2022年1月8日青海门源MS6.9地震震前变形特征分析

2022年1月8日1时45分27秒青海海北藏族自治州门源县发生 M_S6.9地震,基于大地测量资料详细分析震源区的构造运动、应变演化以及深部变形特征,对于发震机理及震后危险性分析具有重要的意义。本文利用1991—2016、2017—2020期中国大陆地区GNSS速度场,分析了青藏高原东北缘各断裂带的运动学特征、门源地震震中和周边区域的地壳应变及其动态演化特征;结合剖面投影和非线性拟合算法,定量计算了托莱山、冷龙岭断裂的滑动速率和闭锁深度,得到以下认识:①青藏高原东北缘不同断裂带的运动学特征差异较大,整体以地壳缩短运动为主,局部区域伴随旋转运动; ②震中位于面膨胀率和最大剪应变率高值区的边缘,与前人关于强震地点的认识基本一致; ③区域应变参数的时空演化过程显示,震中附近应变特征整体变化不大,表明断层可能处在孕震晚期阶段; ④托莱山断裂带具有较高的滑动速率和闭锁深度,结合库仑应力的研究结果认为,该断裂未来一段时间的地震危险性仍值得关注。     

2022年青海门源MS6.9地震余震的空间迁移特征

精确识别和定位中强地震序列中的微震事件对于准确判定发震构造具有重要的意义。文章对2022年1月8日发生在青藏高原东北缘的青海门源M_S6.9地震序列进行精定位及微震检测研究。首先运用双差定位法对2022年1月8—16日由中国地震台网中心记录的1 010个门源地震序列原始目录进行重定位,得到404个精定位地震目录。分别采用原始地震目录(CENC)和双差重定位目录(HypoDD),对震源区150 km范围内9个台站的连续波形数据进行微震检测。结果表明,基于CENC目录识别的余震个数是原始目录地震数量的3.0倍,基于HypoDD目录识别的地震个数是原始目录的2.1倍,是HypoDD目录的5.8倍;两种地震目录的微震检测均使得M_L震级完备性从1.7级降低至1.1级。新的地震目录空间位置显示,主震发生后余震主要沿托莱山断裂向西侧扩展,8分钟以后,在托莱山断裂和冷龙岭断裂均发生破裂。根据本研究获取的更高空间分辨率的地震序列,同时结合震源机制解,认为2022年门源M_S6.9地震初始破裂位于近E-W向的托莱山断裂,并触发了NW-SE向的冷...     

2022年门源MS6.9和2016年门源MS6.4地震序列比较分析

2022年1月8日青海省海北州门源县发生M_S6.9地震,震中距离2016年1月21日门源M_S6.4地震震中约33km,两次门源地震均发生在冷龙岭断裂附近,但在震源机制、主发震断层破裂过程及地震序列余震活动等方面显著不同。针对两次门源地震序列的比较分析,对研究冷龙岭断裂及其附近区域强震序列和余震衰减特征等具有重要研究意义。通过对比分析2022年门源M_S6.9地震和2016年门源M_S6.4地震余震的时空演化特征,发现二者在震源过程和断层破裂尺度上存在明显差异,前者发震断层破裂充分,震后能量释放充分,余震丰富且震级偏高;而后者发震断层未破裂至地表,余震震级水平偏低。综合分析两次门源地震序列表现出来的差异性,认为其可能与地震发震断层的破裂过程密切相关,且同时受到区域构造环境的影响。     

2021年5月22日青海玛多M7.4地震余震重新定位与断层面参数拟合

文中基于青海和周边地震台网72个台站以及震后布设的12个流动观测台站于2021年5月22—27日记录的青海玛多M7.4地震主震及1 357次余震资料,使用双差地震定位法重新对余震位置进行了修定,获得了1 289次余震修定后的震源位置。重新定位后,余震基本沿昆仑山口-江错断裂呈NWW向线性分布,震源深度由重新定位前主要集中于5～10km变为在5～15km深度范围内相对均匀地分布。根据重新定位后的余震分布特点并参考地质断层及现场考察的地震破裂带展布情况,依据成丛地震发生在断层附近的原则,选取了6个矩形区域内重新定位后的震源信息,联合采用模拟退火与高斯-牛顿算法反演获得了每个区域断层面的详细参数。结果表明,主干断裂为长约146km、总体走向为285°～290°的高倾角大型左旋走滑兼逆冲断裂。重新定位还显示,主干断裂东、西两侧有分叉现象,可能是大地震发生时期由于复杂的应力分配导致触发并新产生2条分支断裂,断裂整体显示为树形。西侧分支走向为306°,与主干断裂相交,夹角为21°。东侧分支走向近EW,与主干断裂的东段相连。     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震地表破裂带特征与发震机制

2022年1月8日01时45分, 在青海省海北州门源县(N37.77°, E101.26°)发生了M_S6.9地震, 震源深度约10km.震后现场考察确认, 本次地震震中位于祁连—海原断裂带中段的冷龙岭断裂与托勒山断裂之间的构造转换部位, 上述断裂均为全新世活动的左旋走滑断裂.地震形成了两条地表破裂带, 总长度约31km.其中, 北侧主破裂带主要沿冷龙岭断裂西段分布, 东起硫磺沟脑, 向西穿过道沟, 至下大圈沟止, 长度约22km, 野外测量并经无人机高分辨率影像校核后, 最大水平位错量约2.6±0.3m, 并向两端逐渐衰减, 宏观震中位于硫磺沟大拐弯至道沟以东一带.南西侧的次级破裂带分布在托勒山断裂东段上, 东自大圈窝, 断续向西过羊肠子沟, 至大西沟止, 长度约9km, 最大水平位错量约1.0±0.1m, 二者之间呈左阶斜列, 最小阶距约1.0km.本次地震地表破裂习性以左旋走滑为主略具逆冲分量, 各次级破裂呈左旋左阶拉张或左旋右阶挤压的雁列式组合, 形成了典型的走滑断错地貌, 如左旋断错纹沟、河床、牧区铁丝网围栏、道路路基、车辙、便道和动物脚印等, 同时还形成了典型的挤压脊或鼓包、张性裂隙和断层陡坎等, 其走滑破裂样式典型而丰富.综合本次地震地表破裂展布和余震活动所反映的深部构造特征表明, 其发震构造应以冷龙岭断裂西段为主, 托勒山断裂东段参与, 在其构造转换部位形成不连续的Y字型分叉的地震地表破裂图像.这次地震是继1986年门源M_S6.4和2016年门源M_S6.4地震沿冷龙岭北侧次级断裂活动之后, 发生在冷龙岭主干活动断裂带上的一次强烈地震, 未来应重点关注祁连—海原断裂带尤其是西段的大震活动.

     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震序列重定位和震源机制解研究

2022年1月8日青海省海北州门源县发生M_S6.9地震,震后产生了长约22 km的地表破裂带,青海、甘肃和宁夏等多地震感强烈。本文基于区域地震台网资料,通过多阶段定位方法对门源M_S6.9地震早期序列（2022年1月8日至12日）进行了重定位,并利用gCAP方法反演了主震和M_S≥3.4余震的震源机制和震源矩心深度,计算了现今应力场体系在门源M_S6.9地震震源机制两个节面产生的相对剪应力和正应力。结果表明:门源M_S6.9地震的初始破裂深度为7.8 km,震源矩心深度为4 km,地震序列的优势初始破裂深度主要介于7—8 km之间,而M_S≥3.4余震的震源矩心深度为3—7 km;该地震序列的震源深度剖面显示震后24个小时内的地震序列长度约为25 km,与地表破裂带的长度大体一致,整体地震序列长度约为30 km,其中1月8日M_S6.9主震和M_S5.1余震位于余震区西段,1月12日M_S5.2余震位于余震区东段。2022年1月8日门源M_S6.9主震的震源机制解节面Ⅰ为走向290°、倾角81°、滑动角16°,节面Ⅱ为走向197°、倾角74°、滑动角171°,根据余震展布的总体趋势估计断层面走向为290°,表明此次地震为近乎直立断层面上的一次左旋走滑型事件;M_S≥3.4余震的震源机制解显示这些地震主要为走滑型地震,P轴走向从余震区西段到东段之间大体呈现NE向到EW向的变化。现今应力场体系在门源M_S6.9主震震源机制解节面Ⅰ上产生的相对剪应力为0.638,而在节面Ⅱ上的相对剪应力为0.522,表明这两个节面均非构造应力场的最大释放节面,这与2016年门源M_S6.4地震逆冲型震源机制为构造应力场的最优释放节面有着明显差异。结合地质构造、震源机制和余震展布,2022年1月8日门源M_S6.9主震的发震构造可能为冷龙岭断裂西段,其地震断层错动方式为左旋走滑。根据重定位结果、震级-破裂关系以及剪应力结果,本文认为门源地区存在一定的应力积累且应力未得到充分释放,该地区仍存在发生强震的危险。      

2022年1月8日青海门源MS6.9地震同震形变场及地下位错反演

针对2022年1月8日青海门源M_S6.9地震,基于Sentinel-1A卫星的SAR影像获取了本次地震的同震形变场,并进行计算分析,运用SDM程序反演地下静态位错。初步结果如下：①本次地震震中位于蝴蝶状分布的形变图中心,抬升盘与下降盘之间的破裂迹线明显,破裂迹线长约24km,形变中心位于托莱山与冷龙岭断裂交汇处。②降轨数据显示,在断层区域视线向（LOS）形变量最小约-0.55m（远离卫星）,最大约0.68m（靠近卫星）;升轨数据显示,在断层区域视线向（LOS）形变量最小约-0.49m（远离卫星）,最大约0.42m（靠近卫星）。③对中国地震局发布的门源6.9级地震烈度图和本研究获取的地震形变图进行叠加分析,可以看出二者吻合度较高,地表有较明显形变所涉及区域约0.4万km²。④运用降轨InSAR数据反演得出地下最大位错量约3.29m,深度4.75km,在近地表位错破裂长度可达30km,地表有明显破裂的区域长约25km,与中国地震局科考工作每日情况的结果基本一致。     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震余震序列自动处理结果探讨

使用2022年1月8日青海门源M_S6.9地震前3天及后7天甘肃地震台网固定台站和邻省共享台站记录到的连续波形数据,利用RISP系统自动检测余震序列,并将检测结果与人工编目结果进行对比分析.结果表明:自动编目与人工编目定位结果基本一致,震中位置差(3.9±1.51)km,震级差值M_L(0.17±0.22);自动编目结果的发震时刻普遍略早于人工目录,但两种目录中大部分余震发生时刻的差值在2s内.自动编目产出速度快,且能检测人工无法识别的微小余震,提高了目录完备性.综合来看,自动编目系统产出结果符合预期目标,可为震群趋势判断、破裂过程快速反演等相关科学研究提供数据支撑.     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震前重力场动态变化

2022年1月8日青海门源M_S6.9地震前,中国地震局在青藏高原东北缘开展了多期流动重力观测,并观测到震中附近重力场随时间的变化.我们曾利用震中附近重力场变化信息在地震前对发震地点进行了较为准确的预测.本文综合利用地面绝对重力、相对重力资料,对青藏高原东北缘2018—2021年间的重力观测数据进行整体处理,系统分析了区域重力场动态变化及其与门源M_S6.9地震发生的关系.结合地震剪切波分裂、地壳裂隙及饱和度研究成果,进一步研究了区域重力场变化的时空分布特征及其机理.结果表明：(1)门源M_S6.9地震前2年累积重力变化呈现出明显的四象限分布特征,震中位于重力变化的四象限中心零等值线附近;(2)地震前重力异常持续时间与震级的关系、地震剪切波分裂产生的慢波时间延迟持续时间与震级的关系显现一致性,这种一致性表明地下流体运移可能是地震前观测到的重力变化的主要成因;(3)本次震中东南侧的显著重力变化延伸到了冷龙岭断裂东段至海原断裂一带,后期仍需要关注该地区的地震危险性.

     

2022年1月8日门源M6.9地震前青海地区逸出气氡异常特征分析

2022年1月8日青海省海北州门源县发生M6.9地震,震前青海地区出现两项逸出气氡异常(西宁、乐都)。以此为研究对象,利用流体地球化学方法,进行异常特征分析研究。TDS范围：西宁采样点为9 084.3～11 316 mg/L;乐都采样点为897.01～989.26 mg/L。水化学类型为Na-SO₄、Na-Cl,均显示水-岩反应程度较弱。SO₄^2-、HCO~-₃浓度发生较明显变化,指示异常出现前及异常持续过程中有地下水循环径流途径较短的低矿化水混入,计算热储温度与循环深度,显示出深部水体交换不明显的特征。地震孕育时,区域应力加载导致周围岩石产生裂隙及孔隙,从而导致地球物理场的氡值变化,同一时段的水岩反应加剧,使得水化学离子组分浓度亦发生相应变化,结合氡值异常机理及历史震例研究,分析认为该异常是可信的地震前兆异常,对祁连带6级以上地震有较好的指示意义。     

2022年1月8日青海门源6.9级地震前地球物理观测异常分析

对青海省门源地震台静水位、石英水平摆倾斜和钻孔应变等地球物理观测资料的阶段性变化特征分析,以及对2022年1月8日青海门源6.9级地震前的短临异常变化进行了研究。结果表明,门源地震台静水位、水平摆倾斜和钻孔应变观测资料在此次地震中均出现了明显的短临异常。其中,静水位出现加速上升和下降异常变化,并在持续下降变化中发生了青海门源6.9级地震;石英水平摆倾斜仪存在北倾的加速或转折异常变化;钻孔应变四分量在地震前监测到强烈的挤压变化。     

2022年1月8日门源MS 6.9地震序列震源机制特征分析

<正>1研究内容据中国地震台网中心测定,北京时间2022年1月8日01时45分,青海海北州门源县发生M_S 6.9地震,震中位置与2016年1月21日门源M_S 6.4地震相距约10 km,附近构造为冷龙岭断裂。该区域之前曾于1986年和2016年发生2次门源地震,震级均为M_S 6.4,震源机制均表现为逆冲类型。根据中国地震局地球物理研究所公布的震源机制结果,此次门源M_S 6.9地震为走滑型破裂,活动类型与以往门源地震有所不同。     

InSAR数据约束的2022年1月8日青海门源MS6.9地震发震构造研究

利用Sentinel-1A卫星升降轨道数据和D-InSAR技术获得青海门源2022年1月8日M_S6.9地震的同震形变场,并基于弹性半空间位错模型反演其震源参数,利用分布滑动模型确定断层面上的滑动分布。结果表明,2022年1月8日青海门源地震的同震形变场沿NWW-SEE方向分布;断裂带南缘升轨影像和降轨影像最大视距分别为61 cm和62 cm,断裂带北缘升轨影像和降轨影像最大视距地表形变量分别为43 cm和56 cm。InSAR同震形变场断裂尺度模型断层长30 km,宽18 km,最大滑移量3.5 m;断层滑动分布模型表明该地震为左旋走滑地震。结合冷龙岭断裂的运动特征和几何特征,初步确定此次M_S6.9地震的发震断裂为冷龙岭断裂     

2022年1月8日青海门源6.9级地震前临震微波动现象初步研究

利用国家测震台网观测资料,对2022年1月8日青海门源6.9级地震震中距200km以内的19个台站自2021年记录到的临震微波动事件进行分析,发现震中距103km的祁连台在震前3个月存在显著异常,临震微波动事件的活动度(N值)高达20;震中距158km的拉脊山台同样出现活动度高值异常,达到异常指标;震中124km的湟源台长期处于异常状态,但在震前3～4个月表现为明显高于背景值的高值异常。其他台站虽然未达到异常指标,但震前3个多月活跃天数显著增加。异常显著的台站与震中位置呈线性分布,震中NW—SE方向的台站记录的事件更显著;本次地震前的微波动现象与2021年玛多7.4级地震前的微波动现象存在共同特征,可能与两次地震相似的震源机制解有关。     

2019年甘肃张掖M5.0地震余震序列重定位

本文使用祁连山主动源台网和甘肃省数字测震台网记录到的地震资料,应用双差定位方法和遗传算法对2019年甘肃张掖M5.0地震及其余震进行重定位,获得了30个地震事件的重定位结果,双差定位显示主震位置为38.502°N,100.254°E,震源深度14.7 km。重定位结果显示余震分布在昌马—俄博断裂,较为集中,震源深度主要分布在5～15 km范围内,余震序列沿SW—NE向空间分布。     

2022年门源MS 6.9地震序列特征及强余震判定

2022年1月8日青海门源发生M_S 6.9地震,基于青海地震台网对此次地震序列时空演化特征进行分析。结果表明,门源地震序列的空间展布整体上呈西段NWW、东段SE向的带状分布,且序列衰减较缓慢。另外,基于同一构造历史地震类比、h值、等待时间法等进行分析,认为门源M_S 6.9地震序列为主—余型;根据祁连地震带中东段5级以上地震最大余震发震时间统计和震级差特征分析认为,门源M_S 6.9地震的最大余震已经发生,即2022年1月12日18时20分的M_S 5.2地震。     

2022年1月8日青海门源6.9级地震短临异常跟踪分析

2022年1月8日青海门源县发生6.9级地震,此次地震前青海地区出现了大量地球物理观测异常。2021年10月下旬青海地区出现地磁垂直强度极化高值异常,10月27日异常台站最多,并在门源-祁连至兴海地区形成一个面积约为6.6×10⁴km²的高值异常区;此外,2021年7—11月青海地区8项地下流体观测数据出现准同步异常变化。结合青海及周边地区历史震例的分析结果,认为2021年11月23日至2022年1月23日,青海西北部地磁垂直强度极化高值区内可能发生5.6～6.4级地震。门源6.9级地震发生在地磁垂直强度极化异常出现后的73天,震中位于预测区的边缘,地震的发生时间和地点与预测意见一致,但震级超出预测意见上限值0.5级。此次地震前基于地球物理观测地震预测指标体系开展的短临异常跟踪分析过程,对中国大陆西部地震预报工作具有一定的参考意义。     

2022年1月8日青海门源6.9级地震前电离层异常特征分析

利用张衡一号电磁卫星朗缪尔探针观测的原位电子密度数据和等离子体分析仪观测的原位氧离子密度数据,针对2022年1月8日青海门源M_S6.9地震,分析震前电子密度和氧离子密度异常特征,并总结以往震例。结果显示,在门源M_S6.9地震前11天出现电子密度和氧离子密度高值异常;对电离层异常进行震例统计分析,发现大多数地震前6天以内出现电离层异常,且走滑型地震和逆冲型地震震前居多,讨论异常产生的机理可能为大气声重波机制和电场机制。     

2022年1月8日门源MS6.9地震同震位移场及其发震断层形变破裂特征

利用冷龙岭—托莱山断裂及其附近震前和震后GNSS观测资料,处理获取了2022年门源M_S6.9地震同震位移场,并以此为约束反演获取了地震同震破裂滑动分布图像,基于上述结果探讨了本次地震发震断层形变破裂特征,对比了区域震间与同震变形特征,结果表明：(1)此次地震在距震中约90 km范围内产生了10 mm及以上的同震永久变形,距震中160～200 km的GNSS连续站记录到的同震变形则十分微弱,总体在毫米级以下;(2)同震位移图像呈现典型的左旋走滑型同震变形模式.在距震中约3 km破裂带南侧的测站,其同震位移为近东向,大小445.9±3.3 mm,而在破裂带远场则呈现出典型的与左旋走滑型地震匹配的“四象限”对称分布的挤压或拉张尾端变形特征;(3)同震位移量以冷龙岭断裂—托莱山断裂为界,南北两盘具有明显的非对称性,南盘变形运动大于北盘;(4)托莱山断裂西段同震位移总体表现出随震中距减小而增大的“弹性回跳”现象,但其跨断层近场测站却并不服从上述同震变形特征,指示其并未参与此次地震破裂,考虑到托莱山断裂西段显著的左旋剪切应变能积累背景,其未来强震危险性值得关注.