2008年汶川大地震临震前震中附近是否存在显著的地壳垂直运动?

2008年5月12日的汶川MS8.0地震是自1976年唐山地震以来发生在中国大陆的最大灾难事件.地震发生后有人通过对GPS数据的动态处理分析认为在地震前1小时内震中附近有非常显著的地壳垂直运动发生,从而提升了地震学界对通过高频GPS观测技术实现地震短临预报的预期.高频GPS观测技术是近年来GPS技术发展的一个重要方面,在研究地震前后地壳形变短期变化过程、地震震源破裂过程等方面取得了非常广泛的应用,但数据解算的精度和可靠性还是受到多种因素的制约.文中提出了一种基于数据静态处理得到的载波相位观测残差来分析测站位置动态变化的方法,并采用这种方法对汶川地震前震中附近几个GPS连续站的数据进行分析,结果表明汶川地震前震中附近并不存在显著的地壳运动.     

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。     

汶川8．0级地震前后福建地区形变及应力场演化

通过对形变与GPS观测资料的处理,分析汶川地震前后福建地区形变及应力场的演化过程。结果表明,汶川地震前,以晋江-永安断裂带为界,北部为应力压缩区,南部为压力拉张区。汶川地震后,长乐-诏安断裂带及以东区域为应力压缩区,除此以外的西部区域为应力拉张区。     

汶川地震前后波速比变化特征的再研究

收集整理了四川省地震台网1990—2012年产出的地震直达波震相数据, 利用单台多震和达法对2008年汶川M_S8.0地震前后四川地区的波速比变化特征进行了分析研究(共筛选出13个数据量较为丰富、 连续性较好的台站). 结果显示: 其中位于龙门山断裂中北段西侧的4个台站, 震前出现长达7年左右的中长期波速比低值异常; 其它9个台站的波速比震前变化基本稳定. 震前波速比出现异常的4个台站的分布与汶川M_S8.0地震孕震区范围大体一致, 从而为研究汶川M_S8.0地震前是否存在地壳介质特性的时间变化过程, 提供了有力的判定依据.      

松潘—甘孜块体边缘强震的余震时空特征对比研究及其意义

松潘—甘孜块体位于青藏高原北部,是认识高原扩展的重要区域.近年来,该块体不同边缘强震频发(2008年四川汶川M_W7.9地震、2010年青海玉树M_W6.9地震、2013年四川芦山M_W6.6地震、2017年四川九寨沟M_W6.5地震、2021年青海玛多M_W7.4地震),但针对这些强震的余震特征比较的研究鲜见,忽略了“从震源演化的角度揭示块体不同位置结构的差异”.本文依据中国地震台网中心13年的地震观测数据(2008-01-01—2020-11-30),采用双差定位方法(HypoDD)开展松潘—甘孜块体近年不同强震的余震演化研究.研究表明处于块体不同位置的余震序列时空特征存在差异：(1)块体南缘的玉树地震有前震事件,其余均未观测到前震;(2)块体南缘的玉树地震与东缘的汶川、芦山地震均激发共轭断裂,其余则未激发;(3)汶川、芦山地震与其他地震的双侧破裂形态不同,为单侧破裂;(4)余震分布密集区位于同震滑移极值区的周缘.结合该区的构造背景与震源时空分布特征,我们指出块体不同位置的余震时空分...     

2008年汶川MS8.0与2010年玉树 MS7.1地震前电磁现象研究

应用全局小波能谱法对2008年四川汶川M_S8.0地震、 2010年青海玉树M_S7.1地震前地电、 地磁场变化情况进行了分析研究. 结果表明: ① 在汶川地震震中周围的台站观测到震前地电、 地磁场全局小波能谱值增大的现象; ② 青藏高原东北缘的代乾等3个地电、 地磁台站在玉树地震前均发生显著的小波能谱增大的现象, 震后恢复; ③ 对于上述两次大震周边地区的不同台站的不同测道, 在震前多次出现谱值时间上同步增大或减少的现象; ④ 距玉树地震震中距离相同的山丹和古丰地电场台站, 北南、 北西测向长极距在地震前后能谱值的变化几乎一致. 基于上述分析, 初步研究认为震源孕育激发的电磁辐射是造成震前电磁异常现象的主要原因.      

2001年昆仑山口西M_S 8.1地震前背景形变场的模拟研究

文中以东昆仑断裂带周围分布的27个GPS站点的地壳运动速率矢量为约束,利用半无限弹性空间三维断裂位错模型,反演了东昆仑断裂、柴达木盆地北缘断裂、玛尼-玉树断裂和玛尔盖茶卡断裂带在2001年昆仑山口西MS8.1地震之前的运动速率,并认为这些断裂带以反演出的运动速率错动所形成的形变场可以作为震前的背景地壳形变场。基于这一具有构造意义的背景速度场资料,计算了区域地壳应变率场和地震矩累积率场。结果表明,昆仑山口西地震前,东昆仑断裂的东西大滩段和玛尼-玉树断裂西段为该区域2个最显著的地震矩累积率高值区,其中东昆仑断裂的东西大滩段高值区为后来的昆仑山口西MS8.1地震的发震段     

动态地壳形变与川滇地区成组强震活动

初步分析了1982年以来川滇地块的地震,存在2组强震活动,即1988～1989年澜沧、巴塘、小金地震,1995～1996年孟连、武定、丽江地震.研究了川滇地区跨断层短水准、短基线、连续蠕变观测资料在这2组强震前中期-短期的形态异常和年速率动态异常.震前形变异常场地震数的比例在云南地区为0.33～0.42, 而四川地区较低.部分场地出现的异常时段有一定的同步性.文中对跨断层形变异常图像与成组强震关系作了初步的讨论.     

2010年玉树7.1级地震趋势预测研究回顾

本文整理了自2008年5月12日汶川8.0级地震至2010年4月14日玉树7.1级地震前, 年度地震趋势预测和日常会商中提出的地震活动和前兆异常及其分析意见。 结果表明, 玉树7.1级地震前存在一些较为明确的有关地震活动水平和危险区域判定的预测依据, 但由于玉树地区地震监测能力较弱, 缺乏较为可靠的中短期前兆异常, 因此未将该区划定为年度地震重点危险区, 仅在我国大陆地震形势预测和强震主体活动地区估计上有所涉及。 2010年青藏块体中东部地区强震危险性增强, 但由于玉树地区震前地震活动性异常以平静为主, 地震前兆数量也较少, 因此未能在玉树7.1级地震前形成短临预测意见。     

地壳形变与地震前兆探索回顾和展望

本文回顾了我国地震预报中地壳形变观测技术、 数据处理方法和软件及地壳形变前兆观测研究进展。 1966年邢台地震后, 我国地震预报工作经历了难得的成功、 更多惨痛失败和“地震不可预报论”等干扰, 发展曲折。 尽管2008年汶川和2011年东日本大地震预报失败,但这两次和其他大地震前后GPS和其他观测得到的地壳形变表明, 大地震是有前兆的, 是可以预报的。 比较了我国地震预报所采用的主要的地形变观测技术和分析方法, 讨论了观测和数据处理方法的特点, 简要介绍了地壳形变地震前兆新近的研究结果, 重点阐述了GPS观测技术多方面的优势。 事实证明, GPS观测得到的汶川大地震前的形变异常或前兆, 是我国地壳形变观测与地震前兆探索最突出的成果。     

山西地区近期地壳形变活动特征

根据１９９１年大同—阳高２次中强地震后的水准复测资料，分析了地震前后山西地区的垂直形变场。结果表明，该区垂直形变场震前显示出前兆形变，震后有明显的调整。定点形变分析证实太原台连通管、水平摆震前相继出现异常。大同台短水准震前数年观测到幅值不大的变化。震后，对这２个台继续进行跟踪，结果表明，再次出现新情况，显示出新的特点     

芦山MS7.0地震前远、 近场形变 时空演化特征研究

应用芦山M_S7.0地震震中附近跨断层及连续形变观测资料, 分析了芦山地震前不同阶段地形变变化的特点, 讨论了震中附近区域异常时空演化过程. 结果表明: ① 自2013年1月起, 沿鲜水河断裂带一些跨断层基线观测到显著的加速转折变化, 沿安宁河、 则木河断裂带个别场地的跨断层水准基线, 2010年以来出现的巨幅异常等是突出的场兆变化; 沿龙门山断裂带一些水准观测在汶川M_S8.0地震后持续的调整变化具有近震源区变形特征. ② 鲜水河、 龙门山和安宁河3条主要断裂围成的三叉口地区, 地倾斜、 应变、 重力及断层水准和蠕变观测临震前均未有显著的异常变化, GPS水平、 垂直位移年速率最小, 该地区是形变变化或形变异常分布的“空区”. ③ 在对近场与远场多种连续形变数据通过傅里叶变换提取年周期成分后发现, 临震前2—3年近震源区域的地倾斜、 重力年变化幅度不是增大, 而是减小. 芦山M_S7.0地震前观测到的形变前兆现象特征与汶川M_S8.0地震等震前的前兆现象较为接近. 因此, 芦山地震前近震源区及外围形变异常分布特征不是个别的现象.      

2010年玉树7.1级地震震源区横波分裂的变化特征

本文对2010年玉树M_s7.1级地震序列的横波分裂的时空变化现象进行了研究.通过在横波窗内S波质点运动图的分析,从位于甘孜-玉树断裂带台站的地震记录中提取了S波分裂的快波偏振方向和快慢波之间的时间延迟.断裂带上3个台站的S波分裂的结果显示了NEE向快波偏振方向,与区域内最大主压应力方向基本一致.观测到了快、慢波到时延迟的趋势性变化,空间上,位于震源区甘孜-玉树断裂带的北支断裂上L6304和YUS台的到时延迟大于位于南支断裂上的L6303的结果,同时YUS台的到时延迟又大于L6304台的;时间上,YUS台的到时延迟在主震后迅速增大,持续一段时间后又减小.横波分裂现象主要由台站下方岩层中随应力分布排列的微裂隙控制,本文结果揭示了主震和余震过程中区域应力场的变化,玉树地震主震区的应力在主震后得到了释放,地壳应力向东南转移,导致了YUS台的到时延迟大于L6304台的;玉树地震的发震断裂是甘孜-玉树断裂的北支断裂,而南支断裂对其影响较小;YUS台附近的地壳应力在主震后得到了增强,随着余震活动导致的应力释放,后期应力减小.     

龙门山断裂带多参数深部结构成像与地震成因研究

通过反演大量的纵、横波地震数据,获得了沿龙门山断裂带及周边区域的深部三维精细结构,结合前人二维大地电磁探测研究成果,提出龙门山断裂带地壳形变与深部速度结构和导电率不均匀性有关,探讨了2008年汶川和2013年芦山地震的诱发和产生与流体侵入及地壳形变的密切关系.本研究发现,2008年汶川地震发生在高速度、高泊松比和低电导率的区域,2013年芦山地震则位于高速度、低泊松比和低电导率的发震层.在上地壳中,四川前陆盆地的低速、低泊松比和低阻异常与松潘一甘孜地块的高速、高泊松比和高阻异常形成了鲜明的对比.在龙门山断裂带下方的两个低速和低阻块体,将龙门山断裂带分成南、中和北三段.我们的研究认为,这两个异常体与来自松潘甘孜地块的下地壳和(或)上地幔的局部熔融或流体侵入到龙门山断裂带的脆弱区有关.基于对汶川和芦山地震的余震分布特征及震源区的地震波速度、泊松比及电阻率参数分析,揭示了龙门山断裂带深部剧烈的地壳形变与流体应力积累对2008年汶川和2013年芦山地震的触发及其地震破裂过程具有重要的控制作用.     

2012年6月24日宁蒗-盐源MS5.7地震的剪切波分裂探讨

选用2012年6月24日宁蒗-盐源M_S5.7地震震源区的泸沽湖台站2008年9月—2013年9月连续5年的地震数据进行剪切波分裂计算, 从剪切波分裂参数随时间的变化初步获得了宁蒗-盐源地区的区域应力特征, 以及该地震发生前后地壳应力的特征性变化. 泸沽湖台站快波偏振方向结果显示, 该台站具有NE向和SE向两个优势取向, 与研究区域内断裂的走向相同. 该台站的慢波延迟时间表现出明显的变化, 特别是在宁蒗-盐源M_S5.7地震发生前后. 在宁蒗-盐源地震发生前一年, 泸沽湖台站的慢波延迟时间缓慢地增加, 表明该地区地壳应力逐渐积累; 直到该地震发生前一个月, 泸沽湖台站的慢波延迟时间才开始急剧下降, 表明地壳应力随着地震的发生而迅速释放.      

GPS观测得到的大地震前兆地壳形变震例

综合介绍2008年汶川大地震以来,GPS观测得到的国内外10多次6—9级,不同构造、不同类型的大地震前兆地壳形变震例:2008年汶川8级大地震、2011年东日本9级巨震、2013年芦山7级,直至2020年6月墨西哥7.4级地震和7月美国阿拉斯加州以南海域7.8级地震等。利用GPS连续观测站区域参考框架水平位移时间序列和水平位移场,特别是水平位移向量时间序列的研究证明,同震水平位移是研究地震前兆形变存在的关键;利用垂直位移和水平位移向量时间序列、同震垂直位移及同震水平位移向量的分解,揭示地震弹性回跳真实方式;提出了符合GPS观测和岩石破裂试验结果的地震压-剪弹性回跳模型;根据已有震例,提出预报不同震级地震的可能性和监测临震前兆形变的GNSS站布设设想。      

InSAR约束下的2008年汶川地震同震和震后形变分析

2008年5月12日,青藏高原东缘的龙门山断裂带上发生了M_w7.9级汶川地震.本文通过分析覆盖汶川地震震中区域的ALOS/PALSAR像对的方位向偏移量来选择无明显电离层扰动影响的像对进行干涉处理,获取了高精度、连续的InSAR地表形变场.在此基础上,结合高精度GPS同震形变数据,采用同震、黏弹性松弛震后形变联合反演模型同时确定了汶川地震的同震滑动分布和龙门山地区的流变结构参数.研究结果表明,汶川地震是一个断层破裂非常复杂的地震事件,其中,北川段、岳家山段、虹口段和汉旺段的滑动以逆冲为主,而青川段以右旋走滑为主.滑动主要发生在10 km深度以上的区域,最大滑动量位于虹口段的东北端,达10.7 m.地震释放的总能量为9.28×10²⁰ N·m（M_w7.91）,与地震学的结果一致.联合反演模型确定的龙门山地区中下地壳的黏性系数为2×10¹⁸ Pa·s,为青藏高原东部地区的黏性系数提供了一个可靠的下限值.如果有更长时间的震后形变观测时间序列,将为该区域提供更为可靠的流变结构.     

四川汶川和青海玉树地震前鲜水河断裂带地下流体异常现象分析

龙门山断裂带上2008年四川汶川8.0级地震和玉树-甘孜断裂带上2010年青海玉树7.1级地震前,地处鲜水河断裂带的四川甘孜地震台的温泉、姑咱地震台的海子泉、道孚甲宗乡53温泉、康定二道桥温泉地下流体测项有明显的前兆异常.其异常特征表现为破年变规律,存在短临异常,也有1-2年的中期异常.     

乌鲁木齐地区现代地壳运动研究

本文通过对近年来乌鲁木齐地区的高精度GPS、水准、重力等观测成果的综合处理分析,详细讨论了乌鲁木齐地区的地壳运动特征,认为乌鲁木齐地区由于被众多的断裂所分割,各部位受力极不均匀,西南部地区活动较东部显著,种种迹象表明,该地区有着较强的中强地震发生的背景.     

基于深度学习神经网络方法的中国大陆地震伤亡预测模型

对地震伤亡人口的预测需要同时考虑地震破裂特征本身、灾区人口及其生活环境等特征,其是一个典型的复杂预测系统。本文基于深度学习神经网络方法和1976—2020年间78次地震伤亡事件,构建了中国大陆地震伤亡预测模型,综合使用发震年代、发震时刻、发震季节、Ⅵ度及以上区域受灾面积、Ⅵ度及以上区域受灾人口数、震源深度、极震区烈度和震源机制类型等8个参数,对包括2008年汶川8.0级和2010年玉树7.1级地震在内的9次地震事件进行了预测检验。结果显示,该预测模型能够较好地反映出中小地震的伤亡人口特征,除汶川地震和玉树地震外的7次地震伤亡事件预测值与实际值误差均在一个数量级上,对于2008年汶川8.0级和2010年玉树7.1级地震,预测值明显小于实际伤亡人口;其中玉树地震发震断层位于玉树州府结古镇之下,造成了相对较多的人口伤亡数量;汶川地震的伤亡人口数量不仅由地震直接导致,还包括了地震滑坡等次生灾害引起的伤亡数量。