2021年5月21日漾濞MS6.4地震震源区三维P和S波速度结构与地震重定位研究

2021年5月21日漾濞MS6.4地震震源区位于川滇块体西边界的维西—乔后—巍山断裂西侧,该地区近些年来发生了多次中强地震,地震活动较为活跃.对漾濞地震序列重定位和漾濞震源区及邻区的地壳精细结构研究,有助于深入理解漾濞地震的孕震环境、发震机理和破裂过程.本文基于2008年 1月1日到2021 年6 月3日区域固定台站接收到的 36938条Pg和 32111 条 Sg波到时数据,采用新发展的三重差地震层析成像算法(tomoTD)开展了漾濞MS 6.4地震震源区三维速度结构成像与地震重定位研究.结果显示:(1)余震活动主要集中在维西—乔后—巍山断裂的西侧,整体呈现沿北北西向的条带状分布,结合已有走滑型震源机制解特征,揭示了北西向隐伏断裂是发震断层,其北西段表现为倾角较陡、结构相对简单的走滑断裂,南东段由两条分支断裂组成.(2)主震的发生及地震序列分布与地壳速度结构不均匀性有着密切的关系.主震及4级以上的地震发生在高速边界上或高低速过渡区域,余震主要发生在低速、高VP/VS 区,主震上方与下方均显示高VP/VS 异常,推测在区域构造应力场的作用下,应力在孕震区的刚性介质中积累,中下地壳流体(或者部分熔融地壳物质)侵入发震断层区,弱化了漾濞 6.4 级地震的主震区.另外,余震东南侧的低VP/VS 区可能代表介质刚性强,可能阻碍了余震向南东方向继续扩展.(3)结合2013 洱源 5.5 级地震研究结果,推测维西—乔后—巍山断裂西侧可能存在着较大的北北西向隐伏断层.     

2021年5月21日云南漾濞Ms6.4地震:一次破裂在隐伏断层上的浅源走滑事件

2021年5月21日,在中国云南省大理州漾濞县发生了 Ms6.4地震.该地震震中位于川滇菱形块体西部边缘的维西—乔后—巍山断裂附近.作为该区域过去45年以来发生的最大地震,快速的灾害反应及震源参数反演将为防震减灾提供重要的帮助.由于未搜集到与此次地震地表破裂相关的报告,这次地震的发震断层目前仍难以确定.本文利用哨兵1A/B卫星的合成孔径雷达干涉(InSAR)数据获得了与此次地震相关的同震形变,并反演了这次事件的断层几何参数及详细的滑动分布.反演结果显示:破裂断层以右旋走滑运动为主,兼有少量的正断分量;滑动主要分布在2到12 km深度范围内,在约7 km深度处滑动达到最大,约为0.64 m.破裂断层浅部0到2 km范围内滑动的缺失揭示了一个重要的滑动亏损区,该区域很可能被震后余滑及震间浅部滑动所弥补.通过对反演结果、余震序列和局部断层构造特性的综合分析,认为此次地震可能破裂在维西—乔后—巍山断裂的隐伏分支断层或一个独立的未知的隐伏主断层上.计算的同震库仑应力变化表明维西—乔后—巍山断裂的巍山盆地段北端、维西—乔后—巍山断裂的玉狮场—乔后段最南端及洱源—弥渡断裂的中段北端具有较高的破裂风险.     

2021年5月21日Ms6.4漾濞地震GNSS同震变形场及其约束反演的破裂滑动分布

2021年5月21日云南大理州漾濞县发生了Ms6.4强震.地震未产生明显的地表破裂,但前震-主震-余震大致呈线状展布于维西—乔后—巍山断裂的西南侧.我们基于覆盖震中区域的高密度连续GNSS观测台阵,观测获得了震区周围50 km范围的高精度、高密度三维同震形变场.结果显示:地震破裂为明显的右旋走滑兼拉张;地表形变场呈现出...     

利用远震P波接收函数研究漾濞MS6.4地震孕震环境

2021年5月21日我国云南省大理州漾濞县发生了MS6.4级破坏性地震,该地震的深部孕震环境研究对理解其成因极为重要.本文利用滇西北地区 68个密集地震台站记录的远震波形数据,提取 P波接收函数,采用两步反演法和Bootstrap重采样统计技术,获取了滇西北地区精细的地壳上地幔 80 km深度范围内的 S波速度结构.结合前期所得地壳厚度与泊松比分布情况分析认为:滇西北地区地壳 S波速度结构在横向上和垂向上都具有强烈的非均匀性,浅表约有4 km厚的低速沉积层,中上地壳呈高低速相间分布特征;20～40 km深度范围内存在低速层,分布在维西—乔后—巍山断裂与红河断裂两侧.从横向上看,漾濞地震发生在维西—乔后—巍山断裂西侧的高低速过渡地区和泊松比高梯度带上.从垂直剖面上看,漾濞地震发生在中下地壳具有明显低速层、而上覆为相对高速的脆性地壳中,震源区地壳内存在的低速体为此次漾濞地震提供了可能的孕震环境.滇西北地区的中下地壳低速层被断层限制在特定的区域内,且该地区存在莫霍面隆起中心、非常高的泊松比值(＞0.3)以及上地幔低速异常,考虑到高热流、地幔高导层隆起、温泉幔源特征等综合分析推测低速体可能与地幔热物质上涌有关.     

2021年5月21日云南漾濞M6.4地震序列的矩心矩张量解及动力环境分析

文中利用中国地震台网中心汇编的震相数据,基于2021年5月18—28日云南漾濞地震周边101个地震台站的观测数据,采用双差定位方法对漾濞地震的前震-主震-余震序列进行了精定位研究,获得了2144个地震的精确位置.对结果进行分析后发现,此次地震的主余震分布、烈度等震线长轴方位与维西-乔后断裂的位置并不一致,且走向与其呈小...     

2021年5月21日云南漾濞MS 6.4地震现场震情跟踪及思考

2021年5月21日漾濞M_S 6.4地震发生前3天,云南省地震局向震区派出联合工作组强化震情跟踪工作,笔者分别以震前研判和到地震现场的震后序列跟踪视角进行分析,结果表明：①此次漾濞M_S 6.4地震序列为前震—主震—余震型序列,震源浅,为城市直下型地震,余震丰富,震感强烈;②漾濞M_S 6.4地震发生在NW向维西—乔后断裂,该断裂2013年以来曾出现3组4、5级震群活动;③无震前宏观异常,在震中100 km范围内,出现3项地球物理异常,其中洱源水温异常较突出;④前震序列b、h值出现异常,b值偏小,h值归一化频度呈非线性增长。
为缓解震中附近地区群众的高度紧张情绪,针对公众关注热点问题,利用荗木清夫公式定量估算余震结束时间,并结合地震现场实际工作,针对地震谣言、地震云、超级月亮等现象,给出相应合理解释。     

云南漾濞地区地壳层析成像与地震精定位

为考察2021年云南漾濞M_S6.4地震序列的孕震环境和序列活动特征,文中使用云南区域数字台网和部分野外流动观测台阵观测的2011年5月1日—2021年5月31日的P波和S波震相到时数据,利用双差层析成像方法(Tomo DD)获得了漾濞M_S6.4地震序列周边地区的P波和S波三维速度结构、地震序列重新定位结果。结果显示,漾濞M_S6.4地震序列主要沿NW向呈条带状展布,展布区域长轴长约20km,震源深度为5～20km。M_S6.4地震的余震主要沿SE向单侧扩展。发震断层为维西-乔后断裂SE侧的一条近平行的未探明断裂,而主震震中N侧分布的1组NNE向展布的地震则表明可能还存在1条NNE向的未探明断裂,两者共同组成1组共轭断裂。     

云南漾濞M6.4地震震区三维速度结构

利用2015年1月至2021年5月28日期间我国云南省漾濞县及周边地区固定台站和漾濞地震后布设的流动台站所记录到的近震资料,使用双差层析成像方法获得了该地震震区的高分辨率地壳三维速度结构和震源位置。重定位结果显示,漾濞M6.4地震序列主要沿NW?SE向展布,与维西—乔后—巍山断裂走向一致,地震主要集中在4—10 km的深度范围,呈约80°高倾角分布。结合定位结果与三维速度结构显示:漾濞M6.4地震序列的空间分布与速度结构变化具有相关性,主震位于P波、S波高低速异常交界处,这种介质物性变化的交界地带可能有利于中强地震的孕育和发生,余震主要分布在低P波速度、高S波速度和低波速比的脆性区域;沿漾濞地震序列的分布走向,主震两侧呈现完全不同的速度结构,其西北部具有明显的高P波速度、低S波速度特征,该地区高密度、强韧性的地层可能是阻挡漾濞地震的NW向破裂而呈单向破裂特征的原因。      

2021年5月21日云南漾濞MS 6.4地震的前震迁移特征

<正>1研究背景2021年5月21日21时48分(北京时间)云南大理州漾濞县发生M_S 6.4地震,根据云南省地震局报告,震中位于(25.68°N,99.88°E),震源深度8 km。此次地震是继2014年云南景谷M_S 6.6地震以来滇西地区发生的最大一次地震,引起了国内外地震研究专家的广泛关注,社会影响较大。此次地震震源区位于滇西南保山次级块体东边界[图1,图中断裂数据来源于“中国活动构造图”(邓起东等,2007);地震目录来源于国家地震科学数据中心https://data.earthquake.cn],主震附近分布近NS向或NW向右旋走滑型的金沙江断裂带、维西—乔后—巍山断裂带、澜沧江断裂带、红河断裂带,以及NE向左旋走滑型的程海断裂带和丽江—小金河断裂带等。震后地震精定位、震源机制解和地质调查结果显示,此次地震发生在NW向维西—乔后—巍山断裂带西侧隐伏断层上,无明显的地表破裂(段梦乔等,2021;雷兴林等,2021;张克亮等,2021)。     

2021年甘肃阿克塞5.5级地震前区域地壳变形异常特征分析

为研究2021年甘肃阿克塞5.5级地震前震中周边的地壳变形运动特征,根据CMONOC提供的GPS观测资料,通过GPS速度场、面应变率场和站间基线时间序列分析,探讨了震前的地壳变形特征。研究结果表明,震中处于发震断层西南侧远场速度大、近场速度小且断裂两侧速度场方向明显不同的位置,同时位于与发震构造类型一致的面应变率场的压缩高值区,即挤压应变累积区。跨发震断裂的基线长度在震前3年多时间出现的转折变化,表明震前发震断裂两侧左旋走滑速率明显减缓;而断裂两侧的挤压速率有所加快则反映出本次地震前震中区域存在一定程度的应变能积累。研究结果有助于认识该地震的孕震过程,并可为相似构造类型区域的强震预测提供参考依据。     

2021年5月21日云南漾濞Ms6.4地震序列重新定位与发震构造分析

本文利用云南区域地震台网提供的震相报告,采用"多阶段定位"方法,对2021年5月21日云南漾濞Ms6.4地震序列的震源位置进行了重新定位.选取序列中13次具有高信噪比宽频带波形记录的Ms≥4.0地震事件,应用CAP波形反演方法,获取了这些事件的震源机制解和震源矩心深度.结果显示,漾濞地震序列震中距离NE侧的维西—乔后断裂约3～10 km,余震区长轴呈NW-SE向展布,长约22 km,震源优势分布深度为4～8 km,反映本次地震发生在上地壳浅部.地震分布北西窄、南东宽的分段特征明显,北西段地震更浅、更密集,南东段事件更深、更分散且存在向S偏转的现象.余震区不同位置的短轴剖面分析表明,发震构造倾向SW,南东段倾角缓于北西段.北西段还存在规模较小的NE向共轭断裂,长度约5 km.5月18日开始的前震自余震区中段向NW逐级迁移扩展,前震序列密集且存在相互触发,符合前震发生的级联模式.主震位于余震密集区的NW端,表明其具备SE向单侧破裂特征.多数4级以上地震的震源机制解都具有与序列长轴走向一致的NW-SE走向、高倾角SW倾向节面;基于震源机制解反演获得的区域构造应力场显示,发震构造受NNW-SSE向近水平主压应力作用发生右旋走滑运动,揭示主发震断层产状和错动类型与维西—乔后断裂基本一致.因此,可初步判定发震构造为维西—乔后断裂的平行伴生断裂,这一构造的形成可能与川滇块体SE向滑移和滇西南块体的顺时针旋转有关.     

滇西北地区地壳厚度与泊松比分布及其意义

利用滇西北地震亚失稳观测实验区43个密集观测台站记录的2018年4月5日—12月30日远震三分量波形数据,计算并分析滇西北地区的地壳厚度和泊松比变化情况。结果表明:①研究区的地壳厚度总体呈现北深南浅的变化特征,且形成以云龙、蝴蝶泉—阳和、岩曲—羊窝棚—哨横为中心的3个莫霍面隆起区,在26°N附近形成一个向南的舌状突出,呈现两隆两凹状的莫霍面结构;②研究区泊松比为0. 209～0. 328,整体被2条对角线分隔呈四象限分布,北、南两区是高泊松比(σ> 0. 28)地区,推测地壳物质富含铁镁质成分,西、东区为低泊松比(σ<0. 26)区域,地壳物质可能富集长英质成分;③云龙、蝴蝶泉—阳和以及南涧—红土坡地区的高泊松比(σ> 0. 3)可能是上地幔物质底侵致使下地壳物质部分熔融引起;维西—乔后—巍山断裂北段的通甸—建基村,其与龙蟠—乔后断裂交汇的丰乐—禾头,以及维西—乔后—巍山断裂中段的脉地—紫阳村—瓦窑—太邑—岔河,是泊松比高梯度带,具备发生中强以上地震的孕震环境。     

基于地震序列时空分布特征分析维西—乔后断裂带地震危险性

2013年以来,维西—乔后断裂带进入中强地震活跃期,2021年5月21日漾濞M_S6.4地震发生前,已有3组M_S≥5.0地震连续发生,表明该断裂带地震活动显著增强。采用双差定位方法对2013年以来发生在维西—乔后断裂带周边的4组地震序列进行重定位,并使用ZMAP软件包计算序列的b值和p值。结果显示,维西—乔后断裂带周边地震序列呈现出两组明显不同的时空分布特征,余震序列优势分布方向为NW向的3组地震序列衰减较快,序列b值相对较低,序列震中分布长宽比较大;2016年云龙M_S5.0地震序列优势分布方向为NE向,序列震中分布长宽比较小,衰减较慢,序列b值相对较高。基于序列类比结果和b值时间变化曲线分析认为,2021年漾濞M_S6.4地震序列后续发生较大破坏性余震的可能性较小。综合2013年以来维西—乔后断裂带中强地震时空分布特征和区域地质构造资料分析认为,未来该地区M_S≥5.0地震存在向东南或向北迁移的可能性。     

GPS观测结果反映的尼泊尔M_w7.8地震孕震特征

针对2015年4月25日尼泊尔Mw7.8地震的孕震特征,本文首先对覆盖尼泊尔及周边地区的5套GPS水平速度场结果进行了融合,得到了近似统一参考框架下的速度场结果;在此基础上通过对此次地震震源区及周边地区的速度场、应变率场、基线时间序列分析,识别了震前变形特征.GPS应变率场结果显示,喜马拉雅主边界断裂存在大范围挤压应变积累,震源区处于近南北向应变积累高值过渡区.跨喜马拉雅构造带的GPS基线时间序列结果表现为持续缩短现象,表明印度板块与欧亚板块之间的持续挤压变形特征,2012年以来的缩短增强现象反映了印度板块对青藏块体的推挤增强作用明显.距离震中较近的西藏南部GPS同震位移结果以南向运动为主且指向震中,反映了青藏高原存在逆冲应变释放现象.综合此次尼泊尔地震前变形和同震应变释放特征,认为此次地震的孕震区域和同震应变释放区域均较大,将会对青藏高原的地壳变形与强震孕育产生深远影响.     

基于GPS的精河M_S6.6地震前地壳变形动态特征研究

利用2013~2017年3期GPS观测资料,获得精河6.6级地震前震中附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率,并结合区域构造背景分析该区域变形动态特征。结果表明:震前震中附近区域速度场速率逐渐增大,发震断裂两盘构造运动速率不均,震中附近区域GPS测点的速率和运动方向存在差异,反应了地壳应变能量积累。震中区域主压应变率变化反映出应力调整过程,沿断层走向的张压转换的形变高梯度带、最大剪应变梯度带可为地震预测提供参考。     

2021年5月21日云南漾濞6.4级地震序列重定位及震源机制研究

2021年5月21日 21 时,云南省大理州漾濞县先后发生MS5.6 和MS6.4 地震,两次地震震中位置相距约7 km,均位于滇西地区,该地区地处青藏高原东南缘、南北地震带南段,地质构造复杂.地震序列跟踪结果显示漾濞MS6.4地震类型为前震-主震-余震型,MS5.6 地震为MS6.4地震的前震.本文基于云南地震台网的震相报告,采用双差定位方法对漾濞MS6.4地震早期序列(2021年5月18日至 25日,ML0.0 以上)进行重定位,同时,利用 Cut-And-Paste(CAP)震源机制波形反演方法,获得了序列中截止至 5月25日 31 次MS≥3.0 地震的震源机制解和矩心深度,对该序列的发震构造进行了初步分析.结果显示:(1)重定位后获得的 2159 个地震事件呈 NW-SE向展布,长约 25 km,宽约 5～10 km.MS 6.4主震的震源深度为 8.9 km,序列震源深度主要集中在 4～10 km,深度均值约7.5 km.(2)前震序列具有从中间开始破裂,然后向北西向破裂,继而向东南向破裂的特征,漾濞MS 6.4 主震位于余震区的北西端,最大余震MS 5.2 地震位于余震区的东南端.(3)CAP波形反演获得的 31 次MS≥3.0地震的震源矩心深度在4～11 km范围,深度均值约 6.5 km,与重定位结果接近,仅相差 1.0 km,说明重定位的震源深度分布是合理可靠的.(4)震源机制多为右旋走滑型,部分地震具有较为明显的正断分量,反演的区域应力场与目前已知的构造应力场水平主压应力方向一致,反映区域内构造活动主要受区域构造应力场控制.根据重定位后的序列空间分布、震源机制解及震源区构造特征,综合分析认为,此次漾濞地震序列的发震构造可能是维西—乔后—巍山断裂中段附近的次级断层.     

2021年云南漾濞MS6.4地震序列发震构造及其与2013年洱源、2017年漾濞地震的异同

2021年5月21日云南漾濞发生M_S6.4地震.为深入了解该地震的发震断层及发震构造特征,探讨其与2013年洱源与2017年漾濞地震发震构造及背景的异同,本文基于中国地震台网中心的观测报告,使用双差方法对漾濞地震序列进行重定位,并从全球矩心矩张量(GCMT)和美国地质调查局(USGS)搜集了9个震源机制解计算了震源区构造应力场,初步得到如下结论:(1)2021年漾濞地震序列呈NW-SE向展布且SE端余震数量多于NW端,余震区地壳应力不均匀释放,致使5.0级及以上地震周边余震稀少;4个5.0级及以上地震初始破裂深度大于矩心深度,推测发震断层是从断裂底部向浅部破裂.(2)发震断裂是维西—乔后—巍山断裂西南侧的未知断裂F2、F3,其走向NW-SE、倾向SW、倾角近垂直,具有右旋走滑特征.其中F2贯穿整个地震序列,长约30 km,F3主要发育在中南段,长约11 km,两条发震断层相交于地震丛集中间位置.(3)震源区构造应力场是走滑的应力机制,呈SSE向(174.57°)低倾伏角(18.79°)挤压,及SWW向(-93.65°)近水平(5.21°)拉张状态.震源区的发震构造受川滇块体与滇南块体形成的右旋走滑边界控制.(4)这3个地震均发生在川滇块体右旋走滑西南边界形成的走滑应力机制作用背景下.2013年洱源地震可能更多的受控于局部构造的垂向差异运动;2017年漾濞地震仅受到川滇块体西南边界的右旋走滑作用;2021年漾濞地震则主要受控于川滇块体西南边界的右旋走滑运动,还存在少量局部构造垂向差异运动作用.     

2021年漾濞MS6.4地震前后重力场动态特征分析

基于2015年以来南北地震带南段相对重力和绝对重力观测资料,系统分析了区域重力场动态变化及其与2021年5月21日漾濞M_S6.4地震的关系.结果表明:(1)区域重力场变化与维西—乔后断裂关系密切,反映了2015—2021年期间该断裂活动引起了地表重力场变化;(2)与漾濞地震孕育有关的重力场经历了“弱变化—区域性异常—局部异常—四象限分布异常—大范围的正异常—反向变化发震”的演化过程;(3)重力场累积变化和差分变化图像均反映出漾濞震前两年出现显著的重力异常变化,地震发生在重力变化梯度带、四象限中心和零等值线拐弯附近;(4)重力场动态演化图像较好地反映了漾濞M_S6.4地震孕育发生过程中出现的中期前兆现象,并基于该现象在漾濞M_S6.4地震前作过一定程度的中期预测,尤其是强震地点判定.     

基于GPS技术的2016年呼图壁M_S6.2地震形变特征研究

利用2013~2017年3期GPS观测资料,通过结合区域构造背景分析呼图壁MS6.2地震震中及附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率动态变化特征。结果表明,呼图壁地震前发震构造南部区域地壳速率高于北部区域运动速率,造成发震构造两盘运动速率不同,地壳能量积蓄。呼图壁地震释放了区域积蓄的应变能量,由于区域构造因素,影响范围较小。震前震中附近区域处于压缩环境,易于聚集应变能量;震时震中区出现面膨胀等值线密集高梯度带,是地壳应变能量交换和释放剧烈区域。震中区最大剪应变变化不大,反映呼图壁地震逆冲性质,最大剪应变高值区对地震危险性有预示作用。     

2013年甘肃岷县漳县M_s6.6地震前地壳形变特征研究

基于2013年岷县漳县M6.6地震震源区及其邻区1999年以来的GPS观测资料,通过应变率动态特征分析、多期次GPS剖面分析和基线变形速率的分析讨论了地震的震前变形特征.GPS速度场和块体应变率表明,汶川地震的发生导致了柴达木地块运动与变形状态发生明显调整,但由于西秦岭北缘等深大断裂的存在,岷-秦地块对其响应不明显;GPS连续应变率显示,在汶川地震引起的区域地壳变形调整过程中岷县漳县地震震源区附近的应变积累速率有减缓的迹象;GPS剖面显示,平行于岷县漳县主破裂带的运动分量对汶川地震响应显著,汶川震后表现为剪切变形速率的增强,而垂直于主破裂带的运动分量则对汶川地震响应不明显;震中周边GPS基线变形速率表明,基线伸缩变化率总体呈现NW向拉张、NE向压缩状态,且拉张量明显小于压缩量.上述地壳变形动态特征表明西秦岭北缘断裂及其附近地区的应变积累水平和断层闭锁程度可能处于较高水平,在岷县漳县地震前该区表现出局部“硬化”迹象.