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。     

2016年青海门源MS6.4地震前的区域地壳形变特征

选取2016-01-21青海门源MS6.4强震发震区域周围200 km范围的10个连续GPS观测站和74个流动GPS观测站资料,分析研究2016年门源MS6.4地震之前的区域地壳形变特征：1）基于10余年GPS资料的速度场计算结果表明,发震区域所处的祁连-海原断裂系具有显著高于周边区域的地壳应变率和地震矩累积率。在发震区域20 km × 20 km范围内,最大和最小主应变率分别为21.5 nanostrain/a（方向NW-SE,拉张）和-46.6 nanostrain/a (方向NE-SW,挤压),地震矩累积率达17.4×1015 N·m/a。主应变挤压的主轴方向与本次地震的震源机制相一致。2）基于震前6 a连续GPS观测站坐标变化时间序列的计算结果表明,自2010年以来,发震区域的面膨胀值随时间呈“非线性”不断变小的趋势,反映出发震区域一直处于应变的挤压缩减状态,但在震前的2~3个月,面膨胀与最大剪切应变均发生了一次明显的反向趋势变化。这些震前的地壳形变异常变化,或许反映了发震区应力-应变积累在接近临界破裂状态时的非线性调整。     

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。     

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。     

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。     

云南地区断层活动特征及与地震关系研究

利用云南地区1982~2013年跨断层基线和水准观测资料,计算走滑量和张压量及其累积变化量,并结合7级及以上地震进行分析。结果发现,云南地区断层活动在时间上存在明显的分段特征,在空间上活动程度也不一样;断层与地震的关系主要表现为震前断层活动增强,同震使断层活动改变,震后断层活动也会存在减弱或增强。     

漾濞6.4级地震孕震背景分析和跨断层定量化异常指标提取

基于云南省内11处跨断层场地资料,结合跨断层数据分析方法,系统提取云南地区地震综合预测指标,并对其在漾濞6.4级地震前的映震能力进行分析。结果表明,跨断层资料在漾濞地震发生前存在显著的中期异常,且漾濞地震的发生可能与川滇菱形块体西边界的活动增强有关。跨断层中期指标对漾濞地震作出较好的预测,短期指标虽然也通过了效能评估,但预报效能稍差。在后续的跨断层资料分析中,应更加注重中期异常及中期预测指标的提取和应用,总结得到的综合指标可应用于云南地区的震情跟踪工作。     

川滇地区断层活动与地震关系研究

选取川滇地区16个跨断层形变观测点,将断层两盘作为不变形的刚体分析断面相对滑动与断层两盘地表点位相对位移的定量关系,计算了各测点的水平扭动量、垂直位移量以及两者之间的比值,并分析了其与地震活动之间的关系。     

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。     

伽师地震与区域断层活动研究

利用GPS、连续倾斜和地震活动性资料分析了伽师地区构造活动的特点和伽师强震群的动力背景，结果表明：在印度洋板块的挤压下，塔里木盆地的右旋腑冲运动是造成南天山区地震活动的主要原因；1996年3月19日伽师阿图什6．7级地震，强烈地影响了该地区块体由向西南倾斜转向北向倾斜，并可能成为诱伽师地区强震群活动的主要动力因素，利用1998年和1999年对该地区GPS测量的结果，给出了该地区断层活动的水平。     

基于残差修正的ARMA模型探测门源MS6.4地震前电离层TEC异常

为提高震前电离层总电子含量(TEC)异常探测的精度,提出利用ARMA模型对预测数据进行残差修正得到TEC参考背景值,并设定相对误差和绝对误差相互制约的限差判决门限。通过对2016-01-21青海门源M_S6.4地震进行研究,验证该方法的有效性。结果表明,震前第5天存在明显的TEC异常现象,震中及附近更大区域内会形成异常范围集中的电离层异常区域,TEC异常峰值点位于震中偏南方向;震中位置与异常区域的中心点并不重合,震中位于负异常区偏东方向、正异常区偏南方向。     

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。     

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。     

2022年青海门源M_(S)6.9地震前地电阻率变化分析北大核心CSCD

分别运用原始曲线分析法和归一化速率方法分析门源地震震中300 km范围内3个地电阻率台站数据变化。从原始曲线来看,金银滩台EW道临震前2个月出现大幅突跳及保留年变形态的趋势下降(-3.3%);山丹台NS道趋势下降(-1.9%)、EW道趋势上升(3.1%);武威小西沟台NS道趋势下降(-3.3%)、EW道趋势上升(2.8%),震后EW道趋势转平。而3个地电阻率台站归一化速率曲线在门源地震前均出现超过阈值的现象,但各自归一化速率形态存在差异。整点值突跳变化和日均值、月均值曲线加速变化、转折变化,尤其是上升至高值阶段出现的转折变化均可作为异常形态进行分析,以上变化不明显时需结合归一化速率方法提取异常。     

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。