2021年青海玛多MW7.4地震震后余滑研究

构建应力驱动震后余滑模型,对2021年青海玛多M_W7.4地震的震后余滑效应进行数值模拟,得到震后160 d的GPS形变时间序列。结果表明,余滑主要分布在同震断层显著滑动的下倾和两侧区域,最大滑动量达1.24 m,累积释放地震矩1.08×10¹⁹ Nm,相当于M_W6.62地震,5～15 km深度的震后余滑约占总量的80%。最优拟合模型显示,以13 km深度为界,断层上部和下部的参考滑动速率参数V₀分别为6.50 m/a和0.15 m/a,表明玛多地震震后余滑界面的摩擦属性在深度上存在明显差异。     

基于GPS的2021年玛多MW7.4地震同震静、动态形变场

利用青海省CORS网GPS连续观测数据获取2021年玛多M_W7.4地震的同震形变场以及震时地表运动状态。结果表明,断层南北两侧的近场测站分别展现出南东向和北西向运动,符合左旋走滑机制。同震形变集中在震中距300 km范围内,震中距150 km以内的站点均能反映出cm级的位移,最大水平向位移为28.3 cm(JDUO站)。高频GPS动态形变提取出的永久位移与静态解算结果相当,其动态波形最大峰值为49.9 cm(KANQ站)。依据震中距和波形初动时间估计得到地震波速为2.8~4.9 km/s,断层东端的站点估算速度大于其他站点,可能与此次破裂的方向性或者破裂传播速度有关。依据震级经验公式,动态波形估算震级在M6.8~7.6区间,拟合平均震级为M7.35±0.15。若在实时条件下,震后70 s内可得到稳定的震级。     

2021年漾濞6.4级地震前地壳形变分析

利用2019-05-20~2021-05-20云南及周边54个GNSS基准站观测数据,基于最小二乘配置法求取云南地区速度场、应变场,并结合2021-05-21漾濞6.4级地震近场、远场区域的GNSS基线长度时间序列,分析地震前地壳形变特征。结果表明,震前云南西边界SSW方向运动增强,沿怒江断裂带呈发散性运动状态,震中附近的近场速度值变化不大,区域速度场异常变化不明显;震前研究区整体面膨胀率值下降至原来的0.37倍左右,同时最大剪应变率、主应变率也急剧下降,说明震前区域地壳应变积累明显减弱,而震中位于张、压交替的零值线上。GNSS基线长度时间序列结果显示,震前地震近场区域的GNSS基线异常变化不明显,而远场区域的GNSS基线出现偏离长期背景的趋势异常变化,基线KMIN-YNYM在趋势压缩背景下反向加速拉张,背离趋势运动8.4 mm,基线YNLP-KMIN在趋势压缩背景下加速压缩,背离趋势运动6.4 mm,基线YNLP-YNDZ在趋势变形较平稳的背景下加速压缩,背离趋势运动8.1 mm,基线YNSM-YNLP在趋势拉张背景下加速拉张,背离趋势运动7.8 mm,可判断震前区域应力平衡状态被打破,诱发了地震。     

联合光学和雷达遥感数据的2021年玛多MW7.3地震同震形变提取

利用Sentinel-1升降轨数据,基于D-InSAR技术获取2021-05-22青海玛多M_W7.3地震LOS向形变场。由于地震破裂达到地表,沿断层剖面处出现了干涉条纹不连续、破碎重叠等现象,为准确提取地震发震断层的几何展布,联合地震前后的Landsat-8光学影像数据,基于频率域互相关算法提取地震水平向形变场及断层的几何展布特征。结果显示,玛多地震的地表破裂轨迹长达155.6 km,在首端及末端存在分支破裂,地表主体破裂带可分为3段,段间走向差异较大,整体呈NWW向展布。发震断层主要以左旋走滑为主,推测本次地震由昆仑山口-江错断裂控制。     

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。     

汶川地震前GPS资料反映的应变率场演化特征

对中国大陆东西向应变率场的研究结果表明,青藏块体西部（92°E以西）东西向拉张区和青藏块体东部（92°E以东）东西向挤压区反映了青藏高原物质东向流动受到了华北 华南地块的阻挡,形成了空间跨度约900 km的压缩区,3期应变率场结果均显示南北地震带中段位于东西向压应变率高值区。川滇地区应变率场结果表明,巴颜喀拉地块东向运动的增强导致了汶川地震震源区面应变率的集中;在东西向挤压高值区逐渐向东迁移的过程中,龙门山断裂带的东西向挤压变形逐渐增强;旋转率场动态演化结果表明,2004—2007年龙门山南段的逆时针旋转变形强度有所减弱,龙门山断裂带中北部的顺时针旋转变形有所增强;主应变率分布特征由散乱到一致的演化特征表明龙门山断裂带闭锁状态伴随着挤压和右旋剪切作用的增强达到了极高点。     

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。     

昆仑山口西Ms8.1地震前高台钻孔应变异常

分析总结了昆仑山口西Ms8.1地震前高台RZB－2钻孔应变资料的前兆异常。发现震前该台的钻孔应变资料有明显的大趋势异常和短临异常。     

2018年通海两次5.0级地震前GNSS观测异常及震后云南地区的应变变化

基于2018-01以来云南地区GNSS连续观测时间序列，采用克里金插值方法对形变场进行网格化、计算应变，并获取面应变，结合基线数据动态分析两次通海5.0级地震前区域应变场特征和震后云南地区的应变变化情况。结果表明，通海地震前，云南整体区域应变积累存在显著增强的背景，并在震前短期内出现快速反向调整；通海地震后，短期内以腾冲为代表的小滇西地区、大寨-会泽等滇东北地区挤压应变积累出现明显的减弱趋势，滇南地区的勐海-勐腊区域存在压性增强现象。     

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。     

GNSS监测的川滇地区地壳形变动态变化特征

利用1999~2015年陆态网和四川省CORS网GNSS数据,研究川滇地区地壳形变动态变化特征,按照1999~2004年、2004~2007年、2007~2009年、2009~2011年、2011~2013年、2013~2015年建立6期地壳速度场和应变率场,并进行对比分析。研究表明,川滇地区地壳水平运动整体以继承性运动为主,汶川地震等强震没有改变区域整体运动趋势与作用力方向,但速度场随时间变化更加复杂且量级有所增加,特别是在龙门山断裂西侧,汶川地震后运动速率明显增加。川滇地区应变率数值和形变状态随时间呈现较为明显的动态变化特征,变化较大区域主要位于龙门山断裂、鲜水河断裂、小江断裂等深大断裂周边,表明川滇地区断裂活动对地壳形变影响显著。     

2018年云南地区GNSS面应变变化及地震关系分析

基于2018-01以来云南地区GNSS连续观测资料,利用高精度数据处理软件GAMIT/GLOBK处理后获取位移场并采用克里金插值方法进行网格化插值,获得均匀分布的位移场,再进行应变计算获取面应变信息,动态分析2018年云南地区面应变变化特征,探讨其与通海2次5.0级地震及墨江5.9级地震的内在联系。结果表明,2018-01~11云南地区面应变经历了拉张为主、区域应变快速积累、区域强挤压和强拉张并存(双柏-新平-墨江条带)、区域应变快速调整、震后应变格局改变(双柏-新平-墨江条带消失)的动态过程。通海2次5.0级地震和墨江5.9级地震分别发生在区域应变调整过程中以易门-塔甸为代表的强张拉和以景东-思茅为代表的强挤压高梯度带上,可能是在应变显著积累和应变调整双重因素作用下的产物,不同的是,墨江5.9级地震改变了以双柏-新平-墨江条带为界的强挤压和强拉张并存的区域特征,对云南整体区域面应变格局造成实质性的影响。     

昆仑山8.1级地震前中国大陆的构造应变背景

利用“网络工程”1998～2001年累积的1181个测站的GPS重复观测资料，采用双三次样条函数模型建立中国大陆水平运动模型速度场，用大地坐标在椭球面上计算各类应变场，详细分析了2001年昆仑山8．1级地震前中国大陆水平构造应变场空间分布特征。各类构造应变场的最高值都出现在喜马拉雅构造带与昆仑山地块内(地震断裂带南侧)，鲜水河—安宁河断裂带次之。分析表明，昆仑山8．1级地震正好发生在张性面膨胀应变率的高值区，第一、第二和最大剪应变率高值区边缘的突变区和最大、最小主应变率的高值区。     

2022年青海门源MS6.9地震前地壳形变特征初探

基于2013～2021年4个GPS周期运动场数据,计算获得各周期应变场结果,探讨2022年青海门源M_S6.9地震前4个周期的应变场时空演化特征。结果表明：1)主应变能够更好地反映单点主压-主拉的应变特征;2)应关注最大剪应变率场高值集中区,2016年、2022年门源地震前第一、四周期高值区空间位置的分布对地震风险区的研判具有一定指示作用;3)正-负转换高密度梯度带与等值线四象限中心是面膨胀率场需要关注的重点区域,可作为中强地震的形变前兆信息。     

基于多尺度球面小波分析云南地区应变特征

使用GAMIT/GLOBK软件处理2011~2016年云南地区GPS区域站观测数据,扣除同震影响、区域欧拉均匀旋转矢量后,得到该区域的GPS水平速度场,并采用多尺度球面小波模型获取分解尺度分别为6、7、8和9时的云南地区GPS应变场,然后结合云南地区历史MS5.0以上地震信息,以及小江、红河等区域断裂活动情况分析该区域应变场的空间分布特征。结果显示,在区域应变场整体解算中,利用球面小波方法能够适应测站点的疏密变化,多尺度估计地表应变场。主应变、面膨胀和剪应变等分析结果与区域历史地震信息及对应区域断裂活动性质具有较好的吻合性。从应变结果看,红河断裂可能是具有重要构造意义的活动断裂,应变特征显示云南区域被红河断裂划分为2个特征区域;云南地区的鲁甸、腾冲、普洱、大理区域可能是地震活动较为剧烈的区域;小江断裂带中的嵩明区域在不同应变特征中均表现出高度异常,后期应予重点关注。
     

南北地震带现今应变特征及地震危险性分析

基于1999～2007期、2009～2013期及2013～2016期GPS速度场数据,利用最小二乘配置方法解算南北地震带附近区域应变率参数,对比应变率变化并分析变化原因。结合研究时段内M_W6.0以上地震的震中分布,分析应变率参数与地震分布的相关关系;再结合地震地质,分析研究区内主要断层的地震危险性。结果显示,青藏高原近期存在加速扩展特征,其东北缘存在明显的介质性质横向不均匀特征,M_W6.0以上地震与应变率的大小存在相关关系;研究区内的地震危险区分别为祁连山中段危险区、玛沁-玛曲危险区、安宁河-小江断裂系危险区及红河断裂带中南段危险区。     

华北地区现今水平应变场基本特征

利用华北地区GNSS速度场资料,使用多维小波分析方法计算区域应变率场,结合研究区域的活动构造背景与震源机制解的分布,讨论剪切应变率、面膨胀率以及旋转率的分布特征。结果表明,华北地区应变率的分布与该地区长期构造背景和地震分布一致,剪切应变率、面膨胀率、旋转率高值区主要集中在块体边缘或块体边界断裂带附近,其他地区的应变率相对较小。     

西秦岭北缘断裂分段运动变形特征分析

利用1999~2007年和2009~2013年西秦岭北缘断裂及其邻区的GPS观测数据,基于跨断层速度剖面,结合断裂带邻区应变率场的分布,综合分析断裂带的分段运动变形特征。1999~2007年观测结果表明,西秦岭北缘断裂各次级断裂段均表现出左旋走滑兼挤压的运动特征,其中锅麻滩段的活动性明显高于其他3条次级断裂;GPS主应变率场显示,沿西秦岭北缘断裂,各次级断裂所受主压应变的方向基本一致,均为NE向,但是各分段主压应变的量值变化较为明显,锅麻滩段和鸳凤段所受主压应变明显大于漳县段和天水-宝鸡段;主压应变所表现出的分段特征与跨断裂GPS站点剖面反映的结果比较一致。2009~2013年观测结果表明,漳县段滑动速率增加,主张应变率增大,可能与岷县漳县地震的发生有关。综合分析跨断层剖面和主应变率场反映的断裂带远场和近场变形特征认为,西秦岭北缘断裂4条次级断裂已处于闭锁状态,并且存在一定的应变积累,其中天水-宝鸡段平行断裂滑动速率和垂直断裂的挤压速率均较低,可能表明其在西秦岭北缘断裂4条次级断裂中闭锁程度最高。     

广西区域速度场模型构建与应变特征分析

利用GAMIT/GLOBK软件解算2009-01～2019-06广西地区83个GNSS站数据,获得ITRF2014框架下GNSS站速度场,并通过Kriging插值法构建广西区域三维速度场模型。联合广西及周边136个GNSS站观测结果,采用格网距离加权法计算区域应变场,并对应变场特征进行分析。结果表明,ITRF2014框架下广西区域平均水平运动速率为34.95 mm/a,优势方向为N106.3°E,垂向运动表现为区域性缓慢隆升和沉降。23.5°N以北区域呈面应变压缩变形状态,以近SN向、NW向主压应变为主;23.5°N以南区域则呈面应变拉张变形状态,并以自西向东扇形展开的张应变为主。剪切应变场表现为四周高值、中部过渡带为低值。研究区内近10 a内地震主要发生在剪切应变高值向低值转变的区域,且时空上具有从断裂带一端向另一端迁移并折返的变化特点。     

GPS资料揭示的汶川8.0级地震前地壳动态演化特征

利用中国大陆1999年以来3个时段的GPS速度场,研究了汶川8.0地震前的地壳动态演化特征。研究结果显示：1)汶川地震发生在区域地壳挤压运动明显受阻的区域,孕震区附近存在一较大的障碍体,震中附近断层多年来处于强闭锁状态;2)随着地震发生日期的临近,震中西侧压性区表现出明显的向东逐步扩张态势,局部地区主压应变方向出现向北偏转,右旋剪切作用明显增强;3)汶川地震同震变形及6级以上余震分布表现出的区段性与断裂带及附近分段性运动变形特征密切相关。