2021年5月22日青海玛多Ms7.4地震深部环境及发震构造模式

2021年5月22日2时4分,青海省果洛藏族自治州玛多县发生Ms7.4地震,截至5月27日,已记录余震2700多次.本次地震震源深度17 km,震中坐标为34.59°N,98.34°E,位于巴颜喀拉块体北边界东昆仑断裂带以南70 km左右,结合震中位置、余震分布、卫星影像解译及活动断裂分布,初步判断发震断裂为东昆仑断裂...     

2021年5月22日青海玛多7.4级地震震害特征与地震烈度分布

2021年5月22日青海玛多7.4级地震对青海省果洛藏族自治州、海西蒙古族藏族自治州、玉树藏族自治州以及四川省甘孜藏族自治州造成了不同程度的破坏。此次地震的突出特点是灾情重,伤亡轻,无人员死亡,房屋倒塌333间,多为老旧无人居住的土木结构和砖木结构农村辅助用房和牲畜棚圈,13000多间房屋存在不同程度的损坏,道路、桥梁等基础设施破坏严重。本文通过对此次地震现场55个灾害调查点的震害调查与资料分析,得到了2021年玛多7.4级地震烈度分布情况,并对震害特征及原因进行了分析,地广人稀是造成本次地震震害特点的最主要原因。     

2021年青海玛多Ms7.4地震震源区横波分裂变化特征

本文利用玛多7.4级地震科考密集台阵150个台站和固定台站MAD记录的近震波形数据,采用横波分裂分析方法测量,总计得到22518对有效横波分裂参数,获得了震源区上地壳各向异性特征.结果显示,震源区各台站的快波偏振方向和慢波延迟时间存在着明显的空间分区特征,但未能表现出随时间的规律性变化特征.最明显的横波分裂特征表现在沿...     

2021年5月22日玛多Ms7.4地震前区域应力演化特征

2021年5月22日青海果洛州玛多县发生Ms7.4地震,打破了青海地区长时间的6级平静,通过地球物理场定点形变观测资料分析,并结合地下流体资料异常变化研究玛多Ms7.4地震前青海地区应力场变化特征,认为2015年8月至2017年12月德令哈和玉树钻孔应变先后出现最大主应变减弱和增大减缓异常变化,玛多Ms7.4地震发生在...     

云南数字化井水位对玛多Ms7.4地震同震响应特征分析

通过云南数字化井水位对青海玛多Ms 7.4地震同震响应特征进行分析,并对井水位同震响应机理进行讨论。结果表明,云南27口观测井对青海玛多Ms 7.4地震同震响应,主要分布在小江断裂带两侧及其附近地区。井水位同震响应形态有振荡—复原型、阶变(缓变)型和振荡伴随阶变型三种变化类型,以振荡—复原型变化为主。各观测井水位同震响应表现出的差异性与井震距、地震能量密度、观测仪器采样率、井-含水层系统等因素有关。水位秒钟值记录的动态变化更为完整,但水位秒钟值数据收集和使用的不方便之处需要改进。青海玛多Ms 7.4地震引起云南各观测井水位同震响应变化形态可以用弹性理论来解释,三种不同形态是由各观测井井—含水层介质对地震波的响应程度不同造成的。     

2021年青海玛多MS7.4地震前变频磁扰动信号分析

1 研究背景 地震预测预报仍然是当今人类面临的难题之一,科学家从各种角度开展了大量研究工作.其中,科学家对地震前电磁异常现象的关注始于20世纪90年代,如:Fraser-Smith等(1990)通过对Loma Prieta地震前地磁场能量变化进行分析,发现在震前3小时,一个震中距较小地磁台的地磁场,在频段0.01 Hz...     

2021年玛多MS7.4地震前大武水温变化原因辨析

1 研究背景 2021年5月22日,青海省果洛藏族自治州玛多县发生MS7.4地震,震源深度17 km,震中位于(34.59°N,98.34°E).此次地震位于巴颜喀拉块体南边界带,发震断裂为昆仑山口—江错断裂,震源机制显示为逆冲型破裂.此为2017年九寨沟MS 7.0地震后国内发生的又一次7级以上地震.大武地震台距本次...     

2021年5月22日青海玛多Ms7.4地震发震构造分析

精确的余震序列定位及震源机制反演能够提供强震破裂尺度、发震断层面和区域应力场等信息,为震后应急决策和分析发震构造提供科学依据.本研究采用双差定位方法对2021年5月22日 青海玛多Ms7.4地震序列进行精定位,得到震后9天内共1055个事件的精定位结果;同时,利用青海、西藏、四川和甘肃台网记录的波形数据,采用近震全波形矩张量反演方法得到了玛多Ms7.4地震15次中等余震(Ms≥4.0)震源机制解,并进一步反演得到震源区构造应力场.地震定位结果显示,玛多主震位于玛多—甘德断裂与甘德南缘断裂之间,发震断层面较为陡立,余震序列在时间上呈现出不对称的双侧破裂模式,且沿主破裂面的两端均表现出分支破裂特征,说明本次地震触发了分支断层;震源机制结果显示15次中等余震包含12次走滑型和3次逆冲型地震,暗示主断层破裂受到局部异常结构的影响;另外,应力场反演表明震源区为近EW向挤压特征,与该区域最大水平主压应力优势取向一致.结合上述结果以及周边地质构造背景,我们认为玛多地震发震构造为位于巴颜喀拉地块内部一条NWW向的高倾角左旋走滑断裂,主破裂触发了东西两端分支断层活动,断层面的非均匀性控制了余震序列时空分布的差异性.     

2021年玛多MS7.4地震前玉树地震台井水温异常特征

2021年5月22日青海果洛州玛多县发生MS7.4地震,震中位于( 34.59°N, 98.34°E) ,其震源机制解显示该地震为高倾角走滑型(张喆,许立生, 2021).玛多地震的发震构造为昆仑山口—江错断裂,是东昆仑断裂的一条分支断裂(王未来等, 2021).玉树地震台位于甘孜—玉树断裂附近.玛多地震震中和玉树地震台均位于巴颜喀拉次级地块内,玉树地震台位于巴颜喀拉地块的南边界.此次地震震中处于玉树地震台的NE方向,距巴颜喀拉地块北边界85 km (图1).     

2021年青海玛多7 4级地震的同震变形分析

2021年5月22日,青海省玛多县发生了 7.4级地震,该地震发生在巴颜喀拉地块北部边界东昆仑断裂带以南约70 km,属于块体内部断裂带地震.根据中国大陆构造环境监测网络提供资料,距离震源30多公里的玛多台站记录到东西向永久位移约25 cm.同时,InSAR也观测到明显的形变场,升轨和降轨的最大相对形变量分别约1.87...     

青海玛多MS7.4地震前后秒采样地电场动态变化

地电场是重要的地球物理场,本文利用传统的时间序列统计分析方法和快速傅里叶变换信号处理方法,从时间域和频率域两个方面,对距离玛多M_S7.4地震震中约170 km的青海省大武地震台的秒采样地电场动态变化基本特征,进行了分析和讨论.研究结果显示,大武地震台在玛多M_S7.4地震前后:(1)记录到了比较典型的地电场震前异常变化和同震变化,该变化过程在不同的观测装置下,具有较强的同步性和相关性;(2)地电场异常变化主要表现为不定期交叠出现的单向阶跃变化和双向扰动变化,其中双向扰动变化延续更长时间段,并在不同阶段表现出突发性或持续性变化特征;(3)地电场同震变化的主要变化过程与Sg波基本同步,并且与地磁场的动态变化过程具有较强的时序相关性;(4)地电场秒采样观测数据的动态变化过程,在"时间域"和"频率域"具有较强一致性.综合分析认为,在排除电磁暴、雷电等空间电磁信号变化的情况下,在玛多M_S7.4地震前后,大武地震台的秒采样地电场动态变化过程,主要与较强地应力和地应变作用下,地下流体在断层、孔隙及裂隙中的运移过程以及渗流作用的突发性、振荡性或震颤性变化有关.     

Coseismic surface rupture characteristics and earthquake damage analysis of the eastern end of the 2021 MS 7.4 Madoi (Qinghai) earthquake

At 02:04 on May 22, 2021, an M_S 7.4 earthquake occurred in Madoi County in Qinghai Province, China. This earthquake is the largest seismic event in China since the 2008 M_S 8.0 Wenchuan earthquake. Thus, it is critical to investigate surface deformation and damage in time to accurately understand the seismogenic structure of the Madoi earthquake and the seismogenic capacity of the blocks in this region. This study focuses on the Xuema Village, located at the eastern end of the coseismic surface ruptures produced by the event, and assesses the deformation and seismic damage in this area based on field surveys, UAV photogrammetry, and ground penetrating radar (GPR). The results indicate that the rupture scale is substantially smaller at the eastern end of the rupture zone compared to other segments. En echelon type shear tensile fractures are concentrated in a width range of 50–100 m, and the width of single fractures ranges from 20 to 30 cm. In contrast, the degree of seismic damage significantly increases at this site. All of the brick and timber houses are damaged or collapsed, while the steel frame structures and the color steel houses are slightly damaged. More than 80% of the bridge decks on the Changma River Bridge collapse, similar to the terraces along the Youerqu and Changma Rivers and the cut slopes of Provincial Highway S205. We infer that the seismogenic fault of the Madoi earthquake exerts a tail effect in this segment. The tension zone has led to a reduction at the eastern end of the rupture zone, causing shaking damage. Local topography and buildings without earthquake-resistant construction along the strike of the rupture zone have undergone different levels of seismic damage.     

青海玛多MS7.4地震对周边活动断裂的库仑应力加载及发震概率增量的计算

2021年5月22日2时4分位于青藏高原巴颜喀拉地块内部青海果洛州玛多县发生了M_S7.4地震(玛多M_S7.4地震),震中位于98.34°E,34.59°N,震源深度17 km(中国地震台网中心测定).震后区域应力调整直接导致了周边断层的库仑应力变化和主震断层外余震的发生,进而影响到区域地震活动性并改变了即发地震概率.本文利用有限断层滑移模型计算了青海玛多地区主要断层的库仑应力变化,结合Dieterich地震发生率模型,给出了库仑应力扰动下超越某一特定震级地震的发震概率公式,得到了受青海玛多M_S7.4地震所产生的库仑应力场的影响周边8条断裂(段)分别发生M_S≥7.0和M_S≥6.0地震的概率变化.结果表明,8条断裂(段)的发震概率均有不同程度的增加.对于发震概率增幅较为明显的甘德南缘断裂、玛多—甘德断裂和西藏大沟—昌马河断裂在震后短时间内(约10年内)发震概率迅速提升,之后趋于平稳,不排除有潜在发生破坏性地震的可能,特别是发生M_S≥6.0地震的可能性.针对达日断裂,由于库仑应力增加造成的影响不明显,短期内发生M_S≥7.0或M_S≥6.0地震的可能性不大,但随着时间的推移,不排除几十年后有潜在发生破坏性地震的可能,尤其要关注发生M_S≥6.0地震的可能性;东昆仑断裂特别是玛沁—玛曲段仍然是未来强震发生的可能区段,需重点关注和防范M_S≥6.0地震乃至M_S≥7.0地震的发生;玉树—甘孜断裂发生M_S≥6.0地震,尤其是发生M_S≥7.0地震的危险性不高,而乌兰乌拉湖—玉树南断裂有潜在发生破坏性地震的风险,对于M_S≥6.0以上地震需要加强防范.     

基于GNSS和InSAR约束的2021年玛多MS7.4地震同震滑动分布及应用

2021年5月22日青海省果洛藏族自治州玛多县发生M_S7.4地震,震中位于青藏高原中部的巴颜喀拉块体,这是近20多年来在巴颜喀拉块体周边发生8次M≥7级强震后,块体内部的一次强震,也是汶川地震以来中国大陆发生的最大一次地震,因此该地震的成因及周边地区未来的地震危险性值得重点关注.本文利用震后及时获取的39个近场流动GNSS观测,联合61个GNSS连续观测、Sentinel-1和ALOS-2 InSAR观测获取了本次地震精细的同震形变场,以此为约束,基于均匀弹性半无限位错模型,反演了发震断层的滑动分布,并计算了同震库仑应力变化.GNSS水平同震形变十分显著,断层南北两侧的GNSS点位,最大水平形变分别达0.7 m和-1.2 m,距震中200 km的测点仍有1 cm左右的同震形变.Sentinel-1和ALOS-2的升降轨InSAR同震形变场显示此次地震造成了约160 km长的地表破裂,最大视线向形变分别达0.9 m和1.2 m.同震滑动分布模型显示,发震断层由主段和次段组成,长度分别为170 km和20 km,主段倾向北,倾角85°,平均滑动角为-4.36°,表明玛多地震是一次典型的走滑型地震.次段倾向南,倾角68°,平均滑动角为-11.84°.地震破裂主要集中在0~15 km深度范围,最大滑动量为4.4 m,对应深度6.97 km.反演给出的矩震量为1.61×10²⁰N·m,对应矩震级M_W7.4.主发震断层上存在4个凹凸体,玛多地震是一次不对称双侧破裂事件.结合余震精定位、野外调查及地质资料,我们认为主发震断裂为昆仑山口—江错断裂,东部的次级破裂与主破裂机制不同.同震库仑应力结果显示,东昆仑断裂玛沁段应力有所增加(>0.01 MPa),处于应力加载状态,未来发生强震的危险性较高.     

2021年青海玛多MS7.4地震对周围地区的应力影响

为了探讨 2021 年青海玛多MS7.4地震对后续地震的影响,基于 2021 年青海玛多MS7.4 地震的破裂模型及均匀弹性半空间模型,本文计算了该地震在震中附近主要断层面上产生的同震库仑应力变化,结果表明库仑破裂应力加载区主要集中在东昆仑断裂东段西部、玛多—甘德断裂中段、昆仑山口—江错断裂西段,而库仑破裂应力影区主要集中在东昆仑断裂中段东部、昆仑山口—江错断裂东段、玛多—甘德断裂西段、达日断裂.其次,本文计算了该地震对周围地区造成的水平面应力变化及位移场.位移场的水平分量表明震中西南和东北两侧物质向震中汇聚,而震中东南和西北两侧物质向外流出,从位移场的垂直分量来看,震中西南和东北两侧表现出明显的隆升,而在震中东南和西北两侧表现出明显的沉降.水平面应力在震中的北东-南西两侧(东昆仑—柴达木断块东侧和巴颜喀拉断块西侧)增加(拉张),而在震中的北西-南东两侧(东昆仑—柴达木断块西部和巴颜喀拉断块东部)降低(压缩),在昆仑山口—江错断裂段附近,水平面最小主应力近 NW向,水平面最大主应力近 SW向,在一定程度上抵消了该区域构造应力场(SW向挤压,NW向拉张),结合位移场说明该次地震是在构造应力场作用下的一次正常应力释放.从整体来看,水平面最小主应力和水平面最大主应力的方向分布类似于磁场线的分布,并且两者互相垂直.     

2021年青海玛多MW7.4地震GNSS同震形变场及其断层滑动分布

2021年5月22日青海玛多M_W7.4地震作为发生在巴颜喀拉块体内部的一次强震,再次引起了人们对该地区地震活动性的强烈关注.本文基于震后GNSS流动观测和区域连续GNSS站资料,解算了106个站点的同震形变及其中17个站点的高频形变波形.同震形变场显示玛多地震具有典型的左旋走滑特征,GNSS观测到的最大同震位移达到1.2 m.GNSS与InSAR数据相符度较高,GNSS提供了准确的近场形变信息.基于GNSS同震形变场,本文反演了断层滑动分布,并计算了发震断层上产生的库仑应力变化.结果表明,发震断层的滑动破裂存在多个凹凸体,破裂分段特征明显且出露地表,与野外地表破裂考察和余震分布吻合,主体破裂位于断层面0~10 km的浅部区域,最大滑动量达到4.6 m,地震矩1.63×10²⁰N·m,矩震级为M_W7.4;发震断层上静态库仑应力增加区域与余震分布具有一致性,说明余震主要是由静态库仑应力加载而触发的.