2019年长宁M6.0和2018年兴文M5.7地震引起的井水位同震响应对比分析

2019年长宁M6.0地震和2018年兴文M5.7地震引起了华蓥山断裂及其附近区域8口观测井水位不同程度的响应变化。 本文对比分析各观测井水位的同震响应特征, 从地震波能量密度、 同震破裂体应变、 含水层渗透性参数变化以及断裂带控制作用几个方面探讨了其同震响应机理。 结果显示, 井水位同震响应的幅度与地震波能量密度有一定关系; 2019年长宁M6.0地震引起的井水位同震响应形态符合同震破裂体应变四象限空间分布特征, 但2018年兴文M5.7地震则不符合; 两次地震引起的含水层渗透性参数变化存在空间上的不一致性和单点各向异性, 并且断裂带自身的水文条件对井水位同震响应形态和幅度有一定的控制作用。 综合分析认为, 目前已有的几种机理无法完全解释两次地震引起的井水位同震响应现象。     

基于含水层体应变反演的天津地区井水位同震响应特征分析

以汶川MS8.0地震、日本MW9.0地震和尼泊尔MS8.1地震为例,统计了天津地区7口井水位的同震响应特征。在此基础上,利用水位反演含水层体应变的方法,反演出天津地区井含水层的同震响应体应变变化量。结果表明,利用水位同震变化量反演出的含水层体应变,能够较为真实地反映出井孔所在位置的应变变化情况。     

云南数字化井水位对玛多Ms7.4地震同震响应特征分析

通过云南数字化井水位对青海玛多Ms 7.4地震同震响应特征进行分析,并对井水位同震响应机理进行讨论。结果表明,云南27口观测井对青海玛多Ms 7.4地震同震响应,主要分布在小江断裂带两侧及其附近地区。井水位同震响应形态有振荡—复原型、阶变(缓变)型和振荡伴随阶变型三种变化类型,以振荡—复原型变化为主。各观测井水位同震响应表现出的差异性与井震距、地震能量密度、观测仪器采样率、井-含水层系统等因素有关。水位秒钟值记录的动态变化更为完整,但水位秒钟值数据收集和使用的不方便之处需要改进。青海玛多Ms 7.4地震引起云南各观测井水位同震响应变化形态可以用弹性理论来解释,三种不同形态是由各观测井井—含水层介质对地震波的响应程度不同造成的。     

日本秋田地震(1983年7.7级)引起我国应力场的震时调整变化

本文通过水平分层承压含水层模型,推导出含水层的水头和含水层应力变化之间的定量关系.利用我国在日本秋田地震时有水位阶变的52口井孔的观测资料,通过水井水位的体应变固体潮系数,估算了震时引起我国应力场的调整变化.讨论了这种应力调整时应力增加区和降低区交替出现的可能原因。     

紫坪铺水库与汶川地震关系的讨论

利用紫坪铺水库专用地震台站和加密地震台站资料,使用双差法完成了震前930次地震、汶川8级主震和5, 789次余震的重新定位,探讨了紫坪铺水库与汶川地震之间的关系,获得了有利于证明它们之间密切关联的事实: 1)紫坪铺水库2005年蓄水之后出现了水磨、深溪沟和都江堰震群,地震应变能释放增加了200%,与库水位变化密切相关,在汶川地震前呈现出加速释放的现象; 2)野外调查表明存在1条贯穿紫坪铺水库库区、走向NE的同震地表破裂带,与中滩铺断层位置一致; 3)余震分布以中滩铺断层为界,西北上盘多,东南下盘少; 4)利用P波初始到时重新确定出的汶川主震发震时刻为27分59.5秒,初始破裂深度在6～9km左右,直接位于水磨震群之下; 5)汶川主震与发生在2008年4月5日水磨震群中的1次小震的各个台站到时差相同。     

日本秋田地震(1983年7.7级)引起我国应力场的震时调整变化

本文通过水平分层承压含水层模型,推导出含水层的水头和含水层应力变化之间的定量关系.利用我国在日本秋田地震时有水位阶变的52口井孔的观测资料,通过水井水位的体应变固体潮系数,估算了震时引起我国应力场的调整变化.讨论了这种应力调整时应力增加区和降低区交替出现的可能原因.      

中国大陆井水位观测网对甘肃岷县漳县6.6级地震同震响应特征分析

基于全国地下流体前兆台网数据库的统计,本文了整理中国大陆井水位观测网中对甘肃岷县漳县6.6级地震水位同震响应的台站特征.分析结果是：（1）岷县漳县6.6级地震烈度Ⅵ度区的1.5倍的范围内主要由静态应变引起的水位同震变化仅有一个台站,水位同震阶升幅度仅1.5 cm,静态应变触发地震的可能性不大;（2）震中距大于1 000 km的远震响应均为水位阶升,但是其同震变化幅度小于0.3 cm,为含水层被压缩引起;（3）该地震引起的水位同震变化的观测井较少,分布范围大,整体上以水位同震阶升占据主体,其分布主要在静态应力变化引起的范围之外,并且与构造带的对应关系无规律可循,此次地震静态应变范围内的应力应该已经得到释放.     

乌什地震台钻孔应变震前异常特征

新疆乌什地震台分量式钻孔应变观测以来,300 km范围内的2次6级地震和150 km区域内的1次5级地震前,存在较为显著的短期异常。异常特征表现为震前15~24天,4个分量中的两个或两个以上分量张应变或压应变速率同时增大,加速变化后期或结束后7天内发震;震前应变加速且反向,震后应变方向恢复;震前张、压加速应变交替变化。还对乌什钻孔应变与水位观测震前异常变化形态进行了对比分析。     

二滩水库蓄水1年的地震活动

二滩水电站于1998年5月1日下闸蓄水,至今已有1年多。1年来,库首区周边出现了少量与库水位涨落有关的弱震活动。本文使用了二滩水库遥测地震台网的8个高增益子台、1个低增益子台共23道记录的地震分析资料。通过对蓄水前后发生地震比较,重点对1998年5月发生在龙胜乡的小震群,6月鱼干鱼乡西北的小震群及8月发生于大坝附近的小震序列进行了分析研究。探讨了1998年5月至1999年5月的水库水位变化与地震次数及震级大小的关系。由此,得出了二滩水库蓄水初期的地震活动性研究的初步结论:蓄水后数10亿吨库水的加载导致岩石形变附加剪切应力可能是导致初期水库周边弱震活动增加的诱发因素。笔者认为加强对大坝及周围地区的地震监测和对水库诱发地震的预测研究,减轻未来可能发生的构造型诱发地震灾害是下一阶段的首要任务。     

2022年芦山MS 6.1、马尔康MS 6.0地震井水位、水温同震响应特征

基于全国地震地下流体台网数据,分析了芦山M_S 6.1、马尔康M_S 6.0地震引起的地下流体井水位、水温同震响应特征。结果表明,对于芦山M_S 6.1地震水位同震响应观测井数量较多,以上升变化为主,同震变化幅度较大;而对于马尔康M_S 6.0地震水位同震响应观测井数量较少,以振荡为主,变化幅度较小;2次地震引起的水位同震响应能力均强于水温测项,水温记录同震响应的前提是同井能记录到水位同震变化;2组地震引起的同震响应特征差异主要与震源机制解、台站分布密度、同震响应机理不同等有关。     

GNSS观测的九寨沟7.0级地震同震位移初步结果

2017年8月8日四川省九寨沟县发生了7.0级地震,中国大陆构造环境网络与北斗地基增强系统的GNSS连续观测共同监测到了此次地震的同震位移（坐标：东向为正,北向为正）,结果显示：3个站点记录到了明显的同震位移,距离震中43 km的九寨沟台站（SCJZ）在东西向的位移为-9.8±1.5 mm,在南北向的位移为3.3±0.7 mm;距离震中65 km的松潘站（SCSP）在东西向的位移为-1.8±0.7 mm,在南北向的位移为-7.7±0.6 mm;距离震中77 km的舟曲站（GSZQ）在东西向的位移为0.4±1.2 mm,在南北向的位移为3.6±0.8 mm.通过同震位移分布特征,可以推测此次地震为一次左旋走滑型事件,引起水平向同震位移大致不超过150 km范围,地震对东南侧的龙门山断裂带影响非常小,对北侧的塔藏断裂和西侧的岷江断裂处引起的同震位移为厘米级.同震位移的反演结果显示：断层面上滑动量主要集中在7 km深度,最大量值约为0.4 m,平均滑动角为-15°,利用滑动分布计算的相应矩震级为M_W6.4,与地震波反演结果相当.结合同震滑动分布、同震主应变分布、余震分布和震源机制解等特征,推测此次地震破裂极值区累积的能量得到较充分释放,进一步分析得出此次地震在塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂处产生了一定的应力变化,值得持续关注.     

2001年芸予地震前后近畿地方及其周边地区地下水位与地壳应变的变化

日本地质调查所在近畿及其周边地区设立了一个为地震预测研究服务的地下水观测网,它主要由沿活断层分布的21个观测点组成,分布区域为北纬34°～35.5°,东经134.5°～136.7°。这些观测井是由日本地质调查所在1995年兵库县南部地震(阪神地震)后重新设立的,所有观测井从1998年开始连续观测。2001年3月24日的芸予地震(M6.7)就发生在该观测网以西近海,震源深度51 km,震中离最近的观测井约170 km,最远的约380 km。尽管许多观测井都观测到了地下水位和地壳应变的同震或震后的变化,但都没有明显的震前变化。分析观测结果显示,这些同震和/或震后的变化,可通过由断层模型估计的同震体应变变化得到很好的解释。通常同震和/或震后的地下水位改变由两个因素引起,一个是同震应变变化,另一个是强地面运动,强地面运动使含水层产生裂纹,有时还会发生液化。当发生的地震相对较深并远离观测网时,那么在观测网范围内的地面运动将会很小。因此推断,由应变引起的同震和/或震后地下水位变化比其他因素引起的水位变化大。     

山东省井水位对几次大地震同震响应的比较分析

采用多井对多震的方式,选取山东省地下流体观测井网中同震响应较好的6口观测井作为研究对象,分别从水位变化形态和幅度对比分析2011年日本M_W9.0地震、2012年苏门答腊M_W8.6地震和2015年尼泊尔M_W7.8地震引起的井水位变化特征,探讨引起该变化的可能机理。研究结果显示:水位同震变化形态以振荡为主;通过定量分析认为聊古一井井水位的阶升是由含水层渗透系数增大所致;位于同一断裂带上的聊古一井和鲁27井井水位在同一地震中所表现的变化形态不同,可能与两个观测井所处的地质构造条件和地震活动背景不同有关;区域应力场的变化会影响栖霞鲁07井的水位同震变化形态;水位同震变化幅度与震级、井震距存在一定关系,同时也取决于含水层水文地质条件的变化量。      

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.     

2013年芦山MS7.0地震和2008年汶川MS8.0地震井水位同震变化的比较分析

以芦山、汶川地震震中为中心,选择了8个井点,对2个地震引起的井水位同震变化进行了比较,重点分析了3口同震变化反向的井点,即重庆的荣昌华江井、北碚柳荫井和四川的泸沽湖井。为使对比研究结果可靠,进一步收集了2011年3月11日日本9.0级地震、2012年4月11日苏门答腊北部海域8.6级地震引起的井水位同震变化资料。对汶川、芦山地震引起的同震体应变的计算结果显示：汶川地震时,荣昌华江井、北碚柳荫井和泸沽湖井水位同震变化与井点位置处的同震体应变一致,即位于同震体应变压缩区的井水位上升,位于体应变膨胀区的井水位下降;芦山地震时,3口井的水位同震变化与同震体应变不一致,表现出与日本、苏门答腊地震时相似的同震变化特征。     

芦山M_S7.0地震与Northridge M_W 6.7地震地表变形场对比研究

2013年四川芦山"4·20"M_S7.0地震和1994年美国Northridge M_W6.7地震的近场同震位移均表现出破裂未达地表的特征,利用1999~2007年GPS资料对比分析了2次地震的震前变形特征与同震位移的关联性。结果显示,芦山震源区存在较为显著的挤压应变积累(挤压应变率方位角约为284°),沿芦山地震破裂节面剪切变形不明显;芦山地震的同震位移场表现为逆冲兼少量左旋特征,反映了整个孕震周期的应变积累特性,可能表明震前10余年的观测并不能代表整个孕震周期特征。Northridge地震前,地表变形表现为右旋-挤压特征,同震以逆冲破裂为主,近场表现出类似"圆屋顶形"的东西两侧水平运动和垂直向上运动,GPS观测到的震前变形与同震释放的变形存在一定程度的不一致性。相同震中距测点结果表明:Northridge地震的同震地表位移幅度明显大于芦山地震,前者震前挤压应变积累速度显著大于1999~2007年芦山地震震源区的应变积累背景。     

腾冲地震台观测井水位同震响应特征分析

以2008—2017年腾冲地震台井水位记录的同震响应事件为研究对象,系统分析该井水位的同震响应特征,结合井孔地质背景条件,对同震响应机理进行初步探讨。结果表明:腾冲地震台井水位同震响应能力随着震级增大而逐渐增强;因井震距不同,同震响应主要表现为近震阶降—复原型和远震振荡型变化;同震响应幅度随震级增大而增大,随井震距增大而减小,且水位同震变化受震级与井震距的影响力基本相当;震级越大,同震响应持续时间越长;发生井水位同震响应的地震分布具有明显区位型特点。分析认为,振荡型同震响应机理与面波作用有关,阶降—复原型同震响应机理可能与腾冲地震台观测井所处地质构造有关。     

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。     

宁夏井水位记震能力变化与周边地震关系研究

通过分析宁夏地区5口井水位记录的2013-2018年对中国大陆5级以上、全球7级以上地震的同震响应,计算了引起5口井水位同震响应地震震级与震中到观测井距离的阈值范围,即井水位记震范围及各观测井的记震特征,提出结合井水位记震范围与记震特征分析各井记震能力随时间变化的方法.结果表明,引起宁夏地区井水位同震响应的地震震级和井震距确实存在某个阈值范围关系,表示为地震能量密度,宁夏地区约为10-4 J·m-3;相较于以往判断井水位记震能力变化的方法,该方法提高了时间分辨率;当井水位记震能力发生变化时,井周边发生4.5以上地震的概率较高.     

玛多MS7.4级地震引起的甘肃地区水位、水温同震响应特征分析

2021年5月22日青海玛多发生Ms7.4级地震,甘肃地区地下流体台站记录到丰富的同震响应现象,尤其水位、水温观测资料出现了不同程度的同震响应。收集对本次地震有响应的甘肃地区7口水位和1口水温观测井水位资料,通过分析地震时这些井数字化水位资料的同震变化特征和响应能力,得到井水位、水温响应特征。分析结果发现,其中4口井水位的同震响应特征有较一致的变化规律,且以突升型变化为主;有2口井水位出现了突降型同震响应现象;1口水位出现了脉冲型同震响应。水温观测只有1口井记录到同震响应,且记录的水温响应变化周期较大,恢复时间也较慢。由此可见,水位测项的响应变化明显强于水温测项的响应;水体热流换过程导致水温同震响应变化延迟;井水温同震响应变化因素更多造成响应机理更复杂;构造环境与水文地质对井水位同震响应具有重要的影响。