玉门、民乐等地震前跨断层形变异常及与定点前兆观测的相互印证

2002年甘肃玉门5.9级、2003年民乐6.1、5.8级及岷县5.2级地震前震区周围十几至二、三百公里范围内观测到一定数量、明显的跨断层短水准形变异常,其异常形态以加速、突跳或尖点突跳为主,具中期背景或短期前兆意义,反映震前断裂出现先逆断增强后松弛的变化过程,在转折松弛时段易发生地震.其异常空间分布、出现时间等与定点前兆异常具有较好的相互印证意义.     

石河子跨断层形变资料的地震异常初析

利用石河子跨断层水平向的整点值观测数据,采用动态分析方法,对2003年以来石河子周边200 km内发生的MS≥4.0地震进行了回顾性分析。发现了一些有意义的异常现象,主要异常形态有两种:一是节律性的脉冲式波动,这种异常一般持续4~10天,异常结束后5~80天发震;二是快速阶跃与平静交替,该异常一般持续5~40天,异常结束后数小时内发震。不同的异常类型可能与地震的大小、震中距的远近以及构造环境有关。     

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.     

跨断层形变测量异常特征分析

在统计近40年我国强震前跨断层形变异常的基础上, 对异常持续时间、 异常空间分布、 异常幅度特征及它们之间的关系进行了分析, 讨论了跨断层形变观测异常特征和监测不同震级地震跨断层场地的最大间距及观测周期。 结果表明: 异常主要以中短期和中期异常为主, 尤其在震前1年内异常最多; 异常持续时间与震级呈正比例的关系; 异常在空间分布上有随震级增大而扩大的现象; 异常幅度有随异常持续时间增大而增大的趋势; 震中距在160~350 km范围内异常幅度较大; 异常形态主要分为趋势型和突变型两种。 监测不同震级的地震跨断层形变场地间距可以不同, 监测7级地震形变场地间距应小于450 km; 6级应小于300 km; 5级应小于200 km; 4级应小于100 km。 跨断层形变观测周期应不大于3个月。     

川滇交界东部地区汤家坪跨断层形变异常调查

2011年以来,四川宁南汤家坪场地出现加速变化重大异常,为此中国地震局组成异常落实工作组开展现场落实,现场调查研究表明：（1）汤家坪场地观测点跨过次级断层,从破碎带中出现的石林现象,其物质组成不是第四系地层,石林陡立变形,方向性较好,与次级断裂的走向一致,应为构造岩受到挤压后变形的结果;（2）汤家坪观测场地各观测点位是...     

张北6．2级地震前断层活动特征研究

运用变化率分析了张北6．2级地震前山两地区跨断层流动短水准资料变化特征,发现：在张北6．2级地震孕育过程中,特别是地震孕育中短期阶段,断层活动存在明显的异常变化且一致性好,主要表现为：①断层异常活动集中在震前3．5-0．5年且存在阶段性,断层异常恢复后发生地震;②断层异常活动性质发生剧烈快速的变化,离地震发生越近断层异常活动幅度越大、变化率越快;③山西地区跨断层流动水准异常特别是前中短期异常变化主要集中在山西带的北部地区,范嗣主要集中在震中周围500km左右范围内。     

2022年门源M6.9地震前孕震区跨断层形变异常特征及其机理

跨断层形变测量在寻找地震前兆信息和强震预测预报工作中做出了重要贡献。2022年青海门源M6.9地震前,祁连山—海原断裂带上的跨断层短水准资料有着显著的前兆异常。本文基于截至2021年12月的跨断层短水准资料,利用时序分析法、形变异常强度分析法和垂直形变累积率分析法等,提取震前异常的时空演化特征,探讨震前中短期断层活动情况及其变形机理。结果表明,在NE—SW向挤压和NW—SE向水平剪切共同作用的动力学背景下,震源区垂直形变趋势累积处于高值,具有一定的应变能累积背景;在震前5年时间,靠近震中的断层运动发生偏离线性的“迟滞”现象,且在震前2年内异常空间分布具有向震中迁移集中的特征,表征靠近震源区地壳应力快速积累,应力局部化增强;震前半年内,距离震中60～120 km范围多个场地表现为一致性的、与挤压受力背景相反的张性异常变化,这种异常现象指示近震区应力积累到一定程度后发生微动态调整、断层局部出现预滑动等变化。     

张北6．2级地震的断层形变速率异常

利用北京地区1994－2000年的跨断层形变资料，研究了张北地震的形变前兆规律。以形变速率值和基准值之比作为异常参数，定量分析了北京地区1995－1999年的异常及其与本区及邻区中强地震的关系。结果表明，异常出现后的0．5－1年内，都有中强震发生，而在1997－1998年近2年内异常数都超过6次，其间即发生了张北6．2级地震（1998年1月）。     

新疆黑孜跨断层形变测量资料异常分析

采用多项式拟合、年极差、速率、断层相对微量位移分析方法系统地研究了 2 8年来的黑孜跨断层形变测量资料 ,结果表明年变畸变、斜率加快 (快速下降 )、年极差值超限、断层的相对微量位移明显增大为黑孜地区 (1 0 0km范围内 )可能发生中强以上地震的异常特点     

汶川Ms8．0级强震震前龙门山断裂带断层形变异常分析

概述和分析四川汶川Ms8．0级强震的发震构造及其地质背景,从断层形变的角度研究这次地震前形变场的异常变化情况。结论是：汶川地震区的地形变前兆异常是客观存在的,在某些局部区域甚至是非常显著的;流动短水准观测资料反映出了震前龙门山断裂带局部区域的加速活动;从现有形变资料出发,要实现如此大地震的预报仍然缺乏根据和把握。     

利用水准测量数据分析芦山M_S7.0地震前龙门山断裂带南段应变积累

利用2010年和2013年两期一等水准测量数据分析了龙门山断裂带南段芦山MS7.0地震前的应变积累。结果表明:(1)汶川地震的发生明显加速了该区域应变积累的过程,龙门山断裂带南段主要断层区域垂直形变速率为6~9 mm/a,表明汶川地震的发生加速了此次芦山地震的孕育过程;靠近鲜水河断裂带区域垂直形变速率为1~5 mm/a,低于汶川地震前的隆升速度。(2)芦山地震并未释放该区域长期积累的应变能,龙门山断裂带南段仍然具有发生破坏性地震的可能。     

2014年康定M_S6.3级地震前后的重力变化特征

利用四川地区2010年8月至2015年3月的流动重力观测数据作出重力场等值线变化图像,研究分析2014年康定MS6.3级地震前后的重力变化特征,结果表明:(1)三岔口地区长期保持区域性重力正值变化异常及重力变化高梯度带;(2)在康定MS6.3级地震前后三岔口地区的区域性重力正值变化异常及重力变化高梯度带变化并不是特别显著;(3)在康定MS6.3级地震前震区重力变化等值线出现四象限区域或者类似于四象限区域的分布特征;(4)康定MS6.3级地震发震位置处于0值线附近且0值线在此处发生明显的转折、畸变;(5)康定MS6.3级地震发生在重力减小后回调增加的过程中,震后重力继续回调增加。     

汶川8.0级地震前GPS与跨断层资料反映的运动与变形演化特征

为了研究与总结2008年5月12日汶川8.0级地震前GPS与跨断层资料反映的龙门山断裂带及其周边地区的运动、构造变形、应变积累演化过程,以及汶川地震临震阶段可能的物理机制,本文综合1999~2007期GPS速度场、1999~2008年大尺度GPS基线时间序列、1985~2008年跨断层短水准等资料进行了相关分析与讨论。结果表明:(1)GPS速度剖面结果显示,宽达500km的川西高原在震前有明显的连续变形,而四川盆地一侧和跨龙门山断裂带基本没有变形趋势,表明震前川西高原在持续不断地为已经处于闭锁状态的龙门山断裂带提供能量积累。(2)GPS应变率结果显示,震前龙门山断裂带中北段的NW侧EW向挤压变形明显,变形幅度从远离断裂带较大到靠近断裂带逐渐减小,而断裂带变形微弱;龙门山断裂带西南段周边形成了显著的EW向挤压应变集中区,应变积累速率明显大于中北段。(3)断层闭锁程度反演结果显示,除了汶川地震的震源位置闭锁相对较弱,且西南段有大概20km宽度断层在12~22.5km深度为蠕滑状态以外,震前整条龙门山断裂基本处于强闭锁状态。(4)大尺度GPS基线结果显示,跨南北地震带区域的NE向基线从2005年开始普遍出现压缩转折,反映NE向地壳缩短的相对运动增强。(5)跨断层短水准场地结果显示,震前年均垂直变化速率和形变累积率很低,表明断层近场垂向活动很弱、闭锁较强。通过以上分析认为,在相对小尺度的地壳变形中,震前龙门山断裂带深浅部均处于强闭锁状态,断裂带水平与垂直变形都很微弱,这可能经历了一个缓慢的过程,而且越是临近地震的发生,微弱变形的范围可能越大;在相对大尺度的地壳变形中,震前龙门山断裂带西侧的巴颜喀拉块体东部地区经历了地壳缓慢且持续的缩短挤压变形,为龙门山断裂带应变积累持续提供了动力支持。     

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。     

Deformation Evolution Characteristics Revealed by GPS and Cross-fault Leveling Data before the MS8.0 Wenchuan Earthquake

Based on GPS velocity during 1999-2007, GPS baseline time series on large scale during 1999-2008 and cross-fault leveling data during 1985-2008, the paper makes some analysis and discussion to study and summarize the movement, tectonic deformation and strain accumulation evolution characteristics of the Longmenshan fault and the surrounding area before the M_S8.0 Wenchuan earthquake, as well as the possible physical mechanism late in the seismic cycle of the Wenchuan earthquake. Multiple results indicate that:GPS velocity profiles show that obvious continuous deformation across the eastern Qinghai-Tibetan Plateau before the earthquake was distributed across a zone at least 500km wide, while there was little deformation in Sichuan Basin and Longmenshan fault zone, which means that the eastern Qinghai-Tibetan Plateau provides energy accumulation for locked Longmenshan fault zone continuously. GPS strain rates show that the east-west compression deformation was larger in the northwest of the mid-northern segment of the Longmenshan fault zone, and deformation amplitude decreased gradually from far field to near fault zone, and there was little deformation in fault zone. The east-west compression deformation was significant surrounding the southwestern segment of the Longmenshan fault zone, and strain accumulation rate was larger than that of mid-northern segment. Fault locking indicates nearly whole Longmenshan fault was locked before the earthquake except the source of the earthquake which was weakly locked, and a 20km width patch in southwestern segment between 12km to 22.5km depth was in creeping state. GPS baseline time series in northeast direction on large scale became compressive generally from 2005 in the North-South Seismic Belt, which reflects that relative compression deformation enhances. The cross-fault leveling data show that annual vertical change rate and deformation trend accumulation rate in the Longmenshan fault zone were little, which indicates that vertical activity near the fault was very weak and the fault was tightly locked. According to analyses of GPS and cross-fault leveling data before the Wenchuan earthquake, we consider that the Longmenshan fault is tightly locked from the surface to the deep, and the horizontal and vertical deformation are weak surrounding the fault in relatively small-scale crustal deformation. The process of weak deformation may be slow, and weak deformation area may be larger when large earthquake is coming. Continuous and slow compression deformation across eastern Qinghai-Tibetan Plateau before the earthquake provides dynamic support for strain accumulation in the Longmenshan fault zone in relative large-scale crustal deformation.     

应急流动观测组网技术在康定6.3级地震中的应用

以2014年11月22日四川康定发生6.3级地震后开展应急流动观测为例,描述了在应急流动观测组网中,如何应对震区高原环境,完成4个流动台选址架台、快速组网、运维保障;并通过对流动台址地动噪声功率谱密度分析计算,获得的台基达Ⅱ或Ⅲ级环境地动噪声水平,余震微小震检测能力与定位精度得到极大改善。流动台网运行期间,提高了震区监测台站覆盖面,记录到了大量余震微小震,加密台站对震区定位精度提升了量级,震源深度、震级更加准确。结果表明:一旦大震发生后,及时组织开展应急流动观测是必要的,而完成好一次大震后快速有效的应急流动监测,必须综合考虑震区地域环境、人员配备、预案选择、通信条件、设备可靠诸多因素与运维保障,采用固定与流动台联合组网方式,应急流动发挥效益最佳。     

邵武-河源断裂带中段重磁、垂直形变场特征及其与地震的关系

综合利用流动重磁和流动跨断层短水准复测资料, 分析了邵武-河源断裂带中段重磁场和地壳形变场的时空强变化特征.结果表明:地磁场的变化与监测区的地震活动有较好的对应关系,在震源区附近会出现重力场变化的异常梯度带;断裂两盘垂直形变受区域断裂控制,其差异性变化有指示局部地区孕震活动的作用.