2015年昌黎MS 4.2地震发生前易县地震台钻孔应变观测数据异常

2015年9月14日河北昌黎发生M_S 4.2地震,收集整理易县地震台四分量钻孔应变仪观测数据,基于面应变和切应变视角进行分析,发现二者在震前出现异常变化,且2组面应变相关系数在震前数天即出现异常,该异常或可作为中小地震前应力应变异常识别的信息之一。     

永胜地震台钻孔应变震前异常分析

使用永胜地震台分量钻孔应变2013—2016年观测资料,对出现的异常现象进行分析,结果发现,异常的成因既有干扰因素,也有前兆因素。在云南省几次M 4.4—5.5地震发生前,永胜地震台分量钻孔应变出现较为显著的短期异常,异常特征主要表现为：震前多分量应变速率突然增大或张性与压性应变交替变化,异常结束后1—20天发震。     

宁陕地震台体应变仪观测质量及映震能力分析

选取2016—2020年宁陕地震台TJ-Ⅱ型体积式钻孔应变仪观测资料,基于观测质量和映震能力,系统分析应变仪运行状况及地震监测效能。结果表明：该台体应变观测资料质量整体较好,但数据连续率及完整率尚有待提升;体应变仪映震能力较强,可记录国内M_S≥7.0和国外M_S≥7.4地震;同震形变响应分析结果表明,同震响应最大变幅与震中距满足A = ae^{blg D}的负相关关系,与震级满足A = ae^bM的正相关关系。     

青海钻孔应变映震效能研究

利用青海省6套YRY-4分量钻孔应变仪2007—2015年的观测资料,将该地区符合扫描范围的地震从震前异常和同震特征两方面进行研究。结果显示:湟源、德令哈分量钻孔应变差应变曲线地震前大多有短期超差异常;分量钻孔应变仪的同震响应幅度与震级、震中距都有关。同一地震,多台仪器多数情况同震响应幅度与震中距成反比,少数成正比;一般单台仪器同震响应幅度与地震震级成正比关系,震级越大同震响应幅度越大;分量钻孔应变仪的同震响应延迟时间大多与地震震中距成正比,震中距越远同震响应延迟时间越长;分量钻孔应变仪同震响应持续时间与震级基本成正比,震级越大同震持续时间越长。     

川滇地区钻孔四分量应变仪记录的同震应变阶分析

通过对比川滇地区6个钻孔四分量应变台站记录的汶川Ms8.0级地震和芦山Ms7.0级地震的同震应变阶,发现结果不满足四分量应变的自检特性,而且两组面应变的同震应变阶的张压性变化不一致,这可能和地震震级有关,也有可能和仪器的自身特性、台站所处断层环境、台站与震中的距离、元件的方位角等有关.另外,利用钻孔分量应变仪记录的同震应变阶进行相关研究时,还需对数据的可靠性做深入分析,否则可能会产生错误结果.     

3种钻孔应变仪记录的玛多MS7.4地震同震响应特征对比分析

针对2021年5月22日青海玛多MS7.4地震,采用3种型号的钻孔应变仪观测到的应变资料对比分析同震应变波,结果表明3种仪器记录同震的初动时间、波动幅度和持续时间等存在一定差别:在震中距相当的情况下,TJ型体应变仪和RZB型四分量钻孔应变仪存在波动幅度变化小、持续时间短的问题,难以从背景变化中区分同震响应,影响钻孔仪器同震规律研究; YRY?4型四分量钻孔应变仪波动幅度变化大,持续时间长,在映震效果上表现较为突出。     

同场地不同钻孔应变观测资料对比

对易县台同场地不同钻孔应变仪观测资料进行研究,分析易县台四分量钻孔应变的可靠性及其体应变的相关性,再分析不同钻孔应变观测对特殊事件的响应。结果显示：(1)易县台四分量钻孔应变观测自检程度不高,需进行实地相对标定;进行相对标定时,选取差分值数据有利于提高数据信度;(2)将四分量钻孔应变的S₁+S₃、S₂+S₄与体应变进行相关性分析,S₁+S₃和体应变的皮尔森相关系数略高于S₂+S₄与体应变的相关系数;(3)对于特殊事件响应方面,体应变和四分量钻孔应变两组面应变受抽水干扰均为张性变化,变化量高于体应变,体应变和四分量钻孔应变的S₁+S₃的相关系数要高于体应变和S₂+S₄的皮尔森相关系数;对同震响应方面,不同钻孔应变的同震响应一致性较好,且相关系数与震级大小有关。     

高采样四分量钻孔应变仪记录应变地震波的可靠性分析

自2017年开始,陆续对中国地球物理台网10个钻孔应变测点的数据采集器进行升级,产出了大量的高采样钻孔应变观测数据。利用相关系数和自检精度2个检验四分量观测数据自洽性能的指标,定量分析了台站记录的2020年2月3日成都5.1级和2020年3月25日千岛群岛7.5级地震的应变地震波,结果显示高采样观测数据信度较高。对比分析了10个台站记录的2次地震的震相,证明高采样四分量钻孔应变仪具备记录清晰应变地震波的能力,且其可靠性较高。综合结果证明,高采样四分量钻孔应变观测可进一步为地震学研究提供新的数据资源。     

易县地震台分量钻孔应变观测数据分析

选取易县地震台YRY-4型分量式钻孔应变仪2012—2020年观测数据,进行Venedikov调和分析,并对2015—2020年四分量数据S₁、S₂、S₃、S₄进行自洽检验,发现应变观测数据连续性、可靠性较高。选取该台2018—2019年钻孔应变原始数据S₁、S₂、S₃、S₄,利用面应变S₁ + S₃、S₂ + S₄相关系数,分析河北省3次M_L≥4.0地震前数据异常变化,并利用剪应变S₁ - S₃、S₂ - S₄的大小,分析受抽水干扰的NE分量主应力方位角,判断干扰源方位,结果发现：①面应变与剪应变在地震发生前均会出现异常变化,且剪应变异常变化幅度较大,应与震中相对于观测井的位置有关;②对于受抽水干扰的钻孔应变NE分量,利用剪应变固体潮数据推算主应力方位角,可得干扰源在钻孔应变观测室NW80.96°方位,与实际位置存在一定偏差。     

基于小波变换的2013年芦山MS7.0地震前姑咱台钻孔应变异常时频分析

2013年4月20日芦山M_S7.0地震前,四川省姑咱台四分量YRY-4型钻孔应变仪记录到显著的高频应变畸变信号。为了避免该畸变信号的高频部分在时频演化过程中发生频率混叠现象,同时便于讨论同一研究频段内震前更早记录到的弱应变异常时段与显著应变异常时段的相关性,本文对2012年1月1日至2013年4月20日期间姑咱台的钻孔应变数据进行了时频分析,并使用时域分段的小波变换方法,在局部时频谱中提取了应变异常,分析了各应变异常的频率相关性。结果表明,研究频段内存在两个峰值频率,峰值频率附近频段内弱应变异常时段与显著应变异常时段的相关系数为0.85,统计出的无震时段与其显著应变异常时段之间的相关系数只有?0.007,且已排除远震以及外界环境带来的干扰,因此该峰值频率作为异常频率的可信度较高,由此推测四分量钻孔应变仪所记录到的两种不同程度的应变畸变信号的演化过程可能与芦山M_S7.0地震相关。      

A Review of the Calculation Formula for the Four-component Borehole Strainmeter and Application to Earthquake Cases

Based on the principle formula for the four-component strainmeters, we can directly obtain the specific plane strain, shear strain and azimuthal angle of the principal strain, and the maximum and minimum principal strains calculated afterwards are the indirect result. The problems of practicality of the sensitivity coefficients A and B of plane strain and shear strain are then discussed. Based on this idea, we analyzed the observation data of several four-component borehole strainmeters near the epicenter of the Yiliang M_S5.7 earthquake in 2012 and the Ludian M_S6.5 earthquake in 2014 in the Zhaotong area, Yunnan Province. The results show that the analysis based on the perspective of plane strain and shear strain has an obviously better effect than that based on the component readings, and can directly peel off the respective abnormality of the plane strain and shear strain. In addition, the correlation coefficient curves between measured data of two plane strains show significant anomalies which often occur several days before and during the earthquake.     

易县地震台四分量钻孔应变观测震前异常特征

通过对河北易县地震台钻孔应变资料进行处理,发现在2014年9月6日涿鹿4.3级和2015年9月14日昌黎4.2级地震前,该台四分量钻孔应变观测到显著前兆异常变化,与2012年5月28日唐山4.8级地震前出现的异常相似度较高,异常形态均表现为"来快去慢",均在极值附近维持数日后,逐渐恢复原值过程中发生地震。     

2017年9月2日宁夏固原4.6级地震震例分析

2017年9月2日宁夏固原市原州区发生4.6级地震。通过对此次地震的回顾和总结,得到以下结论：①固原4.6级地震为孤立型地震;余震主要分布在主震震中西南侧,结合震源机制节面解,初步判定NW向节面应为此次地震的发震断层面,震源错动方式为左旋走滑兼具逆冲;震源机制解最佳拟合深度为9 km;震源机制解参数为节面Ⅰ：走向34°、倾角62°、滑动角174°,节面Ⅱ：走向127°、倾角85°、滑动角28°;②固原4.6级地震前存在前震活动、小震调制异常以及固原地震窗异常;③海原小山钻孔应变异常变化与固原4.6级地震有关,且与该测项预测指标已有的研究结果较吻合,但此次地震震级比预计震级偏大;④固原地震台地电阻率和地磁谐波振幅比异常期间发生了3次中强地震,其中,2017年5月17—20日,固原地震台地电阻率EW向出现快速下降,之后呈低值变化;固原地震台地磁谐波振幅比NS向从2014年开始经历下降—转折—回升过程,具有良好的映震效能。     

2007年宁洱6.4级地震研究

根据云南宁洱地区地质构造、 历史强震资料、 云南监测中心区域台及现场流动台数字化观测台网测定的2007年宁洱6.4级地震序列资料及1970年以来宁洱地区6级地震序列等, 深入分析研究了宁洱地区中强地震活动规律、 宁洱6.4级地震的余震时空展布以及参数变化等特征, 并利用2007年宁洱6.4级地震地震现场数字化观测流动台测定的余震波资料研究了该序列地震波动力学特征。 研究结果认为, 宁洱6级地震活动在空间上具有较高的原地重复性, 在时间上具有强弱交替活动的韵律; 2007年6月3日宁洱6.4级地震的余震展布方向与穿过震区NW向宁洱断裂的走向大致一致, 宁洱6.4级地震可能是由无量山断裂活动构造加剧所引起;根据2007年6月3日宁洱6.4级地震序列及历次宁洱6级地震序列时序发展特征分析研究得出, 宁洱6.4级地震序列能量主要集中在震后3天内释放, 4.9级以上余震发生在主震当天, 地震序列早期参数和3.0级以上余震的垂直方向P波最大振幅与S波最大振幅非线性关系等显示, 宁洱6.4级地震序列具有较明显的主-余震型特征。     

2014年景谷6.6级地震前通海地震台倾斜形变异常响应

通过分析通海地震台垂直摆倾斜观测数据的长期、中期、短临、临震异常,发现2014年10月7日景谷6.6级地震发生前,观测数据曲线年变幅度变小,出现跳跃式变化,在地震发生前4天,NS向逐渐升高、突然降低,变化幅度达179×10^-3",具有长期、短临及临震异常特征。分析认为,通海地震台垂直摆倾斜形变响应数据,较好预示了此次景谷6.6级地震的发生。     

2019年四川长宁6.0级地震序列时空演化特征及其地震构造环境研究

地震序列类型能够直观地反映构造应力场环境、 地震构造及孕震环境介质的差异性。 主—余型地震多发生在相对均匀的介质环境, 而前—主—余型地震及震群型地震往往发生在复杂的构造环境。 2019年6月17日四川省宜宾市长宁县发生的6.0级地震余震活动总体呈NW向分布, 其南东段的余震呈相对单一的NW向条带状, 而北西段的余震活动呈现丛集的特征。 两段的地震序列类型也表现出明显的差异性, 南东段地震序列为主—余型, 序列衰减速度较快; 北西段地震序列为震群型, 序列初期衰减非常缓慢, 余震丰富。 此次6.0级地震序列发生在长宁—双河大背斜上, 该复式背斜主要由多个次级褶皱构造和不同走向的伴生断层组成, 结构复杂。 长宁6.0级地震序列的分段性特征表明, 该地震序列不是发生在单一的断裂构造上, 为多个构造级联破裂所导致的复合型地震序列。 此外, 序列北西段余震的深度逐渐变深, 可能预示着该区域受华蓥山断裂带活动的影响, 地震序列对华蓥山断裂带未来地震活动的影响应引起关注。     

2013年芦山地震序列震源机制与震源区构造变形特征分析

基于四川区域地震台网记录的波形资料,利用CAP波形反演方法,同时获取了2013年4月20日芦山M7.0级地震序列中88个M≥3.0级地震的震源机制解、震源矩心深度与矩震级,进而利用应变花（strain rosette）和面应变（areal strain）As值,分析了芦山地震序列震源机制和震源区构造运动与变形特征.获得的主要结果有：（1）芦山M7.0级主震破裂面参数为走向219°/倾角43°/滑动角101°,矩震级为M_W6.55,震源矩心深度15 km.芦山地震余震区沿龙门山断裂带走向长约37 km、垂直断裂带走向宽约16 km.主震两侧余震呈不对称分布,主震南西侧余震区长约27 km、北东侧长约10 km.余震分布在7~22 km深度区间,优势分布深度为9~14 km,序列平均深度约13 km,多数余震分布在主震上部.粗略估计的芦山地震震源体体积为37 km×16 km×16 km.（2）面应变As值统计显示,芦山地震序列以逆冲型地震占绝对优势,所占比例超过93%.序列主要受倾向NW、倾角约45°的近NE-SW向逆冲断层控制;部分余震发生在与上述主发震断层近乎垂直的倾向SE的反冲断层上;龙门山断裂带前山断裂可能参与了部分余震活动.P轴近水平且优势方位单一,呈NW-SE向,与龙门山断裂带南段所处区域构造应力场方向一致,反映芦山地震震源区主要受区域构造应力场控制,芦山地震是近NE-SW向断层在近水平的NW-SE向主压应力挤压作用下发生逆冲运动的结果.序列中6次非逆冲型地震均发生在主震震中附近,且主震震中附近P轴仰角变化明显,表明主震对其震中附近局部区域存在明显的应力扰动.（3）序列整体及不同震级段的应变花均呈NW向挤压白瓣形态,显示芦山地震震源区深部构造呈逆冲运动、NW向纯挤压变形.各震级段的应变花方位与形状一致,具有震级自相似性特征,揭示震源区深部构造运动和变形模式与震级无关.（4）不同深度的应变花形态以NW-NWW向挤压白瓣为优势,显示震源区构造无论是总体还是分段均以NW-NWW向挤压变形为特征.但应变花方位与形状随深度仍具有较明显的变化,可能反映了震源区构造变形在深度方向上存在分段差异.（5）芦山地震震源体尺度较小,且主震未发生在龙门山断裂带南段主干断裂上,南段长期积累的应变能未能得到充分释放,南段仍存在发生强震的危险.     

2017年琉球群岛6级地震前佘山地震台应变观测异常

2017年5月9日琉球群岛6级地震发生前,佘山地震基准台YRY-4型钻孔应变仪的2个观测分量S₂、S₄,在M₂波潮汐因子分析中表现出明显的趋势异常。通过实地调查排除环境、气象干扰,对应变与气压观测曲线的M₂波潮汐因子γ值进行对比及量化分析,认为应变分量观测异常非环境干扰造成,应与琉球群岛6级地震发生有关。     

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.