日本9.0级地震后山东及周边地区地壳运动状态分析

采用GPS连续观测数据,利用去周期后的K-L最佳直线拟合方法及站心坐标系下的基线结果,对大陆范围内地块运动状态、山东所处地块与周边地块及沂沭断裂带两侧的相对运动状态进行了分析。结果表明:(1)日本9.0级地震使大陆东部地块向东的速率加大(6~9 mm/a),偏向板块俯冲区域;(2)山东地区所处地块与其西侧鄂尔多斯地块对日本9.0级地震响应的差异引起两地块间的拉张;(3)日本9.0级地震前沂沭断裂带表现为挤压右走滑状态,而地震后表现出分段特征:北段为挤压右走滑特征,南段为拉张左走滑特征。     

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.     

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.     

日本MW9.0地震后沂沭断裂带两侧块体相对运动及对地震活动的影响

基于连续GPS数据,利用滑动块体模型研究了日本M_W9.0地震前后沂沭断裂带两侧块体连续的相对运动状态,并研究其对区域地震活动的影响,结果表明日本地震以来：1）两侧块体呈右旋走滑兼挤压状态,平均走滑、挤压速率分别为0.9±0.1 mm·a^-1和-0.7±0.1 mm·a^-1,相比日本地震之前,运动过程更具起伏特征,可能与日本地震前后俯冲带两侧板块间相互运动状态的改变有关;2）沂沭断裂带两侧地区地震活动频次N、总释放能量折算震级M、地震活动度S值、地震b值与两侧块体相对运动的相关系数分别为0.66、0.69、0.74、-0.6,T检验显示相关性显著.在研究区地震能量集中释放阶段两侧块体相对运动方向和研究区主压应力方向一致,相对运动速率和地震活动强度变化具有同步特征,两侧块体相对运动对区域地震活动具有控制作用;3）莱州序列和乳山震群的发生可能与两侧块体相对运动促进的局部区域应力调整有关.

     

基于GPS观测网的山东地区地壳运动特征分析

基于山东地壳运动GPS观测网络(CMONOSD)和周边国际IGS站点提供的2007年全年的观测数据,利用GAMIT/GLOBK软件进行了分析处理,得出各基准站间的基线值和站点速度场,并对山东省内主要断裂带--沂沭断裂带两侧的地壳运动状况以及山东相对于周边地区的运动状况进行了分析.结果表明山东地区不同块体的运动状态相对平稳,且随中国大陆东部较均匀地向东南方向运动.     

苍山5.2级地震前的测震学异常特征

本利用山东,江苏省地震台网的资料,对苍山５．２级地震前沂沭带南段地震活动性参 的变化特征进行了分析研究。发现苍山５．２级地震前沂沭带南段３、４级地震活动增强,应变能释放速率加速,地震波速比的时空变化,震前出现明显的低值异常时段和低值异常区。据比异常变化曾在震前提出过预报意见。     

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。     

沂沭断裂带活动褶皱及其与活动断层的关系

利用１∶５万活断层地质填图获得的有关资料,初步讨论了沂沭断裂带活动褶皱的展布、内部结构以及与活动断层的关系。沂沭断裂带活动褶皱发育在Ｆ１、Ｆ２断层之间,呈串珠状伴随Ｆ５断层展布,开始形成于第三纪时期,主要形成于第四纪晚期,属活动褶皱。活动褶皱和活动断层是在右旋挤压剪切带中形成的两种构造形式。     

从同震和震后形变分析日本东北Mw9.0级大地震对近场地震活动性的影响

2011年日本东北大地震后,不断有报道认为日本南海海槽可能会发生强震,日本东北大地震对南海海槽断层活动有何影响?本文采用粘弹性半无限空间模型,利用反演得到的日本东北大地震的断层模型,计算了岛内部分断层的同震和震后形变以及库仑应力变化.结果表明:2011年日本东北大地震,使得平行于日本海沟的岛内逆冲断层应力释放明显,5km深度,库仑应力降低值都在50 kPa以上,按照该地区每年应力积累1～10 kPa计算,相当于释放了5～50年的应力积累;平行于南海海槽的岛内逆冲断层,同震库仑应力增加了1 kPa左右,相当于0.1～1年的正常构造运动应力积累;对于岛内的走滑断层,若其滑动方向与同震或震后形变方向一致,则库仑应力增加,反之则降低,如1948年福井地震发震断层库仑应力增加10 kPa左右,相当于1～10年的正常构造运动应力积累,地震危险性明显增加.同时,分析了不同软流圈粘滞性对震后形变和库仑应力的影响,发现对于不同的软流圈粘滞性系数,震后的形变和库仑应力相比同震都会有所增加.因此,对于平行南海海槽的岛内逆冲断层和岛内部分滑动方向与同震形变一致的走滑断层,震后地震危险性相比同震会进一步增强.     

山东地区地壳P波三维速度结构及其与地震活动的关系

利用山东及周边区域地震台网1975—2014年1月期间记录到的1369个地震的13781个P波到时数据对山东地区地壳结构进行了层析成像研究.结果表明,山东地区地壳速度结构存在明显的不均匀性.沂沭断裂带介质速度结构复杂,呈现明显的分段特征,两侧块体速度存在差异,具有块体边界的构造特征.鲁西断块20km以下深度处存在大规模的低速异常区,这与该地区始新世发生的大规模滑脱拆离构造有关,可能产生于太平洋板块的西向俯冲导致地幔热物质沿沂沭断裂带向上并向西涌动.历史大震及ML4.0以上中强震大部分为走滑型地震,主要发生于高低速异常过渡带且有深大断裂穿过的地区.震群主要发生于低速体上部或周边,且震源深度优势分布在中上地壳,这与地下介质富含流体并导致应力集中有关.     

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.     

Elimination of effects of earthquake in monitoring crustal movement

Monitoring crustal movements is important in understanding the earth surface and in developing theories about plate tectonics. Plate tectonics describes earth crust which consists of a number of plates moving relative to one another. Global plate models suggest that plate movements are constant due to the fact that relative movements of plates were represented by averaged plate motion. However, if an earthquake occurs, the uniform movement of related plates does not follow the regular trend. In analysis by Kalman Filter, the effects of an earthquake occured within crustal movement monitoring period by geodetic method have been eliminated by a proposed approach, Fading Memory Filter. The proposed method was tested using a real/simulated data. The results of the test showed that the effect of a strong earthquake (M_w = 7.1) which had occurred in the Gulf of Eilat/Aqaba was eliminated. Consequently, the proposed method is capable of removing or eliminating a suddan effect in monitoring crustal movements in the analysis by using the Kalman Filter.     

基于GNSS和定点形变观测分析日本Mw 9.0地震对黑龙江地区地壳形变的影响

结合GNSS和黑龙江地区定点形变观测,分析日本2011年3月11日Mw9.0地震对黑龙江地区地壳形变的影响.结果显示:日本Mw9.0地震引起哈尔滨站、绥阳站震后2年内运动速率明显增加(哈尔滨站增大4 mm/a,绥阳站速率增大6 mm/a);定点形变与GPS观测到的同震效应至少在4个台站多种仪器均具有较好的一致性;日本Mw 9.0地震不仅引起区域水平向应变变化,对垂直向也产生一定影响;长基线变化反映出日本Mw9.0地震引起的大空间尺度应变变化与黑龙江地区长期构造应力场背景一致,该地震对黑龙江地区地表应变积累可能有增强影响.     

日本9.0级大地震前长波辐射异常研究

应用聚类分析方法对日本Mw9.0地震前长波辐射进行了分析,结果表明2010年8月在大范围的西太平洋海域,出现一个自北向南逐渐增强的季节性高温条带,该条带从日本海沟中北段开始,一直向南延伸到伊豆—小笠原海沟.同时日本海沟的地壳垂直运动自2010年8月份开始出现季节性运动消失的异常现象.这两种现象同时出现是否表明地球物理场在大地震发生前可能出现异常？地震发生前半年时间出现的热异常条带是否与此次地震有关？这些问题有待进一步探索.     

日本9.0级大地震前长波辐射异常研究

应用聚类分析方法对日本M_w9.0地震前长波辐射进行了分析,结果表明2010年8月在大范围的西太平洋海域,出现一个自北向南逐渐增强的季节性高温条带,该条带从日本海沟中北段开始,一直向南延伸到伊豆—小笠原海沟.同时日本海沟的地壳垂直运动自2010年8月份开始出现季节性运动消失的异常现象.这两种现象同时出现是否表明地球物理场在大地震发生前可能出现异常？地震发生前半年时间出现的热异常条带是否与此次地震有关？这些问题有待进一步探索.     

Anomalous crustal strain prior to the 1923 Kanto,Japan, earthquake as deduced from analysis of old triangulation data

Horizontal earth's strains preceding the Kanto, Japan, earthquake of 1, September 1923, are deduced from the analysis of the old triangulation data. The anomalous strains that are several times larger than usual tectonic strain are found in the western part of Tokyo Bay, Sagamihara district, Japan for the observational period 1882/91–1898/1910, while any significant strain is not revealed in the other region of the Kanto district. The Kanto district was surveyed twice during the period 1883/85–1890/92 in the west and during the period 1890/92–1897/99 in the east respectively. The polarity of the detected anomalous strains, the directions and the signs of the principal strains, are quite the same as those of the postseismic crustal strains during the period 1924–74, and are reversed as compared to the coseismic one.The Philippine Sea plate thrusts under the South Kanto district with N25°W direction and pulls down the land during the interseismic period. The aseismic reverse faulting would begin several decades before the 1923 Kanto earthquake along the deep interface between the Asian plate and the convergent Philippine Sea plate. The down-going along the locked part of the interface would be accelerated, thus the compressional stress on the earth's surface might be concentrated over the deep fault plane together with the acceleration of the subsidence at the tip of the peninsula close to the Sagami trough.     

福建地壳运动与地震关系初探

利用福建地震台网88个地震台站于2015年记录的10个月的连续波形数据,基于台网约束下的长短窗特征触发式震相检测的模板事件识别方法和匹配滤波自动检测方法,识别出模板事件919个,匹配滤波后重新识别和定位了共计2 243个地震事件,其中M_L1.0以上地震1 991次,主要集中在M_L1.0—1.5之间,这极大扩充了该震级范围内的福建地震台网目录。重新定位的地震震源深度分布在0—20 km之间,多数发生在10 km内的上地壳。沿长乐—诏安断裂带和永安—晋江断裂带,地震分布集中且表现出明显的分段活动性。在长乐—诏安断裂带上检测到较福建台网目录更多的地震,且地震活动性表现为西南段较强、东北段较弱,沿断裂带的震源深度分布由南向北逐渐变浅,与莫霍面深度的变化相一致;在与之共轭的永安—晋江断裂带上则北西段地震活动更为集中,而东南段地震活动稍显分散。重新识别与精定位后的地震与福建地区地壳水平形变南强北弱、东强西弱的特点相一致。     

基于自适应量子遗传算法的地震重定位及其在山东地区的应用

将自适应量子遗传算法引入到地震定位中,通过多种数值试验证明了算法的有效性,同时也具有较强的全局搜索能力和抗噪能力.即使用于定位的台站数目较少且分布不理想,该算法通过多次反演求取平均值仍然能得到令人满意的结果.另外,利用多次数值试验估测的自适应量子遗传算法的定位精度较高,误差较小.将自适应量子遗传算法应用于山东省及邻区的地震重定位,均方根残差由重定位前的1.162 s减小到重定位后的0.621 s,重定位后的地震大多位于中上地壳,震源深度小于20 km.通过对各剖面震源分布的分析,发现山东省及邻区地震主要受控于区域内的深大走滑断裂,且中强震多发生在高/低速异常体周围,尤以高低速异常过渡地带频发.     

利用重力资料检测日本9.0级地震激发的地球自由振荡

利用格尔木基准地震台重力观测资料,检测到2011年3月11日日本东海岸9.0级特大地震激发0S0 ～0S40之间的球型自由振荡,其中有0S0、0S13、0S22、0S26、0S30共5个振型的观测频率值与理论频率值偏差近似为0.同时发现0S2、0S3振型有明显的谱线分裂现象,但是0S32、0S37振型未与周围噪音区分开,观测效果不明显.整体平均偏差约为0.10％,观测频率值与理论频率值有很好的相符,这不但说明了PREM模型理论的正确性,也说明了格尔木基准地震台重力资料质量的优良,研究结果对了解地球内部结构有一定的帮助.