云南景谷M6.6地震前重力场变化的区域性特征

利用国家重力网和云南省区域重力网获得的高精度重力观测资料,研究2014-10-07云南景谷M6.6地震前区域重力场的演变过程。结果表明,滇西南区域重力场变化幅度大、速度快、升降转换周期短,揭示出在复杂构造环境和反复增强的应力场条件下,地震能量快速积累和释放的区域性特征。     

CG-5重力仪一次项格值系数对宁夏重力场变化的影响

使用宁夏测网2010～2012年流动重力观测数据,利用重力差方法重新计算得到CG-5重力仪的一次项格值系数,对比分析2012年银川ML5.0地震前,修正前后一次项格值系数对不同时间尺度重力场所产生的影响。结果表明：1）CG-5重力仪一次项格值系数随时间逐渐减小,呈持续下降的变化趋势;2）一次项格值系数修正前后不同时间尺度重力场变化量均明显减弱,凸显了“0”等值线现象。     

太康MS4.6级地震与重力场演化特征探讨

通过精细处理华北南部2009~2012年流动重力观测数据,结合地震测深剖面,分析太康两次地震前后的重力场演化特征及其与断裂活动、地震构造的关系。结果表明,太康地震前,在重力场差分动态图像上表现出四象限特征,是许昌-太康断裂走滑型发震的前兆,重力场的正负异常区对应震源机制解的压缩区和拉张区。段差和点值时序变化图表明,应变累积主要集中在许昌-太康断裂的西段和震中附近,断裂又位于地壳内低速体的上方,两者为太康地震的孕育和发震提供了条件。     

重力仪一次项格值系数改正对海南重力场变化影响研究

收集整理海南岛2016~2020年10期流动重力复测资料,采用重力仪共用单位标定的一次项格值系数对各期复测资料进行拟稳平差处理。结果显示,2016-09~2017-05、2017-05~10、2018-05~10期间海南重力场变化异常明显。以2016年第1期仪器的一次项格值系数为基准,采用重力差值法对一次项格值系数进行改正,然后重新进行拟稳平差处理。结果显示,2016年以来海南差分重力场变化较平稳,重力场变化基本在30 μGal以内,此前出现的显著重力场异常已不存在。因此,采用重力差值法改正一次项格值系数可有效降低因一次项格值系数误差产生的重力场变化误差。     

利用球谐分析方法研究2017年九寨沟MS7.0地震前重力场变化

推导地表重力变化数据球谐展开计算公式,并根据该方法分析2017年九寨沟M_S7.0地震前震源周边区域重力场动态演化特征。结果表明：1） 2015-04～2017-04九寨沟地震震源周边区域重力场动态变化明显。2015-10～2016-04、2016-04～10和2016-10～2017-04这3个时段内,研究区内出现重力正负变化过渡带,九寨沟地震震源位于这3个时段过渡带的交会区域内部。震源附近2016-10～2017-04正负重力变化过渡带的空间走向与2015-10～2016-04和2016-04～10时段结果相比发生了约90° 旋转,九寨沟地震发生时间在过渡带空间走向旋转之后。流动重力观测数据较好地反映了九寨沟地震的前兆现象。2）采用球谐方法分析重力变化数据可以有效突出研究范围内大尺度重力场动态演化规律,抑制局部细节特征,有利于识别主要重力场变化特征。     

鲜水河断裂带的重力场变化特征

对鲜水河断裂带区域重力网 10多年的观测资料进行了精细处理 ,在此基础上 ,构制出能展现异常变化特征的重力场空间分布图。分析认为 :鲜水河断裂带和龙门山断裂对网区重力的时间变化有明显的控制作用 ;区域重力变化的空间分布存在较大的差异 :东南段的变化大于西北段 ;尤其是康定一带 ,是现阶段地壳应力容易累积的危险地区。分析还表明 ,在巴塘、小金和丽江等地震前 ,重力场有明显的异常变化     

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。     

重力仪一次项系数对重力场动态变化的影响研究

利用2011~2013喜马拉雅项目在南北地震带北段获得的10余个绝对重力值作为基准,运用甘肃、宁夏和河西3个重力网的数据对各重力仪一次项系数进行重新解算,获得重力场动态变化。结果显示:1)2011-05~2013-06的重力场反映出,青藏高原深部物质向北东运移过程中出现自西南向东北、由负向正的大空间尺度趋势性显著重力变化;2)LCR-G型及Burris型金属弹簧重力仪的一次项较稳定,基本不变,而CG-5型石英弹簧重力仪的一次项逐年减小,应每年利用绝对基准进行实测标定;3)利用绝对基准进行实测一次项标定后,重力场总的变化趋势与利用长基线标定的一次项计算结果基本一致,只是量级有所减小。     

三亚MS4.2地震前后海南岛重力场变化及其小波多尺度分解

利用海南岛流动重力测网2016～2022年共13期复测资料,分析研究区域差分重力场和累积重力场动态变化,并着重分析2019-08-20海南三亚M_S4.2地震前后海南岛西南地区重力场时空变化。结果表明,三亚M_S4.2地震震中附近地区在震前2 a和3 a出现重力场累积变化梯度带,梯度带的异常范围约60 km,重力场变化最大约为60μGal;三亚M_S4.2地震之后,震中附近地区重力场继续上升,至2020年下半年才开始协同下降,在下降过程中,发生以2021-08-08乐东M_S3.2地震为最大地震的震群事件。对2016-09～2019-08海南岛累积重力场动态变化小波多尺度分解表明,海南岛西南地区重力场变化在3阶、4阶和5阶小波细节图中均出现异常。     

岷县-漳县Ms6.6地震前重力分形指数异常分析

以2013-07-22甘肃岷县与漳县交界的MS6.6地震为研究对象,采用去趋势波动分析方法处理兰州、高台2个台2011~2015年重力观测资料,试图提取这次地震前的相关重力异常信息。结果表明,以9.4倍的该台分形指数标准差为异常阈值,岷县-漳县地震前这2个台的重力分形指数均出现相似的异常升高过程,表明震前重力变化具有定向持续特征,显示出长程相关性,是孕震过程中物质运移、密度连续变化的反映,应该是与这次地震有关联的重要信息。结合其他学者的研究结果初步推测,这个异常变化可能与中下地壳乃至上地幔的物质运移有关。     

苍梧M_S5.4地震和呼图壁M_S6.2地震震前重力非潮汐变化特征

分别对苍梧M_S5.4地震震前的梧州台和呼图壁M_S6.2地震震前的库尔勒台连续重力观测数据进行分析研究。结果表明,2次地震前梧州台和库尔勒台分别观测到10个月和7个月左右的重力非潮汐持续性上升变化,月均变化速度分别为5.0μGal/月和5.1μGal/月,累计变化分别约为50μGal和35μGal。经现场核实和理论计算排除环境干扰影响,认为2次地震震前数月的重力非潮汐持续上升变化与孕震过程有关,可为构建连续重力观测地震预测指标体系提供重要参考。     

尼泊尔Ms8.1地震前我国西藏及周边区域的重力长期变化

根据1998~2013中国地壳运动观测网络、中国数字地震观测网络工程和中国大陆构造环境监测网络流动重力观测成果,给出了中国西藏及周边地区的重力年变率分布。结合青藏高原冰川消融和高原湖泊水位变化,估算了由陆地水储量变化引起的区域重力效应。基于50km平滑半径的高斯滤波,给出了测区内15a时间尺度的重力变化空间分布,并初步探讨了尼泊尔Ms8.1地震孕育的重力场长期背景趋势变化。结果表明:1)流动重力典型测点的时间序列表现出明显的线性变化特征,表明测点附近区域的长期重力变化以线性上升趋势为主,反映了区域重力逐年累积增加的背景效应;2)中国西藏及周边区域的重力长期变化在空间分布上具有显著的不均匀性和分区现象,这与青藏高原复杂的变形构造和动力学系统密切相关。喜马拉雅活动构造带在15a时间尺度上明显呈正重力变化趋势,可能与印度板块与欧亚板块存在的持续挤压变形引起的地下物质重新分布与调整有关,反映了大震孕育过程中地壳变形和介质变化引起的震区周围应力与能量的累积。     

河北唐山丰南4.5级地震前重力变化

利用首都圈地区2017~2019年流动重力观测资料,分析2019-12-05河北唐山丰南4.5级地震前不同时间尺度的重力场变化。结果表明：1）0.5 a尺度重力场变化图像可较好地反映此次地震“震前1 a重力场持续出现上升（正）变化-震前局部反向（负）变化-在重力变化梯度带零等值线附近发震”的演化过程;2）震前0.5 a、1 a和2 a尺度重力场均显示,地震发生在重力变化零等值线附近;3）地震前观测到的重力变化可能由深部热物质上涌引起。     

2017年南丹Ms4.0地震前后重力变化

利用广西及邻区2014~2017年流动重力观测资料,系统分析区域重力场变化及其与2017-07-15广西南丹MS4.0地震的关系,并结合GPS观测数据与地震地质调查成果,探讨区域重力场变化的时空分布特征及机理。结果表明：1）南丹M_S4.0地震前后,震区附近重力异常变化与主干断裂关系密切,反映沿控震断裂在2014~2017年间发生了引起地表重力变化效应的地壳变形和构造活动;2）差分重力图像表明,南丹M_S4.0地震前重力变化为“局部重力异常→四象限重力异常→重力反向变化发震”的过程;3）重力变化与GPS 观测反映的水平运动表明,南丹M_S4.0地震位于重力四象限分布中心部位及面压缩峰值附近,证明重力场和形变场动态变化对中强地震地点预测具有指示意义;4）天峨-南丹-环江一带是重力变化最剧烈地区,亦是水平形变面压缩过渡带,同时位于莫霍面等深线强烈变化地段、M_L3.0地震围空区、沿主断裂存在的低b值异常区。结合地震活动图像、定点前兆观测异常综合分析认为,该地区仍存在发生中强地震的可能。     

灯塔M5.1地震震前重力变化特征研究

利用辽中南地区2011~2013年流动重力观测资料,深入分析研究2013年灯塔M5.1地震震前的重力空间演化特征及变化机理,结果表明:1)辽中南地区重力场异常变化与灯塔M5.1地震在时空上具有很好的对应性;2)震前1 a重力场四象限特征明显,震前0.5 a出现50μGal的正负反向变化,并伴有重力变化高梯度带,重力点值时序上升和下降趋势明显,重力剖面呈剧烈的上升-下降波动变化;3)结合2011~2012年重力变化背景场和区域地质构造分析认为,灯塔地震可能是由辽中南地区地壳深部物质迁移和地壳构造运动共同作用引起。     

湖北秭归4.5级和4.1级地震前的流动重力变化

处理分析2016～2018年三峡流动重力测网资料,获得2016-03～2018-09共11幅差分和累积重力场变化图像,并结合2018-10-11发生在湖北秭归的4.5级和4.1级地震,分析震前重力场变化特征。结果表明：1）2017年以来,震中区重力场变化经历了从先减小后增大到震前趋缓的过程。2）2 a累积重力场变化显示,新华-龙王冲和高桥断裂带两端重力场变化差异增大,可能与本次地震的孕育有关。3）只要测网网格距合理、数据处理得当,区域流动重力测网对4.0级小震前的重力场变化具有潜在的监测能力。     

陕西高陵M4.4地震前后断裂活动垂直形变特征综合分析

高陵地震前,震中周缘100 km范围内跨断层垂直形变无明显异常变化。地震没有引起活动断裂的同震形变,但导致断层失稳,在余震的持续作用下断层蠕滑加剧,最终引起零口跨断层测点处断裂发生3 mm左右的永久垂直形变,推测地震的发生与渭南塬前断裂活动有关。     

九寨沟震前地表重力变化向邻近空间高度的解析延拓

以2017年九寨沟7.0级地震为例,使用重力场向上解析延拓算法计算邻近空间中可能与孕震相关的重力变化,以探讨未来邻近空间无人重力测量技术在地震监测应用中的观测精度需求。结果表明,地面上约为70μGal的重力变化在20 km处衰减为18μGal。     

东北地区重力场动态变化特征与前郭5.8级震群关系研究

利用2010~2016年东北地区的流动重力观测数据,分析该地区区域重力场动态演化和2013年前郭5.8级震群前后的变化特征。结果表明,差分和累积重力变化整体呈北西向和近南北向,与北东和北北东向构造格局不一致,重力变化受构造控制作用较弱;近期整体重力变化较平缓,基本没有超过60 μGal的梯级带,反映出地下构造活动和物质运移水平相对平稳;前郭5.8级震群和通辽5.3级地震震前存在明显的能量积累,有利于破裂的产生,震后震荡恢复调整的时间需2~3 a甚至更长。