GNSS观测的2021年5月22日玛多MS7.4地震同震位移及其约束反演的滑动破裂分布

2021年5月22日青海省果洛州玛多县发生M_W7.4地震,此次地震产生的地表破裂在空间上表现出明显的分段特征.本文基于不同来源的GNSS连续观测网数据获取了此次地震的精细三维同震形变场,结果显示:观测到的最大水平位移量达到280 mm,最大垂直形变量仅为25 mm,暗示此次地震的逆冲分量较小;此次地震具有较为明显的左旋走滑特征,同震形变基本对称,在NW-SE向的影响范围更广,该方向上水平同震形变大于3 mm的震中距范围超过500 km.进而,本文以余震精定位结果和GNSS观测到的三维同震形变场为约束,构建了地表破裂线为折线、倾角为85°、倾向西南的断层模型,反演了滑动破裂分布.结果显示:滑动破裂分布在震中两侧不均匀,均破裂到地表,破裂深度达到15 km左右,最大滑移量为4.73 m,计算的矩震级为M_W7.37.该结果与余震精定位结果具有很好的一致性,破裂的极值区正好位于早期余震空区,推测该余震空区未来的发震风险性较低.最后基于反演结果模拟计算了震中区域形变和应变场,结合应变值在断层地表迹线东南侧呈现挤压特征和已有的研究成果,推测此次地震增强了巴颜喀拉块体在东部地区挤压应力的积累特征,导致东部地区发震危险性增强,值得后续跟踪研究.     

高精度无人机航测在2021年玛多7.4级地震地表破裂精细研究中的应用

北京时间2021年5月22日,青海省果洛州玛多县发生M_S7.4地震,震中位于巴颜喀拉地块内部,根据震源机制解和野外地表破裂调查确定发震构造为以左旋走滑运动为主的江错断裂。本研究利用大疆Phantom 4 RTK无人机在震后采集大量地表破裂照片,采用集成SfM（Structure from Motion）算法的PhotoScan软件处理获得高分辨率DEM和正射影像,同时结合野外实地考察对研究区地表破裂的分布特征及断错地貌类型进行详细解译。利用基于MATLAB语言开发的位移测量软件LaDiCaoz,限定玛多地震在研究区产生的左旋走滑位移约为0.4 m。地表破裂精细化解译显示,在左旋右阶阶区发育小规模的挤压鼓包和里德尔共轭剪切破裂,在左旋左阶阶区发育走向为N40°～50°E,宽度达数十厘米的张裂缝带,指示发震构造的左旋走滑性质。本研究为震后基于无人机摄影测量技术快速提取地表破裂的定量参数和进行地表破裂精细化研究提供了可行、高效和科学的技术方法。     

青海玉树M_S7.1级地震地表破裂带的遥感影像解译

2010年4月14日青海省玉树发生MS7.1级地震,造成严重的人员伤亡和重大的经济损失。除组织现场快速震害评估和地表破裂带调查外,利用高分辨率卫星影像解译是迅速给出初步震害评估和同震地表破裂的位置和展布的最佳途径。本文通过对震前、震后高分辨率SPOT卫星影像的对比,解译出了12km长的同震地表破裂带,其在影像上主要表现为线性阴影和色彩变化。地表破裂带位置和先存的断层、老破裂带位置一致,说明青海玉树地震属于原地复发型地震。同时,解译结果也得到了来自野外实地调查结果的验证,证明了遥感解译的可信性和及时性。但解译破裂长度远小于实际破裂长度,也说明了基于2.5m分辨率的SPOT卫星影像的遥感解译存在较大的局限性。     

昆仑山地震(M_w7.8)破裂行为、变形局部化特征及其构造内涵讨论

地震地表破裂是地壳弹性应变转化为永久性构造变形的表现形式.2001年昆仑山地震在东昆仑断裂带库赛湖段产生的地表破裂带整体长426km,由西部剪切走滑破裂段、中部张剪切破裂段和东部剪切走滑破裂段等3个相对独立的地表破裂段组成,即昆仑山地震由震级为Mw=6.8,Mw=6.2和Mw≤7.8的3次地震破裂事件组成,其中东段Mw≤7.8级地震为昆仑山地震主震,由4次更次级地震事件组成.野外测量表明,不同段落上单条地表破裂宽度一般介于数米至15m,最大不超过30m;组合地表破裂带的宽度主要取决于几何结构,特别是次级地表破裂带斜列区的宽度,具有变形局部化的基本特征.结合东昆仑断裂带第四纪地质速率与GPS监测应变速率一致性,2001年昆仑山地震地表破裂局部化特征说明,青藏高原北部巴颜喀拉与祁连-柴达木两大块体间的构造变形主要表现为东昆仑断裂带宽度有限的剪切走滑错动,东昆仑山断裂带南北两侧块体具有整体运动特征.地震破裂局部化特征对确定重大工程、居民住宅和生命线工程等免遭走滑断层同震地表错动引起直接破坏的避让带宽度具有十分重要现实意义.     

2014年8月云南鲁甸MS 6.5地震典型地表破裂特征

北京时间2014年8月3日16时30分,云南省鲁甸县发生了M_S 6.5地震,本次地震的发震构造为包谷垴-小河断裂。野外调查发现,王家坡不稳定斜坡上的地表破裂在整个破裂带中比较具有代表性,其地表破裂带整体走向N45°W-N50°W,并且由剪切破裂、张剪切破裂、压剪切破裂、张性破裂以及鼓包等典型地表破裂组成。其中左、右地表破裂边界与发震断层的出露位置一致,由断层错动造成;而部分地表破裂与断层的位置不重合,其成因分为2种,一种是发震断层导致的一些次级地表破裂,另一种是地震引发的滑坡后缘破裂。地表破裂类型和基本组合特征显示出王家坡潜在不稳定斜坡上的地表破裂带具有左旋走滑的性质。     

汶川8.0级地震及余震破裂的地质构造特征

汶川8.0级地震是发生在龙门山断裂带上的大地震,文中应用地震地表破裂调查资料、余震分布和震源机制资料,论述了该次地震的主破裂、次级破裂、触发破裂等方面的地质特征.认为该次地震的主破裂长约200 km,分为南、北两段.南段以逆冲破裂为主,由两条破裂带构成,并引起上盘多条近平行的次级断裂带的破裂;北段以右旋逆冲破裂为主,由单条破裂带构成;在主破裂的东北方向,触发了长约100 km的余震活动.汶川8.0级地震的破裂特征,对研究龙门山断裂带其他段落的强震危险性具有重要意义.     

汶川Ms 8.0地震的地质科学考察数据库简介

汶川MS8.0地震科学考察数据库存储了大量的野外调查数据,主要包括野外地质观测点、地表破裂带、震区第四纪断层的展布及其活动性地质观测点、古地震探槽、断错地貌测量等数据,以及搜集来的地层数据、汶川地震及其余震、重新定位余震、历史强震等数据。文中利用ArcGis将这些野外数据进行了录入、编辑、分析和制图输出,初步构建了一个包含基础地震地质信息的汶川地震科学考察数据库,实现了数据的空间位置和属性特征的综合管理,可根据需要对相关专题的数据进行查询、分析和处理,并绘制了汶川地震构造图及地表破裂分布图,为灾后重建避让带的确定提供了依据,为进一步构建汶川地震地理信息系统奠定了数据基础     

昆仑山口西MS 81级地震地表破裂带高分辨率卫星影像特征研究

2001年11月14日昆仑山口西发生81级地震.应用高分辨率卫星影像进行地震地表破裂带解译，10m分辨率SPOT卫星影像能够清楚地反映出地震地表破裂主破裂带的形迹, 1m分辨率IKONOS影像能反映出地震地表破裂的精细结构及运动特征.结果表明，昆仑山口西81级地震地表破裂带主要位于东昆仑断裂南麓冲洪积台地或冲洪积台地后缘的地貌陡变带和断层谷地里，是一条叠置在先存破裂带上的地震破裂带.在布喀达坂峰以东的地表破裂带长近350km，由3条次级破裂组成，走向100°.流经破裂带的一系列沟谷发生左旋同步扭曲，平均滑动速率为134～168mm/a，属AA级活动水平.最大左旋位错78m，地震破裂带最宽达1250m，宏观震中位于93°17′E，35°47′N，即玉西峰附近的地震地表破裂带上.     

数值模型显示的隐伏弯曲断层同震地表位移特征

余震精定位资料显示,芦山7.0级地震破裂面可能为弯曲程度较高的三维弯曲断层.相关研究显示,这种弯曲断层的位错方式和破裂面同震应力加卸载模式与普通平直断层有明显不同.文中采用无限半空间位错模型模拟显示,隐伏弯曲断层和平直逆断层引起的地表位移特征相似,但是弯曲断层引起的地表水平位移更接近区域整体的地壳缩短方向,缩短方向水平位移的量明显高于同等规模的平直逆断层,因此能更好地传递断层上盘大范围物质的水平运动.相对于平直断层,弯曲断层下盘水平位移随距离衰减十分明显.同等规模的弯曲断层导致的同震地表抬升小于平直逆断层或左旋逆断层引起的同震抬升,但能造成更明显的地表下降.由于地震规模较小,GPS等低密度空间分布的形变观测可能无法有效分辨芦山地震震源结构是否为弯曲断层.对震源结构的细节研究,还有待于利用高空间密度和高分辨率的形变观测资料.     

基于断层倾角分段变化的玛多地震发震断层构造应力场演化数值模拟分析

2021年M_S7.4玛多地震是发生在青藏高原巴颜喀拉块体内部的一次左旋走滑型地震,地表沿发震断层——江错断裂形成了150 km长的破裂带和分叉现象.本研究基于玛多地震主震及余震的三维空间分布特征,依据断层走向与倾角的分段变化构建了江错断层的三维精细模型,并顾及GNSS速度场、采用黏弹性本构关系、依据库仑破裂准则,利用ANSYS有限元计算并分析了江错断层面上的应力演化过程.结果表明：江错断层面西段末端浅部区域(<10 km)、中段深部区域(>10 km)以及东段末端区域的库仑破裂应力积累速率和等效应力要显著大于其他区域,与玛多地震主震及余震序列存在较好的空间对应关系,意味着高水平的应力积累是诱发玛多主震及余震发育的主要原因.同时,地表沿江错断层分布的高应力区与玛多地震地表破裂带位置基本一致,表明玛多地震对地表高应力区产生的扰动是导致地表破裂的原因.而在震源深度(17 km)水平面内,江错断层东段末端应力集中区的空间范围远大于该处已发余震的分布范围,暗示玛多地震序列并不会使得江错断裂东段积累的构造应力全部释放;结合模拟揭示的江错断裂断层面上应力扩展趋势,推...     

四川芦山7.0级地震及其与汶川8.0级地震的关系

2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生M7.0级地震.根据四川省台网资料和收集的国内外相关资料,我们分析了芦山地震的基本参数、余震分布、序列衰减等特征.结果表明:芦山地震位于龙门山断裂南段,其震源力学机制显示为纯逆冲性质,与龙门山断裂构造特征相符合;芦山地震的余震较丰富,震后15天震区已发生7800多次余震,其中,5级以上余震4次,最大余震是4月21日17时5分芦山、邛崃交界M5.4级地震;余震分布形成的图形显示其长轴走向与龙门山断裂构造走向一致,余震分布显示密集区长轴约40 km,短轴约20 km.与汶川M8.0级地震在震源力学机制、破裂过程、余震空间展布以及地表破裂等对比分析后表明:芦山地震与汶川地震的震源错动类型、破裂过程、地表破裂以及余震活动等特征存在明显差异;芦山地震与汶川地震震中位置相距90 km,两次地震的余震密集区相距50 km;汶川8.0级地震造成龙门山断裂中北段较充分破裂,芦山7.0级地震则展布于龙门山断裂南段且破裂尺度有限;两者有发震构造上的联系,但两次地震是相对独立的地震事件.     

2013年甘肃岷县—漳县M 6.6地震序列精定位研究

采用双差定位法对2013年7月22日甘肃岷县—漳县交界地区M 6.6地震及主震后48小时内388次余震序列进行重新定位,得到350个精定位地震数据。结果表明,余震优势展布以北东向较大倾角的铲状结构为特征,长约12 km,以主震为中心两侧对称分布;震源深度主要集中在4—10 km范围内,但余震震级由10 km左右深度的3—4级向3 km深度之上近地表的2—3级迁移变化;余震分布清晰呈现双层结构,较深层分布在4—10 km深度,而较浅层分布3 km深度之上,2层之间地震分布较少。分析认为,浅层地震可能为本次地震地表破坏较强原因之一。震源深度剖面显示,破裂面向NE倾斜,推测此次地震的发震断裂为临潭—宕昌断裂。     

2021年5月22日青海玛多Ms7.4地震发震构造分析

精确的余震序列定位及震源机制反演能够提供强震破裂尺度、发震断层面和区域应力场等信息,为震后应急决策和分析发震构造提供科学依据.本研究采用双差定位方法对2021年5月22日 青海玛多Ms7.4地震序列进行精定位,得到震后9天内共1055个事件的精定位结果;同时,利用青海、西藏、四川和甘肃台网记录的波形数据,采用近震全波形矩张量反演方法得到了玛多Ms7.4地震15次中等余震(Ms≥4.0)震源机制解,并进一步反演得到震源区构造应力场.地震定位结果显示,玛多主震位于玛多—甘德断裂与甘德南缘断裂之间,发震断层面较为陡立,余震序列在时间上呈现出不对称的双侧破裂模式,且沿主破裂面的两端均表现出分支破裂特征,说明本次地震触发了分支断层;震源机制结果显示15次中等余震包含12次走滑型和3次逆冲型地震,暗示主断层破裂受到局部异常结构的影响;另外,应力场反演表明震源区为近EW向挤压特征,与该区域最大水平主压应力优势取向一致.结合上述结果以及周边地质构造背景,我们认为玛多地震发震构造为位于巴颜喀拉地块内部一条NWW向的高倾角左旋走滑断裂,主破裂触发了东西两端分支断层活动,断层面的非均匀性控制了余震序列时空分布的差异性.     

甘孜-玉树断裂当江段地表破裂遗迹与1738年玉树西北地震的讨论

对历史记载的公元1738年玉树西北地震的震级及其发震构造目前仍存有争议。卫星影像解译和野外调查发现沿甘孜-玉树断裂当江段分布一条长约75km的左旋走滑地震地表破裂带,其最大同震水平位移约2.1m。综合分析该地表破裂带特征、探槽揭露信息、测年结果以及历史文献记载等资料,认为当江段应为1738年玉树西北地震的发震断层,基于震例类比和经验公式估算该次地震的震级为71/2级。沿甘孜-玉树断裂的历史地震破裂分布显示,玉树段在隆宝镇以西存在近50km长的破裂空段;当江段距1738年地震的离逝时间也可能已经接近其地震复发周期,上述两个段落未来均存在大震危险。     

2021年青海玛多MW7.4地震GNSS同震形变场及其断层滑动分布

2021年5月22日青海玛多M_W7.4地震作为发生在巴颜喀拉块体内部的一次强震,再次引起了人们对该地区地震活动性的强烈关注.本文基于震后GNSS流动观测和区域连续GNSS站资料,解算了106个站点的同震形变及其中17个站点的高频形变波形.同震形变场显示玛多地震具有典型的左旋走滑特征,GNSS观测到的最大同震位移达到1.2 m.GNSS与InSAR数据相符度较高,GNSS提供了准确的近场形变信息.基于GNSS同震形变场,本文反演了断层滑动分布,并计算了发震断层上产生的库仑应力变化.结果表明,发震断层的滑动破裂存在多个凹凸体,破裂分段特征明显且出露地表,与野外地表破裂考察和余震分布吻合,主体破裂位于断层面0~10 km的浅部区域,最大滑动量达到4.6 m,地震矩1.63×10²⁰N·m,矩震级为M_W7.4;发震断层上静态库仑应力增加区域与余震分布具有一致性,说明余震主要是由静态库仑应力加载而触发的.     

1679年三河—平谷8级地震地表破裂端部特征及其地质意义

地震地表破裂端部的几何结构与运动学特征研究有助于科学认识断裂的破裂传播与终止过程。夏垫断裂是华北平原区最为重要的隐伏强震构造之一,于1679年发生了三河—平谷M8历史大地震,但其同震地表破裂长度及端部变形特征仍存争议。基于前人研究结果,在野外地质调查的基础上,跨1679年三河—平谷8级地震地表破裂端部布设了2条浅层地震勘探剖面,研究断裂端部的新活动特征。结果显示,断裂端部的最新活动时代为全新世,运动方式以走滑为主兼正断,且呈现出明显的滑动亏损特征。结合同震垂直位移分布等数据,分析认为该次地震的地表破裂仅长10余公里,与8级地震不匹配,其发震构造和机制仍需深入研究。     

鲁甸6.5级地震发震断层判定及其构造属性讨论

鲁甸6.5级地震是川滇菱形块体南南东向运动在青藏高原东缘与华南地块相互作用边界变形带上发生的一次中等强度地震.尽管野外应急科学考察没有发现明显的地震地表破裂带,但云南昭通防震减灾局局域地震台网记录到的余震条带状分布、震后科学考察获得的地震烈度长轴方位和极震区地震裂缝等显示出发震断层为NW向包谷垴-小河断裂,左旋走滑性质,属大凉山断裂南端部组成部分;库仑应力计算表明,鲁甸地震可对周边活动断层系历史地震空段产生应力加载作用,其地震危险性不容忽视.     

2003年云南大姚6.2、6.1级地震序列特征分析及地震触发研究

本文采用双差定位法对2003年7月21日、10月16日云南大姚先后发生的6.2、6.1级地震及其余震序列进行精定位。结果表明,两个主震的震中位置相当接近,余震序列的空间分布呈明显的线性分布,地震序列精定位后的结果同震源机制解吻合很好,两个地震的发震断层均是近乎直立的右旋走滑断层。此次大姚6.2、6.1级双震,和云南地区大多数其它双震有所不同,余震分布并不呈现共轭分布,而近乎一条直线,两者间有部分重叠,表明两者受控于同一发震断层。相对主震而言,余震都呈不均匀分布,近乎一种单侧分布,6.2级地震的余震集中于主震的西北方向,6.1级地震的余震集中于主震的东南方向,并且6.1级地震是6.2级地震在同一断层向东南端延伸的另一次破裂。库仑破裂静应力变化Δσf研究结果表明,7月21日6.2级地震对10月16日6.1级地震有明显的触发作用,两个主震对断层外余震的发生均有不同程度的应力触发作用,并且2000年姚安6.5级地震对大姚两次地震的发生也有触发作用。     

华北平原周边北西向强震地表地震断层及全新世断裂活动特征

讨论了华北平原周边１９７５年海城地震，１９３７年荷泽地震及１８３０年磁县地震３次强震的地表地震破裂特征以及这３个地区北西向断裂的全新世活动。研究结果表明，尽管这３次强震地表破裂显示较弱，断续分布，仍反映了存在北西向地表破裂带，活动方式呈左旋走滑兼正倾滑。     

宁、蒙、甘交界罐罐岭发现地震地表破裂带

在宁、蒙、甘交界区的景泰小红山 (甘肃 )、罐罐岭 (内蒙古 )和沙井 (宁夏 )等地发现了年轻的地震地表破裂遗迹 ,它们与中卫小红山 -孤山子地震地表破裂一起 ,构成了一个完整的地震地表破裂带。我们将此破裂带定名为罐罐岭地震地表破裂带 ,相应的地震为罐罐岭地震 (图 1 )。图 1　罐罐岭地震地表破裂带构造位置图Ｆｉｇ .1　ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎｍａｐｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｕｐｔｕｒｅｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅＧｕａｎｇｕａｎｌｉｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅ.罐罐岭地震地表破裂带位于青藏块体东北缘古浪 -中卫活动构造带的中段。破裂带西起甘肃省景泰县陶家山北侧 ,东至宁夏中卫县孤山子北缘 ,全长 6 0ｋｍ左右 ,由 5条不连续的次级断层组成。这些次级断层长短不一 ,长者 2 0ｋｍ ,短者不足 6ｋｍ ,彼此呈左阶排列关系 ,阶区显示为洼地或盆地地貌。自西向东将这些断层依次命名为景泰小红山次级断层、罐罐岭次级断层、沙井次级断层、中卫小红山次级断层以及青山 -孤山子次级断层。罐罐岭地震地表破裂带总体走向ＮＥＥ ,次级断层走向ＥＷ或ＮＷＷ。地貌上显示为清楚的地震断层陡坎、水系以及山脊左旋错