2016年门源MS6.4地震前兆异常演化特征

本文对2016年青海门源M_S6.4地震之前震中周边前兆台站的观测资料进行了回顾性分析,结果显示有15项定点前兆测项震前呈异常,主要集中在距震中300 km的范围内,其中形变类异常最先出现,之后以流体类异常为主,临震阶段以电磁类异常为主。震前前兆异常的演化在时空上具有阶段性和迁移性,震前异常出现时间随震中距的变化划分为三个阶段:α阶段为远源场前兆异常从震中向外围扩散的过程,异常主要出现在震前390—630天;β阶段为前兆异常大范围分布,主要出现在震前100—200天;γ阶段主要为近源场异常向外扩散。      

2016年门源MS 6.4地震前后视应力变化

利用青海区域地震台网数字地震波资料,计算2010—2016年研究区域184个M_L≥2.5地震及2016年门源地震序列150个M_L≥2.0地震的震源动力学参数,分析视应力时空变化。结果显示：视应力与震级呈正相关,随震级增大而升高;门源6.4级地震前中小震视应力存在起伏变化,可能反映了区域应力场的增强;门源M_L 5.0强余震前小震视应力呈升高趋势。     

2016年青海门源MS6.4地震重定位

利用中国地震科学台阵探测项目中部分台站和青海、甘肃地震台网的观测资料,选取最佳速度模型,利用逆时成像技术对2016年1月21日青海门源M_S6.4地震的起始破裂点和震源中心进行成像分析.结果表明:门源地震的发震时刻为北京时间2016年1月21日1时13分11 s,起始破裂点位于 (37.67°N,101.61°E),震源深度为9.41 km;震源中心的位置变迁可以分为1—6 s和7—10 s两个阶段,且均基本位于倾角约75°、倾向NE的斜面附近.根据震源中心的迁移特征,推测走向为335°,倾角为56°,滑动角为97°的节面为门源地震的破裂面.结合该地震滑动角较大及高倾角逆冲构造的活动特征,认为门源M_S6.4地震应为冷龙岭北侧高倾角次级逆断层活动的结果.      

2016年1月21日门源MS 6.4地震前重力非潮汐变化特征分析

选取2015—2018年兰州和高台连续重力观测站整点值数据,分析2016年1月21日门源M_S 6.4地震前2个台站连续重力数据非潮汐变化特征,发现2个台站在此次地震发生前1年,分别观测到重力数据出现持续约6个月的重力非潮汐上升变化,月均变化速度分别为9.36μGal、6.17μGal,累计变化振幅分别达到56.15μGal、37.05μGal。通过对观测站点周边观测环境的详细核实和理论计算,排除台站周边环境干扰因素,认为震前6个月的重力非潮汐持续性下降变化应与此次M_S 6.4地震孕震过程有关。本研究结果可为揭示此次门源地震的孕震机理提供一定参考,为后续地震预测中重力观测指标的建立提供一定参考。     

2016年1月21日青海门源MS6.4地震震源机制解及发震构造初步探讨

采用CAP（Cut and Paste）方法反演了2016年1月21日青海门源M_S6.4地震的震源机制解,其最佳双力偶解节面I走向339°,倾角49°,滑动角111°：节面Ⅱ走向129°,倾角45°,滑动角68°,矩震级M_W5.92,矩心震源深度约为9 km,地震破裂类型为逆冲型地震。结合余震序列展布及震区的活动构造特征,判定发震断层面为节面I,推测此次地震的发震断裂为冷龙岭断裂。     

2016年青海门源MS6.4地震前重力变化

利用青藏高原东北缘2011-2015年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2016年1月21日青海门源M_S6.4地震发生的关系,结合GNSS、水准观测成果和区域地质构造动力环境,进一步研究了区域重力场变化的时空分布特征及其机理.结果表明：（1）测区内重力场异常变化与祁连山断裂带在空间上关系密切,反映沿祁连山断裂带（段）在2011-2015年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.（2）门源M_S6.4地震前,测区内先出现了较大空间范围的区域性重力异常,到临近发震前显示出相对闭锁的现象,且围绕震中区周围出现四象限分布特征的局部重力变化,地震发生在重力反向变化过程中,并出现显著的四象限分布特征的重力异常变化,其中,青海门源与甘肃天祝一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上.（3）区域重力场动态演化大体反映了青藏高原东北缘物质北东流的动态效应,门源震中附近区域地壳受挤压变形显著、面压缩率和重力剧烈变化的特征最为显著.（4）重力场的空间分布及其随时间变化与地壳垂直与水平运动及地质构造活动等观测结果有一定的对应关系,强震易发生在重力变化四象限分布中心地带或正、负异常区过渡的高梯度带上.     

2016年青海门源MS6.4地震震前应变积累及同震变形特征

2016年1月21日青海省门源县发生了M_S6.4地震, 发震断裂为冷龙岭北侧断裂, 震中位置与1986年门源6.4级地震相同。 本文收集了本次地震震中及其周边区域1999—2015年GPS观测资料, 解算了GPS速度场、 跨断裂连续观测站基线时间序列和应变率场。 结果显示, 祁连山断裂带为一条宽度约60 km的连续变形带。 在断裂带南侧地壳运动以顺时针旋转为主, 运动量值没有显著差异; 跨过断裂带到达其北部之后, 地壳运动量值明显减小, 显示出该断裂带的强烈活动特征。 冷龙岭断裂左旋走滑速率为6.17±0.41 mm/a, 挤压速率为1.83±0.38 mm/a, 断层闭锁深度为22.1±3.1 km。 利用GPS连续观测站数据解算的地震同震位移显示, 震中西南侧26.8 km处的青海门源(QHME)测站记录到了明显同震位移, 其水平运动方向为北东向, 与逆冲为主的震源机制解一致。     

2016年1月21日青海门源MS6.4余震序列重定位和主震震源机制解

2016年1月21日01时13分13.0秒（北京时间）,青海省海北州门源县发生M_S6.4地震.为了更好地认识这次地震的发震构造,本文利用青海省地震台网和甘肃省地震台网的省级固定地震台站及部分流动地震台站记录到的波形资料,通过重新拾取震相和联合HYPOINVERSE 2000与HypoDD定位方法,对2016年1月21日青海门源地震序列M_L≥1.8的189个地震事件进行了重新定位,并采用gCAP方法分别反演了主震的双力偶机制解和全矩张量解.定位结果显示,主震位置为37.67°N、101.61°E,震源深度为11.98 km;余震序列展布方向为SE和NW两个方向、长度约16 km,震源深度优势分布为4~14 km,断层面倾向为SW方向.利用gCAP方法得到的矩心深度在8~9 km之间.结合野外地质调查结果,认为该次地震事件为一次逆冲型事件,其发震断层可能为北西向冷龙岭断裂与北西向民乐—大马营断裂之间的一条盲断层,推测由于印度板块与欧亚板块的碰撞挤压使得青藏高原北缘与阿拉善地块之间的东西向挤压而造成的断层应力失稳,从而形成门源地震.

     

2022年门源MS6.9和2016年门源MS6.4地震序列比较分析

2022年1月8日青海省海北州门源县发生M_S6.9地震,震中距离2016年1月21日门源M_S6.4地震震中约33km,两次门源地震均发生在冷龙岭断裂附近,但在震源机制、主发震断层破裂过程及地震序列余震活动等方面显著不同。针对两次门源地震序列的比较分析,对研究冷龙岭断裂及其附近区域强震序列和余震衰减特征等具有重要研究意义。通过对比分析2022年门源M_S6.9地震和2016年门源M_S6.4地震余震的时空演化特征,发现二者在震源过程和断层破裂尺度上存在明显差异,前者发震断层破裂充分,震后能量释放充分,余震丰富且震级偏高;而后者发震断层未破裂至地表,余震震级水平偏低。综合分析两次门源地震序列表现出来的差异性,认为其可能与地震发震断层的破裂过程密切相关,且同时受到区域构造环境的影响。     

2016年门源6.4级地震地磁谐波振幅比异常特征分析

2016年门源6.4级地震为甘—青地区孤立地震事件,且震中附近地磁台站分布均匀,分析总结此次地震前后地磁谐波振幅比变化特征。结果显示：①地震发生前后,震中附近台站地磁谐波振幅比下降—转折—恢复的异常变化过程,持续时间约1—2年;②震中距较小的台站记录显示,地震基本发生在谐波振幅比曲线转折恢复的变化后期阶段,且异常持续时间长;震中距较大的台站记录显示,地震一般发生在曲线趋势性下降—转折阶段,且异常持续时间稍短;③地震发生后,距震中较近的台站1年内Y_ZHx（NS）和Y_ZHy（WE）方向所有或大部分周期基本趋于恢复状态,且同步变化;距震中较远的台站1年内Y_ZHx（NS）和Y_ZHy（WE）方向大部分周期未达到恢复状态,且不同步变化显著。     

门源M_S 6.4地震形变同震响应特征分析

整理2016年1月21日1时13分青海门源M_S 6.4地震数字化形变观测资料,分析此次地震同震响应记录,重点研究地倾斜同震响应随空间的变化特征。结果发现:地倾斜同震响应与地震台站位置有关,对于不同台站,同震响应具有不同的变化形态。统计认为,同震响应曲线形态具有的优势指向对发震断层走向具有一定指示意义。     

2016年门源6.4级、杂多6.2级地震前热红外辐射变化特征

2016年青海省发生门源6.4级和杂多6.2级地震,针对2次6级以上地震发生前热红外数据变化特征进行分析,研究发现:门源6.4级和杂多6.2级地震前热红外辐射增强变化应为地震异常;2次地震映震结果对比表明,频段1、4和5为优势映震频段,异常幅度为年均值4.5倍左右可作为地震异常判断依据。     

2016年1月21日青海门源6.4级地震的发震机制探讨

2016年01月21日青海省门源县发生6.4级地震,地震现场考察的震害分布椭圆长轴走向120°N—140°E.震后0.8 m高分遥感影像与震前高分影像的对比解译结果表明,本次地震导致大于23处较集中的崩塌滑坡,它们的空间分布表现出震中北侧多于南侧,分布点总体形态呈NNW向延展的平面特征.区域断裂几何展布和活动性质的高分遥感解译和野外考察研究表明,冷龙岭断裂水平运动分量占绝对优势,如果本次地震发生在该断裂上,不应为纯逆冲性质.震中区域活动断裂的精细研究发现在冷龙岭北侧发育一条走向约为140°的活动断裂,该断裂在高分影像上地表为北倾,该断裂与多家机构的震源机制解节面Ⅰ走向非常相近.本次地震的余震分布总体长轴方向与冷龙岭断裂相差约20°,而与最新发现的冷龙岭北侧断裂走向相近.综合以上多方面资料,认为冷龙岭北侧断裂极有可能是本次地震的发震断裂.综合余震分布在深部的展布特征,主震的震源机制解,发震断裂在地表的几何展布特征和活动性质,再结合震区附近大地电磁测深等地球物理资料,建立了发震机制模型,认为本次地震是2008年于田7.4级地震、2014年于田7.3级地震后,青藏高原块体向北东方向推挤生长过程中发生的一次地震事件.     

2016年门源6.4级、杂多6.2级地震前热红外辐射变化特征

2016年青海省发生门源6.4级和杂多6.2级地震,针对2次6级以上地震发生前热红外数据变化特征进行分析,研究发现：门源6.4级和杂多6.2级地震前热红外辐射增强变化应为地震异常;2次地震映震结果对比表明,频段1、4和5为优势映震频段,异常幅度为年均值4.5倍左右可作为地震异常判断依据。     

利用大地电磁技术揭示2016年1月21日青海门源MS6.4地震隐伏地震构造和孕震环境

2016年1月21日01时13分在青海省海北州门源县发生了M_S6.4地震,震中位置位于青藏高原东北缘地区祁连造山带内的祁连—海原断裂带冷龙岭断裂部分附近,震源深度约11.4 km,震源机制解显示该次地震为一次纯逆冲型地震.我们于2015年7—8月期间完成了跨过祁连造山带紧邻穿过2016年1月21日青海门源M_S6.4地震震中区的大地电磁探测剖面（DKLB-M）和古浪地震大地电磁加密测量剖面（HYFP）.本文对所采集到的数据进行了先进的数据处理和反演工作,获得了二维电性结构图.结合青藏高原东北缘地区最新获得的相对于欧亚板块2009—2015年GPS速度场分布特征,1月21日门源M_S6.4地震主震与余震分布特征以及其他地质与地球物理资料等,探讨了门源M_S6.4地震的发震断裂,断裂带空间展布、延伸位置,分析了门源M_S6.4地震孕震环境与地震动力学背景等以及祁连山地区深部构造特征等相关问题.所获结论如下：2016年门源M_S6.4地震震源区下存在较宽的SW向低阻体,推测冷龙岭断裂下方可能形成了明显的力学强度软弱区,这种力学强度软弱区的存在反映了介质的力学性质并促进了地震蠕动、滑移和发生;冷龙岭北侧断裂可能对门源M_S6.4地震主震和余震的发生起控制作用,而该断裂为冷龙岭断裂在青藏高原北东向拓展过程中产生的伴生断裂,表现出逆冲特征;现今水准场、重力场、GPS速度场分布特征以及大地电磁探测结果均表明祁连—海原断裂带冷龙岭断裂部分为青藏高原东北缘地区最为明显的一条边界断裂,受控于青藏高原北东向拓展和阿拉善地块的阻挡作用,冷龙岭断裂附近目前正处于青藏高原北东向拓展作用最强烈、构造转化最剧烈的地区,这种动力学环境可能是门源M_S6.4地震发生的最主要原因,与1927年古浪M_S8.0地震和1954年民勤M_S7.0地震相似,2016年门源M_S6.4地震的发生同样是青藏高原北东向拓展过程中的一次地震事件.     

结合钻孔水位、 GPS资料分析2016年门源MS6.4地震前分量钻孔应变异常特征

针对青海门源台分量钻孔应变观测, 从不同观测频段角度进行异常分析, 结果表明在2012年下半年挤压应力增强的背景下, 各频段分别表现出大幅压缩异常、 潮汐因子时空演化以及高频异常信息增强的现象。 同钻孔的水位观测也表现出在挤压应力作用下流体向外逃逸、 水位下降的现象。 而跨区域主要构造的GPS站速度剖面结果也反映了2013年后区域构造运动有明显增强迹象。 2016年门源6.4级地震就是在这些观测反映挤压应力增强的背景下发生的, 但此次地震事件可能并未完全缓解区域的应力积累, 后续强震危险性仍需进一步关注。     

2022年1月8日门源6.9级地震山东地震台网测定面波震级对比分析

通过对山东地震台网记录的2022年1月8日门源M_S 6.9地震原始波形进行分析,测算出88个测震台站的M_S、M_S7、M₍S(BB))等3种面波震级,并与中国地震台网速报和青海区域地震台网编目测定结果进行对比分析。结果表明：①山东地震台网测定门源M_S 6.9地震的面波震级M_S、M_S7、M₍S(BB))分别为7.20、7.16、6.96;②M₍S(BB))震级的测定方法简单,不同台站之间的偏差较小,一致性较好,适合在地震台网的地震速报中使用。这与震级国家标准GB 17740—2017的规定相一致。