中国大陆井水位观测网对甘肃岷县漳县6.6级地震同震响应特征分析

基于全国地下流体前兆台网数据库的统计,本文了整理中国大陆井水位观测网中对甘肃岷县漳县6.6级地震水位同震响应的台站特征.分析结果是：（1）岷县漳县6.6级地震烈度Ⅵ度区的1.5倍的范围内主要由静态应变引起的水位同震变化仅有一个台站,水位同震阶升幅度仅1.5 cm,静态应变触发地震的可能性不大;（2）震中距大于1 000 km的远震响应均为水位阶升,但是其同震变化幅度小于0.3 cm,为含水层被压缩引起;（3）该地震引起的水位同震变化的观测井较少,分布范围大,整体上以水位同震阶升占据主体,其分布主要在静态应力变化引起的范围之外,并且与构造带的对应关系无规律可循,此次地震静态应变范围内的应力应该已经得到释放.     

长沙井动水位对台湾集集7.6级地震的震时效应及其机理分析

1999年9月21日台湾发生7．6级地震群，震时长沙井水位记录到了水震波和水位阶图象，本文分析了水城波及水位阶产生的机理，认为，震时地城 力波作用于含水层，使含以的流体压力及有效应力发生变化，周期作用的应力波是井口水位产生震荡变化的原因，而有效应力变化岩石骨架胀缩及岩石颗粒重排，岩石骨架胀缩的不可逆塑性变莆部分和岩石颗粒重排是造成震时水位阶的原因，其中，岩石骨架压缩缃起的水位阶在震后可以部分缓慢恢复。     

芦山Ms7.0地震引起的水位同震响应特征分析

根据过去几十年国内外的科研成果,基于全国地下流体前兆台网数据库的统计,本文整理了中国大陆井水位观测网中对芦山Ms7.0级地震水位同震响应的台站信息,分析震中距与水位同震最大振幅的相关性,探讨水位同震阶变台站的分布与构造应力场的关系,认识芦山地震对区域应力场可能存在的影响。得到如下结论:①震中距是水位阶降和500 km范围内水位阶升的主要影响因素;②大陆范围内,水位震荡和水位阶升的影响因素,除震级、震中距外,还取决于井区水文地质条件、构造部位和井孔的特性;③在芦山Ms7.0级地震震中距500 km范围附近,水位同震阶升占据主体,区域压应力相对集中。但是在地震发生的10个月内,水位同震阶变集中区域未发生显著地震,此区域因为压应力相对集中而引发较强地震的可能性不大。     

日本秋田地震(1983年7.7级)引起我国应力场的震时调整变化

本文通过水平分层承压含水层模型,推导出含水层的水头和含水层应力变化之间的定量关系.利用我国在日本秋田地震时有水位阶变的52口井孔的观测资料,通过水井水位的体应变固体潮系数,估算了震时引起我国应力场的调整变化.讨论了这种应力调整时应力增加区和降低区交替出现的可能原因。     

日本M_W9.0地震引起的吉林省地下流体同震响应特征分析

分析了吉林省境内地下流体观测井网对日本M_W9.0地震的同震响应。结果表明,尽管震中距离、地下流体观测井岩性及环境各异,多数的观测井仍具有较好的同震响应。同震响应主要以水位阶变和振荡为主,而水温观测无明显变化。基于如上分析,讨论了同震响应变化的可能机理。     

日本秋田地震(1983年7.7级)引起我国应力场的震时调整变化

本文通过水平分层承压含水层模型,推导出含水层的水头和含水层应力变化之间的定量关系.利用我国在日本秋田地震时有水位阶变的52口井孔的观测资料,通过水井水位的体应变固体潮系数,估算了震时引起我国应力场的调整变化.讨论了这种应力调整时应力增加区和降低区交替出现的可能原因.      

2010智利Maule特大地震的同震效应

2010年智利Maule大地震是人类有观测记录以来第六大地震,基于高性能并行有限元方法,建立含地表地形和Moho面起伏的大规模非均匀椭球地球模型,计算了该地震同震效应,并根据库仑应力变化分析周围断层地震活动性和主震对余震的触发关系.结果表明:对于2010年Maule地震,地球曲率和层状结构对同震水平位移影响不可忽略,如果不采用球面分层模型,在低纬度远场可能会造成位移和应变量值均被低估,在高纬度远场可能会造成位移被夸大而应变被低估.如果不考虑介质横向不均匀和地形,同震应力降被显著低估,近场同震东西向应力变化误差最高95.4%,南北向应力变化误差最高90.8%.Illapel地区库仑应力变化约10 kPa,相当于15年构造积累,Maule地震加速了2015年Illapel地震发生.以最优破裂方向投影得到库仑应力变化,经统计70.9%余震落在库仑应力变化量值大于10 kPa区域.本次特大地震触发了Pichilemu附近M_w6.9和M_w7.0两次正断型余震.     

基于断层虚位错模式讨论2008年汶川MS8.0地震前视电阻率变化

2008年汶川M_S8.0地震前,距震中450km范围内有7个视电阻率台站运行,震前记录到了不同形态和幅值的变化。本文采用断层虚位错模式,在模型中将汶川地震同震滑动位移按大小相等但方向相反的方式进行加载,计算震前产生这些同震位错所需积累的应力应变分布。计算结果表明：在100m深度,震前正应力和剪切应力主要积累区域位于龙门山断裂带两侧约100km范围内,最大应力变化量为0.5MPa;体应变积累区域与应力积累区域基本一致,最大应变值为10^-5,显示这些区域在震前存在较高的挤压应力应变积累,而在这些区域外,应力应变积累程度较低。成都台和江油台位于震前主要的应力应变挤压积累集中区域,视电阻率观测数据均为震前下降-准同震阶跃-震后回升,与震前应力应变积累-震后释放的变化形式一致,这2个台站震前的异常变化与汶川地震关系密切;而甘孜台、武都台、冕宁台、小庙台和天水台位于应力应变积累较弱的区域,其视电阻率变化与汶川地震的关联性较弱。     

首次直接观测到与理论预测一致的同震静态应力偏量变化——2016年4月7日山西原平ML4.7地震的钻孔L应变观测

地震会引起同震位移和应力场变化,造成现存各断层上的库仑应力变化量的增加或减小并影响后续地震风险,对于地震预测具有重要意义.现有的大量地震实例中,理论计算的同震位移场与GPS、InSAR等实测的同震位移吻合,间接证实了基于均匀理想弹性假定下可以使用半无限空间Okada公式计算与位移微分相关的同震应力变化.然而,由于地壳并非严格的均匀理想弹性介质,理论计算和直接测量的同震应力变化进行比较仍是一个重要的研究课题.中国对四分量钻孔应变仪的数百个地震同震阶变的研究,发现记录绝大多数阶变不能满足自检条件;美国板块边界观测(PBO)中数百个同震钻孔应变记录同样发现观测幅度与理论预期值相差甚多,可达一两个数量级,这成为国际钻孔应变观测中的一个未解难题.2016年4月7日山西原平发生ML4.7地震,该地震虽然不大,但原平钻孔应力台站距离震中仅19 km,得到了优质的同震阶变记录.本文以此展开研究,结果表明台站观测到的主应力方向和应力偏量大小,均与基于震源机制解的破裂模型的理论预计值很好吻合,这是首次实际观测到与理论计算预测基本一致的同震水平应力偏量变化,为利用库仑应力概念估计后续地震活动性提供了观测基础.然而,观测到的应力变化与理论计算值相差109 Pa的围压,本文也对其可能原因进行了探索,认为在探头、固结水泥和围岩三个可能影响观测的因素中,固结水泥影响可能性最大,并对今后工作提出了建议.     

安徽区域数字化水位和水温远场大震同震响应分析

利用安徽台网记录的2010年以来全球29次Ms≧7.7级地震,从"一震多井"和"一井多震"2个方面,结合井孔地质水文条件,分析安徽台网水位水温观测对全球不同大震的远场效应。研究得出:①同震响应产生的水位阶变,主要由于压应力或拉应力作用于含水岩体时,造成含水层的孔隙压力发生变化所致;②井孔各含水层水压受地震应力变化波动水位出现震荡,由于井孔内混合水含量比震荡打破其内在平衡,故水温随水位震荡出现阶变,水温变化滞后于水位震荡变化;③远场效应的各项特性主要与该井地下结构所受应力变化强弱有关,地震能量释放波及其地下结构变化,导致井中水位、水温观测产生远场效应。这些研究结果,为安徽流体观测异常变化分析提供了一定的物理基础,也为安徽及邻近地区的地震预测预报研究提供了一定的理论依据。     

云南强震前震中区水位变化特征分析

通过对2000年以来云南地区M_S≥6.0强震震中区(大姚、 永胜、 宁洱)水位观测资料的分析, 发现震中区水位在强震发生前具有一种共同变化特征, 即强震大多发生在水位上升至最高水位后的反向下降过程中。 震中区水位的这一异常共性, 有助于今后对云南强震的地点判定。 而强震震中区这种震前高水位的形成, 借助统计分析确定为降水所致。 水位上升使地壳构造应力得以积累, 水位下降使积累的应力骤然释放, 导致强震发生, 该项研究也为地球表层水运动的致震机制提供了一种解释。     

苏皖地区2次中强地震前地下流体异常及其形成机理分析

归纳总结了安庆M_S4.8地震、高邮-宝应M_S4.9地震前出现的地下流体异常,并对其形成机理作了初步讨论。结果显示,这2次地震前地下流体异常特征比较相似。在时间进程上,都表现出中期趋势背景异常与短临异常的配套性特征。在空间分布上,中期趋势背景阶段,水位异常均表现为震中附近流体井水位呈趋势性转折上升,而震中外围流体井水位呈趋势性转折下降的特点。且转折上升的流体井在空间上的分布方位与地震的发震断层走向一致。在短临阶段,异常均表现为先向外迁移继而向震中靠拢的特点。水位在空间上的规律性分布可能受区域应力场作用以及区域构造格局所控制。     

河北省数字水位短临异常特征研究——以2016年唐山4.2级地震为例

2016年9月10日河北唐山发生M_S 4.2地震,以该震为例,研究河北省地下流体观测井水位震前异常变化特征。结果表明：①震中区域观测井水位异常变化形态一般为缓变型,震中外围观测井水位异常变化形态一般为骤变型;②距离震中越近,观测井水位异常出现越早,异常持续时间越长;③临近地震震中时,观测井水位异常有从震中向外围扩散的趋势;④观测井水位异常最大幅度与井震距关系不大。     

THE STATIC STRESS TRIGGERING INFLUENCES OF THE 2015 MW6.4 PISHAN,XINJIANG EARTHQUAKE ON THE NEIGHBORING AREAS

Based on the rupture models of the 2015 Pishan M_W6.4 earthquake and half space homogeneous elastic model, the Coulomb stress changes generated by the earthquake are calculated on the active faults near the earthquake region. The horizontal stress changes and the displacement field are estimated on the area around the epicenter. Results show that:(1)The Coulomb stress is decreased in the west of the western Kunlun frontal thrust fault(9.5×10³Pa), and increased in the east of the western Kunlun frontal thrust fault and the middle of the Kangxiwa faults. More attention should be taken to the seismic rick of the east of the western Kunlun frontal thrust fault; (2)Based on the analysis on the location of the aftershocks, it is found that most of the aftershocks are triggered by the earthquake. In the region of increased Coulomb attraction, the aftershock distribution is more intensive, and in the area of the Coulomb stress reduction, the distribution of aftershocks is relatively sparse; (3)The horizontal area stress increases in the north and south of the earthquake(most part of the Qaidam Basin and the northwest of the Qinghai-Tibet plateau), and decreases in the east and west of the earthquake(northern part of the Qinghai-Tibet plateau and eastern part of the Pamir Mountains). In the epicenter area, the principal compressive stress presents nearly NS direction and the principal extensional stress presents nearly EW direction. The principal compressive stress shows an outward radiation pattern centered on the epicenter with the principal extensional stress along the direction of concentric circles. The principal compressive stress presents NW direction to the west of the epicenter, and NE to the east of the epicenter. With the increase of radius, the stress level gradually decays with 10⁷Pa in the epicenter and hundreds Pa in the Maidan Fault which is in the north of the Qaidam Basin.     

Co-Seismic Groundwater Level Changes Induced by the May 12, 2008 Wenchuan Earthquake in the Near Field

The large scales of co-seismic water level changes in mainland China were observed in response to the tragic 2008 Ms 8.0 Wenchuan earthquake. To better understand the mechanism of these hydrogeological phenomena, groundwater-level data at 17 confined wells, with an epicentral distance of <500 km, were collected. We compare the static strain predicted by dislocation theory with the volumetric strain calculated by the tide effect of the groundwater based on poroelastic theory. The results show that the sign of the co-seismic groundwater level change is consistent with the sign predicted by dislocation theory. Additionally, the magnitude of the strain calculated by the two methods is also concordant in half of the wells. In the rest of the wells, the strains inversed from the groundwater level are one or two orders of magnitude larger than the fault dislocation model. These wells mostly have an epicenter distance larger than 300 km; therefore, the dynamic stress induced by the seismic wave may be responsible for the co-seismic water level changes in these wells. According to these results, we roughly estimate that the effect range of the static stress is approximately 300 km for the Wenchuan earthquake, and the dynamic stresses dominate beyond this epicenter distance. In addition, geological and hydrogeological conditions and other mechanisms may be responsible for these changes.     

利用概率密度分布提取地下流体数字化观测资料中的高频异常信息以2014年鲁甸6.5级地震为例

中国地震地下流体观测经过数字化改造以后, 观测资料的采样频率显著提高。 流体观测资料中的高频数据含有丰富构造信息, 为我们捕捉地震孕育及发生过程中的前兆异常信息提供了有利条件。 但是, 高频信息的出现激发了对数据分析方法改变的需求, 如何研发与数字化高频观测资料相匹配的数据处理和异常识别方法, 从高频观测数据中挖掘潜在的前兆异常信息, 成为目前地震地下研究者首要需解决的关键问题。 应用概率密度分布法对2014年鲁甸6.5级地震前南北地震带174组水位、 水温分钟值高频观测数据进行分析, 结果显示: 鲁甸6.5级地震前共有10个水位测点和7个水温测点出现高频信息异常, 异常多集中在滇西南构造带的滇中次级块体两侧, 且随着时间推移, 有向震中区逼近的变化特征。 通过对震源区及附近地区地壳结构、 构造应力作用及更大范围的区域动力演化特征进行分析, 发现异常信息的空间分布特征与川滇地区地壳运动场具有很好的一致性, 说明概率密度分布可有效反映出区域构造应力作用, 同时也验证了利用概率密度分布在流体观测数据的高频信息异常提取方面具有一定可靠性。     

中国大陆井水温对汶川8.0级、玉树7.1级、芦山7.0级和岷县6.6级地震响应特征的对比研究

收集和统计了2008年汶川MS8.0地震、2010年玉树MS7.1地震和2013年芦山MS7.0、岷县MS6.6地震引起的中国大陆井水温同震响应现象,分析了其特征。结果显示:这4次地震对中国大陆地下流体影响显著,井水温同震响应特征有很大差异,后三次水温同震响应范围、幅度和持续时间远不及汶川地震,即使震级相差不大的玉树和芦山地震,同震响应的特征也不尽相同。最后探讨了这种现象的成因机理。     

Analysis of Gravity Changes before and after the Akto MS6.7 Earthquake in 2016

This paper analyzes the characteristics of time sequence changes of gravity points near the epicenter, different changes of measuring lines and gravity changes of measuring areas in point-line-area manner respectively with the 5-period mobile gravity data through densified observation by the South Xinjiang Observation Network after the 2015-2016 Akto earthquake in Xinjiang. The gravity observation results before the earthquake indicate that the Wuqia-Bulungkol area near the epicenter presented the trend of gravity value increasing since 2015, but the gravity value decreased half a year before the earthquake, and witnessed a high gradient zone of gravity changes during some periods before the earthquake. The gravity observation results after the earthquake show that there is a trend of opposite changes in gravity difference on the northern and southern sides of Bulunkou, and good correspondence exists between the characteristics of gravity field changes near the epicenter before and after the earthquake and the geologic structure distribution in the area.     

2022年青海门源6.9级地震前岩石圈磁场异常变化分析

基于青海及甘肃部分地区2020—2021年2期流动地磁测点的观测资料,获得该地区的岩石圈磁场异常变化,通过研究岩石圈磁场各个分量的变化特征,系统分析2022年1月8日青海门源6.9级地震前岩石圈磁场的异常变化特征。结果表明：(1)门源地震前,震中区域岩石圈磁场各个分量具有较为明显的异常显示。具体表现为：震中区域附近岩石圈磁场变化的水平矢量具有方向转向及幅值弱化的异常变化现象;垂直矢量方向出现明显的南向、北向对冲的异常现象;磁偏角在震中附近具有“0”变线和高梯级带分布;总强度和垂直分量在震中附近具有“0”变线分布,并发生弯曲。(2)依据压磁效应分析,冷龙岭断裂北部岩石圈磁场增大,应力变化主要以释放为主,应力变化应处于较低水平;冷龙岭断裂南部岩石圈磁场强度减小,应力变化主要以积累为主,应力变化应处于较高水平。门源地震前,冷龙岭断裂构造应力调整引起的压磁效应可能是造成震中区域岩石圈磁场异常变化的主要原因。     

永春井水位对远大地震的记震能力及同震效应特征分析

以永春井水位记录到的远大地震的同震效应为研究对象,分析该井水位的记震能力,发现2007年9月前后该水位记震能力有所提高,可能原因是2007年后福建省地震强度和频度明显增强.在地震孕育过程中由于区域应力场的变化使得含水层受力状态发生变化,从而引起井孔记震能力发生变化.研究还得出该水位同震效应特征:水位同震效应最大震幅总体...