2022年青海门源MS6.9地震前地壳形变特征初探

基于2013～2021年4个GPS周期运动场数据,计算获得各周期应变场结果,探讨2022年青海门源M_S6.9地震前4个周期的应变场时空演化特征。结果表明：1)主应变能够更好地反映单点主压-主拉的应变特征;2)应关注最大剪应变率场高值集中区,2016年、2022年门源地震前第一、四周期高值区空间位置的分布对地震风险区的研判具有一定指示作用;3)正-负转换高密度梯度带与等值线四象限中心是面膨胀率场需要关注的重点区域,可作为中强地震的形变前兆信息。     

2022年门源6.9级地震的GPS形变特征

利用1999～2021年的GPS观测资料研究2022年门源6.9级地震震中附近区域的地壳形变特征。速度场在祁连山-海原地震带两侧呈现出明显的“南大北小”特性。发震断层速度剖面结果显示,断层两侧挤压速率为3.1 mm/a,走滑速率为3.9 mm/a,这与走滑为主的震源机制解一致。门源地震位于主应变率场和面膨胀率场高值区向低值区过渡的梯度带上,发生在最大剪应变率场和应变率第二张量不变量高值区边缘地区。同震库仑应力触发了大部分的余震,对冷龙岭断裂到海原断裂的地区有一定的应力加载作用。综合地壳形变特征和库仑应力等分析结果认为,冷龙岭断裂到海原断裂地区的地震危险性有所提高。     

2016-01-21青海门源MS6.4地震震前应力降变化特征研究

利用甘肃省数字地震台网记录的波形数据,采用Atkinson多台多震计算非弹性衰减系数方法和Moya遗传算法,计算2016年门源MS6.4地震震前3 a震源区及周围地区157个ML2.0以上地震的应力降参数,应力降值分布在0.02~10.86 MPa,平均值为1.67 MPa。结果显示,应力降高值区主要集中在皇城-双塔断裂与冷龙岭断裂之间,与研究区内中强地震活动范围具有很强的一致性;2013年肃南-门源交界MS5.1地震前数月开始出现显著的应力降高值,震后逐渐下降,直到2016年门源MS6.4地震发生前,应力降总体处于较低水平,但在MS6.4地震前半年左右,应力降月均值出现两次高值异常,与门源地震具有一定的对应关系。     

台湾集集921地震地壳形变的简介与讨论

台湾集集 92 1地震是 2 0世纪末发生在我国的一次影响很大的地震。地震发生一年后 ,笔者有幸考察了地震现场。本文展示部分地震遗迹照片和收集到的 GPS观测资料 ,分析讨论了这次地震的震前震后地壳形变特征。     

张北地震前地壳形变异常及力学分析

1998年 1月河北省张北 6 .2级地震前 ,在震中区西部存在一个幅度为 2 0mm的隆起异常区 ,震后异常恢复。根据张北地区 1984～ 1991年的水准测量资料 ,反演地震孕育期间的力学参数 ,结果显示震源区受力增加了32× 10 14 N ;力系中心位置为 4 0 .99°N ,113.99°E ,力系的方位角α =2 8.6 5°,力系的倾角 β =- 17.19° ,与后来实际发生地震的震中及震源机制十分接近 ,与华北地区区域应力场也基本一致。理论形变图与实测图大体相似。     

2016年门源Ms6.4地震前祁连山周边断层活动分析

基于青藏高原东北缘地区最新的跨断层资料,利用时序曲线分析、断层速率合成分析和垂直形变累积率分析等多种方法进行计算,从不同角度和范围提取2016年门源Ms6.4地震震前异常特征,揭示断层活动。结果显示：1）震中距150 km以内多个场地出现了典型的以加速张性变化为主的短期异常,150~300 km内的异常以趋势变化为主;2）祁连山-海原断裂带上异常场地的空间分布表现出由祁连山断裂带中部集中向东迁移至中东部集中的特征,海原断裂上异常有所增多,此类现象与2003年民乐6.1级地震前的现象极其相似;3）祁连山断裂自2014年以来合成速率偏离正常动态值较远,容易积累应变。垂直形变趋势累积率的计算结果显示,地震震中位于形变积累的高值区。     

青海门源M6.4地震前重力场变化特征及其动力机制分析

利用河西地区2011~2015年相对重力资料,研究2016-01-21青海门源M6.4地震前区域重力场时空演变特征及其动力机制。结果表明,河西重力场持续多年正、负交替变化,地震前震中区域负异常持续增强并形成重力变化高梯度带,重力正负差异变化最大达到110 μGal。地震发生在重力变化零等值线附近,该等值线分布与祁连山北缘断裂、冷龙岭断裂走向基本一致。     

两次门源MS6.4地震前垂直形变的对比分析

利用甘肃民乐至青海门源的多期跨断裂水准资料,对比分析了1986年、2016年两次门源6.4级地震前的垂直形变。结果表明：1)两次地震前的孕震背景不同。1986年门源地震前祁连山相对民乐盆地大幅上升,区域压应力呈增强状态;2016年门源地震前祁连山相对民乐盆地上升不明显,区域压应力相对松弛。2) 两次地震前垂直形变表现形式不同。1986年门源地震前冷龙岭断裂附近出现加速上升,2016年门源地震前冷龙岭断裂附近出现上升和下降相间的不稳定变化。3)两次门源地震前在发震断裂附近都观测到地表隆起区,与地震孕育的膨胀模式相吻合。     

地壳形变与地震预测研究中的测量精度

对地壳形变与地震预测研究中普遍存在对测量成果精度要求过于苛刻的问题进行了分析,结果认为这可能导致以前很多有价值的信息未能得到充分的利用。追求高质量的观测数据是对的,但针对实际问题的性质和需求,首先应强调如何充分发挥历史资料的作用,因为历史资料可能精度不高,但更可能是无法取代的。因此要最大限度地挖掘原有数据中的有用信息,切不可因误差较大而放弃可能获取有用信息的机会。并以中国大陆1999—2009两期GPS垂直形变速率场及其分析和应用为例,用实例进一步阐释这一观点。     

2021年漾濞6.4级地震前地壳形变分析

利用2019-05-20~2021-05-20云南及周边54个GNSS基准站观测数据,基于最小二乘配置法求取云南地区速度场、应变场,并结合2021-05-21漾濞6.4级地震近场、远场区域的GNSS基线长度时间序列,分析地震前地壳形变特征。结果表明,震前云南西边界SSW方向运动增强,沿怒江断裂带呈发散性运动状态,震中附近的近场速度值变化不大,区域速度场异常变化不明显;震前研究区整体面膨胀率值下降至原来的0.37倍左右,同时最大剪应变率、主应变率也急剧下降,说明震前区域地壳应变积累明显减弱,而震中位于张、压交替的零值线上。GNSS基线长度时间序列结果显示,震前地震近场区域的GNSS基线异常变化不明显,而远场区域的GNSS基线出现偏离长期背景的趋势异常变化,基线KMIN-YNYM在趋势压缩背景下反向加速拉张,背离趋势运动8.4 mm,基线YNLP-KMIN在趋势压缩背景下加速压缩,背离趋势运动6.4 mm,基线YNLP-YNDZ在趋势变形较平稳的背景下加速压缩,背离趋势运动8.1 mm,基线YNSM-YNLP在趋势拉张背景下加速拉张,背离趋势运动7.8 mm,可判断震前区域应力平衡状态被打破,诱发了地震。     

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。     

门源6.4级地震前跨断层水准前兆性指标异常与震后变化

利用2016-01-21门源6.4级地震前祁连山断裂带跨断层短水准观测资料以及震后数天的加密复测结果,综合观测曲线、异常时空演化特征及特征强度指标,分析门源震前断层形变异常及震后变化。结果显示,2015年该断裂带中东段集中、增多且以突跳为主的断层形变短期群体性异常与这次门源强震有一定关联,具有中短期-短期前兆意义;震后复测结果以转折特性为主,同震变形不是很大。     

深度学习预测GPS时间序列在探索门源MS6.4地震前兆中的应用

以2016-01-21门源M_S6.4地震为例,提出用深度学习预测的GPS时间序列研究地震前兆。用震中附近门源台（QHME）、民乐台（GSML）及古浪台（GSGL）无震时的GPS时间序列训练LSTM神经网络,得到高精度的GPS时间序列预测模型,再分别对该地区无震时和地震前一段时间的GPS时间序列进行回溯性预测。对比预测时间序列与真实时间序列发现,震前2条时间序列大部分的相似性指标比无震时低,说明震前预测时间序列与真实时间序列差异明显,同时考虑震前时间序列的趋势异常,认为出现了异常时段;3个台站分别在E、N、U方向出现多个异常日期,且不同台站具有相同的异常日期,说明探索到了地震前兆。     

文安MS5.1地震前区域形变异常研究

对2006-07-04文安MS5.1地震前2001~2004年区域GPS站速度场和应变率场使用刚性-线弹性运动模型拟合处理的结果进行研究,获得文安MS5.1地震的1~3 a期的前兆异常。结果表明,地震发生在异常区高异常体发育的边缘梯度带的转折处。     

青海门源MS6.4地震震源机制解与震源深度研究

选取甘肃、青海和宁夏区域测震台网19个宽频带数字台站的地震波形,采用CAP震源机制解方法,研究2016-01-21青海省门源县MS6.4地震,得到其震源机制解和最佳震源深度。反演结果显示,最佳双力偶解为,节面Ⅰ：走向143°,倾角40°,滑动角71°,节面Ⅱ：走向347.2°,倾角52.6°,滑动角105.3°,地震矩震级为MW5.9,最优深度解为7.7 km,与其他结果（CENC、IGP-CEA、Harvard）基本一致。利用滑动时窗相关法提取Pn、sPn震相,再利用其到时差测定震源深度为8.5 km,与CAP结果基本一致,验证了该方法的可行性。