2020年唐山古冶5.1级地震前流体固体潮参数时空变化研究

以2020-07-12唐山古冶5.1级地震为例,探讨流体固体潮参数的时空分布特征与孕震的关系。收集2017-01~2020-07唐山古冶周边16口井水位整点值资料,通过Baytap-G程序计算分析M2波与O1波潮汐参数,研究M2波潮汐因子随时间变化的趋势及空间分布情况。结果表明:1）唐山古冶地震前,震中附近井水位潮汐因子具有上升趋势,表现为应力积累;2）结合本次地震震源机制解可知,震中周边16口井潮汐因子的震时变化形态主要受主应力方向影响,东西向压缩,潮汐因子减小;南北向拉张,潮汐因子增大。     

五里营井水位与水温对汶川及日本地震的同震响应

基于北京五里营井观测资料,分析了汶川Ms8.0和日本Ms9.0地震前后的水位、水温变化,发现两次地震前后北京五里营井水位、水温的变化为震前上升、震后恢复,两次地震前后变化基本一致,不受地震方位和震中距离的影响.这种变化可能是井孔区域受地震波的作用,岩石中裂缝系统出现弹一塑性的张开和闭合,而张开程度小于闭合程度,岩石的孔隙度减少,含水层被压缩,致使井水位出现明显的抬升;而地下较热的水上涌是导致水温突升的主要原因.     

2021年漾濞6.4级地震前地壳形变分析

利用2019-05-20~2021-05-20云南及周边54个GNSS基准站观测数据,基于最小二乘配置法求取云南地区速度场、应变场,并结合2021-05-21漾濞6.4级地震近场、远场区域的GNSS基线长度时间序列,分析地震前地壳形变特征。结果表明,震前云南西边界SSW方向运动增强,沿怒江断裂带呈发散性运动状态,震中附近的近场速度值变化不大,区域速度场异常变化不明显;震前研究区整体面膨胀率值下降至原来的0.37倍左右,同时最大剪应变率、主应变率也急剧下降,说明震前区域地壳应变积累明显减弱,而震中位于张、压交替的零值线上。GNSS基线长度时间序列结果显示,震前地震近场区域的GNSS基线异常变化不明显,而远场区域的GNSS基线出现偏离长期背景的趋势异常变化,基线KMIN-YNYM在趋势压缩背景下反向加速拉张,背离趋势运动8.4 mm,基线YNLP-KMIN在趋势压缩背景下加速压缩,背离趋势运动6.4 mm,基线YNLP-YNDZ在趋势变形较平稳的背景下加速压缩,背离趋势运动8.1 mm,基线YNSM-YNLP在趋势拉张背景下加速拉张,背离趋势运动7.8 mm,可判断震前区域应力平衡状态被打破,诱发了地震。     

三峡井网对7.0级以上强震的同震响应特征

扫描三峡井网对2013～2022年全球7级以上地震的同震响应,评价三峡井网各井的映震能力,分析影响映震能力的因素,探讨产生台阶型同震响应的条件,并以2008年汶川8.0级地震和2021年玛多7.4级地震为例,利用井水位同震响应对三峡库区的应力调整进行反演。结果显示,地震能量密度与同震响应幅度呈正相关关系;能够引起各井水位产生同震响应的地震能量密度阈值有数量级的差异,反映的是各井的映震能力不同;三峡井网各井映震能力与导水系数正相关,与体积压缩模量、断层距负相关;当地震能量密度大于10^-3 J/m³,且区域构造应力积累较强时,三峡井网井水位同震响应以台阶型为主;通过反演汶川8.0级地震和玛多7.4级地震后三峡井网的应力变化情况,发现应力调整受区域断层控制明显。     

汶川 Ms8.0地震前后鲜水河断裂南段的变形特征

对鲜水河断裂南段康定和石棉两个剖面的GPS观测结果的研究表明:离断层较近的站点,由汶川地震前的左旋走滑变为震后的右旋走滑、震前的挤压变为震后拉张;不管是右旋走滑量、拉张量,还是影响范围,汶川地震对石棉剖面的影响明显大于对康定剖面的影响;由于鲜水河断裂南段具有左旋走滑背景,汶川地震的发生在一定程度上缓解了鲜水河断裂南段的地震危险性.     

2014年霍山MS4.3地震岩石圈磁场异常分析

本文主要研究了2014年霍山M_S4.3地震前后岩石圈磁场异常变化。霍山地震是区域应力作用下的一次右旋张性地震,震中区域主挤压应力为近东西向,基于压磁理论,岩石圈磁场在地震前由于应力作用出现了近东西向的负变化现象;但在震后半年随着压应力的逐渐消散,磁场呈东西向的正变化,其条带末端受发震构造土地岭-落儿岭断裂控制呈北东向展布。岩石圈磁场各分量中,总强度F对地震的反映最显著,地震前后出现近40 nT的变化。     

漾濞6.4级地震前后震源机制一致性时空演化特征

利用CAP方法反演2021年漾濞6.4级地震震源机制,并基于云南地区2015～2022年M≥3.0地震震源机制解结果,采用叠加应力场反演方法反演漾濞6.4级地震前后不同时段的应力张量方差空间分布特征;采用云南地区2013～2022年M≥3.0地震震源机制解结果分析震源区附近震源机制一致性参数的时序变化特征。结果表明：漾濞6.4级地震性质为右旋走滑型,矩震级M_W6.03,矩心深度5.8 km,节面Ⅰ走向39°、倾角75°,滑动角-16°;节面Ⅱ走向133°、倾角75°、滑动角-164°。应力张量方差空间演化特征显示,漾濞6.4级地震震源区附近应力张量方差经历了一个低值-显著升高-震前下降形成新低值-震后显著升高的变化过程。应力张量方差时间演化特征显示,漾濞6.4级地震震源区附近应力张量方差在地震前1～2 a达到最高值,后持续下降,下降至最低值后发生转折并趋势回升,整体呈正“V”字型,地震发生在正“V”字型转折后趋势回升阶段。应力张量方差的时空演化特征具有一致性。     

地下水位中潮汐与气压效应分析

从井水位中潮汐与气压效应的原理分析入手,着重解决输入量间的多重共线性问题。采用偏最小二乘法回归模型对水位数据中的潮汐与气压效应进行计算发现,该方法得到的潮汐与气压响应系数可正确反映潮汐引力与气压波动的物理过程;潮汐系数、气压系数、气压作用的滞后与延时常数等与含水层参数（储水率、孔隙度、渗透率、体积模量等）以及井孔区域的地壳应力应变状态密切相关。通过川03井连续60 d井水位（步长为9 d）的计算,可从响应系数里识别明显的地震同震响应、震后调整过程和清晰的地震前兆异常。     

丹江口井网流体动态与尼泊尔M8.1地震同震响应分析

分析丹江口井网3口井水位、水温2013～2015年的观测数据,建立各个测项的正常动态,总结井网对2015-04-25尼泊尔M8.1地震的响应特征,探讨同震响应差异的可能原因,初步得到水位同震响应幅度与震级、井震距的关系。结果表明,井网水位年动态受降雨影响有一定规律,月正常动态普遍显示出固体潮效应与气压效应;水温年动态平稳,年变幅度在0.1 ℃左右。对于尼泊尔地震同震效应,唐扒井水位阶升-阶降式脉冲变化和水温陡降-缓升式脉冲变化是由水位和水温的变化机理不同导致的;雷庄井与唐扒井水位表现出不同的同震响应特征,判断与它们所处断裂的不同走向有关;盛湾井水温阶降型同震响应幅度较唐扒井小得多,可能是观测层岩性及地下水类型等差异导致的。     

2010年玉树地震库仑应力变化对2016年杂多地震的影响及区域危险性评估

在以往研究的基础上,利用弹性位错理论和岩石圈分层粘弹性模型,进一步分析2010年玉树地震同震及震后应力变化对2016年杂多地震的影响,讨论玉树地震和杂多地震对研究区主要活动断裂的应力影响及未来地震危险性。结果表明,玉树地震同震库仑应力使杂多地震震中位置应力升高1.476 kPa。2010年玉树地震至2016年杂多地震的6 a内,震后粘弹性松弛作用使研究区域库仑应力增强区域应力持续集中,并使应力影区进一步释放应力,杂多地震位于玉树地震导致的库仑应力增强区域。2016年杂多地震发生时,其震中位置应力升高3.902 kPa。采用多组不同模型参数的研究结果均显示,玉树地震对杂多地震孕育起促进作用。2016年杂多地震同震破裂仅影响震中周边小范围区域的应力状态,在杂多断裂带西北端出现应力高值区域。2010年玉树地震同震及震后作用使甘孜-玉树断裂的叶诺卡-结隆段、巴塘乡-洛须段、当江段、巴塘乡断裂中段及五道梁-曲麻莱断裂称多段应力明显升高。甘孜-玉树断裂西北段的叶诺卡-结隆段、巴塘乡-相古段地震空区的地震危险性较高。     

唐山7.8级地震前后地下水位应力场的动态图象

研究分析了井水位变化与含水层应力应变之间的定量关系,给出了利用承压井水位变化反演含水层应力变化的新方法。利用唐山地震前后井水位变化资料,反演了地震前后大区域应力场的动态调整变化,形成了时间与空间的演化图象,分析了唐山地震前后大区域应力场的动态调整变化特征。     

跨断层短边测距资料处理中的GM模型

应用灰色系统理论的GM模型对短边测距资料进行了处理并识别异常,发现在绝大多数中强地震前,如1989年大同6.1级地震,1991年大同5.8级地震,1991年唐山4.8级、5.1级地震,1995年唐山古冶5.0级地震,1996年包头6.4级地震,1998年张北6.2级地震前,均有比较明显的异常显示.对所建模型的精度进行了检验,证明这一方法识别异常可靠,可用于地震预报.     

台湾东部之地壳变动与花莲寿丰观测网

花莲寿丰测距网设置至今已有11年的观测成果，观测资料显示，菲律宾海板块一直以西北方向向台湾陆地挤压；1999年“921”集集大地震前两个月，挤压转至正西方向，因此，主压应力对台湾陆地之冲击最大，地震也最强，集集地震后至今所观测的资料显示，挤压方向转至西南方向且压力陆续增加。     

大震前小震活动的时空分形特征

应用分形理论与方法，计算了唐山、海城、澜沧－耿马地震前小震活动能量分布的信息维及其在空间上的差异和时间上的变化，结果表明：（１）局域空间分数维可以反映大震前小震活动能量分布的空间变化特征，大震发生在信息维中等值区；（２）局域时间分数维显示大震前小震活动存在降维过程，且大震发生在降维之后的升维过程中或发生在降维过程结束之时     

华北地区强震前地壳垂直形变和重力异常

分析总结了唐山、大同和张北3次强震前地壳垂直形变异常和重力异常的相似特征，即震前均表现为地壳垂直形变正异常和重力正异常。大陆动力学的解释是由于深部上地幔的隆起造成的，大同地震与唐山地震、张北地震具有相似的孕震机理。华北强震的孕育与发生可能都与地幔热物质上涌有关，这可能是板内地震最主要的成因。要特别注意地幔隆起区内的高导层与深大断裂的交叉部位，延怀地区可能是未来强震发育的危险地区。     

河北唐山丰南4.5级地震前重力变化

利用首都圈地区2017~2019年流动重力观测资料,分析2019-12-05河北唐山丰南4.5级地震前不同时间尺度的重力场变化。结果表明：1）0.5 a尺度重力场变化图像可较好地反映此次地震“震前1 a重力场持续出现上升（正）变化-震前局部反向（负）变化-在重力变化梯度带零等值线附近发震”的演化过程;2）震前0.5 a、1 a和2 a尺度重力场均显示,地震发生在重力变化零等值线附近;3）地震前观测到的重力变化可能由深部热物质上涌引起。     

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。     

基于S变换的唐山四分量钻孔应力时频特征分析

以2016-02～11期间唐山四分量深孔地应力连续观测数据为基础,使用S变换技术获得区域构造信息的时频特征,讨论其与近场小震及远场大震事件的关联性。研究发现,唐山台近场25 km范围内5次小震事件发生前的数日内,其地应力连续观测数据的S变换结果在720～1 440 min周期范围内均表现为高能量簇异常,且与潮汐因子的日常形态存在显著差异;2016-04-15日本九州M7.0级地震的同震效应主要对地应力S变换结果中周期小于240 min的频段具有较大影响,因此,唐山地应力高能量簇特征可能来自于区域构造应力场动态调整,而非远场大震的同震效应,说明地震事件前后的构造应力时频演化特征与近场地震活动可能存在较高的前兆关联性。