2020年新疆伽师MS 5.4、MS6.4两次中强地震发震构造探讨(英文)

2020年1月,新疆伽师连续发生M_S5.4、M_S6.4两次中强地震,震中分别位于天山南麓和塔里木盆地交界的推覆构造前缘。基于地震精定位和震源机制解揭示褶皱和逆冲带的深部几何结构对于理解这两次中强震发生机理具有重要的作用。本文利用18个区域固定地震台站资料,对2009年1月1日至2021年7月31日期间的地震展开重定位研究,并对伽师M_S5.4前震、M_S6.4主震以及7次4级以上余震开展震源机制求解,进一步反演得到震源区构造应力场。地震定位结果显示,整个地震序列呈NNW和EW2个优势方向分布,前震序列和余震序列在时空分布上存在明显差异,前震序列主要沿着NNW向展布,而余震主要在近EW向的奥兹格尔他乌断裂上展布,并表现出双层分布特征;震源机制反演结果表明,2020年1月18日伽师M_S5.4前震为一次走滑型地震事件,而伽师M_SS6.4主震和7次余震均为逆冲型事件;另外,应力场反演显示主震震源区为近NS向挤压特征,与该区域地表应力状态基本一致。结合上述结果以及周边地...     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震序列重定位和震源机制解研究

2022年1月8日青海省海北州门源县发生M_S6.9地震,震后产生了长约22 km的地表破裂带,青海、甘肃和宁夏等多地震感强烈。本文基于区域地震台网资料,通过多阶段定位方法对门源M_S6.9地震早期序列（2022年1月8日至12日）进行了重定位,并利用gCAP方法反演了主震和M_S≥3.4余震的震源机制和震源矩心深度,计算了现今应力场体系在门源M_S6.9地震震源机制两个节面产生的相对剪应力和正应力。结果表明:门源M_S6.9地震的初始破裂深度为7.8 km,震源矩心深度为4 km,地震序列的优势初始破裂深度主要介于7—8 km之间,而M_S≥3.4余震的震源矩心深度为3—7 km;该地震序列的震源深度剖面显示震后24个小时内的地震序列长度约为25 km,与地表破裂带的长度大体一致,整体地震序列长度约为30 km,其中1月8日M_S6.9主震和M_S5.1余震位于余震区西段,1月12日M_S5.2余震位于余震区东段。2022年1月8日门源M_S6.9主震的震源机制解节面Ⅰ为走向290°、倾角81°、滑动角16°,节面Ⅱ为走向197°、倾角74°、滑动角171°,根据余震展布的总体趋势估计断层面走向为290°,表明此次地震为近乎直立断层面上的一次左旋走滑型事件;M_S≥3.4余震的震源机制解显示这些地震主要为走滑型地震,P轴走向从余震区西段到东段之间大体呈现NE向到EW向的变化。现今应力场体系在门源M_S6.9主震震源机制解节面Ⅰ上产生的相对剪应力为0.638,而在节面Ⅱ上的相对剪应力为0.522,表明这两个节面均非构造应力场的最大释放节面,这与2016年门源M_S6.4地震逆冲型震源机制为构造应力场的最优释放节面有着明显差异。结合地质构造、震源机制和余震展布,2022年1月8日门源M_S6.9主震的发震构造可能为冷龙岭断裂西段,其地震断层错动方式为左旋走滑。根据重定位结果、震级-破裂关系以及剪应力结果,本文认为门源地区存在一定的应力积累且应力未得到充分释放,该地区仍存在发生强震的危险。      

2014年川滇交界东段鲁甸M_S 6.5地震序列重新定位及发震构造分析

为了研究鲁甸M_S 6.5地震的余震空间分布特征和探讨震区深部发震构造,本文利用四川、云南省固定地震台网观测资料和震后流动监测资料,采用双差定位方法对2014年8月3日至11日期间发生的鲁甸M_S 6.5主震及506个M_l≥1.5余震序列进行重新定位,获得了359个事件的重定位结果.研究结果显示:鲁甸主震的震源深度为13.8 km,与震源破裂过程显示的初始破裂深度较为接近,余震序列分布纵剖面还显示出余震主要分布在主震上方,且余震序列呈现出近EW向和NW向的不对称共轭状分布,优势分布方向为NW向的地震序列延展范围约20 km左右,并与昭通—鲁甸断裂相交,近EW向地震序列的延展长度约16 km左右.其中,在垂直NW向密集条带的震源深度剖面上,余震序列呈近于直立的条带状聚集,且余震序列震源深度分布的优势区间为3~15 km,较浅的震源深度说明了地震事件大多发生在脆性上地壳内部.地震重定位结果还表明了发震断层呈现高倾角分布的特征,结合震源机制解和地面地震地质调查及科考成果,综合表明和论证了此次鲁甸MS6.5地震的发震断层与NW向的包谷垴—小河断裂密切相关.     

2021年西藏比如MS6.1地震序列发震构造分析

利用双差定位方法对西藏比如M_S6.1地震序列141次M_L≥2.0地震进行重新定位,采用CAP波形反演方法获得主震的震源机制解,并运用最小空间旋转角方法比较不同机构发布的震源机制解的差异。重新定位后主震震中位置为(31.924°N,92.824°E),靠近余震区中心,震源深度为12.8 km;余震分布沿NE向展布,长约18 km。沿NE向深度剖面结果显示,在主震右上方存在5 km×10 km的近椭圆形地震破裂空区。主震的震源机制解为正断兼走滑型,最佳矩心深度为9.3 km,矩震级为5.98。结合重新定位后余震分布、主震与历史地震震源机制解及地质构造背景等分析,认为具有左旋运动性质的安多南缘断裂可能是该次地震序列的主要发震构造。     

2022年芦山MS6.1地震序列的精确定位及发震构造

2022年6月1日在四川芦山发生了M_S6.1地震。为厘清这次地震的发震构造与2013年4月20日芦山M_S7.0地震是否相同,文中基于2013年4月20日—2022年7月1日四川地震台网记录到的芦山地区的震相数据,采用多阶段地震定位方法进行了精确定位,最终获得了6 992次M_L≥1.0地震事件的精确定位结果,定位误差为：水平向0.5km,垂直向0.7km,走时残差0.18s。主震的精确位置为(30.382°N, 102.943°E),震源深度为15.6km。定位结果显示,2022年芦山M_S6.1地震序列整体位于2013年芦山M_S7.0地震序列北东端的西南侧,余震密集区NE-SW向长约10km, NW-SE向长约8km。整个芦山地震序列震中分布区域的长轴呈NE向,沿其走向的震源深度剖面显示,2022年6月1日芦山M_S6.1主震和M_S4.5最大余震的震源深度约为15km,与2013年芦山M_S7.0主震的震源深度相当。M...     

2012年6月24日宁蒗-盐源 MS5.7地震的精确定位

采用双差定位方法对2012年6月24日宁蒗-盐源M_S5.7地震主震及其余震序列进行了重新定位. 首先采用时间域互相关技术对波形数据进行处理, 获得高精度的事件对走时差; 然后分别使用目录数据、 波形互相关数据和目录数据+波形互相关数据等3种不同的数据组合, 对宁蒗-盐源M_S5.7地震主震及其余震序列进行重新定位. 3种数据组合的主震定位结果、 参与重定位的地震事件数、 最终被定位的地震事件数及重定位结果标准差等对比结果表明, 同时使用目录数据和波形互相关数据所获得的重定位结果最佳. 重定位结果显示, 宁蒗-盐源M_S5.7地震主震的震中位置为(27.790°N、 100.707°E), 震源深度为10.4 km, 发震时刻为北京时间2012年6月24日15时59分32.74秒. 本文结果表明, 震源区附近NW走向的永宁断裂为宁蒗-盐源M_S5.7地震的发震构造.      

2017年四川九寨沟MS7.0强震的余震重定位及主震震源机制反演

本文采用双差定位法对2017年8月8日至10月31日期间四川九寨沟M_S7.0主震及5200个余震序列进行相对定位,得到4036个重定位地震事件.采用中国区域地震台网观测到的宽频带垂直分向波形数据和W震相反演方法,得到了主震震源机制解.重定位结果显示,余震序列分别沿NNW和SSE两个方向扩展,展布长度约58 km,且这些余震主要集中在22 km深度之上.余震分布的另一个重要特点是具有分区特性,即在主震NNW方向约5 km处存在明显的西北和东南两区余震活动分界线;西北区的余震由深至浅具有较好连续性,而东南区却在约10 km深度处存在不连续性.余震分布的这种分区特征,说明九寨沟地震震源区的地壳结构存在强烈的不均匀性.余震分布与主震破裂特征的一致性,证实了我们定位结果的可靠性.主震的震源机制解展示出节面Ⅰ的走向/倾角/滑动角分别为246°/83.7°/-177°,而节面Ⅱ的走向/倾角/滑动角为155.7°/87.1°/-6.3°,最佳质心深度为15.5 km,矩震级M_W为6.5.根据余震分布较为垂直和主震震源机制解两节面的倾角均在80°以上,并结合野外地质调查结果,推测此次九寨沟地震为与节面Ⅱ参数相近的一次高角度的左旋走滑型事件.     

2018年新疆伽师MS5.5地震的发震构造初探

运用CAP方法反演2018年9月4日新疆伽师M_S5.5地震及M_S≥3.0余震的震源机制解,计算得出伽师M_S5.5地震的震源机制解为:节面Ⅰ:走向48°,倾角83°,滑动角3°;节面Ⅱ:走向318°,倾角87°,滑动角173°;主压应力P轴方位角为3°,倾角为3°,主张应力T轴方位角273°,倾角为7°;矩震级为MW5.3。使用双差定位法对主震及余震共计129个M_S≥1.5地震进行重新定位,并对震源机制解和重定位结果进行综合分析,发现此次重定位地震结果与CAP方法反演结果的展布方向一致,地震集中分布在NEE向,因此认为节面I是此次地震的主破裂面;重定位后NS、EW和UD方向的平均相对误差分别为0.25、0.23及0.09 km,平均走时残差为0.026 s,震源深度集中分布在5~15 km。此次地震及其余震附近地表无明显的断层出露,所以初步判定2018年新疆伽师M_S5.5地震可能受控于柯坪断裂带附近的隐伏断裂。     

2017年8月9日精河MS6.6地震余震序列精定位及发震构造分析

为确定2017年8月9日精河M_S6.6地震的发震构造,本文使用双差定位方法对发震时刻至2017年10月震源区所发生的余震进行了精定位,同时利用CAP波形反演方法,得到了主震的震源机制解,同时使用GPAT方法反演得到了部分余震的震源机制解,并基于两者对本次地震的发震构造予以分析。结果显示:精定位后主震位于（44.27°N,82.85°E）,震源深度为17 km;主震最佳双力偶解对应的节面Ⅰ的走向为260°、倾角为51°、滑动角为84°,节面Ⅱ的走向为89.5°、倾角为39.4°、滑动角为97.4°;余震序列位于主震东侧,并向东展布约30 km,在3—18 km深度范围内均有分布,其优势方向为近EW向,次优势方向为SW向。结果表明,本次地震是一次逆冲型地震,通过反演得到的大量小震震源机制解的结果与主震震源机制解结果相一致。结合余震震中分布、主震及余震的震源机制解以及震源区的地质构造,本文推断近EW走向具有逆冲性质的库松木楔克山前断裂为精河主震的发震构造。      

2014年2月12日新疆于田MS7.3级地震主震及余震序列重定位研究

本研究采用基于贝叶斯理论的绝对定位方法对2014年2月12日新疆于田M_S7.3级地震进行绝对定位,得到震中位置为82.56°E、36.04°N、震源深度为12.3 km;采用双差定位法对254个地震序列进行相对定位,得到101个重定位事件.结果显示,主震位于阿尔金断裂带西南端多个分支断裂的交汇处.余震震源主要分布范围在5~10 km深度之间,主震处余震代表的断层面较为陡立,且余震序列呈现出明显的西南向纯单侧扩展模式.沿阿尔金断裂带主震的北东向民丰震区本次地震后显示一个明显的地震丛集,说明本次主震对该震区具有触发作用.     

2010年4月玉树M_S7.3地震序列的断层结构

利用双差定位方法对玉树地震序列2010年4月14日至10月31日间发生的ML≥1.0地震进行双差定位,得到1545个地震的重定位结果.综合分析地震双差定位结果和玉树地震序列中强地震震源机制解,发现玉树MS7.3地震发震构造由北西向和北东东向两条相交断层组成,主震发生在北西走向的甘孜—玉树断裂带上,5月29日的MS5.9余震序列发生在北东东走向的一条隐伏断裂上,两条断裂均接近直立.甘孜—玉树断裂是羌塘地块和巴彦喀拉地块的构造边界,由于羌塘地块和巴颜喀拉地块的差异运动使甘孜—玉树断裂强耦合段应力高度积累,在应变能超过岩石强度时破裂失稳发生了MS7.3地震.主震断层的左旋滑动导致北东东向断层的正应力减小,库伦应力增加,45天后触发了MS5.9余震序列的活动.     

2014年云南鲁甸MS6.5地震序列的双差定位

本文采用双差定位方法对云南鲁甸M_S6.5地震震后16天的地震序列进行重定位研究.重定位结果显示,主震位于27.11°N,103.35°E,震源深度约15 km;地震序列主要呈“L”形优势分布,分为SSE向和近EW向两支,并均呈现近垂直的震源分布特征,显示此次地震为走滑型,并存在两个不同方向的破裂面.虽然此次地震发生于NE向昭通断裂及其反冲断裂（龙树断裂、大岩洞断裂）附近,但这些断裂均为逆冲型断裂,被排除了作为发震断裂的可能性;鲁甸地震发生在呈放射性分布的多条断裂的交汇部位,SSE向破裂分支与包谷垴断裂的方向一致,近EW向破裂分支与小河断裂南端的走向一致. 鲁甸地震可能已将包谷垴断裂和小河断裂在深部贯通.     

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.     

2014年8月3日云南鲁甸MS6.5级地震序列重定位与震源机制研究

本研究采用双差定位法对2014年 8月3日至7日期间鲁甸M_S6.5级主震及647个余震序列进行重新定位,得到471个重定位结果.结果显示,主震的震源深度为13.3 km,与破裂过程显示的初始破裂深度较为接近,余震序列呈现出近东西向-北西向的不对称共轭状分布,近东西向长约17 km,而北西向长约22 km,小震优势分布深度为10 km以上,且由主震处沿共轭断层分别向东南向和近东西向逐渐往10 km深度以上的浅部迁移.小震分布还展示出发震断层高倾角分布,且与昭通-鲁甸断裂分支断裂包谷垴-小河断裂活动相关.由于主震破裂的质心深度可为深入认识本次地震灾害严重提供重要证据,为此我们采用gCAP（generalized Cut And Paste）方法反演了包括主震在内共5个4.0级以上地震的震源机制解,结果显示主震质心深度仅约5.0 km,与已有破裂过程显示的较大滑移量处于2~8 km之间的深度一致.本次主震错断了互为共轭的两条断裂,这种共轭破裂模式与矩心深度较浅,可能为本次地震致灾严重的重要原因.     

2014年新疆于田MS7.3级地震序列重定位

2014年新疆于田发生MS7.3地震,这一地区6年来连续发生2次强烈地震,震中相距不到110km.由于初始定位误差较大,于田地震的发震断层仍不清楚.本研究的主要目标是利用地震精定位方法对于田地震序列及其背景地震活动进行重新定位,确定于田地震的发震断层.本研究使用双差定位方法对于田地震序列进行重新定位.这一方法假设两个地震的震源距小于事件到台站的距离,两个事件到同一台站的走时差主要归因于其空间位置的偏移,因此可消除由于速度模型不准确引起的定位误差.重定位后得到了435个地震的位置参数.结果表明,2014年于田MS7.3级地震发生在阿尔金断裂带的西端,余震分布的优势方向为北东向,展布长度约33km,震源深度主要集中在4~12km,多数余震位于主震的西南侧.NS,EW和UD方向的定位误差分别为0.5km,1.1km和1.7km.于田地震余震序列总体衰减较慢.根据余震分布特征和震源机制解,认为此次地震的断层面为北东向的节面,阿尔金断裂的西南延伸分支断层是这次地震的主要发震构造.于田地震的发生与巴颜喀拉块体的东南向运动有关.     

2014年2月12日新疆于田MS7.3地震序列及其构造背景研究

2014年2月12日新疆于田发生M_S7.3地震,该震前1天曾发生M_S5.4前震,震后余震活动频繁.截止到2月20日12时,该地震序列记录到4000多次余震,最大余震为2月12日M_S5.7地震,序列类型为前震—主震—余震型.该地震前震的b值明显低于该区域正常活动的b值和余震的b值.这次地震位于西昆仑断裂带与阿尔金断裂带的交汇区域的阿什库勒断裂北段,震源机制解为走滑型.余震区NE向长70 km、宽20 km,分为主余震分布区和次余震分布区,其中M_L4.0以上强余震基本位于NE向主余震分布区,N--S向的次余震分布区则以M_L3.0左右地震分布为主,显示该部分可能受到主震的触发作用.于田地区曾发生的2008年3月21日M_S7.3地震的震源机制解为正断型,距这次地震约100 km;2012年8月12日发生的M_S6.2地震的震源机制解为正断型,距这次地震约10 km.该地区的发震构造背景是:在NE向阿尔金断裂带尾端向SW方向延伸过程中,左旋走滑作用逐渐转换为拉张作用,形成多条左旋走滑兼具拉张作用的断裂. 2014年于田M_S7.3地震的发震模式表现为:左旋走滑的阿什库勒断裂北段与南段因速率差异而产生的小型构造盆地,在区域拉张作用力下顺时针旋转;2008年M_S7.3张性地震后区域的伸展作用增强,导致盆地南侧的苦牙克断裂发生2012年M_S6.2张性地震,该地震引起2014年M_S5.4前震,两者激发其后在盆地北侧阿什库勒断裂发生了2014年M_S7.3主震.      

2014年鲁甸6.5级地震成因、破裂特征和余震分布特征的库仑应力作用

根据2014年鲁甸M_S6.5地震的区域构造和余震共轭分布特征,本文首先计算了1733年小江断裂带北段M7.75地震,1850年则木河断裂带M7.5地震和1974年马边M_S7.1地震对鲁甸M_S6.5地震震源机制解两个节面的黏弹性库仑应力作用,结果显示NNW向发生主破裂的包谷垴-小河断裂受到这3次地震,尤其是1850年M7.5地震明显的库仑应力作用,我们认为则木河断裂的高速左旋走滑运动以及7级以上强震的重复发生对于包谷垴-小河断裂的强震孕育和断裂演化方面具有促进作用;然后分析了鲁甸6.5级地震的共轭破裂与余震分布特征,并分别计算了两个共轭破裂面单独破裂对另一破裂面的库仑应力作用,结果显示NEE向破裂促进NNW向破裂的发生,而NNW向破裂后则阻碍了NEE向破裂的进一步发展,最终发展成以NNW向破裂为主的共轭破裂事件;最后计算了共轭破裂产生的库仑应力变化对余震的影响,认为位于NEE向破裂面西侧的余震集中分布主要是由于应力触发作用而形成.     

2012年彝良MS5.7和MS5.6地震序列重定位和震源机制解特征

利用地震科学探测台阵在云南、 贵州地区的17个流动台站的地震记录, 采用双差定位法对2012年9月7日云南彝良M_S5.7和M_S5.6地震及其余震序列(M_L≥1.0)进行重定位． 在获得精确的震源位置后, 采用CAP法反演了M_S≥4.0地震的震源机制解． 结果显示, 彝良M_S5.7主震位于(27.509°N, 103.971°E), 震源深度为9.7 km, 震源机制解节面Ⅰ走向251°、 倾角66°、 滑动角150°, 节面Ⅱ走向354°、 倾角63°、 滑动角27°; 彝良M_S5.6主震位于(27.563°N, 104.034°E), 震源深度为10.0 km, 震源机制解节面Ⅰ走向235°、 倾角39°、 滑动角147°, 节面Ⅱ走向352°、 倾角70°、 滑动角56°． 反演结果显示断层的几何形态、 余震分布特征、 震源机制解特征及构造应力场等均有很好的一致性． 综合断层的运动学特征、 地震活动规律和地质构造背景, 推测彝良地震的发震断裂为昭通断裂带的前缘断裂, 即NE走向的石门断裂． 导致震区受灾严重的主要原因是由于彝良地震震源深度较浅, 能量释放多发生在地壳浅部所致．      

High-precision relocation of the aftershock sequence of the January 8, 2022, MS6.9 Menyuan earthquake

The 2022 Menyuan M_S6.9 earthquake, which occurred on January 8, is the most destructive earthquake to occur near the Lenglongling (LLL) fault since the 2016 Menyuan M_S6.4 earthquake. We relocated the mainshock and aftershocks with phase arrival time observations for three days after the mainshock from the Qinghai Seismic Network using the double-difference method. The total length and width of the aftershock sequence are approximately 32 km and 5 km, respectively, and the aftershocks are mainly concentrated at a depth of 7–12 km. The relocated sequence can be divided into 18 km west and 13 km east segments with a boundary approximately 5 km east of the mainshock, where aftershocks are sparse. The east and west fault structures revealed by aftershock locations differ significantly. The west fault strikes EW and inclines to the south at a 71º–90º angle, whereas the east fault strikes 133º and has a smaller dip angle. Elastic strain accumulates at conjunctions of faults with different slip rates where it is prone to large earthquakes. Based on surface traces of faults, the distribution of relocated earthquake sequence and surface ruptures, the mainshock was determined to have occurred at the conjunction of the Tuolaishan (TLS) fault and LLL fault, and the west and east segments of the aftershock sequence were on the TLS fault and LLL fault, respectively. Aftershocks migrate in the early and late stages of the earthquake sequence. In the first 1.5 h after the mainshock, aftershocks expand westward from the mainshock. In the late stage, seismicity on the northeast side of the east fault is higher than that in other regions. The migration rate of the west segment of the aftershock sequence is approximately 4.5 km/decade and the afterslip may exist in the source region.