鲁甸6.5级地震发震断层判定及其构造属性讨论

鲁甸6.5级地震是川滇菱形块体南南东向运动在青藏高原东缘与华南地块相互作用边界变形带上发生的一次中等强度地震.尽管野外应急科学考察没有发现明显的地震地表破裂带,但云南昭通防震减灾局局域地震台网记录到的余震条带状分布、震后科学考察获得的地震烈度长轴方位和极震区地震裂缝等显示出发震断层为NW向包谷垴-小河断裂,左旋走滑性质,属大凉山断裂南端部组成部分;库仑应力计算表明,鲁甸地震可对周边活动断层系历史地震空段产生应力加载作用,其地震危险性不容忽视.     

大凉山次级块体内强震发生的构造特征与2014年鲁甸6.5级地震对周边断层的影响

2014年8月3日,在云南鲁甸发生MS6.5地震.该地震位于巴颜喀拉块体、川滇块体与华南块体三者之间的以挤压和左旋走滑为主要活动特征的大凉山次级块体内部.该次级块体吸收了来自川滇块体和巴颜喀拉块体的挤压作用,主要以各边界断裂带的挤压作用和内部大凉山断裂带、峨边断裂带等NNW向的左旋走滑次级断裂为主要特征;在历史上大凉山次级块体边界上以7级以上强震活动为主要特征,而在次级块体内部则以5级地震频繁活动为主.2014年鲁甸MS6.5地震发生在逆冲走滑断裂带内部的NNW向左旋走滑断裂上,该地震主要受到了发生在小江断裂带上的1733年M73/4和则木河断裂带上的1850年M71/2强震的影响,这两次地震对2014年鲁甸MS6.5地震有促进作用,而2014年鲁甸6.5级地震促进了2014年10月1日越西5.0级地震的发生,此外鲁甸地震对大凉山断裂带北段、峨边断裂带、昭通-鲁甸断裂带东段以及则木河断裂带南段有一定的库仑应力增强作用.     

2014年云南鲁甸6.5级地震序列跟踪分析研究

从云南鲁甸6.5级地震序列活动特征、序列参数、历史地震活动类比、余震精定位、较大地震震源机制、发震构造分析等方面分析了鲁甸地震序列的序列类型及后续强余震预测问题.分析认为,鲁甸地震序列余震活动表现出明显的阶段性.鲁甸地震序列M≥4.0地震时间间隔遵从线性关系、精定位结果显示余震呈共轭分布、地震震源机制结果显示震源机制一致性程度较低、历史地震序列类比表明鲁甸地震序列与1974年大关7.1级地震序列活动特征类似,这些均表明鲁甸地震序列类型为主—余型.     

2014年云南鲁甸M_S6.5地震人员震害研究

2014年云南鲁甸MS6.5地震造成1993年以来云南地区同等级地震人员死亡、失踪数量最大震害。以灾区政府部门统计得到的人员震害资料为基础,对鲁甸地震产生的人员震害特点及其引发原因进行了详细分析,同时对地震人员死亡、失踪数量巨大的影响因素进行了分析讨论。结果表明:人员死亡、失踪震害主要发生在Ⅷ度区附近及以上区域,发生地点以活动断裂和河流两侧及其附近尤为明显,分布呈现NW和NE两个较为明显的优势方向,但总体以NW向分布为主;造成人员死亡最主要的原因为房屋倒塌严重,其次为山体滑坡、崩塌滚石等地震地质灾害;造成人员失踪的原因有房屋倒塌和山体滑坡;影响地震人员死亡、失踪数量巨大的直接因素有房屋建筑抗震能力、地震地质灾害破坏程度和人为因素等,间接因素有人口密度、自然地理环境、地质构造条件、气候条件和生态环境等。在上述分析的基础上还提出了一些减少震害的建议和措施。     

2014年云南鲁甸6.5级地震序列重定位研究

利用云南省测震台网的连续波形数据及震相报告,使用川滇三维速度结构对2014年云南鲁甸6.5级地震进行重新定位,并使用双差定位方法对2014年8月3～13日期间的地震序列进行重定位,共获得882次地震的定位结果,定位残差由0.59 s下降为0.33 s,定位精度得到改善.结果表明,余震分布明显呈现两个优势方向,分别为NNW向及NEE向分支,NNW向分支为主要的余震分布区域,与包谷垴—小河断裂相近,其东南端很有可能跨过昭通—鲁甸断裂,展布长度约15 km.结合地质等方面资料,认为本次地震的发震断层应为包谷垴—小河断裂,主破裂区应为NNW向分支展布区域,且序列分布的南端和东侧区域可能存在危险性.     

2014年8月3日云南鲁甸6.5级地震序列破裂过程研究

本文利用主地震相对定位法,对2014年鲁甸MS6.5地震序列中的8月3日—9月30日地震进行了重新定位,借助于时空图像分析方法,对本次地震破裂过程进行了分析,得到如下结果:(1)2014年鲁甸MS6.5地震主要沿NW向破裂,存在沿NE向破裂的成分,但是NE向破裂并不明显;(2)地震破裂时,主要从主震震中处往ES方向传播,破裂带长度大约为10km,破裂面近乎直立;(3)余震活动主要集中于主震上方区域,震源深度大于主震的余震稀少.根据上述结果,结合当地的地震构造情况和本次地震的震源机制解,分析表明,本次地震的破裂面为NW向,其发震断层为包谷垴—小河断裂的可能性很大.     

鲁甸地震发震断层自发破裂模拟

从弹性动力学方程出发模拟了鲁甸地震在包谷垴—小河断裂地震自发破裂过程,探讨影响鲁甸地震破裂的因素。研究结果表明:鲁甸地震的左旋走滑的震源机制以及震级主要是受背景应力场的影响,断层滑移分布受到断层几何结构、水平应力场方向及相对大小的影响,非平面复杂断层几何结构是导致鲁甸地震复杂的滑动位移分布的原因。     

利用精确定位余震资料确定2014年云南鲁甸6.5级地震的断层面参数

运用双差定位法对2014年云南鲁甸6.5级地震序列余震进行重新定位,得到565次小震的精确定位结果.根据小震丛集性原则,求解发震断层参数的数学模型,运用模拟退火全局搜索和高斯牛顿局部搜索相结合的方法对地震发震断层面参数进行反演,得到鲁甸6.5级地震断层面的走向、倾角分别为160.8°和89.1°,并对其构造环境进行了分析.     

鲁甸6.5级地震地下流体典型异常与前兆机理分析

基于川滇地区前兆台网资料,结合异常现场核实工作结果,对鲁甸6.5级地震前的地下流体异常现象进行了总结。遵循地震分析预报的基本思路,按照长期、中期、短期趋势异常、临震异常和宏观异常阐述了鲁甸6.5级地震前地下流体典型异常现象。结果表明,长期和中期趋势背景异常主要出现在距震中300~500km范围,短期趋势和临震及宏观异常集中于震中区100km范围内。这种流体异常特征反映了在较高密度的观测点区域,可以观测到流体活动加剧的前兆现象,有利于判定地震危险区和短期阶段跟踪分析。区域应力加载作用可能引起的断裂带裂隙的开启与闭合,导致温泉和井水温、深部气体与承压井水位的持续变化;水岩反应加剧和地下水混合作用增强,使地下水离子组分浓度发生变化,甚至导致显著宏观异常。在一定密度的前兆观测地区,能够获取用于判定地震危险性的前兆信息。     

2014年鲁甸6.5级地震人员死亡原因调查及初步分析

研究了2014年鲁甸6.5级地震中人员死亡的耦合因子特征,通过收集人员死亡统计数据,整理分析极重灾区内(Ⅸ、Ⅷ度区)重要调查点的人员死亡原因及数量,结合现场房屋震害调查数据及地震地质灾害考察资料,总结房屋倒毁、房屋结构类型及比例、地震地质灾害对人员死亡的影响,并归纳出房屋结构类型及比例与地震人员死亡的相关性。     

A RESTUDY OF THE SEISMOGENIC FAULTS OF THE 2014 LUDIAN MS6.5 EARTHQUAKE SEQUENCE

Differently from the existing studies, about 210 days of the original seismic recordings since the Ludian M_S6.5 earthquake are collected from almost all of the nearby stations, and a velocity model and a non-linear location technique are specially selected, in order to relocate the sources of the earthquake sequences. What is more, the same model as used in determining the absolute locations is adopted as the DD technique is used to determine their relative locations. Then the strikes and dips of the seismogenic faults are estimated by linearly fitting the source locations, and finally a new explanation is proposed for the sequence formation. It is shown that the sequence may be divided into 4 sub-areas spatially, each of which corresponds to a nearly vertical fault with but different dimensions and striking azimuths, and that two of them are relatively larger and linked with each other, being the main faults of the sequence, and two others are relatively smaller and separated away from the main faults. These 4 faults, together with the local existing faults, form a radiating-shaped structure reflecting the complicated tectonics, which is very likely to be related with the density variation in lower crust.     

云南鲁甸M_S6.5地震余震重定位及其发震构造

整合了鲁甸震区周边的云南省地震台网、昭通市地震台网、巧家台阵,以及流动台站2个月的震相观测数据,对鲁甸地震序列进行了重新定位,得到了1 750个地震的震源参数。重定位结果显示,余震有2个优势分布方向,分别为SE向和SW向,具有不对称的共轭分布特征。2个余震条带的展布长度相当,约为16km,夹角约100°。余震分布显示鲁甸地震的发震断层为高倾角的走滑断层。主震位于2个余震条带中间略偏西南的位置,早期余震主要沿NW-SE向垂直于昭通-鲁甸断裂分布,主震西南侧的余震可能为后期触发的。根据余震分布与周边断层的关系、主震震源机制、烈度分布的长轴方位,以及滑坡分布等资料,认为鲁甸地震的发震断层为NW向的包谷垴-小河断裂。包谷垴-小河断裂南北两侧无论是在地震活动、深部速度结构,还是块体运动方向和速率方面都存在显著差异,断裂北侧的高速异常可能是阻止余震向北继续扩展的主要原因。     

鲁甸6.5级地震崩滑地质灾害分布与成因探讨

2014年8月3日的云南鲁甸6.5级地震震源机制解、余震震中分布及震后的地震地质调查表明,发震构造为NW向包谷垴-小河断裂,断层发生左旋错动;震源机制与余震精定位数据表明发震断层倾角较陡。崩塌、滑坡分布在一个长轴为NW向的矩形区域内(15km×12km),基岩崩塌指示地震动主方向自北向南由SE向变为SN向,与震源机制解揭示的主压应力方向NW-SE总体一致。地震诱发的次生地质灾害崩塌、滑坡的平面分布特征可以用2种发震模式来解释:1)总体走向为NW的弧形断层发生左旋走滑错动,由北向南,地震动方向由SE向逐渐转变为近SN向;2)除NW向断层的左旋错动之外,NE向断裂也可能被牵动,发生由NW向SE的逆冲运动。地震是由NE、NW 2组断层共同作用的结果,以NW向断层左旋错动为主、NE向断层逆冲为辅。余震震中主要呈NW向线性展布,同时在震中附近存在NE向分布的地震条带,隐含2组断层同时错动的可能性;而鲁甸6.5级地震震中所在的滇东北永善、昭通地区,区域多个地震的震源机制表明,地震断层多以逆冲运动为主,走滑为辅。     

THE SEISMOGENIC ENVIRONMENT ANALYSIS OF LUDIAN MS6.5 EARTHQUAKE USING GRAVITY DATA

The main rupture of Ludian M_S6.5 earthquake is directed to the northwest, which occurred in the east of Xianshuihe-Xiaojiang fault zone. The epicenter is in the transitional zone of the Sichuan-Yunnan block and the South China block, where there are many slip and nappe structures. Some controversy still remains on the earthquake tectonic environment. So, Bouguer gravity anomalies calculated by EGM2008 were broken down into 1-5 ranks using the way of Discrete Wavelet Transform(DWT), then we get the lateral heterogeneity in different depths of the crust. The distribution characteristics of Bouguer gravity anomaly are analyzed using measured gravity profile data. We also get its normalized full gradient(NFG)picture, and study the differences between different depths in crust. The results show that: (1)the characteristic of Buoguer gravity anomaly in southwest to northeast is high-low-high between the Lianfeng Fault(LFF)and Zhaotong-Ludian Fault(ZLF). The mainshock and aftershocks are distributed in the middle of the low-value zone, which means that the east moving materials of Qinghai-Tibet plateau broke through the southern section of Lianfeng Fault(LFF), moving along the Baogunao-Xiaohe zone(low-value belt)to the southeast, stopped by the Zhaotong-Ludian Fault(ZLF), and then earthquake occurred.(2)The third-order discrete wavelet transform(DWT)details show that: there is a good consistency between the negative gravity anomaly in upper crust and the distribution of major faults, which reflects that the rupture caused by the movements of the faults in crust has reduced gravity anomaly. There is a NW-trending negative anomaly belt near the epicenter, which may has some relationship to the southward development of the Daliangshan Fault(DLSF). So we speculate that the southward movement of Daliangshan Fault is the main direct force source of Ludian earthquake.(3)In the picture of the fourth-order DWT details, there is an obvious positive gravity anomaly under the epicenter of Ludian earthquake, which confirms the presence of a high-density body in the middle crust. While the fifth-order DWT details show that: A positive anomaly belt is below the epicenter too, which may be caused by mantle material intruding to the lower crust. Tensile force in crust caused by mantle uplift and extrusion-torsion force caused by Indian plate push are the main force source in the tensile and strike slip movement of the Ludian earthquake.(4)The normalized total gradient of Bouguer gravity anomalies of Huili-Ludian-Zhaotong profile shows that: there is obvious ‘deformation’ in the Xiaojiang fault zone which dips to the east and controls the local crust movement. There is a local ‘constant body’ at the bottom of the epicenter. The stable constant body in density has limiting effects to the earthquake rupture, which is the reason that the earthquake rupture' scale in strike and in depth are limited.(5)The ability of earthquake preparation in Zhaotong-Ludian Fault is lower than the Xianshuihe-Xiaojiang fault zone, and the maximum earthquake capacity in this area should be around magnitude 7.     

云南鲁甸M_S6.5地震红石岩滑坡稳定性的数值模拟

2014年8月3日鲁甸MS6.5地震触发了大量的滑坡崩塌,其中,位于鲁甸县李家山村和巧家县红石岩村交界处的牛栏江干流北岸的红石岩滑坡规模巨大,与此处位于左岸的红石岩古滑坡体的前缘部分一起堵塞了牛栏江而形成高达120m、体积达1 200×104m3的大型堰塞体。通过震后开展的野外实地调查,获得了红石岩滑坡发生处的地形地貌、地质构造、岩体结构及物质组成等资料。以这些第一手资料为基础,构建了红石岩滑坡的边坡模型,并应用边坡稳定性分析软件Geo Studio中Slope/W模块分别计算了红石岩滑坡体震前坡体安全系数和地震作用下的坡体安全系数。结果表明,红石岩滑坡体发生处的坡体安全系数在地震前为1.450,处于相对稳定状态,而鲁甸地震的地震动作用则使坡体的安全系数降低至0.962,直接导致红石岩坡体的失稳。文中进一步讨论了坡体滑动面的存在与否对坡体稳定性的影响:安全系数计算的结果表明,在中强地震作用下,先存滑动面的存在是导致大型滑坡形成的重要条件;对于高陡岩质边坡,如果没有先存滑动面,只可能形成浅表性滑坡。     

2014年云南鲁甸MS6.5地震震源运动学特征

使用中国数字地震台网记录的区域宽频带波形,通过频率域和时间域多步反演,研究了2014年云南鲁甸MS6.5地震震源运动学特征.基于点源的震源机制解揭示:地震发震断层面参数分别为走向342°/倾角83°/滑动角-34°,表现为一次左旋走滑型为主兼有少量正断倾滑分量的事件.质心在水平方向位于震中(103.354°E,27.109°N)东南约5.4km,最佳波形拟合的质心深度约4.4km,平均总标量地震矩M0为2.1×1018N·m,矩震级MW约6.1.破裂过程图像显示:此地震为一次不对称双侧破裂事件,破裂半径约10km,整个破裂面积为227.6km2,平均滑动量约0.16m.破裂在6s内释放了大多数能量,震后0～2s,破裂以孕震点为中心向NW和SE两侧同时扩展,2s后,破裂表现出明显的方向性,主要向SE(沿走向342°相反方向)扩展,故导致SE向多数台站视破裂持续时间总体偏小,最小值为2s.约6s后破裂基本趋于停止.推断鲁甸地震破裂在上地壳浅层集中释放了大多数能量是导致灾害严重的主要原因之一.     

SIMULATION OF STRONG GROUND MOTION IN AKETAO M6.7 EARTHQUAKE USING THEORETICAL GREEN'S FUNCTION

Aketao M6.7 earthquake on November 25, 2016 occurred in Aketao Country, Kizilsu Kirghiz Autonomous Prefecture, Xinjiang Autonomous Region. In this paper, according to the focal mechanism solution, the geometrical parameters of the fault are used as input to simulate the acceleration records of the surrounding area of Aketao M6.7 earthquake on November 25, 2016 with the QSGRN/QSCMP program. The peak ground acceleration distribution is plotted by extracted peak ground accelerations and site condition correction. Comparison is carried out between the observed waveforms and the simulated waveforms in the time domain and the frequency domain of two strong motion stations. It is verified that the amplitudes of simulated and observed data are equal in magnitude, their calculated residuals are smaller in low frequency range and the spectral characteristics of simulated and observed data are consistent. Furthermore, the simulated peak ground acceleration corresponding to the coordinates of the actual survey points is extracted and compared with the survey spot intensity, and both have good correspondence. This paper attempts to provide a method for rapid output of peak ground acceleration distribution after an earthquake, so as to provide a method for estimating the seismic impact field in areas where the monitoring station is scarce, the topography is complex or it is difficult to implement the rapid earthquake disaster investigation. And it also provides supporting information for rapid assessment of earthquake disaster and emergency decision-making.     

基于有限断层模型的芦山“4·20”7.0级强烈地震强地面运动特征

基于芦山地震的震源破裂过程反演结果,利用有限断层模型,以芦山地区三维地壳速率结构模型为基础,对芦山“4·20”7.0级强烈地震引起的强地面运动进行了模拟.对这次地震中由典型盲断层引起的强地面运动数值模拟结果反映了与实际震害相近的分布特征:断层上盘的宝盛、龙门及芦山以北位于极震区,也是强地面运动的高强度集中区,特别是垂向分量的速度、加速度峰值均在该地区达到了最大值,最能反映地表震害特征的竖向地震加速度在龙门一带达到了350gal,与极震区Ⅸ度的烈度相当,而在芦山以北龙门一带,瞬时竖向位移峰值高达110cm,这些特征与实际震害分布是非常相近的.综合分析认为,这次地震强地面运动表现出了明显的逆冲断层引起的强地面运动的分布特征,同时在强地震动传播过程中,由于高陡峭地形地貌特征及四川盆地内山间盆地的影响,地形地貌和盆地效应对地震波的反射和放大作用明显加强,也是该地区地震破坏强度增大的重要因素.