2016年门源MS6.4强震的发震构造及其对“天祝地震空区”的影响

在综合分析区域活动断裂活动特征、震源机制解、余震精定位等资料的基础上,结合GPS观测数据,推断冷龙岭断裂倾向NE,而非部分早期研究推测的倾向SW。考虑到2016年和1986两次门源M_S6.4强震相似的震源机制与冷龙岭断裂的位置关系以及冷龙岭断裂倾向NE等事实,可推测判定这两次强震的发震构造应为冷龙岭断裂;冷龙岭断裂处于祁连-海原活动断裂系内著名的破裂空段“天祝地震空区”的西段,该地震空区内部的金强河断裂可能为一个次级的地震空区,未来存在6级左右强震危险;冷龙岭断裂目前处于比较活跃的状态,说明该段的应力、应变积累水平较高,未来存在大震可能,且不排除冷龙岭断裂与金强河断裂同时破裂的可能性。     

2022年门源6.9级地震的GPS形变特征

利用1999～2021年的GPS观测资料研究2022年门源6.9级地震震中附近区域的地壳形变特征。速度场在祁连山-海原地震带两侧呈现出明显的“南大北小”特性。发震断层速度剖面结果显示,断层两侧挤压速率为3.1 mm/a,走滑速率为3.9 mm/a,这与走滑为主的震源机制解一致。门源地震位于主应变率场和面膨胀率场高值区向低值区过渡的梯度带上,发生在最大剪应变率场和应变率第二张量不变量高值区边缘地区。同震库仑应力触发了大部分的余震,对冷龙岭断裂到海原断裂的地区有一定的应力加载作用。综合地壳形变特征和库仑应力等分析结果认为,冷龙岭断裂到海原断裂地区的地震危险性有所提高。     

青海门源M6.4地震前重力场变化特征及其动力机制分析

利用河西地区2011~2015年相对重力资料,研究2016-01-21青海门源M6.4地震前区域重力场时空演变特征及其动力机制。结果表明,河西重力场持续多年正、负交替变化,地震前震中区域负异常持续增强并形成重力变化高梯度带,重力正负差异变化最大达到110 μGal。地震发生在重力变化零等值线附近,该等值线分布与祁连山北缘断裂、冷龙岭断裂走向基本一致。     

震前突变——水准资料反映的2013年岷县-漳县MS6.6地震孕震特征

利用兰（州）天（水）武（都）水准监测网1973～2014年水准资料,获取2013年岷县-漳县M_S6.6地震前后震中及其所在区域的垂直形变场。结果表明：1）从1999～2006年区域垂直形变场来看,本次地震位于NNW-NWW向隆起带至近EW向相对下沉带的转换位置,也是反映岷山与秦岭之间构造活动的差异带附近。2）从震中以西附近沿NNE向的陇西-岷县水准剖面演化过程来看,垂直形变具有明显的阶段性变化特征,最终表现为震前突变。由分时段结果来看,1973～1993年,在漳县至岷县之间出现最大上升幅度近40 mm的压性隆起区;1993～2008年,隆起区消失且转平,期间剖面整体呈波动状态,幅度在±10 mm之间,西秦岭断裂、临潭-宕昌断裂两侧无明显的垂直差异运动;2008～2011年,相对陇西盆地,漳县至岷县之间跨临潭-宕昌断裂两侧出现近40 km长的下沉梯度带,其中距震中16 km以内的武定80、武定78、武定77等3个水准点同步出现向下突变,接近或大于1973年以来正常变化幅度的2倍;2011～2014年,漳县、岷县间相对陇西盆地恢复以逆冲隆升为主,但震前临潭-宕昌断裂两侧出现的形变梯度带已不存在,而上述3个水准点也恢复至震前波动区间。3）在总结岷县-漳县M_S6.6地震前形变前兆的基础上,针对目前关于震前是否出现形变加速或突变特征的争议认为,只要形变资料的时空尺度足够,至少对某些构造区域的中强地震还是可以捕捉到震前的突变现象。     

2016年门源Ms6.4地震前祁连山周边断层活动分析

基于青藏高原东北缘地区最新的跨断层资料,利用时序曲线分析、断层速率合成分析和垂直形变累积率分析等多种方法进行计算,从不同角度和范围提取2016年门源Ms6.4地震震前异常特征,揭示断层活动。结果显示：1）震中距150 km以内多个场地出现了典型的以加速张性变化为主的短期异常,150~300 km内的异常以趋势变化为主;2）祁连山-海原断裂带上异常场地的空间分布表现出由祁连山断裂带中部集中向东迁移至中东部集中的特征,海原断裂上异常有所增多,此类现象与2003年民乐6.1级地震前的现象极其相似;3）祁连山断裂自2014年以来合成速率偏离正常动态值较远,容易积累应变。垂直形变趋势累积率的计算结果显示,地震震中位于形变积累的高值区。     

2016-01-21青海门源MS6.4地震震前应力降变化特征研究

利用甘肃省数字地震台网记录的波形数据,采用Atkinson多台多震计算非弹性衰减系数方法和Moya遗传算法,计算2016年门源MS6.4地震震前3 a震源区及周围地区157个ML2.0以上地震的应力降参数,应力降值分布在0.02~10.86 MPa,平均值为1.67 MPa。结果显示,应力降高值区主要集中在皇城-双塔断裂与冷龙岭断裂之间,与研究区内中强地震活动范围具有很强的一致性;2013年肃南-门源交界MS5.1地震前数月开始出现显著的应力降高值,震后逐渐下降,直到2016年门源MS6.4地震发生前,应力降总体处于较低水平,但在MS6.4地震前半年左右,应力降月均值出现两次高值异常,与门源地震具有一定的对应关系。     

民乐-山丹6.1级地震前后的地壳垂直形变

利用青藏块体东北部的区域水准、跨断裂水准和断层形变资料,分析了2003年10月25日民乐-山丹6.1级地震前后的地壳垂直形变。结果表明,震前出现了明显的长、中、短期形变前兆异常。在经历了1995~2000年的缓慢形变阶段后,2000~2002年祁连山断裂带中、西段形变显著加速,2003年3~10月断层形变异常数量经历了一个“少-多-少”的演变过程,并沿构造体自外围向震中附近收缩;震后祁连山断裂带中、西段形变反向,东段则出现局部隆起区。     

汶川8.0级地震前龙门山断裂带地倾斜面变化特征研究

探讨汶川8.0级地震前龙门山断裂带区域地倾斜面的形变特征,分析表明震前区域地倾斜面在水平形变变化上呈现由龙门山断裂带两侧向中央挤压特征;垂直形变变化呈现龙门山断裂带西北侧的后山断裂持续抬升隆起,东南侧前山断裂的雅安等区域持续下沉特征;震源附近的汶川区域地倾斜面从2005年下半年至2006年出现了垂直和水平形变显著加速增...     

两次强震峰值速度比及其余震分布特征

基于甘肃地震台网和青海地震台网对岷县-漳县MS6.6地震和门源MS6.4地震的波形记录,采用FFT方法分别计算这两次地震三分向的峰值速度,讨论分量之间峰值速度比的分布特征,进而研究其震源性质。结果表明,岷县-漳县地震具有逆冲兼左旋位错性质,南北向能量明显大于东西向;门源地震以逆冲为主,略具左旋走滑特征,两个水平分量的能量相当。结合这两次地震的余震序列分布特征及其他学者的研究结果推测,岷县-漳县地震的发震断层应该是位于临潭-宕昌断裂西北侧且与其平行的一条次级断裂;门源地震的发震断层应该是冷龙岭断裂西北侧的次级断裂,但受到冷龙岭断裂活动控制。     

丽江7.0级和唐山7.8级地震前形变场动态演化与异常特征

对１９９６年丽江７．０级和１９７６年唐山７．８级地震前的形变场动态演化过程做了对比分析，结果表明：①两次强震前形变场均存在大范围垂直差异运动增强以及与构造相关的形变高梯度带（区）；②震前数年（或更长）垂直形变场的趋势改变，并出现形变局部化。结合强震前区域地震活动，研究了这两次地震前垂直形变场动态演化与孕震形变的异常特征，认为与构造相关的强烈差异运动是孕震应变能积累的主要方式。     

祁连山中东段地区断层构造和构造变形特征研究

基于中小地震重新定位结果和震源区应力场等地球物理资料,分析祁连山中东段地区断层构造和构造变形特征。结果表明：1）祁连山中东段地区震源深度主要分布于2~20 km。龙首山断裂震源深度分布呈上宽下窄的倒三角形;门源6.4级地震的余震震源深度为5~15 km,倾向SW;金强河断裂东段地震活动性强,倾向NE,倾角较高;老虎山断裂东段地震活动性强,倾向NE,深部呈近垂直产状。祁连山中东段地区震源深度自西向东递增,推测祁连山东段地区更深部可能已发生构造活动。2）研究区主压应力方向为NE-NEE向。3）沿祁连山中东段地区一系列走滑断裂与前缘逆冲断裂的组合破裂是青藏高原北东向挤出的一种重要的构造变形调节模式。     

2016年青海门源MS6.4地震前的区域地壳形变特征

选取2016-01-21青海门源MS6.4强震发震区域周围200 km范围的10个连续GPS观测站和74个流动GPS观测站资料,分析研究2016年门源MS6.4地震之前的区域地壳形变特征：1）基于10余年GPS资料的速度场计算结果表明,发震区域所处的祁连-海原断裂系具有显著高于周边区域的地壳应变率和地震矩累积率。在发震区域20 km × 20 km范围内,最大和最小主应变率分别为21.5 nanostrain/a（方向NW-SE,拉张）和-46.6 nanostrain/a (方向NE-SW,挤压),地震矩累积率达17.4×1015 N·m/a。主应变挤压的主轴方向与本次地震的震源机制相一致。2）基于震前6 a连续GPS观测站坐标变化时间序列的计算结果表明,自2010年以来,发震区域的面膨胀值随时间呈“非线性”不断变小的趋势,反映出发震区域一直处于应变的挤压缩减状态,但在震前的2~3个月,面膨胀与最大剪切应变均发生了一次明显的反向趋势变化。这些震前的地壳形变异常变化,或许反映了发震区应力-应变积累在接近临界破裂状态时的非线性调整。     

门源6.4级地震前跨断层水准前兆性指标异常与震后变化

利用2016-01-21门源6.4级地震前祁连山断裂带跨断层短水准观测资料以及震后数天的加密复测结果,综合观测曲线、异常时空演化特征及特征强度指标,分析门源震前断层形变异常及震后变化。结果显示,2015年该断裂带中东段集中、增多且以突跳为主的断层形变短期群体性异常与这次门源强震有一定关联,具有中短期-短期前兆意义;震后复测结果以转折特性为主,同震变形不是很大。     

甘肃及附近地区断层形变异常特征的综合提取与震例总结

基于20世纪80年代以来的跨断层短水准资料,利用“点-线-面”相结合的研究方法,全面分析甘肃地区1990~2016年8次5.5级以上地震的震前应变背景、断层活动和短期形变异常的时空演化特征。结果显示,多个地震震前不同层面上出现如下典型的异常特征：1）地震往往发生在垂直形变累积率的高值区或差异显著的高梯度带上,震前出现有序的形变场分布;2）震前不同断裂带之间或断裂带的不同段之间常存在显著的运动差异,发震断裂震前中短期运动速率显著增强,造成区域运动的不均衡;3）随着强震的逼近,显著异常场地在空间分布上明显向近震区迁移和集中,或近震源区的一些跨断层场地异常强度逐渐增大。地震震前典型异常的时、空、强演化特征说明,断层运动失稳前,近震区附近断层活动、应力应变场均有一定程度的显现,地震发生前断层活动存在不同往常的失稳波动现象,应力出现向近震源区传递的特征。     

郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”断层活动特征与地震关联性研究

利用郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”区域的跨断层水准测量资料,运用断层形变累积率及年滑动速率比方法计算各测线近20 a的观测数据,研究区域内断层活动及能量积累的整体空间演化特征,梳理各测点所跨断裂带的断层形变特征及变化过程,从空间分布和时间演化的角度探讨断层活动特征与安徽及邻近地区中强地震的关联性。结果显示：1）郯庐断裂带安徽段断层形变累积率总体高于“霍山窗”区域,震前存在高值聚集、区域分界、高密度低值梯度带等特征,显示震前的应力积累背景;2）安徽地区断层活动明显受郯庐断裂带整体活动的影响,区域性差异和阶段性变化显著;3）断层形变的年滑动速率比异常对地震活动的判断具有一定的指示作用,主要表现为震前2个月~1 a的高值异常及多个测点的群体性异常等特征,随着震级的增大,异常分布范围和变化幅度均有所增大。     

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