青藏高原东南缘三维S波速度和径向各向异性及泸定MS6.8和芦山MS7.0地震孕震环境探讨

利用青藏高原东南缘布设的684个流动地震台和150个固定地震台的连续背景噪声波形数据, 提取了周期5~50 s的Rayleigh波和Love波相速度频散, 并反演获得了该区域下方0~70 km三维S波速度和径向各向异性结构. 结果表明: (1) 受川滇地块南部高速体的阻挡, 东南缘中下地壳内存在两条空间分布独立的低速带.西侧(L1)从川滇地块北部向南延伸至滇西南地块, 其中下地壳平均V_S小于3.4 km·s^-1并表现为正径向各向异性结构, 反映了高原中下地壳可能存在部分熔融和韧性变形; 东侧低速带(L2)沿着小江断层南北分布, 受到红河断层的阻挡, 弱物质不太可能进入滇西南地块, 该区域下地壳和上地幔顶部均显示较强的正各向异性, 推测其更可能是沿小江断层相互驱动的块体在横向挤压过程中引起的地壳部分熔融而导致. (2) 芦山M_S7.0地震位于龙门山逆冲断层南段, 泸定M_S6.8地震位于鲜水河走滑断层东南段, 两者都发生在地壳浅层高低速异常过渡带上, 但其深部孕震环境有所不同. 芦山震区西北部中下地壳低速体为负各向异性, 推测韧性物质沿着龙门山下方陡倾断层向上运移, 上地壳积累应力并通过薄弱区域释放导致了芦山地震的发生; 泸定震区为正各向异性的中下地壳韧性变形促进了川滇地块SE向的水平运动, 受刚性的四川盆地阻挡, 加剧了上地壳发震断层的滑动变形和应力积累, 脆性上地壳突然破裂导致了泸定地震的发生.

     

利用GNSS基线分析芦山Ms7.0级地震前后应变演变特征

利用中国地壳运动观测网络6个GNSS基准站2011~2014年的观测数据,解算了芦山Ms7.0级地震近场区域的GNSS基线长度变化时间序列。从投影后的平面基线出发,给出了由基线长度变化求解面应变的方法。利用基线线应变、基线所得的最大剪应变、最大面应变和第一、第二剪应变等5个物理量分析了地震前后地壳运动的动态演变过程。线应变序列结果显示,整体地壳形变表现为NW-SE向挤压,S-N向拉张状态,震前线应变异常并不明显,震后经过调整又恢复为原线性变化趋势,总的线应变仍在持续积累。面应变序列结果显示,震前出现了不同程度的非正常偏离,尤其出现了明显的闭锁状态和反向加速过程,整个变化曲线类似抛物线的弧形,与岩石力学形变理论相吻合。由第一剪应变的显著异常变化,推断发震断层南缘在这次地震活动中产生了强大的左旋剪切构造力。     

2010—2016年南北地震带岩石圈磁场变化分析

利用小波分解对2010—2016年南北地震带(21°N—37°N,97°E—109°E)区域6期岩石圈磁场年变化数据进行处理,并对2011年6月以来该区域发生的M_S≥5.0强震震中区的岩石圈磁场变化空间分布及时间演化特征进行了系统分析。结果显示:震级与岩石圈磁场ΔX,ΔY,ΔZ分量变化的相关系数分别为0.26,-0.26,0.15,即二者无显著相关性;震中处岩石圈磁场分量变化的最大幅值分别为18.46,14.98,-15.54 nT。对岩石圈磁场变化进行小波分解的结果表明:MS7.0地震前两年出现显著基底异常,其尺度可能达到上千千米;M_S6.0地震前一年也出现显著基底异常,但异常尺度较小;M_S5.0地震前尚未观测到明确的基底或中层异常。     

芦山7.0级地震与巴颜喀拉块体中东段的活动性

巴颜喀拉块体及周缘是近年来中国大陆大震主要发震区域之一,2013年4月20日四川省芦山7.0级强烈地震就发生在巴颜喀拉块体东缘的龙门山断裂带的西南段上。以巴颜喀拉块体中东段为研究区,通过对该区域地震前后的多期区域水准观测数据和GNSS连续站观测数据进行计算处理,得出研究区垂直形变速率图像和水平形变速率图像;结合区域地质构造,建立地震诱发模型,解释芦山地震主震发震和余震活动源于龙门山断裂带中大型块体的突然断裂和小型块体集合的流动机制;通过对垂直形变速率图像和水平形变速率图像的分析,认为芦山地震是龙门山断裂带逆冲活动的结果,东昆仑断裂带中东段未来大震发生的可能性增大;提出未来5年基于区域水准测量和GNSS测量为技术手段的监测建议。     

我国流动重力监测预报发展之再思考

主要分析2008年以来我国流动重力监测网络的发展、重力场时变在强震危险性判定中的作用以及重力监测仍需解决的问题。通过分析目前我国流动重力监测能力与预测研究的现状,探讨重力异常变化与地震预测三要素的特征指标,流动重力观测资料能较好地反映出地震孕育发生过程中的重力异常变化,尤其是6级以上的强震,并提出了我国流动重力监测预报发展战略之再思考。     

2013年芦山MS7.0地震前后姑咱台四分量钻孔应变时频特征分析

2013年4月20日芦山M_S7.0地震前, 四川省姑咱台四分量钻孔应变仪再度记录到类似于2008年汶川M_S8.0地震前的高频应变畸变信号. 为了对该畸变信号各频率成分的时频演化特征进行细致分析, 讨论应变异常的可信度及其与芦山地震的相关性, 本文利用S变换方法对应变数据进行了处理. 结果表明, 研究时段内时频域中共出现两簇高能量异常, 一簇开始于2012年10月并持续了约4个月, 另一簇则开始于芦山M_S7.0地震前数天. 同时段远震的影响及施工干扰并不能构成该异常的主体, 因此该异常可信度较高. 异常中包含了周期由数分钟至数小时的信号成分, 其中较短周期的信号成分震前出现较晚, 震后衰减较快. 震后异常信号的整体能量开始逐步衰减, 异常信号成分减少, 至2013年8月末应变观测记录已基本恢复至正常状态, 整个应变异常显示的时频演化过程与芦山M_S7.0地震具有较高相关性.      

龙门山断裂带最新地震活动特征及其意义

综合最新布设的龙门山断裂带地震空段台阵（LmsSGA）与四川省地震局固定地震台网数据,对龙门山断裂带新近一年（2016年11月21日到2017年10月28日）的23479个地震事件开展双差定位工作,共获取包括汶川地震余震和芦山地震余震在内的6111个重定位地震事件.在此基础上,分别与汶川地震和芦山地震的早期余震空间分布特征进行比较.研究发现在汶川地震发生近十年后,其余震活动依旧活跃.汶川地震现今余震活动主要分布在10~25 km的深度区间,震源深度呈现西南段较东北段偏深的特征.此外,汶川近年余震分布相比早期余震偏深,破裂带西南段的余震活动有向深部迁移的趋势.对于芦山地震,其近期余震活动较弱,余震主要分布在10~15 km的深度区间,比早期余震的分布区间偏浅.龙门山断裂带最新余震活动分布特征表明,余震活动随着时间的推移有迁移的现象.考虑到距离主震事件已分别有5~10年的流逝时间,余震迁移现象可能由以流体扩散方式为主的准静态应力机制触发.

     

2022年6月1日四川芦山MS6.1强震构造精细特征

2022年6月1日, 四川芦山发生M_S6.1(M_W5.9)强震, 龙门山断裂带南段的地震危险性再次引起广泛的关注和讨论.本次研究根据震源机制、余震重定位和深地震反射剖面, 详细分析了发震断层, 并刻画了芦山震区同震断层的三维结构和模型.此次地震为典型的逆冲型地震, 震源机制两组节面参数(走向/倾角/滑动角)分别为节面Ⅰ: 221.5°/44.4°/103.3°; 节面Ⅱ: 23.2°/47.1°/77.3°, 矩心深度为15.5 km.结合余震展布特征, 认为发震断层为一条倾向SE的反冲断层, 初始破裂深度约19 km, 倾角约50°.研究重新解译了芦山震区上地壳的地质构造, 认为龙门山断裂带南段存在两套重要的滑脱层, 具有分层滑脱变形(解耦)的特征: 浅部滑脱层之上为叠瓦构造, 深浅滑脱层之间为双重构造.2013年M_S7.0地震与2022年M_S6.1地震的发震断层, 均为发育在基底约20 km深度的滑脱层上的盲冲断层, 为早期先存构造并重新活化的产物.芦山M_S6.1地震的余震丛集相对独立, 与之前2013年芦山M_S7.0地震的发震断层并非相同的断层, 因此认为是一次相对独立的破裂事件.2008年汶川M_S8.0地震与2013年芦山M_S7.0地震之间的地震空区, 先存断裂众多, 就空区的断层规模而言可以产生7级左右强震.而深部基底盲断层和浅部盖层隐伏断层的广泛存在, 增加了该地区地震灾害风险评估的难度和不确定性.

     

四川地区场地放大系数特征分析及在强地震动模拟中的应用——以2022年芦山MS6.1地震为例

基于四川地区62个强震动台站的场地资料, 依据中国抗震规范及美国下一代衰减的Geomatrix(GMX)场地分类方法将台站场地进行了划分, 并以台站的场地放大系数和高频衰减参数(κ₀)为基础数据, 研究了不同场地类型的场地放大系数平均特征.结果显示, 在中国Ⅱ类场地中, 受狭窄山间谷底地形效应影响, 满足GMX的C类场地在大于10 Hz的高频段有明显放大; 受深厚软弱沉积层影响, 满足GMX的D类场地在小于5 Hz的低频段放大效应显著.考虑震源滑动模型、山区和盆地品质因子差异、局部场地效应, 采用区域内余震平均应力降, 通过随机有限断层法模拟了2022年芦山M_S6.1地震中9个断层距(R_rup)＜100 km的强震动台站的加速度时程、傅里叶振幅谱(FAS)和反应谱(PSA).结果显示, 模拟结果与观测加速度时程的S波部分符合良好.在8 s以下周期范围内模拟与观测FAS和PSA形状和幅值基本一致.较好地模拟结果支持此次地震为2013年芦山M_S7.0芦山地震的一次余震.另外, 模拟结果体现了此次地震在R_rup＜35 km范围内有明显的方向性效应, 与观测数据相符.最后, 考虑各类场地的场地放大系数和κ₀的平均特性, 比较了此次地震中R_rup＜150 km的167个盆地和130个山区烈度台观测和模拟峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV), 以及周期为0.5 s、1.0 s、5.0 s和8.0 s的PSA幅值随断层距的衰减特性.结果显示, 山区和盆地的地震动参数随距离的衰减特性较为相似, 山区和盆地的PGA、PGV强度相当.但是, 在周期大于1.0 s的长周期段, 盆地的反应谱幅值整体上大于山区.

     

基于恢复地震数据获取震级、震源机制及破裂过程的评价——以2013年四川芦山MW6.6地震为例

区域地震波形对于震源研究非常重要,但限幅问题限制了区域地震台网数据的运用,并影响到震源参数测定的准确度.本文利用恢复后的芦山地震区域地震波形,研究了芦山地震的震级、点源机制解以及破裂过程.基于震中距99~300 km恢复前与恢复后地震数据获取的面波震级分别为7.01与7.06级.分别利用7个震中距150~250 km宽频带台站的恢复前和恢复后的数据反演点源机制解,与参考机制解相比,滑动角偏差自13°减小到了4°.基于7个震中距81~134 km的区域地震波形联合远场数据获得的震源破裂过程结果,其主要参数（如滑动分布、破裂速度等）与强地面运动波形联合远场数据得到的结果具有很好的一致性.研究结果表明,本文所采用的数据恢复方法具有较高的可靠性,有效提高了震源参数测定的准确度.