2013年松原M_S5.8地震的地壳水平形变背景

利用1999—2007年、2011—2013年的流动GNSS观测资料及处理结果,分析了2013年吉林松原MS5.8地震前区域水平形变场及其变化,获得以下结果:1松原MS5.8级地震发生在地壳运动相对较弱的部位;2发震区带1999—2007年主应变和最大剪切应变几乎为零,为全区应变最薄弱的部位,2011—2013年仍然相对较弱;3发震区带1999—2007年为右旋形变区带,2011—2013年为左右旋形变的转换区带,但量级均较弱;4 1999—2007年发震区形变均较小,在性质上以微弱的右旋形变为优势;2011—2013年全区形变率大于之前,在性质上以左旋形变为优势,较大运动部位大体上以震中为中心且平行于北郯庐断裂以东的区域,这样的变化主要来自于日本9.0级大震的震后调整,但似乎不是导致松原地震发生的诱因。     

2013年甘肃岷县漳县MS6.6地震跨断层形变异常研究

通过对2013甘肃岷县漳县交界发生MS6.6强震的发震构造区在地震前后跨断层形变研究发现:四店、麻界滩和毛羽沟场在震前出现形变异常,3个场地临震单期形变是往期平均值的2～7倍;3个场地震前形变异常持续时间不超过4个月,震后4个月除毛羽沟场地外其余场地基本恢复到往期平均水平;四店场地临震形变△V(5.5 mm)约是麻界滩和毛羽沟的2倍,产生这种形变差异的原因可能是由于岷县地震主要动力来源是西秦岭北缘断裂的活动产生,因此主断裂上的形变异常大于分支断裂;临潭—宕昌断裂具有差异性活动特征,断裂中东段活动性强于西段,岷县漳县地震的复发周期约为(220±40)a,震级为6～6.6级.     

甘东南重力、b值异常与岷县-漳县M6.6地震关系探讨

利用甘东南测网2010—2014年的流动重力观测数据,分析2013年7月22日甘肃岷县—漳县M6.6地震前后1a尺度的重力场变化,并结合地震b值图像和GNSS结果进一步分析甘东南重力、b值异常与岷县—漳县M6.6地震的关系,结果表明:(1)测区重力异常经历了由"区域重力负值变化→持续负值变化→转折上升正变化—发震→震后恢复变化"的时空演化过程;(2)岷县—漳县M6.6地震前后b值曲线出现"低值—高值—回落发震"的变化特征;(3)岷县—漳县M6.6地震发生在重力变化高梯度带上、"0"等值线附近和低b值区域。     

2014年新疆于田M_S7.3地震的地壳构造变形背景

利用2011~2013年的流动GNSS观测资料及处理结果,获得了2014年于田MS7.3地震区域水平形变场。结果显示:(1)于田MS7.3地震发生在构造活动较强烈的阿尔金断裂带西端,其两侧的形变差异运动为8~9 mm/a,左旋运动是差异运动的主要成份;(2)发震区域的主应变是全区最突出的区域,张压大小相对均等,主张方向为南东东—北西西;(3)该地震发生在左旋形变的高梯度带上,其北部的塔里木盆地为较弱的右旋形变,其南部约150 km以外几乎无旋形变;(4)地震发生的部位为面应变性质转变的过渡带,其西为面膨胀区,其东为面收缩区。     

岷县—漳县6.6级地震洞体应变异常特征

对宕昌地震台洞体应变观测资料异常变化进行分析,认为EW分量记录到岷县—漳县6.6级地震地形变过程,即震间形变→震前形变(包括加速变化期和失稳期)→同震形变→震后形变(包括震后滑动和震后调整)→震间形变。长时间的震后滑动记录在中国较为少见,此观测资料为地震孕育过程的研究提供了宝贵资料。     

甘肃岷县漳县M_S6.6地震与甘肃形变异常情况探讨

对岷县漳县MS6.6地震震中附近的甘肃省形变观测资料进行了初步分析,发现了一些异常情况,总结出来供大家讨论。     

岷县漳县6.6级地震前区域地壳运动变形背景与断层形变异常特征

利用甘肃岷县漳县6.6级地震区所在的青藏块体东北缘地区的区域水准、GPS、流动重力和跨断层短测线等地形变监测资料,结合地质构造、动力环境和已往的研究结果,分析了不同类型资料反映的震前区域性地壳变形背景、断层形变异常特征和可能的机理.结果认为：（1）岷县漳县6.6级地震前西秦岭、六盘山等构造区不同程度地存在着GPS水平挤压闭锁高应变积累、垂直隆升异常高梯度带和重力升、降差异剧烈变化等中长期背景;（2）震前到震时发震断裂附近及其外围相关构造区域断层形变异常在空间和时间上的起伏波动变化显著,尤其是汶川地震以来的波动变化在一定程度上反映了与本区构造比邻的龙门山断裂带剧烈右旋错动对本区的影响,与本次岷县6.6级地震过程有关;（3）本区有地形变监测资料积累以来缺乏6级以上震例,虽然存在不同程度的中长期形变背景异常,但何时进入短期-短临阶段确实很难把握,需要不断积累总结和探索提高.     

甘肃岷县漳县6.6级地震前后区域地壳形变分析

利用陆态网GNSS连续站及流动站观测数据处理结果,从坐标时间序列、基线时间序列、速度场、形变场等方面分析岷县漳县地震前后青藏高原东北缘地区GPS形变场变化,得出以下结论:岷县漳县地震前GNSS测站时间序列没有明显变化,震前异常不突出;地震引起不同测点不同程度的永久性同震位移,最大值达到16mm;地震前后基线变化不明显,未发现明显的前兆异常;阿拉善及附近的祁连构造带存在顺时针运动的迹象,即运动方向由东侧的南西向逐渐变到西部的北西向,运动大小的范围基本保持在7mm/a之内;区域主压应变优势方向为东北-西南向,最大主压应变区呈带状分布于研究区域南部。     

跨断层“点-线-面”研究方法及在震例分析中的应用

基于青藏高原东北缘地区跨断层短水准资料, 采用形变异常强度、 断层合成速率和断层形变趋势累积等多种研究方法, 利用“点-线-面”相结合的研究思路, 全面分析了2013年岷县漳县M_S6.6地震前的应变背景、 断层活动和短期形变特征。 结果显示: ① 该地震处于垂直形变累积率的高值区, 应变积累程度较高; ② 断裂带之间存在显著的运动差异, 发震断裂震前中短期运动速率显著增强, 并造成区域运动的不均衡, 西秦岭局部地区应变积累增加; ③ 随着强震的逼近, 震前显著异常场地分布明显向近震区迁移和集中, 且异常强度也随之增大。 以上结果对强震发生危险地点和发生时间有短期指示意义, 因此, “点-线-面”相结合的研究方法有利于认识地震前兆信息, 对地震孕育背景判定及地震危险性分析具有重要意义。     

南北地震带近期地壳水平运动变化分析

对2009、2011及2013年3期陆态网络流动GPS观测资料进行了处理,获得了2009~2011及2011~2013年两个时间段南北地震带地壳水平运动速度图像。参考1999~2007年网络工程流动GPS速度场结果,分析了南北地震带近期地壳水平运动场与应变场变化特征,认为近期地壳运动变化受汶川地震震后影响较大。2013年芦山7.0级地震和岷县漳县6.6级地震是2008年汶川8.0级地震震后应力场调整触发的结果。     

GPS资料反映大震前后青藏高原东北缘的水平形变

利用1999～2007年和2009～2011年青藏高原东北缘地区水平形变观测与处理结果,分析了汶川、玉树地震前后该区域水平形变场及其变化,得出:(1)1999～2007年水平运动的大小与方向变化明显,但清晰有序,相对运动一般在15mm/a以内,2009～2011年的水平运动轮廓虽然与1999～2007年相似,但变化可辨,主要体现在震源较近的地域;(2)1999～2007年的主压应变优势方向为南东—北西向,有序与一致性较强,值域一般在(±35～38)×10-9/a之内,最大主应变区呈带状分布于祁连构造带上,2009～2011年最大主应变的大小及空间分布则有一定的差别,震中附近最大约为180×10-9/a,但主应变方向与1999～2007年基本保持一致;(3)1999～2007年最大剪切应变率大小的空间分布呈北西向条带状,较大值域的条带为祁连构造带达27×10-9/a,2009～2011年最大剪切应变率的空间状态不同于以前,最大值位于震源及其附近地区接近120×10-9/a,其他区域相对较小;(4)1999～2007年的旋剪形变呈北西向条带左、右旋交替的分布状态;2009～2011年则没有如此清晰,最大值也位于震中及附近地域。总之,震后区域形变场有较大的调整,可能还在继续中。     

九寨沟7.0级地震前地壳水平形变状态与变化

利用1999~2015年流动GNSS观测资料及处理结果,分析了九寨沟M_S7.0地震前区域水平形变场及其变化,得到以下认识:(1)九寨沟M_S7.0地震震源区在汶川8.0级地震之前为右旋剪切形变,汶川地震之后为左旋剪切形变;(2)2011年以来震源区左旋剪切形变持续较弱,较大的左旋剪切形变位于其西南;(3)震源区最大剪切应变、最大主应变、最小主应变均较弱;(4)九寨沟地震的发生与汶川地震的发生与否有一定的关系方面,龙门山断裂带的活动处在闭锁时段时则有所抑制或推迟九寨沟地震的发生,汶川地震后龙门山断裂带一定程度的解锁则有助于九寨沟地震的发生或促使发震时刻有所提前;(5)距震中近70km的SCSP站出现了7.1mm的南向同震位移,其他连续站未发现同震位移。     

青藏块体东北缘跨断层形变典型震例总结与预测判据指标分析

针对青藏块体东北缘跨断层监测区及周边发生的5.8级以上地震, 结合以往研究结果, 对跨断层资料进行了重新梳理, 重点分析了1995年永登5.8级、 2000年景泰5.9级、 2003年民乐—山丹6.1级和2013年岷县漳县6.6级地震前出现的跨断层形变异常。 结果表明: 这4次典型地震前出现的跨断层异常数量较多, 为13~23项不等; 分布范围较广, 震中距在600 km范围内, 相对集中出现在300 km左右范围内, 也有近震区异常; 异常特征以逆断加速、 趋势转折、 活动加剧、 突跳、 大幅变化等为主; 震前2~3年或稍长时间开始出现异常, 震前半年至1年半时段异常集中出现, 具有中期背景或短期前兆意义, 异常空间分布有向震中区汇聚迁移的特征。     

玉树和汶川地震前后区域水平形变的空间分布

以1999—2007年和2009—2010年两个时间段的GNSS观测资料为基础, 借助于多核函数解析、 滤波和应变场的无偏算法以及区域无旋转基准, 在运动场连续变化的条件下获得了玉树M_S7.1和汶川M_S8.0地震前后青藏高原东南地域运动与形变场, 并得到如下基本认知: ① 玉树和汶川地震前震源区构造活动在空间和较长时间上明显弱化, 最大正应变和最大剪切应变均处在区域构造活动的最低水平。 ② 与地震破裂相应的旋剪形变最大部位既不位于震源区也不远离震源区, 似乎存在某种协调有序活动, 玉树地震发震构造断裂带基本上处在区域右旋活动与左旋活动的过渡区上, 而左旋活动最大条带却为平行于该断裂带且相距约150 km的东北构造活动区内; 汶川地震发震构造断裂虽处在右旋活动的龙门山断裂带上, 但右旋活动最大条带为平行于该断裂带且相距约200 km的西北活动区内。 ③ 玉树地震震时较大水平形变的范围较小, 汶川地震震后水平形变仍较突出。 ④ 理塘—德巫断裂带的北段及周边地区应给予关注, 面应变为象限分布图像, 最大正应变和最大剪切应变均显示闭锁的迹象。     

岷县-漳县MS6.6地震前后甘肃前兆异常及响应特征

分析总结了2013年7月22日甘肃岷县—漳县MS6.6地震前后甘肃前兆台网观测资料变化情况,发现该地震前有7个台站、4种观测手段、14个测项出现了明显的异常,既有长期、中长期异常,也有短期和短临异常,说明对资料的分析既要看短期变化,还要看中期和长期变化。出现异常测点的震中距多数在200 km范围之内。另外部分水位、流量和水温测点的资料记录到不同程度的同震效应;形变观测多数测点记录到比较明显的同震响应,记录同震响应的测点与震中位置、方向、距离无明显关系。     

白银地震台洞体应变观测趋势变化分析

通过对白银地震台洞体应变观测资料趋势变化的分析,发现2013年岷县—漳县6.6级地震和2016年门源6.4级地震前均出现了趋势变化异常,认为该地震台洞体应变观测能够很好地记录到当地的地壳变化信息。     

基于地震学资料探讨2013年岷县漳县6.6级地震发震构造

应用速度和Q值成像方法以及小震精定位方法获得了2013年岷县漳县6.6级地震震源区的深部结构和余震序列的空间分布图像。结果表明:发震断层为一隐伏断裂,走向NW,倾向SW,逆冲兼左旋走滑,在地表距临潭-宕昌断裂岷县段约20km,在深部可能与临潭-宕昌断裂交汇在一起,向南组成一条NW向的断裂带。2003年11月13日岷县MS5.2、2004年9月7日岷县-卓尼MS5.0和本次MS6.6地震的发震断层可能属同一发震断层,位于漳县南部块体的西南边缘;该块体为次级块体(三角形),近几年来块体西南边界强震活跃,其它两边平静。     

青藏块体东北缘断层形变综合指标异常与岷县漳县6.6级等强震关系

采用截至2013年底青藏块体东北缘的跨断层短水准流动观测资料,基于灰色关联度计算,提炼了祁连山—海原—六盘山、西秦岭主要构造断裂及分段的正逆断垂向活动综合指标,对强震尤其是2013年甘肃岷县漳县6.6级震前中短期异常,及与周边大震孕育—发生或影响的可能关系进行了研究。结果表明:(1)6级左右地震前相关构造及其附近中短期异常明显;综合指标对与周边8级特大地震孕育—发生可能存在一定关联、大尺度区域构造应力场的变化也有一定程度反映。(2)2013年甘肃岷县漳县6.6级震前西秦岭构造北—西部至六盘山断裂综合指标异常显著且集中,发震的西秦岭构造短期变化幅度较大。     

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。     

汶川地震前后区域地壳形变场及孕震特征研究

利用中国地壳运动观测网络GPS区域网1999、2001、2004、2007年观测资料及中国大陆构造环境监测网络区域网2009、2011年观测资料,解算了南北地震带相对华南地块的GPS速度场,并用最小二乘配置方法解算了南北地震带南、北部地区应变率场的多期次结果,通过分析汶川地震前、后地壳运动速度场和应变率场的动态变化,进一步研究了汶川地震前区域地壳形变和应变积累背景与孕震异常的形变场主要特征及其形成机制.