2009年姚安Ms6.0地震重力场前兆变化机理

利用2009年姚安Ms6.0地震前滇西实验场流动重力网2005—2009年9期复测数据,给出了区域重力场差分和累积动态变化图像。分析研究表明：1)重力场动态演化图像大体反映出震前地壳物质运动状态,累积动态变化更能反映区域构造运动与断裂构造作用,差分动态变化有利于突出短期局部效应;2)姚安地震显著重力“前兆”标志为:震前约2年穿过震中的近南北向正负过渡重力梯级带和约半年的以震中区为中心重力场变化呈现局部相对上升与下降的对称四象限分布;3)震中西部震前约3年持续的正重力变化应有利于震源能量的积累;4)震中区相对变化四象限分布图像反映出孕震体先存剪应力,为此提出了“闭锁剪力”前兆模式。     

太康MS4.6级地震与重力场演化特征探讨

通过精细处理华北南部2009~2012年流动重力观测数据,结合地震测深剖面,分析太康两次地震前后的重力场演化特征及其与断裂活动、地震构造的关系。结果表明,太康地震前,在重力场差分动态图像上表现出四象限特征,是许昌-太康断裂走滑型发震的前兆,重力场的正负异常区对应震源机制解的压缩区和拉张区。段差和点值时序变化图表明,应变累积主要集中在许昌-太康断裂的西段和震中附近,断裂又位于地壳内低速体的上方,两者为太康地震的孕育和发震提供了条件。     

2017年四川九寨沟MS7.0地震震前地壳密度变化特征

基于紧凑约束最小二乘优化反演算法,利用2014~2017年地表重力变化观测成果,反演得到2017年九寨沟MS7.0地震前震中及周边地区的地壳三维密度变化。结果表明：1）在震中及周边地区出现大范围的重力变化,并沿张掖-西宁-九寨沟一带形成最大值达9 μGal的重力变化梯度带;2） 地壳密度变化量随深度增加而增大,其中在45 km附近达到最大,为0.2 g/cm3;3） 震中及邻区范围内形成密度变化的正负四象限分布（2014-04~2017-04）,其表现的物质运移方向呈左旋走滑式分布,与震源机制解基本一致。据此推断,在震前产生了与地震孕育相关的深部构造运动,而强震易发生在物质运移汇聚地方。     

2017年南丹Ms4.0地震前后重力变化

利用广西及邻区2014~2017年流动重力观测资料,系统分析区域重力场变化及其与2017-07-15广西南丹MS4.0地震的关系,并结合GPS观测数据与地震地质调查成果,探讨区域重力场变化的时空分布特征及机理。结果表明：1）南丹M_S4.0地震前后,震区附近重力异常变化与主干断裂关系密切,反映沿控震断裂在2014~2017年间发生了引起地表重力变化效应的地壳变形和构造活动;2）差分重力图像表明,南丹M_S4.0地震前重力变化为“局部重力异常→四象限重力异常→重力反向变化发震”的过程;3）重力变化与GPS 观测反映的水平运动表明,南丹M_S4.0地震位于重力四象限分布中心部位及面压缩峰值附近,证明重力场和形变场动态变化对中强地震地点预测具有指示意义;4）天峨-南丹-环江一带是重力变化最剧烈地区,亦是水平形变面压缩过渡带,同时位于莫霍面等深线强烈变化地段、M_L3.0地震围空区、沿主断裂存在的低b值异常区。结合地震活动图像、定点前兆观测异常综合分析认为,该地区仍存在发生中强地震的可能。     

鲜水河断裂带的重力场变化特征

对鲜水河断裂带区域重力网 10多年的观测资料进行了精细处理 ,在此基础上 ,构制出能展现异常变化特征的重力场空间分布图。分析认为 :鲜水河断裂带和龙门山断裂对网区重力的时间变化有明显的控制作用 ;区域重力变化的空间分布存在较大的差异 :东南段的变化大于西北段 ;尤其是康定一带 ,是现阶段地壳应力容易累积的危险地区。分析还表明 ,在巴塘、小金和丽江等地震前 ,重力场有明显的异常变化     

鲜水河断裂带断层蠕变观测与地震

利用断层蠕变观测数据,采用断层运动学分析方法、主成分分析法,综合研究鲜水河断裂带现今运动学特征,并探讨其与断裂带附近中强震孕育-发生及周边大尺度强震的可能关系。结果表明：1）鲜水河断裂带现今构造运动以左旋走滑为主,但错动方式并不唯一,在个别时段也出现短暂的右旋走滑。此外,鲜水河断裂带还表现出明显的分段活动特征。2）鲜水河断裂带断层蠕变观测在白玉MS5.5地震、雅江MS6.0地震、汶川MS8.0地震、芦山MS7.0地震以及康定MS6.3地震前均出现了不同程度的形变异常,属于这几次地震的前兆反应,而鲜水河断裂带于2001年底开始的大幅度拉张运动,主要是受2001-11-14昆仑山口西MS8.1地震震后大区域应力场调整影响所致。     

三亚M_(S)4.2地震前后海南岛重力场变化及其小波多尺度分解北大核心CSCD

利用海南岛流动重力测网2016~2022年共13期复测资料,分析研究区域差分重力场和累积重力场动态变化,并着重分析2019-08-20海南三亚M_(S)4.2地震前后海南岛西南地区重力场时空变化。结果表明,三亚M_(S)4.2地震震中附近地区在震前2 a和3 a出现重力场累积变化梯度带,梯度带的异常范围约60 km,重力场变化最大约为60μGal;三亚M_(S)4.2地震之后,震中附近地区重力场继续上升,至2020年下半年才开始协同下降,在下降过程中,发生以2021-08-08乐东MS3.2地震为最大地震的震群事件。对2016-09~2019-08海南岛累积重力场动态变化小波多尺度分解表明,海南岛西南地区重力场变化在3阶、4阶和5阶小波细节图中均出现异常。     

2021-09-16泸县MS6.0地震前波速比变化研究

基于2017～2022年M_L≥1.5地震的初至P、S波走时数据,利用单震多台和达法计算波速比,探讨2021-09-16四川泸县M_S6.0地震前后震中附近地区的波速比变化特征。结果表明,泸县M_S6.0地震前震中附近波速比出现下降-回升变化,下降持续时间约1.25 a,回升持续时间约0.5 a,波速比低值集中在震中周边区域。2019年泸县M_S6.0地震前,震中西北侧约66 km处发生的威远M_S5.4地震、资中M_S5.2地震周边波速比也出现相似的下降-回升变化,下降时间约2 a, 2次地震发生在波速比回升阶段,地震后波速比继续上升,直至泸县地震的发生,且2次地震震中也位于波速比低值集中区。     

2010年玉树Ms7.1地震前的重力变化

利用中国地壳运动观测网络1998—2008年绝对重力和相对重力观测资料,获得了玉树地震区域重力场及其动态变化,从动态的观点研究了2010年4月14日玉树Ms7.1地震前区域重力场演化特征及其与地震活动的关系。结果表明：1)重力变化与甘孜 玉树断裂构造活动存在密切的空间联系,重力测量较好地反映了伴随活动断层的物质迁移和构造变形引起的地表重力变化效应;2)区域重力场动态图像较完整地反映了2010年4月14日玉树7.1级地震孕育、发生过程中出现的流动重力观测得到的异常前兆信息;3)玉树震中附近重力点值时序变化累积量超过80× 10^-8 ms-2,较好地反映了玉树地震前重力测点随时间的剧烈波动性上升变化。     

西天山地区重力场变化与地震研究

基于2013~2015年西天山地区流动重力观测资料,结合区域地震目录,分析研究区域重力场时空变化与地震的关系。结果表明：1）重力场变化反映出西天山地区是构造运动活跃的地区,重力场变化的“增强-减弱-增强”过程与区域地震活动趋势的“活跃-平静-活跃”相对应,西天山区域重力场变化与塔里木板块北漂旋转相关。2）西天山地区震中多出现在重力变化接近为零的断层附近,震中附近重力变化较为剧烈,震中区水平梯度方向接近该区域断层走向。3）西天山区域地震前,跨断层测段剖面出现转折图像。     

芦山地震、鲁甸地震、康定地震前后三岔口地区地壳形变异常特征分析

利用三岔口地区GPS、重力、跨断层观测资料,分析2013年芦山7.0级地震、2014年鲁甸6.5级地震及康定6.3级地震前后四川地壳形变异常分布及动态图像特征。结果显示：1)2013~2014年三岔口地区几次强震前,四川地壳形变资料先后不同程度地出现群体性中、短期前兆异常,其中跨断层形变以直接前兆的形式显现出短期异常,地震发生在异常结束后的1个月内,对强震发生时间的预测具有一定的指示意义; 2)短期异常突出点分布在距震中200 km左右,异常点与强震发生地点属于同一活动构造体系;3)强震相继发生在相对重力异常区内、与跨断层中等异常幅值平行的其他断层附近以及有异常断层交汇部位,对强震发生地点的预测具有一定的指示意义。几次中强震的发生表明,2013~2014年巴颜喀拉块体向南东的带动作用使三岔口地区敏感断层活动加速,在加速的过程中其高应力积累区“失稳”并发生错动,导致脆性岩层产生破裂,从而以强震的形式释放长期积累的能量。     

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尼泊尔M8.1地震震前卫星重力场时变特征

利用多年GRACE卫星重力变化资料,给出尼泊尔及周缘地区的重力场时空变化,以探索2015-04-25尼泊尔M8.1地震震前重力变化特征;并基于球形位错理论,利用断层模型数据模拟同震重力场变化。研究表明,区域重力场变化以2008年为界存在明显的分时段特征,2003~2008年以重力增加为主,而2009~2014年以重力减少为主;且存在明显的分区性,区域重力场在尼泊尔地震震中四周呈正负相间分布;震前局部重力场变化在压缩区重力增加,拉张区重力减少,与理论同震重力变化结果一致。总结研究区域近年来M7.0以上地震震前重力变化特征发现,地震基本发生在重力变化高梯度带的过渡带及重力变化零值线附近。     

2021年泸县MS6.0地震前视应力和b值以及中小地震与地球自转相关性分析

利用波形资料及地震目录分别计算2021年泸县M_S6.0地震前视应力与b值,分析震源区的应力变化过程;同时,利用舒斯特（Schuster）统计检验方法和统计参量P对地震前中小地震与地球自转速率变化之间的相关性进行统计检验,分析震源区的不稳定性。结果显示,震中周边区域M_L3.2~3.9与M_L3.5~3.9震级档视应力在震前7 a多呈现上升变化趋势,主震前视应力达到早期的2倍水平。b值在震前经历7 a的下降变化,从2014年的1.2下降至2020年的0.8。视应力与b值在震前呈现较好的负相关性,反映了震中附近地区应力增强的过程。震中附近M_L≥2.0地震P值在2020-08~2021-02期间低于1%,表明在泸县M_S6.0地震前约0.5 a震源区的地震活动与地球自转显著相关,此时震源区地壳介质已处于极不稳定状态。     

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震前卫星热红外异常与震级定量关系的统计研究

卫星热红外遥感资料的实际应用及大量震例归纳结果表明,强震发生前在震中附近存在不同程度的亮温异常,且异常随着时间的推移多表现为增温条带的出现或者大面积的不规则分布。在研究热红外异常临震预测中重点关注热红外异常与震级的关系,对2010～2014年发生于中国的总计151次MS5.0及以上地震热红外异常情况与震级大小进行线性拟合,得到了震级MS与临震前3 d热红外异常区面积平均值Saver的二元一次关系表达式,首次定量分析了震级大小与热红外异常面积之间的关系。     

2014年云南地区GNSS最大剪应变格网时序异常与M≥6.0地震关系分析

基于2014年云南地区28个GNSS连续跟踪站30 s采样率的数据,以震前3个月为时间尺度、1个月为窗长,提取最大剪应变格网时间序列。对去除趋势项后的最大剪应变时间序列,设定2倍标准差作为异常阈值,以2014年盈江6.1级、鲁甸6.5级和景谷6.6级地震为样本,对地震孕育过程中最大剪应变格网时序异常与M≥6.0地震的关系进行分析。结果表明,2014年云南地区GNSS最大剪应变格网时序异常分布与上述3个地震存在较好的对应关系,震前短期内最大剪应变异常格网集中分布于震中附近区域,且存在震前增强、震后快速消失的现象;最大剪应变异常格网分布相对集中的区域可作为预报M≥6.0地震发生地点的参考性指标。最大剪应变综合指标值预测结果显示,本次预测地震数4个,成功预报地震数3个,漏报数0个,虚报地震数1个(指标出现而未发生地震),准确率为75%。从空间角度来看,3次地震的震中都位于异常格网边缘,表明最大剪应变异常区边缘可能更加危险。     

智利MW8.8地震重力变化的GRACE观测与构造活动分析

利用GRACE重力卫星数据获取智利地区长期重力变化,提取特征点重力变化时间序列,分析2010 年智利MW8.8地震震前、同震及震后的重力变化,并将GRACE观测到的同震重力变化与球体位错理论模拟结果进行对比分析。结果表明,地震造成发震断层上、下盘显著的重力正负变化;特征点重力变化时序均清晰地揭示出地震造成的重力变化跃迁现象及震后3个强余震的异常信号,特别是震源域特征点重力在地震前2007~2010年呈现出“减小-增加-减小-增加-发震”的变化特征;GRACE观测到的同震重力变化与球体位错理论模拟结果在量级和分布形态上具有较好的一致性;地震不同阶段发震断层两盘重力变化亦有所差异,且受震后地层粘滞性效应影响,发震断层邻域重力变化呈持续性正负变化趋势。