2014年鲁甸MS6.5地震前后地震活动性

2014年8月3日在云南省鲁甸县发生M_S6.5地震,造成了巨大的人员伤亡和财产损失.关于鲁甸地震的起因,特别是鲁甸地震与溪洛渡水库之间的关系存在一些争议.分析中强地震前后地震活动性的变化可以为判断主震起源提供一定的依据.然而,由于鲁甸地震震中附近固定台站数目少、台站距离震中远及主震后尾波干扰等因素的影响,会造成地震目录的缺失,从而可能影响地震活动性的可靠分析.为了获得更加完备的地震目录,本文采用模板匹配方法对鲁甸地震前后小地震进行了搜索和识别.以台网目录中的541个事件作为模板,在主震之前33天到主震后5天的连续波形中识别出991个未在目录中列出的地震,使余震的完备震级从1.8降低到1.3.根据检测目录得到主震前33天内的b值为1.04±0.18,余震的b值在震后5天内由0.5左右逐渐上升至0.9附近并保持稳定;根据2009年到主震发生前的台网目录得到该区域的背景b值为0.93±0.04.即鲁甸地震前后区域地震活动b值均与背景b值接近,这与典型水库诱发的中强震具有的b值特征不相符.同时通过进一步分析台网目录,未发现溪洛渡水库蓄水前后研究区域内的地震活动性存在明显变化,这也与典型水库诱发地震区域的地震活动性特征不相符.综合以上结果,我们认为2014年鲁甸M_S6.5地震不具有典型水库诱发地震的特征.

     

2014年云南鲁甸MS6.5地震预测回顾与反思

用"静中动判据"和"周期性"方法回顾2014年8月3日云南鲁甸M_S6.5地震的中期预测,并用异年倍九律(异年倍九法)对鲁甸地震的发震日期进行了回顾性反思。     

2014年鲁甸MS6.5地震前后介质波速变化特征分析

本文利用研究区内13个地震台站2014年1月至12月的连续波形数据, 采用背景噪声互相关方法, 提取了2014年8月3日鲁甸M_S6.5地震的同震波速变化。 结果表明, 鲁甸地震对介质波速的影响具有明显的空间差异性, 较大幅度的同震波速变化主要集中于则木河断裂—小江断裂及莲峰断裂区域。 其中, 莲峰断裂SW段和则木河断裂NW段区域的波速出现了较为明显的同震降低, 则木河断裂和小江断裂交界处则出现了明显的波速升高。 通过对比研究区内介质波速的同震变化与鲁甸地震对周边主要活动断裂应力积累的影响后发现, 波速变化与应力变化在空间分布上具有较高的一致性, 且两者的变化幅度也成正相关关系。 由此可以看出, 鲁甸地震造成的应力变化可能是地下介质波速变化的主要原因。 采用相同的方法对2014年4月5日永善M_S5.1地震研究后发现, 永善地震后鲁甸地震震源区及其附近区域波速明显升高。     

基于ShakeMap_CNST的2014年云南鲁甸MS6.5地震震动图研究

分析了2014年8月3日云南鲁甸6.5级地震的发生背景及震害特征,介绍了ShakeMap_CNST震动图系统的设计思路和实现原理及地震动参数的校正方法,并将其应用于鲁甸6.5级地震的震动图预测中,进一步分析了震区场地条件对局部震害的影响。结果表明,震动图预测的地震动特征与现场宏观调查的结果总体上是相适应的,最后对震动图系统的优缺点及应用前景进行了探讨。     

2014年云南鲁甸M_S6.5地震人员死亡年龄分布特征

通过收集到鲁甸地震分县(区)地震人员死亡统计表,对死亡人员的年龄、性别、死亡原因、死亡地点等情况进行分类分析,得到鲁甸地震人员死亡类型和死亡人员年龄总体分布特征。并分别对因房屋倒塌、因崩塌滑坡、因抢救无效致死人员年龄分布特征,性别—年龄分布特征等地震人员死亡年龄分布特征进行总结分析。同时与国内同类研究相比,鲁甸地震造成的人员死亡具备地震人员死亡的普遍特征,同时具有山区、经济欠发达地区地震人员死亡的特性。     

2014年鲁甸MS6.5地震形变高频信息异常与前兆机理浅析

地震前兆异常的识别和提取一直是地震预报研究的重要任务, 也是地震预报事业发展的瓶颈。 结合鲁甸地震的研究成果, 利用S变换和超限率等方法, 提取定点形变高频异常, 总结鲁甸地震前兆高频异常形态特征, 分析异常台站空间分布规律, 剖析高频异常形成的前兆机理。 研究发现, 高频异常主要表现为信号周期在数分钟至数小时的信号成分, 频带较宽, 丛集性好, 与曲线的突跳、 毛刺或阶跃对应较好, 震前4~5 d开始出现, 震后2~3 d衰减消失; 其台站分布较分散, 主要沿NW—SE方向分布, 与区域应力场方向和发震断层走向趋于一致, 且均分布在构造块体边界; 可能是对不同速率的构造块体在震前发生的滑移和瞬间错动的记录, 它的形成与台站附近地壳介质的稳定性有关。     

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。     

2014年云南鲁甸MS6.5地震发震构造特征及动力源分析

通过对2014年8月3日云南省昭通市鲁甸县发生的MS6.5地震的震源机制解、余震空间分布、活动断裂组合样式和区域构造背景等特征的综合分析表明:(1)根据主震及4级以上强余震的震源机制解、余震空间分布、烈度长轴方向,判断本次地震的发震断裂为NW向的包谷垴—小河断裂;(2)根据地表GPS水平运动速率及水平缩短速率的差异性、断裂组合样式和历史余震深度,判断发震断裂具有薄皮-同向差异逆冲型捩断层的特征;(3)包谷垴—小河断裂活动可能主要受深部的"管道流"控制,"管道流"自NW向SE方向运动,在昭通断裂带处受到华南板块的差异阻挡,造成包谷垴—小河断裂西侧管道流运动速率大于东侧管道,从而驱动包谷垴—小河捩断层的左旋滑动,导致了鲁甸地震的发生。     

鲁甸6.5级地震崩滑地质灾害分布与成因探讨

2014年8月3日的云南鲁甸6.5级地震震源机制解、余震震中分布及震后的地震地质调查表明,发震构造为NW向包谷垴-小河断裂,断层发生左旋错动;震源机制与余震精定位数据表明发震断层倾角较陡。崩塌、滑坡分布在一个长轴为NW向的矩形区域内(15km×12km),基岩崩塌指示地震动主方向自北向南由SE向变为SN向,与震源机制解揭示的主压应力方向NW-SE总体一致。地震诱发的次生地质灾害崩塌、滑坡的平面分布特征可以用2种发震模式来解释:1)总体走向为NW的弧形断层发生左旋走滑错动,由北向南,地震动方向由SE向逐渐转变为近SN向;2)除NW向断层的左旋错动之外,NE向断裂也可能被牵动,发生由NW向SE的逆冲运动。地震是由NE、NW 2组断层共同作用的结果,以NW向断层左旋错动为主、NE向断层逆冲为辅。余震震中主要呈NW向线性展布,同时在震中附近存在NE向分布的地震条带,隐含2组断层同时错动的可能性;而鲁甸6.5级地震震中所在的滇东北永善、昭通地区,区域多个地震的震源机制表明,地震断层多以逆冲运动为主,走滑为辅。     

2014年云南鲁甸MS6.5地震峰值加速度震动图

综合考虑震中地区地质构造背景、震源机制解结果、余震分布以及我国西部地区地震动参数衰减特征,运用考虑场地效应的震动图快速生成方法,将收集到的62组强震台站的峰值加速度作为插值使用,估计了2014年8月3日云南鲁甸M_S6.5地震峰值加速度震动图. 利用地震后获得的强震记录计算了强震台站观测值与借助经验性衰减关系得到的估计值之间的系统偏差,校正了缺少台站地区借助经验性衰减关系得到的估计值,获得了校正后的峰值加速度分布图. 结果显示,鲁甸M_S6.5地震的地震动峰值加速度随距离的衰减速度比前人对我国西部衰减统计的结果更快,对数偏差校正的结果更符合本次地震的衰减规律. 校正后的峰值加速度大于40 cm/s2的区域面积近8000 km2,比未经校正的峰值加速度大于40 cm/s2的面积减小了40%左右.      

2014年云南鲁甸6.5级地震致人死亡情况分析

搜集了鲁甸地震致人伤亡的详细资料,分析了导致人员死亡的原因、死亡人员的空间分布、年龄分布、性别占比、民族组成等。并与国内其它地震造成人员伤亡的情况进行了对比。本文还结合当地社会经济和人员活动特点估算了夜间发震后人员死亡的数量,所得结果对进一步认识滇东北地区地震人员伤亡风险具有参考意义。     

2014年云南鲁甸地震和景谷地震的震害对比研究

2014年8月3日云南鲁甸发生MS6.5地震,10月7日云南景谷发生MS6.6地震。这2次地震的震级、地震类型、震源深度等相差不大,但地震所造成的人员伤亡、房屋建筑损毁程度、地震地质灾害等却相差很大。在地震现场调查资料的基础上,对比分析地震造成的崩塌、滑坡、地裂缝、砂土液化、房屋建筑损毁等灾害轻重差别的主要原因。研究表明,鲁甸地震灾区地质构造复杂,地层破碎,人口密度大,房屋建筑抗震性能差;而景谷地震灾区地质环境较好,植被茂密,人口密度低,相比同量级地震的加速度小,房屋建筑结构抗震性能较好。总体而言,鲁甸MS6.5地震的震害比景谷MS6.6地震要严重得多。     

景谷6.6级、鲁甸6.5级地震序列应力降变化对比研究

利用云南2014年10月7日景谷6.6级、8月3日鲁甸6.5级地震序列的波形与震相资料,消除区域地震波衰减与台站场地响应后,计算得到2次地震序列的应力降。结果显示,在研究所涉及的震级范围内,应力降呈现随震级增大而增大的趋势。为尽可能消除震级对应力降的影响,对比了相同震级档地震的应力降,结果显示,景谷地震序列的平均应力降明显高于鲁甸地震,这可能与2次6.5级左右地震后震源区的应力状态有关。从序列余震应力降的时、空变化对比来看,景谷6.6级地震后至2014年12月6日5.8、5.9级强余震发生前,应力降变化呈现先缓慢下降、进而转折升高并持续高值的变化过程;同时,高应力降地震在空间上主要集中于5.8级强余震区域。这表明,主震发生后经过一个较短期的调整之后,5.8级强余震震源区的应力环境可能持续增强。5.8、5.9级强余震发生后,地震序列应力降快速下降至相对稳定状态。研究表明,2次6级左右强余震发生后,震源附近区域应力得到一定程度的释放,应力环境降低,地震序列活动也趋于结束。对于后续没有强余震发生的鲁甸地震序列,余震应力降小于景谷地震序列相同震级档地震的平均应力降,同时,主震后余震序列的应力降在时间上几乎未发生太大的变化;结合主震能量释放特点推测,震源区的应力在主震破裂过程中已得到较多的释放,主震后震源区应力变化呈现逐渐恢复的过程,这可能是鲁甸地震余震活动明显较弱,后续亦未有较强余震发生的原因之一。     

2014年鲁甸6.5级地震成因、破裂特征和余震分布特征的库仑应力作用

根据2014年鲁甸M_S6.5地震的区域构造和余震共轭分布特征,本文首先计算了1733年小江断裂带北段M7.75地震,1850年则木河断裂带M7.5地震和1974年马边M_S7.1地震对鲁甸M_S6.5地震震源机制解两个节面的黏弹性库仑应力作用,结果显示NNW向发生主破裂的包谷垴-小河断裂受到这3次地震,尤其是1850年M7.5地震明显的库仑应力作用,我们认为则木河断裂的高速左旋走滑运动以及7级以上强震的重复发生对于包谷垴-小河断裂的强震孕育和断裂演化方面具有促进作用;然后分析了鲁甸6.5级地震的共轭破裂与余震分布特征,并分别计算了两个共轭破裂面单独破裂对另一破裂面的库仑应力作用,结果显示NEE向破裂促进NNW向破裂的发生,而NNW向破裂后则阻碍了NEE向破裂的进一步发展,最终发展成以NNW向破裂为主的共轭破裂事件;最后计算了共轭破裂产生的库仑应力变化对余震的影响,认为位于NEE向破裂面西侧的余震集中分布主要是由于应力触发作用而形成.     

基于分频波形拟合方法的鲁甸M_S6.5地震序列震源机制解研究

2014年鲁甸M_S6.5地震造成了极大的人员伤亡和经济损失,其孕震机理和动力学成因为国内外学者广泛关注.由于目前的反演主要采用单一的反演方法进行处理,导致结果的不确定性较大,使得该地震的发震构造及孕震机理等问题仍存在较大争议.针对目前研究存在的不足,本文基于近震波形求解震源机制解的gCAP(general Cut And Paste)方法和全波形拟合方法,分别反演了鲁甸地震主震及其9次余震的震源机制解,以此评价近震数据反演震源机制解结果的可靠性与稳定性.结果表明数据方位角覆盖对gCAP解的稳定性有较大影响.针对全波形拟合方法反演过程中,低频信号稳定、高频信号解析度高的特点,采用0.01～0.05Hz和0.01～0.2Hz分频段波形拟合思路:在低频段剔除拟合差的数据,进一步在高频段进行高解析度波形拟合,从而获得主震可靠稳定的震源机制解.研究结果表明鲁甸地震主震倾角为76°～83°、滑动角为-157°～-164°,为一次高倾角走滑型地震.两种方法获得的余震震源机制解比较一致,验证了结果的可靠性.研究结果显示,鲁甸地震的高倾角破裂特征,会导致其能量释放快速且完整,这可能是导致鲁甸地震地面破坏加重及缺乏较大震级余震的主要原因.     

鲁甸M_S6.5地震震源区地壳结构及孕震环境研究

本文利用由中国地震局在鲁甸地震震区附近架设的35个流动观测台站记录的远震事件记录,采用接收函数H-k扫描方法和CCP叠加成像方法获取了鲁甸地震震源区的地壳精细结构,结果显示鲁甸地震发生在地壳厚度和泊松比变化较剧烈的地区.昭通断裂西南段和东北段地壳物质组分差异明显,西南段断裂两侧地壳组分均显示为中泊松比分布,东北段断裂两侧泊松比从低泊松比快速变化为高泊松比,表明东北段西南侧壳内含有更多铁镁质组分,造成昭通断裂西南段和东北段对青藏高原下地壳物质向东南运移的阻挡有所差异,导致壳内应变积累,从而引起鲁甸地震的发生.在震源区地壳内部存在的低速层,可能为此次地震提供了可能的孕震环境.鲁甸地震与芦山地震虽然均没有产生明显的地表破裂带,但两者的震源机制以及孕震环境存在着明显的差异.本文也认为未来应关注青藏高原东缘断裂的历史地震空段发生大地震的可能性.本文研究结果对于理解青藏高原东缘区域的孕震背景具有一定的意义.