量工作。测量结果显示硗碛测点在128～188m深度范围内最小水平主应力的量值为10.47～18.47 MPa,最大水平主应力的量值为19.60～25.83 MPa,方向为N63°～85°W;天全测点在114～142m深度范围内最小水平主应力的量值为5.20～7.73 MPa,最大水平主应力的量值为8.21～9.31 MPa,方向为N59°W。两个测点水平主应力与垂直应力的关系均为σ_Hσ_hσ_v,其中硗碛测点最大、最小水平主应力与垂直应力比值的平均值分别为5.27和3.01,天全测点最大、最小水平主应力与垂直应力比值的平均值分别为2.60和1.76,表明有利于逆断层活动。通过比较该地区芦山地震前后实测地应力状态,发现芦山地震后,龙门山断裂带西南段的北段(即邛崃大邑西-宝兴北-汶川南一带)和南段(即天全-荥经-泸定-康定一带)应力积累量增加。相同深度范围内,北段硗碛测点震后的应力大小要比地震前有明显的提高,这也与硗碛测点地应力监测结果一致。实测应力方向与震前基本一致,都为NW-NWW。基于实测地应力资料,根据库伦破裂准则和Byerlee定律分析,位于北段的硗碛测点震前部分压裂段的最大水平主应力处于使断层滑动临界值的上下限之间,而地震后最大水平主应力则均已超过断层滑动临界值的上限。位于南段的飞仙关测点震前最大水平主应力均未达到断层滑动临界值的下限,而地震后天全测点的最大水平主应力则均处于使断层滑动临界值的上下限之间。采用最大剪应力(σ_1-σ_3)/2与平均应力(σ_1+σ_3)/2的比值μ_m(断层摩擦)参数评估研究区地应力的积累水平和地震危险性。震前硗碛测点μ_m的量值为0.16～0.72,平均为0.50,震后为0.71～0.81,平均为0.77。震前飞仙关测点μ_m的量值为0.31～0.35,平均值为0.32,震后天全测点μ_m的量值为0.53～0.57,平均值为0.55,两个研究区的μ_m的量值均变大。分析认为芦山地震后龙门山断裂带西南段的北段和南段的应力积累量增加,都有发生断层滑动的可能性,尤其是北段。     

基于GPS监测的芦山地震周围地区同震位移与运动速度

通过对2013年"4.20"四川芦山地震前后GPS观测数据的处理,得到地震周围地区GPS测站同震位移及速度矢量场。GPS测站同震位移大小为5.09~51.05mm,平均为14.18mm;GPS测站运动速度为2.64~52.37mm/a,平均为18.89mm/a。利用断裂两侧GPS测站速度矢量差得到了龙门山断裂带南段次级断裂的运动速度,龙门山断裂带南段的后山断裂、中央断裂、前山断裂运动速度大小分别为49.66 ±3.90mm/a、79.58 ±3.33mm/a、50.94 ±3.91/a;中央断裂以右旋挤压为主,而后山断裂、前山断裂表现为左旋拉张的特性。综合分析表明,芦山地震是发生在龙门山断裂带南段东南侧的逆冲型地震,发震构造为前山断裂与新津断裂之间的小断层。芦山地震对周围地区的影响不大,主要集中在龙门山断裂带南段及震中附近区域。     

南海临震前卫星热红外增温异常原因初探

南海在临震前常出现大面积的卫星热红外图像亮温异常。本文旨在对南海临震前卫星热红外增温异常的原因进行初步的探讨。经长期观察与对比，发现南海临震前卫星热红外增温异常与已知的浅水区油气和深水区潜在的天然气水合物藏关系密切，而与扩张中心区关系不大。结合前人的实验模拟结果认为：南海临震前卫星热红外增温异常乃临震前各种应力作用于油（气）藏、海底天然气水合物藏等，使其发生漏渗或分解，甲烷等气体扩散至海面以上，在瞬变电场、太阳辐射等的作用下所致，并映证在卫星热红外扫描图像上。     

四川芦山2013年Ms7.0地震发震构造初步研究

2013年4月20日8时2分,四川龙门山断裂带的雅安芦山发生Ms7.0级地震,震中位于芦山县太平镇和双石镇之间,震源深度13～14km,震中最大烈度达IX级。震中区野外调查发现,尽管房屋建筑损坏较严重,但这次地震没有产生明显的地表破裂构造,仅见少量的地裂缝和喷砂冒水现象。高分辨率遥感图像解译、主余震分布、震源机制解等综合分析认为,该地震是龙门山断裂带西南段一次独立的破裂事件,属于逆冲型地震,沿双石-大川断裂中南段发生破裂,主破裂面西倾,倾角33°～43°,推断芦山地震与龙门山构造带底部滑脱带(13～19km)断坡构造活动有关。历史上,沿双石-大川断裂发生至少2次Ms6～6.5级地震,由此认为芦山地震是龙门山断裂带西南段特征型地震,与汶川地震不同。原地地应力测量和监测数据表明这是汶川地震后龙门山断裂带西南段应力释放的结果。     

芦山Ms7.0地震前龙门山断裂带西南段区域形变特征分析及发震模型探讨

利用2010年和2013年两期精密水准测量数据分析了芦山Ms7.0地震前龙门山断裂带西南段的区域形变特征。结果显示,芦山地震前龙门山断裂带西南段的天全-泸定区域垂直形变速率为6~8mm/a,远大于汶川地震前的形变速率,汶川地震对芦山地震前该区域库伦应力值的积累起加速作用;临近四川盆地的雅安至名山区域的垂直形变速率为-3~-6mm/a。从芦山地震和汶川地震的地震破裂带及余震分布区域来看,两次地震中间出现一段"地震空区",应力可能会在空区加速积累,应加强该区域地震监测和预报。     

地震预测:从芦山地震到大陆地震

自从1990年以来,通过对青藏高原的调查和研究,认识到下地壳流动同步形成盆地和造山带,并受控于相关洋盆地幔软流圈向大陆的顺层流动和底辟作用。下地壳不均匀流动通过韧脆性中地壳热能-应变能转换孕育地震,部分发震能量通过上地壳脆性断层释放。在地震孕育过程中通常会伴生跨年度干旱和异常降雨,构成热灾害链。近5年内青藏高原东部连续发生汶川、玉树、芦山大地震,形成于从亚东流经羊八井、安多、玉树并分支流向汶川和芦山—康定的下地壳"热河"的仰冲式和侧冲式撞击作用。从2008年9月以来连续发表5篇论文,根据地壳热构造和热灾害链的时空结构对芦山地震的三要素进行了长期和中期预测。2008年9月预测从2013年开始可能发生大地震,2012年9月将鲜水河—安宁河—小江异常热流构造带5年内将发生多个7级地震的首个大震锁定在芦山或西昌。芦山地震只释放了亚东—羊八井—安多—玉树—鲜水河—安宁河—小江"热河"剩余热能中的一小部分,在西昌—会理—昭通地区、道孚—康定地区、通海—石屏地区近5年内很可能发生4个7级左右的地震。此外,华北典型的热灾害链结构表明震情严峻,环渤海地区近3年内很可能发生大地震。从地震热流体撞击机理与地震异常之间的关联性出发,提出了动态立体监测及短临预测地震的思路和方法。     

2013年四川芦山地震次生山地灾害发育规律

2013年4月20日8时02分,青藏高原东缘龙门山南部地区发生了芦山地震(Ms 7.0),此次地震诱发了大量次生山地灾害。以地震重灾区宝兴作为研究区,利用卫星遥感影像、数字高程模型和高清航拍图像,以及崩塌滑坡数据统计分析,并结合野外调查研究,对区内次生山地灾害的空间分布与岩性、断裂和坡度关系进行了分析和探讨,总结了宝兴地区地震诱发的次生山地灾害发育规律:1以中小型崩塌滑坡为主,且沿省道S210集中分布;2崩塌滑坡主要发生在宝兴杂岩区浅表强风化层及第四系松散堆积层;3研究区内发育的五龙断裂和小关子断裂不是芦山地震的同震断裂;4该区域70%的崩塌滑坡发生在坡度大于30°的区域范围内,30~40°坡度段崩塌滑坡最为集中;5人类工程活动是宝兴地区次生山地灾害集中发育在S210省道两侧的主要原因;6在汶川地震和芦山地震2次地震及其余震的频繁加载作用下,宝兴地区崩塌滑坡的活动性增加,未来几年将是中小规模崩塌滑坡发育的高峰期。     

芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论

芦山地震发生在巴彦喀拉块体与华南块体之间龙门山推覆构造带南段。野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带,仅在各山前陡坡地带出现平行于山麓陡坡的张性地裂缝、山地基岩崩塌、滑坡等边坡震动失稳现象和震动引起的砂土液化现象。重新定位的芦山地震余震分布、震源机制解和地表构造地质等分析表明,芦山地震的发震断层为一条现今尚未出露地表、其上断点仍埋藏在地下9 km以下地壳中的一条盲逆断层,走向212°,倾向NW,倾角38°±2°,上断点以上至地表的构造变形符合断层扩展背斜模型。根据汶川地震和芦山地震的余震空间分布、地震破裂过程、深浅构造关系等差异反映出它们是分别发生在龙门山推覆构造带中段和南段的两次独立地震破裂事件。     

汶川地震擂鼓地区地表变形特征及其机制探讨

基于擂鼓附近地表破裂几何形态的特殊性以及对擂鼓地区地震地表破裂机制存在的不同认识,本文通过野外实际调查测量,并结合已有的文献资料对擂鼓地区地震地表变形特征进行了详细研究。分析结果认为:擂鼓附近几何形态的变化、同震位移量的明显偏小,以及破裂带拐弯处的表层物质发散运动,表明该地区具有一般挤压阶区的特征。由于北川—映秀断裂北段是兼有逆冲运动和右旋走滑运动的断裂,所以相比于一般挤压阶区,擂鼓挤压阶区受到了更强烈的挤压隆升,并且仍受到逆冲引起的撕裂断层作用。擂鼓阶区内形成的滑坡、地表破裂以及鼓包都是局部块体受到强烈挤压作用的结果,而撕裂断层作用影响较小,且完全被挤压隆升变形所掩盖。根据文中的研究并结合已有的深部运动资料,笔者构建了擂鼓挤压阶区三维结构模型。对擂鼓地区的同震变形机制研究不仅有利于我们深入地理解汶川地震的地表破裂过程,也可为断裂阶区内的防震减灾提供理论依据。     

芦山地震冶勒大坝强震监测资料分析

冶勒沥青混凝土心墙堆石坝最大坝高为124.5 m,坝址区地震烈度高,地质条件复杂,两岸坝基条件严重不对称。大坝上布设了9台强震仪组成的强震监测台阵,曾获得2008年汶川地震和攀枝花地震的大坝强震监测记录。2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生里氏7.0级地震,冶勒大坝距震中约212.5 km,坝址区震感较为强烈,强震监测台阵获得了此次地震较为完整的有效记录。对芦山地震主震记录进行时域分析和频谱分析,总结冶勒大坝在芦山地震中的动力反应规律,并与汶川地震时坝体动力反应进行对比分析。研究表明,芦山地震主震时冶勒大坝最大加速度记录为47.043 cm/s2,最长持续时间为76.98 s,坝顶动力放大效应明显;芦山和汶川地震时大坝动力反应规律的差异与地震波频谱特性及大坝自振特性等密切相关。总体而言,冶勒大坝在震后运行安全稳定,芦山地震未对冶勒大坝造成明显不利影响。