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.     

四分量钻孔应变仪计算式梳理及震例应用

从四分量钻孔应变仪基本原理式的分析出发,可知首先得到的物理量是岩石面应变和切应变及主应变的方位角,然后得到的最大、最小主应变是间接结果,建议多使用面应变和切应变的表示方法。由此说明当下需要重视灵敏系数A、B的实用化研究。据此思路,以云南省昭通地区2012年彝良M 5.7地震和2014年鲁甸M 6.5地震为例,对2次震中附近几台四分量钻孔应变仪记录的观测数据进行计算,初步分析表明,基于面应变和切应变的视角进行分析,其效果多优于以元件为单位的分析,可直接得到面应变和切应变异常及特征;2个面应变测量数据间的相关系数曲线,有时会在震前数天和震时出现异常变化,此新线索值得关注。     

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。     

高台四分量钻孔应变对甘州5.0级地震的响应变化分析

2019年9月16日张掖甘州5.0级地震前,高台YRY-4钻孔应变NE、NW分量自4月起至7月呈现压缩变化,打破以往转折上升的正常年变形态,经现场核实认为异常形态与仪器自身、周边干扰以及降雨等因素无关,作为前兆异常进行跟踪。地震发生时高台钻孔应变记录到同震效应,四分量面应变相关系数自震前、震中至震后有下降—上升的变化,地震结束后四分量钻孔应变逐渐恢复往年变化形态,面应变相关系数也逐渐恢复。因此高台钻孔应变NE、NW分量自4月中旬出现的破年变异常反映的就是此次甘州5.0级地震的前兆异常信息。     

利用漳州深井4分量钻孔应变求测区应变场

利用漳州深井形变综合观测中的4分量钻孔应变观测数据,计算了测区的主应变大小和方向。计算得到的上下两个端面的主应变方位角都在170°附近变化,近东西向性质明显。与利用多个地震求解综合节面解推断出的构造应力场一致。     

格尔木地震台钻孔应变仪映震性能分析

利用格尔木钻孔应变可靠的观测资料,通过分析典型震例前的分量日均值、差应变、日分钟值曲线变化特征,发现M≥7地震前有中短期异常,M≥6地震前有短临异常。通过分析震时分钟值曲线变化特征,发现钻孔应变仪同震阶变明显,两次海西地震的阶变幅度不尽相同。     

2022年1月8日门源MS 6.9地震前德令哈钻孔应变异常特征

2022年1月8日青海门源发生M_S 6.9地震,1月23日、3月26日青海德令哈发生M_S 5.8、M_S 6.0震群型地震。调查发现,德令哈钻孔应变在多次地震发生前存在不同时间尺度的趋势转折变化,分析认为：德令哈钻孔应变在震前5年出现明显的背景性转折变化,在此背景下,此次门源M_S 6.9地震前4个月,钻孔应变S2、S3分量再次出现显著的中短期转折变化,且分量转折变化方向指向震中。通过震例回溯分析,认为德令哈钻孔应变趋势转折变化对青海北部6级及以上强震或5级成组地震具有较好的指示意义。     

陕西区域流体台网记录玛多7.4级、门源6.9级地震远场同震响应特征对比

通过对陕西区域地下流体台网各井孔(泉)测项的观测数据进行跟踪分析,发现在较强地震发生时记录到了不同程度的远场同震响应。以2021年5月22日青海玛多7.4级、2022年1月8日青海门源6.9级两次地震为例,对陕西区域流体台网的水位和水温远场同震响应特征进行了分析,并对水位、水温发生远场同震变化的机理进行了初步的探讨。结果表明,水位的远场同震响应强于水温;震级越大,远场同震响应的测点越多,响应幅度也越大。     

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。     

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。     

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。     

甘肃岷县漳县6.6级地震前后区域地壳形变分析

利用陆态网GNSS连续站及流动站观测数据处理结果,从坐标时间序列、基线时间序列、速度场、形变场等方面分析岷县漳县地震前后青藏高原东北缘地区GPS形变场变化,得出以下结论:岷县漳县地震前GNSS测站时间序列没有明显变化,震前异常不突出;地震引起不同测点不同程度的永久性同震位移,最大值达到16mm;地震前后基线变化不明显,未发现明显的前兆异常;阿拉善及附近的祁连构造带存在顺时针运动的迹象,即运动方向由东侧的南西向逐渐变到西部的北西向,运动大小的范围基本保持在7mm/a之内;区域主压应变优势方向为东北-西南向,最大主压应变区呈带状分布于研究区域南部。     

利用GPS观测研究新疆伽师地区的水平变形特征

推导了利用位移场计算主应变、面膨胀、最大剪应变的公式，通过1998—2000年间的两次重复GPS观测结果，计算了新疆伽师强震活动区在1998～2000年间的水平主应变、面膨胀、最大剪应变等水平变形特征量的分布，分析了2003年发生在该地区的Ms6．8级地震与GPS观测计算的变形场特征量之间的分布关系。并从力学理论的角度对该地区的地质构造运动、局部形变特征与地震活动的关系进行了讨论，得出了一些有意义的结论和认识。     

基于钻孔应变观测约束的2016年新疆呼图壁M6.2地震的发震断层研究

利用北天山地区的钻孔应变观测资料,分析2016年呼图壁M6.2地震同震应变阶跃的张、压性特征。结合余震精定位方法等给出的震源参数,基于弹性位错理论,模拟不同震源参数下的同震应变阶跃的张、压性特征。通过对钻孔应变张、压性的模拟值与实测值进行对比分析,研究呼图壁M6.2地震的发震断层。结果表明:(1)震中附近4个四分量钻孔应变台站数据自检性能较好,且多记录到明显的同震应变阶跃,其中,呼图壁、石场、巴伦台应变阶跃较为明显,张、压性变化最大值分别达2.5×10^-8和-3.4×10^-8;(2)在地震震源参数为293°/64°/90°(走向/倾角/滑动角)、发震断层面倾向北时,钻孔应变张、压性的模拟值与实测值最为吻合,呼图壁M6.2地震的发震断层极有可能为一条倾向北的高角度逆冲型盲断层。本文结果为认识呼图壁M6.2地震的发震构造提供重要力学依据。     

临夏台分量钻孔应变观测与岷县—漳县6.6级地震的相关性分析

对临夏地震台分量钻孔应变2008—2018年观测数据的可靠性进行了分析,发现S1+S3和S2+S4的年相关系数均值达到了0.98以上;计算的主应力和主方向结果表明:主方向在2013年岷县6.6级地震前存在明显的趋势转折,主应力的变化趋势在去除趋势漂移后,存在先降后升的变化特征,岷县6.6级地震就发生在趋势转变当中。     

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.     

最小二乘配置下的天山地区应变场特征分布

利用已有的GPS观测数据,借助球面最小二乘配置方法对天山地区的GPS速度场进行研究,得到了研究区域应变场的空间分布特征．其最大主压应变表明,大地震多发生在主压应变快速交替变化的地带,主压应变最大值主要分布于西南天山与帕米尔弧及塔里木西北交汇的地区,强地震(M7.0—8.0)基本发生在该区域．面膨胀值表明天山地区应变呈挤压收缩的特征．      

日本9.0级地震引起的应变阶分析

利用93个钻孔应变台站记录的日本9.0级地震的观测资料,计算出各个台站记录的面应变的应变阶,通过同震应变阶的张压性变化显示,日本9.0级地震可能对华东、华北和东北地区的影响以张性变化为主.利用稳定时段的观测资料进行理论固体潮标定,得到实际应变阶,利用同震应变阶分析中国大陆主要活动断裂可能受到日本9.0级地震的影响程度时...     

2020年伽师MS6.4地震重力与地壳形变综合分析

2020年1月19日新疆维吾尔自治区伽师县发生M_S6.4地震,此次地震为N倾逆冲兼少量走滑型地震,地震的发震构造是南天山柯坪塔格逆冲推覆体最南缘的柯坪断裂,伽师地震的震中位于喀什-伽师流动重力观测网和中国大陆构造环境监测网络GNSS观测网监测区域内。文中选取2015—2021年的流动重力和GNSS观测资料开展分析。采用绝对重力点约束流动重力数据,并进行全网经典平差计算,进而获得重力场变化图像;基于GNSS数据通过GAMIT/GLOBK软件解算获得研究区的运动速率,借助位移与应变的偏导关系获取水平视应变场分布图。之后,分别研究了孕震区的重力场和应变场的变化特征,并综合探讨了孕震区的重力场、 GNSS形变场特征与伽师M_S6.4地震孕震过程的关系。研究表明：1)一年时间尺度的重力场时变图像较好地反映了伽师M_S6.4地震附近区域重力场的系统演化过程,重力变化零等值线拐弯处及“四象限”特征可为地震预报提供有益参考。2)重力场累积变化反映出伽师M_S6.4地震前的重力场变化受到区域大断裂的控制,研究区一系列中强震...     

辽宁地区日本9.0级地震同震应变变化影响分析

2011年3月11日13时46分日本本州东海岸附近海域(38.1°N,142.6°E)发生9.0级地震,辽宁地区数字化应变仪器均记录到了日本9.0级地震引起的面波变化,这些同震面波变化不仅反映了应变同震变化特征,还能够反映辽宁地区所在地块及深大断裂的地壳相对运动状态.