2022年青海门源MS6.9地震前地下流体异常特征分析

对2022年1月8日青海门源M_S6.9地震前,震中附近地下流体观测资料及异常特征进行分析,结合震前预测过程进行了回顾性总结。结果表明：门源地震震中500 km范围内存在9项异常,其中8项为中短期异常,均出现在震前6个月;异常在空间上分布不均匀,主要集中于震中南部200 km范围内;本次门源地震与2016年门源M_S6.4地震和2021年玛多M_S7.4地震前的地下流体异常存在一定的相同性及差异性变化。     

玛多7.4级地震和门源6.9级地震前佐署地下流体异常特征分析

2021年5月22日青海玛多发生了M_S7.4地震,该次地震打破了中国大陆长时间的7级地震平静,随后在2022年1月8日发生青海门源M_S6.9地震,分析这两次地震前的前兆异常变化对于青藏高原强震孕震过程和强震短临跟踪具有重要意义。通过对两次地震前青海西宁佐署地震台地下流体异常变化特征、同震响应和震后效应特征分析,发现：佐署动水位异常在2021年2月25日和2021年8月25日出现突降异常变化,较好地对应了玛多M_S7.4和门源M_S6.9地震;佐署动水位、水温在2021年7月10日同步出现的趋势性转折异常对门源M_S6.9地震有一定的时空指示意义。佐署台作为构造敏感点,其地下流体异常变化对青海及邻区次级块体上强震具有较好的短期指示意义。     

基于张衡一号卫星监测的2021年青海玛多7.4级地震前电离层效应

本次研究围绕张衡一号(ZH-1)卫星监测到的2021年青海玛多M_S7.4地震前的电离层效应,采用上下四分位距法和小波变换法处理ZH-1卫星朗缪尔探针(LAP)探测到的电子密度N_e和等离子体分析仪(PAP)探测到的离子密度N_i(He⁺和O⁺)数据,经分析发现N_e、 He⁺密度和O⁺密度在震前7天(2021年5月14日)和5天(2021年5月16日)出现同步异常。在此基础上,基于地球物理异常多项证据,分析认为2021年玛多M_S7.4地震孕育过程包括应力扩张早期、应力扩张晚期和临震加速期,该地震可能通过岩石圈—大气圈—电离层耦合模型的声重波、电磁波通道影响了电离层。     

青海门源地区地震活动时空分布特征和孕震环境研究

位于青藏高原东北缘的青海门源地区地震活动频繁,自1986年以来先后发生了三次6级以上的强震活动.研究门源地区的地震活动特征、发震构造和孕震环境可以为地震发生机理的分析和未来地震危险性的判定提供重要依据.本文基于中国地震台网中心提供的地震目录和震相数据,使用波速比一致性约束的双差层析成像方法获得了门源地区2009年以来的地震精定位结果和高分辨率的三维V_P、V_S和V_P/V_S模型.使用“剪切-黏贴”方法计算了门源M_S6.9地震和M_S4.5以上余震的震源机制解,并收集了该区域历史中强地震的震源机制解.结果显示：2013年门源M_S5.3地震和2016年门源M_S6.4地震的余震序列沿着冷龙岭北侧断裂展布,2022年门源M_S6.9地震的余震序列沿着托莱山断裂和冷龙岭断裂展布,其展布方向与附近断裂的走向一致.1986年门源M_S6.4地震、2013年门源M_S5.3地...     

DEMETER卫星监测到的海地地震前电离层扰动

本文利用法国DEMETER卫星观测到的电离层数据, 对2010年1月12日加勒比海地区海地太子港附近发生的M_S7.1地震震前电离层扰动进行了探索性研究。 通过对电磁场频谱、 等离子体数密度、 温度等物理参量的分析, 探讨了电离层变化与地震的关系。 研究结果表明, 海地地震前出现的异常电磁现象的空间效应是清楚的, 震前几小时磁赤道峰存在剧烈扰动, 震中附近电场分量E₁₂低频谱密度有增强现象。 临震前1天和临震前3天在震中＋5°范围电子数密度(N_e)出现异常, 震前8天氧离子(O⁺)数密度在震中上空出现了异常现象。 震前震中区上空电磁场VLF在40 Hz和120 Hz等低频点出现清晰的电场异常扰动, 震前出现的这种变化可能与地震有关。     

2022年1月8日门源MS 6.9地震前德令哈钻孔应变异常特征

2022年1月8日青海门源发生M_S 6.9地震,1月23日、3月26日青海德令哈发生M_S 5.8、M_S 6.0震群型地震。调查发现,德令哈钻孔应变在多次地震发生前存在不同时间尺度的趋势转折变化,分析认为：德令哈钻孔应变在震前5年出现明显的背景性转折变化,在此背景下,此次门源M_S 6.9地震前4个月,钻孔应变S2、S3分量再次出现显著的中短期转折变化,且分量转折变化方向指向震中。通过震例回溯分析,认为德令哈钻孔应变趋势转折变化对青海北部6级及以上强震或5级成组地震具有较好的指示意义。     

2022年青海门源MS6.9地震前地电场频谱特征研究

应用最大熵谱法研究2022年1月8日青海门源M_S6.9地震震中周围松山、山丹、高台、瓜州地电场台站的观测数据，分析地震发生前后地电场功率谱密度变化。结果表明：(1)门源地震发生前，松山等4个台站的地电场低频成分功率谱密度值出现增大的现象；(2)4个台站在门源地震前谱值变化的时间基本同步；(3)结合微裂隙机制及“多点场”观点，对比分析认为震源孕育激发的电磁辐射是造成震前电磁异常现象的主要原因。     

利用DEMETER卫星数据分析强震前后的电离层异常

基于法国DEMETER卫星观测的离子温度(T_i)、 VLF电磁场单频点频谱数据探索了2008年5月12日汶川M_S8.0、 2010年1月12日海地M_S7.3和2010年2月27日智利M_S8.8等3次强震前后与地震有关的电离层异常现象. 结果发现, 汶川地震前3天(5月9日)震中北偏西方向离子温度明显升高, 震前4天(5月8日)VLF磁场低于200 Hz的频段范围频谱在震中2°以内有明显突升; 智利地震前9天(2月18日)震中北东方向离子温度有剧烈扰动, 震前4天(2月23日)VLF磁场100—160 Hz频段范围内出现突升; 海地地震震前没有观测到明显的异常现象, 但地震发生当天(震后约4—5小时)的T_i, 40—160 Hz频段电场频谱, 以及120—480 Hz磁场频谱均有明显突升, 应为地震发生后能量释放所引起. 分析认为, 不同地震由于发震机制等各种情况的不同, 其地震前后的表现也各不相同. 虽然目前没有直接的证据表明本文研究的异常变化是由地震的孕育和发生引起的, 但在数据处理中已尽可能排除了太阳、 地磁等因素的影响, 并且研究结果与前人的研究经验吻合, 因此本文发现的异常可能与地震发生的关系较大.      

中国大陆MS≥6.0地震前地电阻率异常特征

我国地震地电阻率观测通过连续监测地下介质电阻率随时间的变化及其空间分布规律,服务于地震中短期预测。自1967年开展观测以来,已积累大量观测数据和中强地震前异常变化资料。通过文献调研和数据分析,系统梳理了在观测站网及附近区域发生的M_S≥6.0地震的地电阻率震前异常。分析发现：(1) M_S≥6.0地震前,具有地电阻率异常的观测站比率随震中距的增加而显著降低;(2) M_S 6.0—6.9地震前,地电阻率异常持续时间随震级增加而略微增加,而M_S≥7.0地震前未出现异常持续时间随震级增加的现象;(3) M_S≥7.0地震前,地电阻率异常持续时间随震中距增加有所减小,但统计结果的离散度较大,而M_S 6.0—6.9地震前则无此现象。整体而言,不同震中距范围内,地电阻率异常持续时间并未呈现较好的规律性。     

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。      

2022年1月8日青海门源MS6.9地震前地磁垂直强度极化异常变化特征

基于甘青川地区的14个地磁台站秒采样资料,对2022年1月8日青海门源M_S6.9地震前地磁垂直强度极化异常的时空变化特征进行分析研究。计算结果显示,在2021年10月底出现了地磁极化超阈值高值异常变化,异常台站主要分布在青海、甘肃和四川地区,异常出现后73天发生了门源地震,震中位于极化高值异常阈值线附近。研究还发现,此次地磁极化异常具有一定的时空变化特征,时间上,不同台站极化异常具有较好的时间同步性;空间上,极化异常高值区呈现出沿震中附近出现后不断扩展最终再向震中收缩的特点。此外,各地磁极化异常台站的归一置零极化值、异常持续时间与震中距存在较好的负相关性,异常台站距离地震震中越近,其归一置零极化值越高,异常持续时间也越长,这一特征符合地震电磁扰动信号的衰减特征。根据极化异常和地震的时空关系分析认为,此次地磁极化高值异常对应了之后在异常高值区边缘发生的门源M_S6.9地震。     

2022年门源MS6.9和2016年门源MS6.4地震序列比较分析

2022年1月8日青海省海北州门源县发生M_S6.9地震,震中距离2016年1月21日门源M_S6.4地震震中约33km,两次门源地震均发生在冷龙岭断裂附近,但在震源机制、主发震断层破裂过程及地震序列余震活动等方面显著不同。针对两次门源地震序列的比较分析,对研究冷龙岭断裂及其附近区域强震序列和余震衰减特征等具有重要研究意义。通过对比分析2022年门源M_S6.9地震和2016年门源M_S6.4地震余震的时空演化特征,发现二者在震源过程和断层破裂尺度上存在明显差异,前者发震断层破裂充分,震后能量释放充分,余震丰富且震级偏高;而后者发震断层未破裂至地表,余震震级水平偏低。综合分析两次门源地震序列表现出来的差异性,认为其可能与地震发震断层的破裂过程密切相关,且同时受到区域构造环境的影响。     

2022年门源MS6.9地震震区三维速度与发震机制研究

2022年1月8日,青海省门源县发生M_S6.9地震。使用青海、甘肃等区域数字台网所观测到的2009年1月1日—2022年2月8日间青海门源及周边地区(36°～39°N,101°～104°E)14 869次地震事件的地震观测资料,基于双差成像(TomoDD)方法进行重定位分析,结果表明：门源及周边地区地震震源深度较浅,主要集中在5～15 km深度范围,其中10 km附近分布最多。推断该深度区域为门源及周边地区的主要孕震区。基于地震重定位结果和主震区三维速度结构分别对2016年门源M_S6.4地震和此次地震序列的发震机理进行分析对比,发现两次地震都位于高速异常体边缘,速度结构与断裂、地震序列吻合较好。2022年门源地震位于高速体的西端末梢位置,是该高速体受青藏高原东北缘顺时针应力作用导致的滑动产生的走滑型地震。     

以门源M6.9地震为契机的祁连带中东段地震热红外异常区域特征研究

以中国静止气象卫星亮温资料为数据基础,使用小波变换和功率谱估计法研究2022年1月8日门源M6.9地震前的热辐射异常,并对祁连带中东段以往震例的热辐射异常作回溯性研究。门源6.9级地震的热辐射异常发展过程可分为3个阶段：初始演化阶段、增强持续阶段、减弱消失阶段。面积最大时强辐射区的面积约为8万km~2,地震发生在其西北部。相对功率谱峰值为平均值的17倍,地震发生在峰值后82天。大面积、高强度的热辐射状态持续时间长是此次异常的显著特点。祁连带中东段的几次地震前均出现过热辐射异常,其特征可为该区震情判定不断积累经验,以期形成可作为判定指标的区域震例库。     

2022年青海门源MS6.9地震余震的空间迁移特征

精确识别和定位中强地震序列中的微震事件对于准确判定发震构造具有重要的意义。文章对2022年1月8日发生在青藏高原东北缘的青海门源M_S6.9地震序列进行精定位及微震检测研究。首先运用双差定位法对2022年1月8—16日由中国地震台网中心记录的1 010个门源地震序列原始目录进行重定位,得到404个精定位地震目录。分别采用原始地震目录(CENC)和双差重定位目录(HypoDD),对震源区150 km范围内9个台站的连续波形数据进行微震检测。结果表明,基于CENC目录识别的余震个数是原始目录地震数量的3.0倍,基于HypoDD目录识别的地震个数是原始目录的2.1倍,是HypoDD目录的5.8倍;两种地震目录的微震检测均使得M_L震级完备性从1.7级降低至1.1级。新的地震目录空间位置显示,主震发生后余震主要沿托莱山断裂向西侧扩展,8分钟以后,在托莱山断裂和冷龙岭断裂均发生破裂。根据本研究获取的更高空间分辨率的地震序列,同时结合震源机制解,认为2022年门源M_S6.9地震初始破裂位于近E-W向的托莱山断裂,并触发了NW-SE向的冷...     

2017年四川九寨沟7.0级地震前地震应变场分析

以地震应变场作为地震活动的变量,通过自然正交函数展开方法,计算2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震前的地震应变场,提取出震前时间因子的异常变化。计算结果发现应变场前4个时间因子在震前1~3年的中短期异常并不显著,只有第2个和第4个时间因子震前有小幅度的异常变化,分析其原因,时间因子可能受到2008年汶川8.0级地震和2013年岷县漳县6.6级地震前大幅度异常的影响。与时间因子对应的空间等值线形成局部应变高值异常危险区,可能是2013年岷县漳县6.6级地震和2017年九寨沟7.0级地震空间异常的中短期特征。再对比九寨沟7.0级地震前后与松潘-平武7.2级双震的空间异常随时间演变,分析异常发展变化模式的差异,最后应用地震资料的累积频次从物理角度解释异常形成的机制。     

Geomagnetic diurnal-variation anomalies and their relation to strong earthquakes

The diurnal-variation anomalies of the vertical-component in geomagnetic field are mainly the changes of phase and amplitude before strong earthquakes. On the basis of data recorded by the network of geomagnetic observatories in China for many years, the anomalous features of appearance time of the minima of diurnal variations (i.e, low-point time) of the geomagnetic vertical components and the variation of their spatial distribution (i.e, phenomena of low-point displacement) have been studied before over 30 strong earthquakes with M _S≥6.6 such as Kunlunshan M _S=8.1 earthquake on November 14, 2001; Bachu-Jashi M _S=6.8 earthquake on February 24, 2003; Xiaojin M _S=6.6 earthquake on September 22, 1989, etc. There are good relations between such rare phenomena of geomagnetic anomalies and the occurrence of earthquakes. It has been found that most earthquakes occur in the vicinity of the boundary line of sudden change of the low-point displacement and generally within four days before and after the 27th or 41st day counting from the day of appearance of the anomaly. In addition, the anomalies of diurnal-variation amplitude near the epicentral area have been also studied before Kunlunshan M _S=8.1 earthquake and Bachu-Jiashi M _S=6.8 earthquake. Foundation item: National Science Technology Tackle Key Project during the Tenth Five-year Plan (2001BA601B01-05-04)     

2017年西藏米林6.9级地震前的热红外异常分析

以小波变换和功率谱估计为研究方法,使用中国静止气象卫星热红外亮温数据,研究了2017年11月18日西藏米林MS6.9地震前的热辐射情况。结果发现震前4个月出现热红外异常,其后续演化方向与相关区域的断裂走向非常一致。在8月10日左右异常面积达最大,相对功率谱大于6倍的面积约为20万km^2,9月20日左右消失。分析相同频率2016年同期数据,结果显示在震中周围并未出现显著异常。时序曲线分析表明在8月12日相对功率谱达到峰值,为平均值的20倍,98天后米林地震发生;从7月4日到9月7日,地震当年相对功率谱偏离背景值和标准差,持续时间为65天。西藏地区的强震热红外异常表现出与地热资源分布较为一致的特征及特征周期相对较长的特点,为判定西藏地区的震情积累了一些经验。