2018年5月28日松原MS5.7地震热红外亮温异常分析

基于2016年5月29日—2018年5月28日中国静止气象卫星FY-2E （FY-2G）的连续亮温观测数据,利用连续小波变换法分析了2018年5月28日松原M_S5.7地震前震中附近（119°E—134°E,40°N—50°N）热红外亮温相对小波能谱的时空演化。结果显示:自2018年2月起,热红外亮温相对小波能谱首先在北西向的第二松花江断裂前郭部分出现高值异常;随后异常范围沿第二松花江断裂前郭部分和扶余—肇东断裂扩展,至2018年3月异常范围及幅值达到峰值;而后异常空间分布逐渐向震中附近收缩成一条NE走向的沿扶余—肇东断裂分布的窄带状区域,异常幅值逐渐降低;最终于４月中旬异常在该区域内消失,其后约40天发生松原M_S5.7地震,震中位于异常区域的边缘。此外,本文还分析了2013年以来研究区域内热红外亮温相对小波能谱高值异常与所发生地震的对应关系,结果显示:在7组异常中有4组异常出现后有地震发生,且此4次地震为该时段内研究区内所发生的所有浅源地震。      

2018年5月28日松原MS 5.7地震前热红外亮温异常分析

2018年5月28日吉林松原发生M_S 5.7地震。为了分析松原地震前可能与地震有关的热红外亮温异常,收集了以震中为中心的38°—50°N、116°—134°E范围内,2013年1月1日—2018年6月18日静止气象卫星FY-2G观测的地表亮温资料,应用连续小波变换方法计算了每一个像元的小波相对能谱,得到了分析区域内相对能谱的时、空演化规律。结果显示,地震前1周吉林—丰满断裂周围出现相对能谱值超出背景值的异常现象;且随着地震的临近,异常区域沿着松花江第二断裂带向NW方向扩展,异常幅度随之增大。地震发生后异常幅度及面积继续增大,直至震后1个月异常逐渐消失。含油气盆地地下大量天然气对震前应力的变化较敏感,当应力积蓄到一定程度,盆地周缘的活动构造带及一些微裂隙都是天然气上涌的通道,而溢出地表的甲烷、二氧化碳等温室气体辐射增温效果明显。在震前,盆地出现大片区域的辐射增温异常可能与天然气外泄有关,或许可以解释松原M_S 5.7地震震中位于异常区外边缘的现象。     

2020年龙泉山断裂带MS5.1地震成因综合分析

2020年2月3日四川省成都市青白江区发生M_S5.1地震,震中烈度为Ⅵ度。该地震事件震中位于龙泉山断裂带上,距离成都市中心38 km,是龙泉山断裂带历史上非常罕见的5.0级以上地震事件。针对该事件成因进行了综合分析与研究,具体内容包括:(1)通过收集历史地震资料讨论龙泉山断裂带的地震活动性;(2)利用高质量的波形数据对主震位置进行重定位;(3)根据地震层析成像获得的三维vP、vS以及泊松比(σ)模型分析了孕震构造和流体影响,以及(4)利用固体潮理论模型分析了固体潮与地震触发的相关性。结果表明,本次M_S5.1地震发生在龙泉山断裂带北段,震中坐标为(30.732°N,104.529°E),震源深度为15.12 km;震源位于高-低泊松比过渡带附近,并伴随着大范围的低速异常,初步推断与深部流体有关;同时,固体潮在断层面上产生的剪切应力变化,也可能与本次地震的触发密切相关,暗示着在地震发生前龙泉山北段的地震危险性已经达到了较高水平。因此深部流体侵入作用、强震同震效应以及特定孕震构造环境的综合影响可能是导致本次地震触发的主要因素。     

利用图像信息方法研究芦山MS7.0地震前川滇及附近地区的图像异常

图像信息方法是一种基于统计物理学的地震预测方法. 该方法通过严格的统计检验给出地震活动状态显著偏离平均状态的地区(即显著平静或显著活跃的地区), 称为“地震热点”. 以往研究结果表明该方法是一个预测效能较高的中长期地震预测方法. 本文利用中国地震台网中心提供的1970年以来的地震目录, 在剔除余震、 选取完备震级的基础上, 基于前期研究工作结果中预测效能较高的计算参数, 即网格尺度为2°×2°、 预测时间窗为9年, 分析2008年汶川M_S8.0地震后到2013年芦山M_S7.0地震前川滇地区的图像信息演化过程. 结果表明, 2009—2010年间芦山M_S7.0地震震中附近的鲜水河断裂带、 龙门山断裂带和安宁河断裂带交汇区(29°—31°N, 101°—105°E)存在明显的地震热点, 2011—2012年该地震热点缩小至(29°—31°N, 101°—103°E)范围, 2012年以后消失, 继而于2013年发生芦山M_S7.0地震. 本文还对比研究了网格尺度为1°×1°时的图像信息演化过程, 结果显示2009—2010年芦山地震附近的新津—成都—德阳断裂南部、 龙泉山西缘断裂南段、 马边—盐津断裂带、 峨边断裂带、 天全—萦经断裂带(29°—30°N, 103°—104°E)也出现过地震热点, 2011年以后该热点消失, 2013年发生芦山M_S7.0地震. 本文讨论了计算参数对预测结果的影响, 并根据目前存在的地震热点分析了川滇及附近地区今后强震发生的可能地点.      

Possible thermal brightness temperature anomalies associated with the Lushan (China) MS7.0 earthquake on 20 April 2013

Lushan M_S7.0 earthquake occurred in Lushan county, Ya'an city, Sichuan province of China, on 20 April 2013, and caused 196 deaths, 23 people of missing and more than 12 thousand of people injured. In order to analyze the possible seismic brightness temperature anomalies which may be associated with Lushan earthquake, daily brightness temperature data for the period from 1 June 2011 to 31 May 2013 and the geographical extent of 25°E-35°N latitude and 98°E-108°E longitude are collected from Chinese geostationary meteorological satellite FY-2E. Continuous wavelet transform method which has good resolution both in time and frequency domains is used to analyze power spectrum of brightness temperature data. The results show that the relative wavelet power spectrum (RWPS) anomalies appeared since 24 January 2013 and still lasted on 19 April. Anomalies firstly appeared at the middle part of Longmenshan fault zone and gradually spread toward the southwestern part of Longmenshan fault. Anomalies also appeared along the Xianshuihe fault since about 1 March. Eventually, anomalies gathered at the intersection zone of Longmenshan and Xianshuihe faults. The anomalous areas and RWPS amplitude increased since the appearance of anomalies and reached maximum in late March. Anomalies attenuated with the earthquake approaching. And eventually the earthquake occurred at the southeastern edge of anomalous areas. Lushan earthquake was the only obvious geological event within the anomalous area during the time period, so the anomalous changes of RWPS are possibly associated with the earthquake.     

公元849年内蒙古包头东地震地表破裂带及地震参数讨论a

史载公元849年10月20日,内蒙古河套地区发生大地震.对这次地震的震中位置、震级、烈度的认识目前存在较大分歧.作者在大青山山前断裂带活断层填图和古地震研究过程中,在大青山山前断裂中、西段,发现多处距今1000多年的地震形变遗迹;结合公元849年地震史料的进一步考证,表明大青山山前断裂带为公元849年地震的发震构造.宏观震中位置应在活动断裂变位量最大的包头铝厂至永富一带,地理坐标约为北纬40.4deg;,东经110.2deg;.震中烈度为Ⅹ度,震级为7.7.      

青海东部及邻区强震前地震活动特征参数Wq值的研究

利用1980～2007年以来,青海省东部及邻区（34°～40°N,96°～104°E）ML≥2．3级地震资料进行特征参数耽值的空间扫描。结果表明,在该区域内发生的9次6．0级以上地震中有6次震前7—28个月在震中周围出现叻值异常区,并且大部分地震前的异常区存在异常出现一异常区面积扩大一面积收缩一发震的变化过程,为地震的中短期预报提供了判定依据。     

2014年10月7日云南景谷MS6.6地震热红外异常

以中国静止气象卫星FY-2C/2E红外遥感资料为依据,采用小波变换与功率谱相对变化法对2014年10月7日云南景谷MS6.6地震进行震例数据处理和分析。结果显示:震前热异常具有明显时空特征,2014年8月上旬震中及其周围区域出现热红外异常,异常区范围随时间逐渐扩大、幅度陡增;8月30日左右异常面积达到最大,异常持续时间近一个月,异常幅度最大值达到平均值的14倍多,最大值45天后发生地震;该次地震热红外异常特征显著,容易识别,可作为一种识别地震热异常信息的判据,进一步验证卫星热红外异常在地震预判方面的作用。     

基于E-FAST法分析海啸波高对潜在海啸源参数的敏感性

以马尼拉海沟的北断层发生M_W8.0地震在南海引发海啸为假想的模拟情景, 利用E-FAST法定量分析了COMCOT海啸数值模型输出(最大海啸波高)对震级, 震源深度, 震中位置和断层走向、 倾角、 滑动角等震源参数的敏感性, 以及各震源参数间的交互效应对最大海啸波高的影响. 结果表明, 观测点B₁( 20.1°N, 119.4°E)、 B₂(18.4°N, 118.1°E)和B₃(13.5°N, 117.6°E)的最大海啸波高都对震级十分敏感, 对震中位置、 断层走向和倾角较为敏感. 敏感的震源参数在影响上述3个观测点的最大海啸波高时, 与其它震源参数产生了较强的交互效应. 但是对于不同的观测点, 各震源参数的重要度排序则存在一定的差异. 该分析结果有助于更好地认识海啸波高与潜在海啸源参数之间的关系.      

汶川地震区地壳速度相对变化的环境噪声自相关研究

2006年中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室在川西地区(100°E～105°E, 26°N～32°N)布设了由297个宽频带地震台组成的密集流动地震观测台阵.本文利用川西流动地震台阵29°N以北地区的137个台站2007年1月至2008年10月的连续三分量地震环境噪声记录,研究了汶川地震震前震后地壳速度变化特征.借助川西台阵的密度优势,我们针对单台三分量噪声自相关函数和单台不同分量间的互相关函数,利用互谱移动窗技术,在0.33～1 Hz频带范围内测量了经过50天滑动平均的相关函数与长时间平均参考相关函数的走时变化率,进而求得地壳浅部速度随时间的相对变化,并得到其空间分布特征.本文结果表明,利用环境噪声自相关方法可以得到与互相关方法基本一致的同震速度变化分布图像,同震速度变化分布与同震体应变具有明显相关性.具有更高空间分辨率的噪声自相关研究进一步发现,在鲜水河断裂和龙门山断裂交汇区存在同震速度增加区,这个区域与同震库伦应力变化和地表形变观测预测的周边断层库伦应力增加区一致.我们的研究发现,同震库伦应力增加效应的持续时间大约为2个月左右,在此之后,区域应力场逐渐恢复为普遍的应力下降.     

Co-seismic fault geometry and slip distribution of the 26 December 2004, giant Sumatra–Andaman earthquake constrained by GPS,coral reef,and remote sensing data

We analyze co-seismic displacement field of the 26 December 2004, giant Sumatra–Andaman earthquake derived from Global Position System observations,geological vertical measurement of coral head, and pivot line observed through remote sensing. Using the co-seismic displacement field and AK135 spherical layered Earth model, we invert co-seismic slip distribution along the seismic fault. We also search the best fault geometry model to fit the observed data. Assuming that the dip angle linearly increases in downward direction, the postfit residual variation of the inversed geometry model with dip angles linearly changing along fault strike are plotted. The geometry model with local minimum misfits is the one with dip angle linearly increasing along strike from 4.3oin top southernmost patch to 4.5oin top northernmost path and dip angle linearly increased. By using the fault shape and geodetic co-seismic data, we estimate the slip distribution on the curved fault. Our result shows that the earthquake ruptured *200-km width down to a depth of about 60 km.0.5–12.5 m of thrust slip is resolved with the largest slip centered around the central section of the rupture zone78N–108N in latitude. The estimated seismic moment is8.2 9 1022 N m, which is larger than estimation from the centroid moment magnitude(4.0 9 1022 N m), and smaller than estimation from normal-mode oscillation data modeling(1.0 9 1023 N m).     

汶川MS8.0地震孕育发生的机制与动力学问题

2008年5月12日四川省汶川县发生了MS8.0强烈地震.发震断层是龙门山断裂带的映秀—北川断裂.分析震前的GPS速度场发现,从巴颜喀拉块体西部到龙门山断裂带沿大约N103°E方向的缩短速率为13.0 mm/a,龙门山断裂带的右旋走滑速率1.1 mm/a,断裂带处于闭锁状态.四川盆地沿大约N103°E方向有少量的压缩变形,而沿SW方向有少量的拉张变形.同震位移场显示,这次地震可能是巴颜喀拉块体SE向逆冲与四川盆地NW向俯冲同时发生的.应变场分析发现,震前震中区的主压与主张应变率分别为-30.840×10^-9/a与13.956×10^-9/a,主压应变轴N105.4°E与震源机制解得到的主压应力轴的方向N103°E一致.由本文提出的应力-应变机制得到的断层滑动方向和走向与地表破裂调查和震源机制解得到的结果一致.印度、太平洋和菲律宾海板块与欧洲板块的相互作用是龙门山断裂带积累弹性应变能和孕育汶川地震的长期作用力.苏门达腊大地震使青藏高原和华南块体的相互作用加强,促进了汶川地震的发生.     

日本MW9.1地震对区域热辐射背景场影响的时频分析

一次特大地震会对震中及附近区域热辐射背景场造成较大影响。应用中国静止气象卫星风云二号系列（FY-2C/2E/2F/2G）的亮温资料,通过时频相对功率谱法对2007—2016年（30°N—45°N,135°E—150°E）范围的时频数据进行全时空全频段扫描,得到了2011年3月11日日本M_W9.1特大地震的热辐射异常,该异常特征明显且与地震发震构造对应较好。应用时频分析方法分析M_W9.1地震对上述扫描区域热辐射背景场的影响,得出2011年的热辐射异常出现时间长、范围大且与其它年份不同,进而得到影响过程的3个阶段（出现—最大—消失）。同时对多尺度相对功率谱处理地震热辐射异常的异同和优缺点进行了对比研究,结果显示6阶小波变换尺度部分经不同窗长的相对傅里叶功率谱处理能更加有效地识别和提取地震热辐射异常信息,研究区域10年间共出现6次热辐射异常,其中两次与2011年地震对应,3次与该区域其它地震对应,仅1次无地震对应。      

爆炸、核试验与天然地震的区别（英文）

本文通过地震正演模型和面波振幅数据对比分析了天然地震、爆炸,与核试验数据,以探索改进辨别天然地震与爆炸的方法。所提方法是基于波数域和频率域的双积分变换解。用于研究的地震事件都发生在北朝鲜,其中包括2001年6月26日（39.212°N,125.383°E）和2001年10月30日（38.748°N,125.267°E）所记录的爆炸数据,2006年10月9日（41.275°N,129.095°E）所记录的一次核试验数据、以及2002年4月14日（39.207°N,125.686°E）和2002年6月7日（38.703°N,125.638°E）所记录的两次天然地震。基于这些数据通过地震波分析与理论模拟表明爆炸引起的地震与天然地震有着不同的波型特征。爆炸引起的信号特征是P波的能量较S波强,在爆炸记录上0.05-0.5Hz频率之间Rg波清晰呈现,而在然地震记录上没有。这是由于爆炸地震记录上P波是优势波,与SH成分发生了耦合。     

京西盆岭构造区积累库仑破裂应力变化对强震的影响

以拉张正断层作用为主的京西盆岭活动构造区(112°～116.2°N, 38.3°～41.5°E)自BC231年以来共记载和记录15次M6～7.5地震。 本研究计算每一次强震产生的以及逐次积累的库仑破裂静应力变化, 并分析强震之间的应力触发关系。 结果显示在14次后发的强震中, 有10次发生在先发强震产生的积累库仑破裂静应力变化为正的触发区, 触发率为71%。 所有15次历史强震作用共同引起研究区积累库仑破裂静应力变化的正值区, 主要分布于六棱山北麓断裂中段、 怀涿盆地北缘断裂、 新保安沙城断裂、 桑干河断裂以及蔚县盆地南缘断裂, 并使得这些断裂(段)的强震危险性有所增加, 这可为分析研究区的未来强震危险性提供参考。     

The seismicity and tectonic stress field characteristics of the Longmenshan fault zone before the Wenchuan MS8.0 earthquake

The seismicity of Longmenshan fault zone and its vicinities before the 12 May 2008 Wenchuan M_S8.0 earthquake is studied. Based on the digital seismic waveform data observed from regional seismic networks and mobile stations, the focal mechanism solutions are determined. Our analysis results show that the seismicities of Longmenshan fault zone before the 12 May 2008 Wenchuan earthquake were in stable state. No obvious phenomena of seismic activity intensifying appeared. According to focal mechanism solutions of some small earthquakes before the 12 May 2008 Wenchuan earthquake, the direction of principal compressive stress P-axis is WNW-ESE. The two hypocenter fault planes are NE-striking and NW-striking. The plane of NE direction is among N50°?70°E, the dip angles of fault planes are 60°?70° and it is very steep. The faultings of most earthquakes are dominantly characterized by dip-slip reverse and small part of faultings present strike-slip. The azimuths of principal compressive stress, the strikes of source fault planes and the dislocation types calculated from some small earthquakes before the 12 May 2008 Wenchuan earthquake are in accordance with that of the main shock. The average stress field of micro-rupture along the Longmenshan fault zone before the great earthquake is also consistent with that calculated from main shock. Zipingpu dam is located in the east side 20 km from the initial rupture area of the 12 May 2008 Wenchuan earthquake. The activity increment of small earthquakes in the Zipingpu dam is in the period of water discharging. The source parameter results of the small earthquakes which occurred near the initial rupture area of the 12 May 2008 Wenchuan earthquake indicate that the focal depths are 5 to 14 km and the source parameters are identical with that of earthquake.     

2019年6月17日长宁MS6.0地震前后b值时空变化分析

选取2014年1月至2019年8月宜宾地区(28.0°N~28.5°N, 104.6°E~105.1°E)记录的地震资料, 利用最大似然法估算b值, 得到了宜宾地区b值的时空变化特征。结果显示: ① 2019年长宁M_S6.0地震前5个月, b值出现加速下降变化, 震后快速回升。这一现象很可能反映了地震孕育中的应力积累集中到地震发生后的应力释放过程。② 长宁地震前震中区及附近地区一直存在低b值异常(≤0.85), 震前5个月, 震中附近出现了b值下降, 尤其是长宁地震西偏北方向出现了b值显著下降, 后续珙县发生的3次M_S5地震正位于该异常区及边缘。③ b值空间低值异常可用于判定未来中强地震发生的危险区域, 而b值的下降可用于判定强余震的可能发生地点。④ 分析地震危险性时, 更应关注低b值背景下的b值下降, 即高应力集中区域的地震危险性增强。     

2008年汶川MS8.0地震前后川西含碳气体卫星高光谱特征

2008年汶川地震导致了大量地下含碳气体释放. 本文基于卫星高光谱数据采用差值法获取了汶川地震前后川西地区含碳气体异常的时空分布特征. 结果显示汶川地震前后不同含碳气体异常的时空分布特征不同. 空间分布上,CH₄,CO₂和CO异常分布于震中附近且受断裂控制明显,与热红外异常特征类似;CO和CO₂异常的范围较CH₄大,CO除沿断裂带分布外,在四川盆地也大面积出现. 异常出现时间上,CO₂异常最早,其次为CH₄和CO. 气体来源上,CO₂和CH₄主要来源于地球内部沿断裂带释放,在地球内部还原条件下,CH₄还可由CO₂还原形成;CO异常除了沿断裂带释放和由断裂带释放的CH₄氧化生成外,还由四川盆地渗漏的CH₄氧化生成. 本文结果可用于地震监测预测研究,不仅提供了新的地震前兆观测参数,还为地震热红外异常机制“地球放气温室效应”提供了科学依据,同时对地震引起的地质碳排放研究也有重要意义.      

2013年10月31日吉林前郭M5.8震群研究

2013年10月31日在吉林省前郭县查干花镇先后发生5.5级和5.0级地震,之后于2013年11月22日、23日又在原地分别发生了5.3级和5.8级、5.0级地震,形成震群活动。震群地震发生在东北断块区松辽断陷带中央坳陷区内,极震区长轴呈北东向展布。本次震群序列共记录1 356次地震,包括5次5级以上地震,记录到完整的地震序列。余震呈NW向密集条带状分布,震群震源断错性质为带有走滑分量的逆冲型错动,综合分析认为,前郭震群地震可能受北东向扶余—肇东断裂和北西向查干泡—道字井断裂控制,其破裂面为北西向,发震构造可能是震源区基底深部一条NW向隐伏逆冲断裂（查干泡—道字井断裂）。前郭5.8级震群在震前出现一部分测震学异常,而前兆异常更丰富,表现为由外围向震中区逐渐逼近,地震发生后前兆异常又表现出由震中区向外围扩散的特征;在时间上,先是从2010年以来出现以破年变为特征的中期趋势异常,逐渐由趋势异常向短期异常再向临震异常演化,临震异常主要以加速转折下降为主。      

根据接收函数反演得到的首都圈地壳上地幔三维S波速度结构

利用2002~2003年中国地震局地质研究所台阵实验室以唐山大震区为中心布设的40个流动宽频带地震台站和首都圈数字台网的33个宽频带台站的远震数据,采用接收函数非线性反演方法得到其中72个宽频带台站下方60 km深度范围内的S波速度结构.根据得到的各台站下方地壳上地幔的S波速度结构,并综合刘启元等（1997）用接收函数非线性反演方法得到的延怀盆地15个宽频带流动台站下方的地壳上地幔S波速度结构模型,给出了39°N～41°N,114°E~119.5°E区域内沿不同走向、不同深度S波速度分布.由于综合了利用首都圈数字地震台网的宽频带台站以及流动地震台阵的观测数据,本文给出了较前人同类研究空间分辨率更好的结果.结果表明: (1)研究区的速度结构,特别是怀来以东的速度结构十分复杂.在10~20 km深度范围内,研究区地壳具有高速和低速异常块体的交错结构.研究区中上地壳速度结构主要被与张渤地震带大体重合的NW向高速条带和穿越唐山大震区的NE向高速条带所控制,而其中下地壳的速度结构主要为延怀—三河—唐山地区上地幔隆起所控制.(2)研究区内存在若干壳内S波低速体,它们主要分布在唐山,三河及延怀盆地等地区.在这些地区,壳内低速体伴随着壳幔界面的隆起和上地幔顶部速度结构的横向变化.(3)地表断层分布与地壳速度结构分区有较好的相关性,表明断层对不同块体有明显的控制作用.其中,宝坻断裂,香河断裂和唐山断裂均为超壳断裂.(4)首都圈内大地震的分布与壳内低速体及上地幔顶部的速度结构有密切关系.对于唐山大地震的成因,仅考虑板块作用引起的水平应力场是不够的,有必要充分重视由于上地幔变形引起的地壳垂直变形和上地幔物质侵入造成的热效应.