2017年四川九寨沟MS7.0地震前区域重力场变化

利用南北地震带2014-2017年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震发生的关系.结果表明：① 区域重力场异常变化与北西西向塔藏断裂和南北向岷江断裂带在空间上关系密切,反映了沿控震断裂在2013-2017年期间发生了引起地表重力变化效应的地壳变形和构造活动.② 九寨沟地震前,测区内出现了大空间范围的区域性重力异常,而震源区附近产生了局部重力异常,沿塔藏断裂带形成了重力变化高梯度带,其中,甘肃玛曲、迭部、青海河南蒙古族自治县、四川若尔盖、九寨沟一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映九寨沟地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.③ 九寨沟地震震中位于重力差异运动剧烈的鞍部等值线附近,与断裂走向基本一致的重力变化高梯度带零值线上,这一观测事实进一步佐证了重力场动态变化图像对强震地点预测具有重要的指示意义.

     

2016年青海门源MS6.4地震前重力变化

利用青藏高原东北缘2011-2015年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2016年1月21日青海门源M_S6.4地震发生的关系,结合GNSS、水准观测成果和区域地质构造动力环境,进一步研究了区域重力场变化的时空分布特征及其机理.结果表明：（1）测区内重力场异常变化与祁连山断裂带在空间上关系密切,反映沿祁连山断裂带（段）在2011-2015年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.（2）门源M_S6.4地震前,测区内先出现了较大空间范围的区域性重力异常,到临近发震前显示出相对闭锁的现象,且围绕震中区周围出现四象限分布特征的局部重力变化,地震发生在重力反向变化过程中,并出现显著的四象限分布特征的重力异常变化,其中,青海门源与甘肃天祝一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上.（3）区域重力场动态演化大体反映了青藏高原东北缘物质北东流的动态效应,门源震中附近区域地壳受挤压变形显著、面压缩率和重力剧烈变化的特征最为显著.（4）重力场的空间分布及其随时间变化与地壳垂直与水平运动及地质构造活动等观测结果有一定的对应关系,强震易发生在重力变化四象限分布中心地带或正、负异常区过渡的高梯度带上.     

青藏高原东缘重力观测及对芦山M7.0地震的反映

介绍了青藏高原东缘地区相对重力与绝对重力的观测情况,系统分析了该区域2010以来的区域重力场变化及其与2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生的关系。结果表明:(1)芦山7.0级地震前青藏高原东缘重力变化剧烈,芦山地震发生在沿龙门山断裂带南段的重力变化高梯度带的转弯部位;(2)芦山地震距2008年汶川地震不到100km,芦山震中及汶川地震震中均处于重力变化四象限中心,表明汶川地震震后恢复调整变化对芦山地震具有促进作用;(3)基于流动重力异常变化在芦山7.0级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测。     

基于GRACE卫星和地表流动重力的汶川MS 8.0地震前重力时空变化

利用GRACE卫星重力场模型和地表流动重力观测资料,计算2008年汶川M_S 8.0地震发生前6年的重力变化,对卫星和流动重力段差结果与卫星重力反映的重力场动态变化特征进行研究,结果表明：①GRACE卫星重力段差受滤波半径影响显著,与地表流动重力观测结果相比,在重力变化数值上差异较大,在变化率上较为一致;②在汶川地震孕育阶段,川滇地区重力等值线呈“增大—减速增大—减小”的特征,震前2年形成近似垂直于龙门山断裂带的重力变化梯度带。     

2013年四川芦山Ms7.0地震前的重力变化

利用川西地区2010-2012年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生的关系.结果主要表明:①区域重力场异常变化与北东向龙门山断裂带南段和北北西向马尔康断裂带在空间上关系密切,反映沿该两断裂带(段)在2010-2012年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.②芦山7.0级地震前,测区内出现了较大空间范围的区域性重力异常,而震源区附近产生了局部重力异常,沿龙门山断裂带南段形成了重力变化高梯度带,其中,宝兴、天全、康定、泸定、石棉一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映芦山地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.③重力场差分动态演化图像和重力场累积变化动态图像均反映芦山7.0级地震孕育过程的最后2~3年出现较显著的流动重力异常变化,可视为该地震的中期前兆信息;本文第一作者等也曾基于该流动重力异常变化在芦山7.0级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测.本文的例子再次证明流动重力观测能较好地捕捉到强震孕育发生过程中,特别是该过程最后阶段的重力异常变化信息.因此,区域流动重力场观测对未来强震的中-长期预测,尤其是在发震地点的判定上具有优势.     

九寨沟MS7.0地震前地磁异常

分析距离九寨沟M_S7.0地震震中分别为65 km、254 km和238 km的松潘地磁台、成都地磁台和天水地磁台2017年连续观测结果,发现九寨沟地震前,松潘地磁台出现异常变化,主要表现为2017年5月开始,松潘地磁台长时间垂直分量累积变化量达40 nT。短时间内也存在地磁场突变,最高可达10 nT,而成都地磁台和天水地磁台地磁场无明显异常。通过对观测数据的详细检查发现松潘地磁台很多观测日的最后一个观测值与后一观测日的第一个观测值相差超过1 nT,因此认为九寨沟地震前观测数据的异常是由观测系统异常导致。对三个台站地磁场垂直分量日变化的统计分析发现垂直分量在不同时段相关性保持一致,说明地震前短时间内不存在地磁垂直分量的明显异常变化,三个台站地磁场日变化的差异是由地下介质性质不同导致。岩石圈磁场在震中西侧区域出现正负异常交替现象,这可能与九寨沟地震的孕育有关。     

九寨沟MS 7.0地震前单台波速比变化特征

收集、整理四川省地震台网2013年5月至2017年9月产出的震相观测报告数据,采用单台多震和达法,重点分析2017年8月8日九寨沟M_S 7.0强震前龙门山断裂带中北段地区波速比变化特征。结果表明：龙门山断裂带中段西侧的茂县地震台,在发震前2年左右,波速比出现一次持续时间约一年半的下降异常;发震前半年左右,波速比出现明显回返特征,波速比回返至均值上下时即发生九寨沟M_S 7.0地震;震源区周边其他6个地震台波速比在发震前变化较平稳。茂县地震台波速比低值异常对判定九寨沟M_S 7.0强震前龙门山断裂带中北段可能存在孕震体具有重要参考价值。     

基于卫星重力的青藏高原东缘多尺度时变重力场研究

利用经过去相关滤波处理的GRACE时变重力场模型获得了青藏高原东缘2003—2012年的卫星年重力变化图像,并针对该区域近年发生的三次特大地震,结合震前及震后月重力场变化图像,分析与强震有关的卫星重力场变化特征。从区域年重力变化图像可以看出,三次大震均发生在年重力变化较低的时段内,震前小幅值变化可能是地震发生的中短期前兆;从汶川地震和玉树地震发生前后的月重力场变化图像可以发现,发震前后断层附近的重力变化模式发生变化,这可能印证了震后位场变化恢复理论;从汶川地震前后的龙门山断层附近点上的周重力变化趋势可以明显发现,汶川地震发生（第20周）后近9周的时间,断层东西侧呈现了相反的重力变化特征,这可能是对震后壳幔物质调整过程的反映。     

宁夏地区重力场变化与2012年永宁MS4.6地震

利用宁夏地区2011—2013年期间多期重力观测资料,采用中国地震局推广的LG-ADJ程序对观测资料进行平差处理,给出地震前后3年的区域重力场变化和点值变化图像。结合构造活动分析,对2012永宁4.6级地震前后宁夏地区重力异常变化进行研究。认为：2012年永宁地震前,测区重力场出现较好的中期前兆性变化图像,临震前短期异常突增,重力场在空间和量值上均出现大幅的上升变化,重力点值震前趋势下降-转折上升-加速上升-发震的变化,是非常值得关注的前兆异常。     

汶川MS8.0地震的前兆异常时空演化过程及其力学分析

为了研究2008年汶川M_S8.0地震前10年前兆异常的时空演化过程, 采用地震破裂区的几何中心和余震区椭圆中心线为中心的两种方法计算前兆异常的震中距。 结果表明: 在汶川地震前2年左右前兆异常逐渐增多; 近源区(震源2倍左右尺度)异常测项比大于25%, 远源区中震源3～5倍尺度区域的异常测项比为17%～24%。 前兆异常时空演化过程存在三个不同的变化阶段, 即α阶段(包括α₁和α₂, 震前700～3000 d)的异常主要分布在余震区以外的西南地区和西北地区, 表现为远源区与近源区的前兆均存在向外扩展的特点; β阶段(震前300～700 d)的异常分布在余震区西南部和北部地区, 表现为大范围出现异常; γ阶段(包括γ₁和γ₂, 震前300 d内)的异常分布范围较广, 异常主要分布在余震区的西南部和东北部地区, 表现为远源区的异常向震中收缩过程(γ₁)和近源区的异常向外扩展的过程(γ₂)。 地震孕育过程的实验研究和力学分析表明, 地震孕育过程中前兆异常的三阶段特征可能是受孕震体的控制, 是孕震过程中的一种表现形式, 是一个地震孕育过程中的普遍性特点, 对地震预测具有一定指导作用。     

Gravity observations along the eastern margin of the Tibetan Plateau and an application to the Lushan Ms7.0 earthquake

This paper introduces relative and absolute gravity change observations in the eastern portion of the Tibetan Plateau. We analyze and discuss a change that occurred in 2010 in the gravity along the eastern margin of the plateau and the relationship between this change and the 2013 Lushan Ms7.0 earthquake. Our results show that： （1） before the Lushan MsT.0 earthquake, gravity anomalies along the eastern margin of the Tibetan Plateau changed drastically. The Lushan earthquake occurred at the bend of the high gradient zone of gravity var- iation along the southern edge of the Longmenshan fault zone. （2） The 2013 Lushan earthquake occurred less than 100 km away from the epicenter of the 2008 Wenchuan earthquake. Lushan and Wenchuan are located at the center of a four- quadrant section with different gravity anomalies, which may suggest that restoration after the Wenchuan earthquake may have played a role in causing the Lushan earthquake. （3） A medium-term prediction based on changes in gravity anoma- lies was made before the Lushan Ms7.0 earthquake, in par- ticular, a prediction of epicenter location.     

Spatio-temporal variation and focal mechanism of the Wenchuan MS8.0 earthquake sequence

Based on abundant aftershock sequence data of the Wenchuan M_S8.0 earthquake on May 12, 2008, we studied the spatio-temporal variation process and segmentation rupture characteristic. Dense aftershocks distribute along Longmenshan central fault zone of NE direction and form a narrow strip with the length of 325 km and the depth between several and 40 km. The depth profile (section of NW direction) vertical to the strike of aftershock zone (NE direction) shows anisomerous wedgy distribution characteristic of aftershock concentrated regions; it is related to the force form of the Longmenshan nappe tectonic belt. The stronger aftershocks could be divided into northern segment and southern segment apparently and the focal depths of strong aftershocks in the 50 km area between northern segment and southern segment are shallower. It seems like 'to be going to rupture' segment. We also study focal mechanisms and segmentation of strong aftershocks. The principal compressive stress azimuth of aftershock area is WNW direction and the faulting types of aftershocks at southern and northern segment have the same proportion. Because aftershocks distribute on different secondary faults, their focal mechanisms present complex local tectonic stress field. The faulting of seven strong earthquakes on the Longmenshan central fault is mainly characterized by thrust with the component of right-lateral strike-slip. Meantime six strong aftershocks on the Longmenshan back-range fault and Qingchuan fault present strike-slip faulting. At last we discuss the complex segmentation rupture mechanism of the Wenchuan earthquake.     

Characteristics of seismic activity before the MS8.0 Wenchuan earthquake

The characteristics of spatio-temporal seismicity evolution before the Wenchuan earthquake are studied. The results mainly involve in the trend abnormal features and its relation to the Wenchuan earthquake. The western Chinese mainland and its adjacent area has been in the seismically active period since 2001, while the seismic activity shows the obvious quiescence of M≥?7.0, M≥?6.0 and M?≥5.0 earthquakes in Chinese mainland. A quiescence area with M?≥7.0 has been formed in the middle of the North-South seismic zone since 1988, and the Wenchuan earthquake occurred just within this area. There are a background seismicity gap of M?≥5.0 earthquakes and a seismogenic gap of M_L?≥4.0 earthquakes in the area of Longmenshan fault zone and its vicinity prior to the Wenchuan earthquake. The seismic activity obviously strengthened and a doughnut-shape pattern of M?≥4.6 earthquakes is formed in the middle and southern part of the North-South seismic zone after the 2003 Dayao, Yunnan, earthquake. Sichuan and its vicinity in the middle of the doughnut-shape pattern show abnormal quiescence. At the same time, the seismicity of earthquake swarms is significant and shows heterogeneity in the temporal and spatial process. A swarm gap appears in the M4.6 seismically quiet area, and the Wenchuan earthquake occurred just on the margin of the gap. In addition, in the short term before the Wenchuan earthquake, the quiescence of earthquake with M_L≥?4.0 appears in Qinghai-Tibet block and a seismic belt of M_L?≥3.0 earthquakes, with NW striking and oblique with Longmenshan fault zone, is formed.     

2008年汶川8.0级地震前地下流体异常回顾与统计特征分析

地震地下流体在地震预测研究与震情跟踪中发挥着重要作用.本文基于中国地震地下流体前兆观测台网所涉及的资料范围,系统收集了2008年四川汶川8.0级地震的可能地下流体前兆异常,分析了这些异常的空间展布、时空演化以及形态等总体变化特征.结果表明,收集到的68项异常均位于10^-8应变量范围内,59项异常位于汶川8.0级地震3倍破裂区（约900 km）范围内,占异常总数的87%,这与国内外已发表的地下流体前兆异常空间分布范围和震级之间的关系相符,说明汶川8.0级巨大地震的前兆观测范围至少包含该地震3倍破裂尺度甚至更大;异常出现时间总体呈现出临近地震异常数量增多的特点,但异常数量并非逐渐增多,而是在震前5个月和1个月突然增多;异常形态特征复杂,水氡和水位总体呈现出趋势性异常特征,水温总体表现出短临变化特征,主要表现为震前1—3个月突升、突降或波动异常变化.此外,本文还结合国内外已发表的地震地下流体前兆异常以及地震孕育理论,讨论了异常的空间分布、时间尺度与未来震中的关系,这对深入认识地下流体前兆异常及产生机理都具有重要的现实意义和科学价值.     

2008年汶川地震同震-震后应力演化及其对2017年九寨沟M_S 7.0地震的影响

2017年8月8日四川九寨沟发生了MS7.0地震,距离汶川地震震中约为140km.地震的发生会调整区域应力分布和影响区域地震活动性变化.那么,汶川地震的发生对此次九寨沟地震有何影响?区域应力如何演化?为回答这些问题,本研究基于高性能并行有限元方法和网格自适应加密技术,采用含地形起伏的黏弹非均匀椭球型地球模型,分别计算了汶川地震引起的同震-震后应力时空动态演化及其对此次九寨沟地震的影响.同时,考虑同震静态应力和震后黏弹性应力调整,计算了汶川、芦山和九寨沟地震的发生对周边断层应力积累的影响.计算结果显示汶川地震对九寨沟发震断层的同震库仑应力加载约为0.008 MPa,震后9年的黏弹性应力加载约为0.012~0.016 MPa,可能会使九寨沟地震提前发生.此外,汶川、芦山和九寨沟地震的发生引起龙门山断裂映秀以南段、东昆仑断裂、龙日坝断裂东段和岷江断裂北段及鲜水河断裂康定段应力加载大于0.01 MPa,增加了这些断裂带发生地震的危险性.     

Fast assessment of earthquake loss and its application to the 2008 MS8.0 Wenchuan earthquake

The paper introduces firstly the seismic loss assessment method based on macro-economic indicators and new vulnerability models determined by the data from the on-site damage and loss survey to earthquakes occurred in China during the last two decades. The fast assessment for the 2008 Wenchuan earthquake with M_S8.0 is given based on an empirical intensity attenuation relationship. Compared with the assessment based on the practical seismic intensity map of the event according to the on-site investigation, the result demonstrates the usability of the seismic vulnerability models introduced in the paper. In addition, it is indicated that the main uncertainty of losses in the fast loss assessment comes from the uncertainty of the estimation of seismic ground motion.     

九寨沟M_S7.0地震地电阻率变化时空演化分析

本文应用归一化变化速率(NVRM)方法,研究了2017年九寨沟M_S7.0地震周边800km范围内25个地电阻率台站2012—2018年的连续观测数据,分析了震中区周围的地电阻率时、空演化过程.结果显示:(1)25个台站中共有14个台站在震前出现了地电阻率变化,结合本次地震震源机制等分析其时空变化,认为邻近地震破裂带的临夏、通渭、武都和宝鸡台地电阻率在震前出现了下降—折返回升型的变化,符合前人已总结的强地震前地电阻率的变化过程.(2)地震发生前震中区周围大区域内出现了地电阻率负异常变化,且以震中区为中心呈条带分布,异常区的长轴方向与地震断裂带走向或地震烈度分布的长轴方向几乎垂直,与地震主压应力轴方向吻合.本文认为九寨沟M_S7.0强震发生之前,震中区周围出现的区域性地电阻率异常空间丛集现象是很好的中期和短临前兆;地电阻率震前异常动态演化、各向异性等特征对认识本次强震发震断层活动以及震源区应力场分布有启示意义.