Analysis of Anomalous Characteristics of Regional Crustal Deformation before the September 16th, 2019 Zhangye MS5.0 Earthquake, Gansu, China

To study the crustal movement in the vicinity of the epicenter before the Zhangye M_S5.0 earthquake in 2019, the characteristics of crustal deformation before the earthquake are discussed through the GPS velocity field analysis based on the CMONOC data observed from GPS. The baseline time series between two continuous GPS stations and the strain time series of an area among several stations are analyzed in the epicenter area. The resulting time series of baseline azimuth around the epicenter reflects that the energy of the fault in the northern margin of Qilian Mountain is accumulated continuously before 2017. Besides, the movement trend of azimuth slows down after 2017, indicating the stress accumulation on both sides of the seismogenic fault zone has reached a certain degree. The first shear strain and EW-direction linear strain in the epicentral area of the Zhangye M_S5.0 earthquake remain steady after 2017, and the surface strain rate decreases gradually after 2016. It is illustrated that there is an obvious deformation loss at the epicentral region three years before the earthquake, indicating that a certain degree of strain energy is accumulated in this area before the earthquake.     

利用祁连山主动源资料研究2016年门源6.4级地震前后波速变化

采用叠加、互相关、插值拟合等方法对祁连山气枪主动源台网数据进行处理,针对2016年1月21日青海门源6.4级地震前后气枪激发地震P波、S波震相的走时变化特征进行了分析,结果表明,地震前约6个月时,震中附近3个台站的相对走时出现下降变化（走时减少）,至震前约3个月时低值异常恢复正常,之后再次出现走时下降变化,地震即发生于走时变化恢复过程中。S波走时变化最大下降幅度达18ms,震后走时变化逐渐恢复正常,且3个台站变化趋势较为一致,其中,距震中最近的台站的S波走时变化最明显（ZDY38台）,较远台站的走时变化幅度较小,其变化特征与震源区位置有关。走时缩短意味着速度增加,可能与区域应力积累间存在一定的关系。     

基于GNSS资料分析漾濞MS6.4地震前应变时空演变特征

基于云南省内及邻区2009—2020年GNSS观测数据解算结果,在各个测点时间序列和速度场的基础上,采用克里金插值方法估计区域应变率场;以连续基准站时间序列为约束,获取漾濞M_S6.4地震近场区域的块体应变时间序列。分析发现:漾濞地震发生在前期最大剪应变高值区以及面应变高梯度带的张压转换区,发震的时间处于区域应变积累速率逐渐降低的过程之后。震中近场区域均以NW向断层的右旋走滑应变积累为主,且大多呈现持续增强趋势,与漾濞地震的发震断层走向及其破裂特征一致。震前震区东部块体出现了短期应变趋势转折及反向加速的异常现象,反映了应力-应变积累在接近临界破裂状态时的非线性调整。     

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。     

基于GPS的精河M_S6.6地震前地壳变形动态特征研究

利用2013~2017年3期GPS观测资料,获得精河6.6级地震前震中附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率,并结合区域构造背景分析该区域变形动态特征。结果表明:震前震中附近区域速度场速率逐渐增大,发震断裂两盘构造运动速率不均,震中附近区域GPS测点的速率和运动方向存在差异,反应了地壳应变能量积累。震中区域主压应变率变化反映出应力调整过程,沿断层走向的张压转换的形变高梯度带、最大剪应变梯度带可为地震预测提供参考。     

A Study on the Seismic Velocity Changes before and after the 2016 MS6.4 Menyuan Earthquake Using the Active Source Data in the Qilian Mountain

The Qilian Mountain active source network data was processed using the methods of stacking, cross-correlation and interpolation, and the airgun travel time variation characteristics of P and S waves around the January 21, 2016 M_S6.4 Menyua, Qinghai earthquake. The results show that about 6 months before the earthquake, the relative travel time of three stations near the epicenter showed a declined change (travel time decrease), and such a change of low value anomaly was recovered about 3 months before the earthquake. The travel time decrease then appeared again, and the earthquake occurred during the recovery process. The maximum decrease of the S-wave travel time was 18ms, and the change in travel time returned to normal after the earthquake. The variation trend of the 3 stations is consistent, including the S-wave travel time change of station ZDY38, which is nearest to the epicenter and changed obviously, and the variation range of the travel time is smaller at the stations afar. This variation pattern is related to the position of the seismic source. The shorter travel time means the velocity increase, which may be related to the regional stress accumulation.     

结合钻孔水位、 GPS资料分析2016年门源MS6.4地震前分量钻孔应变异常特征

针对青海门源台分量钻孔应变观测, 从不同观测频段角度进行异常分析, 结果表明在2012年下半年挤压应力增强的背景下, 各频段分别表现出大幅压缩异常、 潮汐因子时空演化以及高频异常信息增强的现象。 同钻孔的水位观测也表现出在挤压应力作用下流体向外逃逸、 水位下降的现象。 而跨区域主要构造的GPS站速度剖面结果也反映了2013年后区域构造运动有明显增强迹象。 2016年门源6.4级地震就是在这些观测反映挤压应力增强的背景下发生的, 但此次地震事件可能并未完全缓解区域的应力积累, 后续强震危险性仍需进一步关注。     

Deformation Evolution Characteristics Revealed by GPS and Cross-fault Leveling Data before the MS8.0 Wenchuan Earthquake

Based on GPS velocity during 1999-2007, GPS baseline time series on large scale during 1999-2008 and cross-fault leveling data during 1985-2008, the paper makes some analysis and discussion to study and summarize the movement, tectonic deformation and strain accumulation evolution characteristics of the Longmenshan fault and the surrounding area before the M_S8.0 Wenchuan earthquake, as well as the possible physical mechanism late in the seismic cycle of the Wenchuan earthquake. Multiple results indicate that:GPS velocity profiles show that obvious continuous deformation across the eastern Qinghai-Tibetan Plateau before the earthquake was distributed across a zone at least 500km wide, while there was little deformation in Sichuan Basin and Longmenshan fault zone, which means that the eastern Qinghai-Tibetan Plateau provides energy accumulation for locked Longmenshan fault zone continuously. GPS strain rates show that the east-west compression deformation was larger in the northwest of the mid-northern segment of the Longmenshan fault zone, and deformation amplitude decreased gradually from far field to near fault zone, and there was little deformation in fault zone. The east-west compression deformation was significant surrounding the southwestern segment of the Longmenshan fault zone, and strain accumulation rate was larger than that of mid-northern segment. Fault locking indicates nearly whole Longmenshan fault was locked before the earthquake except the source of the earthquake which was weakly locked, and a 20km width patch in southwestern segment between 12km to 22.5km depth was in creeping state. GPS baseline time series in northeast direction on large scale became compressive generally from 2005 in the North-South Seismic Belt, which reflects that relative compression deformation enhances. The cross-fault leveling data show that annual vertical change rate and deformation trend accumulation rate in the Longmenshan fault zone were little, which indicates that vertical activity near the fault was very weak and the fault was tightly locked. According to analyses of GPS and cross-fault leveling data before the Wenchuan earthquake, we consider that the Longmenshan fault is tightly locked from the surface to the deep, and the horizontal and vertical deformation are weak surrounding the fault in relatively small-scale crustal deformation. The process of weak deformation may be slow, and weak deformation area may be larger when large earthquake is coming. Continuous and slow compression deformation across eastern Qinghai-Tibetan Plateau before the earthquake provides dynamic support for strain accumulation in the Longmenshan fault zone in relative large-scale crustal deformation.     

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。     

2016年门源MS6.4地震孕育—发生的地形变异常特征

利用1999—2007年、 2009—2015年和2015—2017年即2016年1月21日门源M_S6.4地震前后的GPS水平运动资料, 以及震区周边200 km半径范围内跨断层流动短水准观测数据, 借助GPS视应变场计算、 冷龙岭断裂剖面的负位错反演, 以及跨断层形变强度新指标的提炼, 综合分析此次强震前相关断裂的中—长期闭锁背景以及断裂活动的中—短期动态演变过程。 结果显示: ① 2009—2015年相对1999—2007年, 祁连山构造区中东部GPS站点间差异运动和挤压变化增强; 跨断层短水准观测也显示震前2年左右时间内相似的断裂活动或形变应变加速特征。 ② 分层非均匀负位错反演揭示与地震相关的冷龙岭等断裂1999—2007年即震前十数年长期闭锁, 2009—2015年即震前6年半上—中层即地表以下0～15.6 km深度闭锁程度明显增大。 ③震区周边半径200 km内跨断层形变强度新指标显示出震前半年内逆断稍占优势的变幅加剧异常, 反映中短期前兆。     

2016年青海门源MS6.4地震震前应变积累及同震变形特征

2016年1月21日青海省门源县发生了M_S6.4地震, 发震断裂为冷龙岭北侧断裂, 震中位置与1986年门源6.4级地震相同。 本文收集了本次地震震中及其周边区域1999—2015年GPS观测资料, 解算了GPS速度场、 跨断裂连续观测站基线时间序列和应变率场。 结果显示, 祁连山断裂带为一条宽度约60 km的连续变形带。 在断裂带南侧地壳运动以顺时针旋转为主, 运动量值没有显著差异; 跨过断裂带到达其北部之后, 地壳运动量值明显减小, 显示出该断裂带的强烈活动特征。 冷龙岭断裂左旋走滑速率为6.17±0.41 mm/a, 挤压速率为1.83±0.38 mm/a, 断层闭锁深度为22.1±3.1 km。 利用GPS连续观测站数据解算的地震同震位移显示, 震中西南侧26.8 km处的青海门源(QHME)测站记录到了明显同震位移, 其水平运动方向为北东向, 与逆冲为主的震源机制解一致。     

2016年1月21日青海门源6.4级地震及相关参数

2016年1月21日青海省门源县发生6.4级地震,这是甘青交界地区自2013年7月22日甘肃岷县漳县地震后发生的最大地震。本文介绍了此次地震的相关参数和基本情况。     

2016年1月21日青海门源MS6.4地震震源机制解及发震构造初步探讨

采用CAP（Cut and Paste）方法反演了2016年1月21日青海门源M_S6.4地震的震源机制解,其最佳双力偶解节面I走向339°,倾角49°,滑动角111°：节面Ⅱ走向129°,倾角45°,滑动角68°,矩震级M_W5.92,矩心震源深度约为9 km,地震破裂类型为逆冲型地震。结合余震序列展布及震区的活动构造特征,判定发震断层面为节面I,推测此次地震的发震断裂为冷龙岭断裂。     

2020年6月26日新疆于田6.4级地震前中期和短期预测依据与启示

2020年6月26日新疆于田6.4级地震发生在2020年度全国地震危险区内,震前作出了较好的中期（年度）和短期（月尺度和周尺度）预测,是少有的地球物理观测能力较低地区的强震前中期和短临预测较好震例。本文梳理了中期和短期预测的主要依据及其预测效能,研究表明,震前中期异常主要有流动地磁、多方法组合、5.0级地震平静打破、6.0级地震的准周期活动等;短期异常有4.0级地震活动图像、中源地震影响、于田垂直摆倾斜EW、于田GNSS基准站EW位移、和田GNSS基准站EW位移等。在总结震前分析预测过程的基础上,提出针对地球物理观测密度低地区的地震危险区论证和短临跟踪的建议,为该类地区的地震危险区判定及跟踪工作提供宝贵经验。     

2016年门源6.4级地震前视应力变化特征

基于科学台阵的观测资料,计算了2016年门源6.4级地震前约2年震源区80km范围内105次1.5≤M_L≤3.3地震的视应力。结果显示,研究区域2015年1月13日～2016年1月20日的地震视应力明显高于2014年3月23日～2015年1月12日,视应力其特征表现为震前1年明显升高—明显降低—临震前2个月小幅升高,2个时段扣除震级影响的规准化视应力对比表明,震前1年研究区域应力水平相对升高,规准化视应力空间分布图像显示,皇城-双塔断裂附近存在显著高值异常区,距离震中约48km。视应力异常、平安水位和乐都气氡破年变异常表明,研究区域附近震前应力水平较高,与2016年门源6.4级地震前震源区应力场增强存在较好的对应关系,是1次测震和前兆异常显著的震例。视应力异常可在较长时间显示高应力水平状态和异常地点,前兆破年变异常可以从时间紧迫性给出判断,因此,结合可信度较高的测震和前兆异常可以给出一定程度的地震预测。     

2016年门源6.4级地震前连续重力频率特征分析

利用兰州地震台及高台地震台连续重力资料,分析研究了2016年1月21日门源地震前连续重力变化特征。对震前5 d及震后2 d秒采样数据使用快速傅里叶变换（FFT）变换方法进行功率谱分析,发现其频率幅度持续增大,临震前一天减小到正常值后发生地震,同时对震前6 d秒采样数据进行滤波处理,发现在临震前48 h观测到重力扰动信号,周期为4~8 s。门源地震前观测到的频率特征及重力扰动信号分析,可能反映了门源地震前孕震的一个整体过程,这为揭示门源地震产生机理提供了参考。     

2021年青海玛多MS7.4地震前地下流体异常特征分析

地震地下流体在地震预测研究与震情跟踪方面发挥着重要作用,本文对2021年5月22日青海玛多MS7.4地震前震中附近地下流体观测资料及异常特征进行系统分析,并结合震前预测过程进行了回顾性总结。结果表明,玛多MS7.4地震震中距500km范围内存在5项异常,其中4项为短期异常,主要出现在震前2～3个月。异常在空间上分布不均匀,主要位于玛多MS7.4地震震中的东北部和西南部,整体呈现出由外围向震中收缩的迁移特征,且玛多MS7.4地震和2010年青海玉树MS7.1地震在异常特征和应力加载作用方面具有较好的相似性。研究结果为地震监测能力较低地区积累了震例资料,对于提升强震地下流体前兆异常认识及未来震情趋势判定水平具有一定的参考意义。     

2016年1月21日青海门源6.4级地震强震动记录及特征分析

2016年1月21日青海海北州门源县发生6.4级地震,西北强震动台网中心共收集到70组三分向加速度记录。在对强震记录进行常规处理后,给出了207条零基线校正后的三分向峰值加速度值(PGA);统计PGA随震中距衰减趋势,绘制了水平向PGA等值线分布图;选取近场典型台站的加速度记录进行分析,绘制出校正后的加速度、速度和位移时程曲线以及加速度反应谱。这些地震动特征可为我国西部工程震害调查提供重要的参考资料。     

2020年6月26日于田MS6.4地震前Benioff应变和地电场加卸载响应比异常研究

加卸载响应比（Load/Unload Response Ratio,LURR）是根据岩石介质本构关系的动态演化特征提出的地震预测方法。2020年6月26日新疆于田县发生6.4级地震,震前以Benioff应变为响应量观测到明显的LURR高值异常,异常出现于2019年初,持续1年后发生地震,意味着震源区介质的应力状态在2019年发生了明显改变。进一步,以地电场为响应量,计算了距震中280km的和田地电场长、短极距共6个测向的LURR异常时序曲线,结果表明：和田地电场长、短极距的NS向和NW向共4个测向在震前1~3个月出现了LURR异常逐渐增大的同步变化,这种现象可能反映了孕震区介质因微裂隙的产生和扩展导致流体在裂隙中的运移引起的动电效应。综合分析2种不同响应量的LURR异常演化特征,有助于更深入地认知地震孕育过程,更准确地评估地震活动趋势。     

2008年汶川MS 8．0地震后GPS资料反映的龙门山断裂带南段地壳水平变形动态特征分析

本文对龙门山断裂带南段GPS位移时间序列进行了欧拉基准转换、最小二乘配置插值和滤波分析等数据后处理,并利用块体刚性一弹塑性运动一应变模型计算了龙门山南段各区域应变参数时间序列。结合各站点位移时间序列、速度场及各区域应变参数序列,分析发现2008年汶川M 8．0地震对龙门山南段的影响由西北至东南由大变小,引起最大变形速度达背景速度6倍,增强了隐伏断层对两侧地表影响的差异,使南段的地震危险性由北至南增加。根据龙门山南段的历史地震及构造背景,对各区域地震危险性进行了比较,发现东南侧危险性最大,历史应变的积累及汶川地震的加速影响导致了芦山地震的提前发生和破裂断层的左旋错动。汶川地震对较远的鲜水河断裂南段也有持续两年的应力微释放影响,但其远不及川滇块体的应力压缩作用。