从波速比变化看汶川与芦山地震的孕震过程

为研究汶川和芦山地震的孕育过程,利用单台单震法,将地震丛发区内发生的地震粗略视为“广义重复地震”,系统分析龙门山断裂带及附近区域1990～2015年波速比时空变化过程。结果发现,波速比在汶川地震前降低,芦山地震后明显恢复。对于龙门山断裂带北段的地震丛发区,大部分台站波速比的同步时间变化过程可分为两个阶段：一是在汶川地震前,2000年～2008-05波速比出现异常降低-回返-发震过程,低值异常持续时间约8 a。汶川地震后,波速比快速回升。二是2010年开始再次显现波速比持续性稳定下降,在2013-04降至最低点,发生芦山地震,震后波速比再次快速回升到正常值。对于龙门山断裂带南段及附近的地震丛发区,大部分台站波速比的同步时间变化从2000年～2013-04波速比维持长时间的异常低值状态,低值持续时间约13 a,直至2013-04芦山地震后波速比快速回升。不论是龙门山南段还是北段,均可看到波速比基本一致的变化,2000～2013年的异常降低-恢复过程,显示了汶川8级地震与芦山7级地震的整体性和差异性,孕震过程长达14 a。由此可见,汶川地震和芦山地震很可能是同一动力学过程孕育的两次先后发生的强震。     

汶川地震和芦山地震对青藏高原东缘主要活动断层应力变化的影响

根据弹性无限半空间位错理论,结合汶川地震和芦山地震的同震破裂模型,以及该地区活动断层几何学和运动学特征,应用Coulomb程序,计算了2008年汶川地震静态库仑应力变化,并和余震分布特征进行对比;同时,计算了2008年汶川地震和2013年芦山地震共同作用产生的静态库仑应力变化,并将结果投影到青藏高原东缘主要活动断层上。结果表明:汶川地震产生的余震大部分分布在其造成的静态库仑应力增加区;汶川地震在芦山地震震中区域产生的静态库仑应力显著增加,增加值为0.010~0.050MPa,汶川地震产生的静态库仑应力变化使得芦山地震提前到来;鲜水河断裂北部、东昆仑断裂、秦岭南缘断裂西段、青川断裂东段、茶坝—林庵寺断裂西段、灌县—江油断裂、大川—双石断裂的静态库仑应力均有不同程度的增加;岷江断裂、虎牙断裂、汶川—茂县断裂、江油—广元断裂、鲜水河断裂南部的静态库仑应力有不同程度的降低;考虑到青藏高原东缘历史大地震和余震分布情况,未来应加强对鲜水河断裂西北段和东昆仑断裂地震危险性的监测与研究。     

四川芦山M_s 7.0级地震的地质环境影响分析

2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生Ms7.0级地震,此次地震对地质环境的影响备受各界关注。基于遥感解译与震后现场调查,对芦山地震的地质环境影响进行了初步分析。结果发现芦山地震的地质环境影响主要有:诱发较为广泛的崩塌等次生山地灾害,崩塌以小型为主,主要分布在双石—大川断裂带槽谷以及北西向几个深切峡谷段,如S210省道芦山—宝兴峡谷、芦山—双石峡谷、龙门—太平峡谷,其中震中区宝盛、太平镇崩塌密度最大;泥石流动静物源有不同程度增加,崩塌新增了泥石流沟的物源;斜坡上缓坡带也堆积有新的崩塌物源,使震后沟谷泥石流与坡面泥石流发生的概率增加;斜坡震裂现象较普遍,震动引起斜坡表层覆盖层不均匀沉降,宏观上表现为地面开裂、房屋开裂以及公路路基失效等;沙土液化加重灾害程度,震动引起发震断裂槽谷区砂土液化,使发震断裂带上地基失效,震害加重;厚覆盖层场地效应使地震下盘平坝区震害异常,下盘前陆盆地厚覆盖层地区地震波放大效应使芦山县龙门、清仁以及天全县老场、仁义平坝区及斜坡地带震害严重;芦山地震地质环境影响最大的区域是震中区太平—宝盛一带,其次是断裂带下盘5km—上盘5km的地带、宝兴县城区域及前陆盆地带。     

横断层作用下汶川地震与芦山地震发震机制新探

在分析龙门山断裂带区域构造背景、青藏高原东缘新构造运动特征的基础上,阐述龙门山断裂带的构造格局,并利用横断层对龙门山断裂带进行分段;同时,对汶川地震与芦山地震的发震机制及其相互关系进行探讨,并对未来强震危险区进行预测。结果表明:汶川地震具有深部构造的控震作用,其深部孕震机制十分复杂,而芦山地震没有明显的地表破裂带,为一次盲逆断层型地震;卧龙—怀远一线为地壳物质运动方向和主断裂走滑方向发生反向的转换带,发生在其两侧的地震是各自独立的,即汶川地震与芦山地震相互独立;汶川地震与芦山地震发震时,龙门山断裂带中未活动的区域存在较高的地震危险性,尤其是卧龙—怀远和小金横断层之间的断块为强震危险区,虎牙断裂与主断裂交汇处也是强震较危险区。     

芦山地震、鲁甸地震、康定地震前后三岔口地区地壳形变异常特征分析

利用三岔口地区GPS、重力、跨断层观测资料,分析2013年芦山7.0级地震、2014年鲁甸6.5级地震及康定6.3级地震前后四川地壳形变异常分布及动态图像特征。结果显示：1)2013~2014年三岔口地区几次强震前,四川地壳形变资料先后不同程度地出现群体性中、短期前兆异常,其中跨断层形变以直接前兆的形式显现出短期异常,地震发生在异常结束后的1个月内,对强震发生时间的预测具有一定的指示意义; 2)短期异常突出点分布在距震中200 km左右,异常点与强震发生地点属于同一活动构造体系;3)强震相继发生在相对重力异常区内、与跨断层中等异常幅值平行的其他断层附近以及有异常断层交汇部位,对强震发生地点的预测具有一定的指示意义。几次中强震的发生表明,2013~2014年巴颜喀拉块体向南东的带动作用使三岔口地区敏感断层活动加速,在加速的过程中其高应力积累区“失稳”并发生错动,导致脆性岩层产生破裂,从而以强震的形式释放长期积累的能量。     

邯郸地区主要断裂库仑破裂应力模拟与地震危险性分析

首先基于粘弹性有限元模型,结合邯郸地区活动断裂探测、历史强震数据及区内岩石圈介质分布,建立三维粘弹性有限元断层模型;然后代入运动学特征边界条件,模拟目标区活动断裂上发生地震引起的应力应变场变化;最后计算1830年磁县地震引起的周围断裂面和滑动方向上产生的库仑破裂应力变化,分析未来目标区强震危险性。根据实际地质情况和现今运动学条件模拟出的模型结果显示,磁县断裂上1830年磁县地震震中附近库仑应力减小,表明磁县断裂活动减小了1830年磁县地震震中附近的地震危险性;但在磁县断裂中、西段两端与2条北东向断裂（紫山西断裂和太行山山前断裂）交接处附近库仑应力有所加强,未来该地区的地震危险性值得关注。     

四川断层活动性分析及汶川、芦山地震活动关联性研究

基于龙门山、鲜水河、安宁河-则木河断裂带上跨断层水准资料,计算不同场地年均形变速率和断层垂直形变累积率,分析断层年变速率和Dc空间分布等值线变化,揭示汶川地震前后断层活动规律、区域应变、应力场的能力聚集程度,进而探讨汶川、芦山两次地震的关联性。结果显示：1）汶川地震的发生明显加剧了龙门山断裂带中南段的断层活动性,年均形变速率由震前<1 mm/a,到震后最大达10.01 mm/a;汶川地震的发生对安宁河-则木河断裂带上的汤家坪、西昌场地影响较大,年变速率显著增加,断层活动性得到加强;2）汶川地震发生前,龙门山断裂东北段存在Dc高值区,随后Dc值逐渐减小,汶川地震的发生存在一定的应力累积背景;汶川地震发生后明显改变了整个龙门山断裂带的Dc空间分布,加速形成围绕双河场地的Dc高值环绕区,而芦山地震的震中位置位于高值与低值交界区域,空间差异较为显著。     

2016年门源MS6.4强震的发震构造及其对“天祝地震空区”的影响

在综合分析区域活动断裂活动特征、震源机制解、余震精定位等资料的基础上,结合GPS观测数据,推断冷龙岭断裂倾向NE,而非部分早期研究推测的倾向SW。考虑到2016年和1986两次门源M_S6.4强震相似的震源机制与冷龙岭断裂的位置关系以及冷龙岭断裂倾向NE等事实,可推测判定这两次强震的发震构造应为冷龙岭断裂;冷龙岭断裂处于祁连-海原活动断裂系内著名的破裂空段“天祝地震空区”的西段,该地震空区内部的金强河断裂可能为一个次级的地震空区,未来存在6级左右强震危险;冷龙岭断裂目前处于比较活跃的状态,说明该段的应力、应变积累水平较高,未来存在大震可能,且不排除冷龙岭断裂与金强河断裂同时破裂的可能性。     

芦山地震科学考察观测到的重力变化

利用芦山地震科学考察流动重力观测成果及科考区域内其他流动重力观测资料,系统分析芦山地震前后重力场变化特征。结果表明：1）地震前,重力场变化显著异常特征主要表现为龙门山断裂带两侧正、负高值异常以及与龙门山、鲜水河、大凉山断裂平行或垂直的较大规模重力变化梯度带,与汶川地震前重力变化特征一致|2）地震后,重力场变化沿龙门山发生反向调整|3）中下地壳物质的生热、膨胀可能是松潘-甘孜块体震前重力变化的场源,并可能成为芦山地震及汶川地震的重要触发因素。     

汶川 Ms8.0地震前后鲜水河断裂南段的变形特征

对鲜水河断裂南段康定和石棉两个剖面的GPS观测结果的研究表明:离断层较近的站点,由汶川地震前的左旋走滑变为震后的右旋走滑、震前的挤压变为震后拉张;不管是右旋走滑量、拉张量,还是影响范围,汶川地震对石棉剖面的影响明显大于对康定剖面的影响;由于鲜水河断裂南段具有左旋走滑背景,汶川地震的发生在一定程度上缓解了鲜水河断裂南段的地震危险性.     

Rapid susceptibility mapping of co-seismic landslides triggered by the 2013 Lushan Earthquake using the regression model developed for the 2008 Wenchuan Earthquake

The primary objective of landslide susceptibility mapping is the prediction of potential landslides in landslide-prone areas.The predictive power of a landslide susceptibility mapping model could be tested in an adjacent area of similar geoenvironmental conditions to find out the reliability.Both the 2008 Wenchuan Earthquake and the 2013 Lushan Earthquake occurred in the Longmen Mountain seismic zone,with similar topographical and geological conditions.The two earthquakes are both featured by thrust fault and similar seismic mechanism.This paper adopted the susceptibility mapping model of co-seismic landslides triggered by Wenchuan earthquake to predict the spatial distribution of landslides induced by Lushan earthquake.Six influencing parameters were taken into consideration: distance from the seismic fault,slope gradient,lithology,distance from drainage,elevation and Peak Ground Acceleration(PGA).The preliminary results suggested that the zones with high susceptibility of coseismic landslides were mainly distributed in the mountainous areas of Lushan,Baoxing and Tianquan counties.The co-seismic landslide susceptibility map was completed in two days after the quake and sent to the field investigators to provide guidance for rescue and relief work.The predictive power of the susceptibility map was validated by ROC curve analysis method using 2037 co-seismic landslides in the epicenter area.The AUC value of 0.710 indicated that the susceptibility model derived from Wenchuan Earthquake landslides showed good accuracy in predicting the landslides triggered by Lushan earthquake.     

2010年玉树地震库仑应力变化对2016年杂多地震的影响及区域危险性评估

在以往研究的基础上,利用弹性位错理论和岩石圈分层粘弹性模型,进一步分析2010年玉树地震同震及震后应力变化对2016年杂多地震的影响,讨论玉树地震和杂多地震对研究区主要活动断裂的应力影响及未来地震危险性。结果表明,玉树地震同震库仑应力使杂多地震震中位置应力升高1.476 kPa。2010年玉树地震至2016年杂多地震的6 a内,震后粘弹性松弛作用使研究区域库仑应力增强区域应力持续集中,并使应力影区进一步释放应力,杂多地震位于玉树地震导致的库仑应力增强区域。2016年杂多地震发生时,其震中位置应力升高3.902 kPa。采用多组不同模型参数的研究结果均显示,玉树地震对杂多地震孕育起促进作用。2016年杂多地震同震破裂仅影响震中周边小范围区域的应力状态,在杂多断裂带西北端出现应力高值区域。2010年玉树地震同震及震后作用使甘孜-玉树断裂的叶诺卡-结隆段、巴塘乡-洛须段、当江段、巴塘乡断裂中段及五道梁-曲麻莱断裂称多段应力明显升高。甘孜-玉树断裂西北段的叶诺卡-结隆段、巴塘乡-相古段地震空区的地震危险性较高。     

2021年阿拉斯加MW8.2地震震源破裂过程反演

基于GPS近场形变和远场P波,利用有限断层方法反演2021-07-29阿拉斯加M_W8.2地震的震源破裂过程。结果显示,此次地震持续时间约100 s,释放的地震矩约为1.59×10²¹ Nm。断层破裂滑移自震中沿断层向NEE延伸,震中东北侧的断层滑动量较大。基于GPS数据和位错理论模型分析地震的地表形变,同震形变整体上符合海沟特大地震的逆冲断层弹性回跳理论模式。受到断层闭锁的影响,太平洋板块俯冲北美板块,使得上盘北美板块受到长时间持续挤压,地震发生瞬间北美板块转变为拉张松弛状态。     

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川滇地区2010～2013年重力变化及重力网的地震监测能力

研究了当前川滇地区重力网的分形特征,发现其分形维数为1.43~1.62,对应格网距为30~60km,具备了监测Ms5.0级以上地震的能力。选择20′(约37km)的格网间距,对研究区域内2010~2013年的重力变化数据进行格网化,并分析重力变化与地震的关系。虽然经历了芦山Ms7.0级地震的能量释放,但是龙门山断裂带西南段与鲜水河断裂带东南段交叉地带仍然存在较强重力变化,对该区域的震情需继续加强监测。     

岷县漳县MS6.6地震近场地震波谱质心分布与发震构造

采用近场15个地震台记录的2013-07-22岷县漳县MS6.6地震主震波形,计算平均谱质心频率并给出地理分布。结果表明,高频分布椭圆分布在临潭-宕昌断裂主支的西南侧。由此认为,这次地震的逆冲块体应是处于临潭-宕昌断裂西南侧的另一平行次级断层之间的块体,发震构造并非临潭-宕昌断裂;谱质心最高频率的分布范围揭示了地震波能量辐射最强的区域,与现场考察的宏观极震区相吻合。