2017年九寨沟MS7.0地震震源区横波分裂变化特征

对2017年九寨沟M_S7.0地震序列的横波分裂的时空变化特征进行了分析.通过横波窗内S波质点运动图的分析,从九寨沟地震震源区各个地震台站的近震横波记录中提取了横波分裂的快波偏振方向和慢波延迟时间.观测结果显示,震源区各台站的上地壳各向异性在空间上存在分区特征,时间上有随时间的趋势性变化特征.空间上,位于震源区北部余震区内的3个台站中,发震断层东面的台站L5112和L5111只有一个突出的快波偏振优势方向（NNE向）,而西面的L6202台有两个快波偏振优势方向（除了NNE向,还有一个近EW向）,体现了余震区剧烈调整的地壳应力和构造复杂断裂的综合作用;余震区外的3个台站中,震源区东部靠近塔藏断裂（东）附近的JZG台的快波偏振优势方向为NW向,与塔藏断裂（东）的走向一致,南部的台站L5110和L5113的快波偏振优势方向为近EW向,与区域主压应力方向一致;余震区内各台站的平均慢波延迟时间大于余震区外各台站,反映了九寨沟地震孕育过程中余震区的应力积累强于其周边区域.时间上,快波偏振方向在主震后前期离散度较大,随着时间的推移,离散度在后期有逐渐变小的趋势;慢波延迟时间在主震后较大,但随着时间的推移,也表现出逐渐减小,趋于稳定.横波分裂随时间逐渐减小和趋于稳定的变化特征反映了九寨沟地震在孕震中积累的应力,随着主震和余震的发生而导致的应力释放和调整,应力大小和调整幅度逐渐减小,后期趋于稳定.

     

九寨沟MS 7.0地震前单台波速比变化特征

收集、整理四川省地震台网2013年5月至2017年9月产出的震相观测报告数据,采用单台多震和达法,重点分析2017年8月8日九寨沟M_S 7.0强震前龙门山断裂带中北段地区波速比变化特征。结果表明：龙门山断裂带中段西侧的茂县地震台,在发震前2年左右,波速比出现一次持续时间约一年半的下降异常;发震前半年左右,波速比出现明显回返特征,波速比回返至均值上下时即发生九寨沟M_S 7.0地震;震源区周边其他6个地震台波速比在发震前变化较平稳。茂县地震台波速比低值异常对判定九寨沟M_S 7.0强震前龙门山断裂带中北段可能存在孕震体具有重要参考价值。     

2017年九寨沟MS7.0地震对附近断层的影响分析

2017年8月8日四川省九寨沟发生M_S7.0地震,引起了专家们对其附近地区未来强震危险性的关注。根据弹性半空间位错理论,利用通过远场地震波形资料和InSAR资料联合反演得到的2017年九寨沟M_S7.0地震震源断层面上的位错分布,计算了九寨沟M_S7.0地震在附近断裂带上产生的剪切应力、正应力和库仑破裂应力。不同深度的水平面上剪切应力、正应力和库仑破裂应力的分布显示, 2017年九寨沟M_S7.0地震对其震中附近的塔藏断裂、岷江断裂北段、东门沟断裂和虎牙断裂北段等的影响明显,对其他断裂带的影响不甚明显。随着深度的增加,影响似有减弱的趋势。本文还给出了剪切应力、正应力和库仑破裂应力在塔藏断裂、岷江断裂北段、东门沟断裂和虎牙断裂北段断层面上的分布,计算了断层面上不同深度区域内剪切应力、正应力和库仑破裂应力平均值。据此分析表明, 2017年九寨沟M_S7.0地震可能使塔藏断裂、东门沟断裂、岷江断裂北段发震时间推迟,使虎牙断裂带北段断层面变得容易错动,其发震的危险性可能会增加。     

对2017年九寨沟MS7.0地震的预测分析

2017年8月8日四川九寨沟发生M_S7.0地震。震前我们实验室主要做出以下预测：（1）根据我国强震的空间分布有序性规律,在2015年曾做出预测：甘肃省东南部、四川交界处将来可能会发生8级地震;（2）根据44年周期和7年周期,2016年预测四川区域在2017年会有7.5级地震发生;（3）依据地磁仪器观测到的数据异常,2017年7月28日认为近期将有6~7级地震发生。九寨沟地震发生后,经综合分析我们的三次预测,以及6—7月在四川茂县出现的多次滑坡事件,认为若将这些因素结合起来,将会是一个很好的短临预测方式。     

2017年九寨沟MS7.0级地震震源过程反演与烈度估计

2017年8月8日,在我国四川省九寨沟县发生一次M_S7.0级地震.在快速响应的基础上,重新筛选远场地震波形资料并收集覆盖震中区的InSAR资料对主震的震源破裂过程重新进行了反演分析,收集震后约13 h的余震震相数据对余震进行了双差定位,并基于此对发震断层的复杂性进行了讨论,提出了有待进一步研究的问题.最后,利用反演得到的有限动态破裂模型对地震烈度进行了估计.

     

九寨沟M_S7.0地震对巴颜喀拉块体东北缘活动断裂影响的有限元模拟

在详细调研地震地质资料的基础上,构建了巴颜喀拉地块东北缘三维有限元模型。以九寨沟M_S7.0地震同震位错为荷载,模拟计算了九寨沟地震的发生对巴颜喀拉块体东北缘主要活动断裂加卸载效应的影响。模拟结果显示,九寨沟地震的发生对龙日坝断裂、虎牙断裂、青川-平武断裂西段、迭部-白龙江断裂西段和东段、临潭-宕昌断裂东段,以及处于甘青川交界危险区内的东昆仑断裂东段、塔藏断裂西段,处于六盘山南-西秦岭东危险区的西秦岭北缘断裂东段表现为库仑应力加载;对岷江断裂、塔藏断裂东段库仑应力卸载效应显著。     

九寨沟MS7.0地震前地磁异常

分析距离九寨沟M_S7.0地震震中分别为65 km、254 km和238 km的松潘地磁台、成都地磁台和天水地磁台2017年连续观测结果,发现九寨沟地震前,松潘地磁台出现异常变化,主要表现为2017年5月开始,松潘地磁台长时间垂直分量累积变化量达40 nT。短时间内也存在地磁场突变,最高可达10 nT,而成都地磁台和天水地磁台地磁场无明显异常。通过对观测数据的详细检查发现松潘地磁台很多观测日的最后一个观测值与后一观测日的第一个观测值相差超过1 nT,因此认为九寨沟地震前观测数据的异常是由观测系统异常导致。对三个台站地磁场垂直分量日变化的统计分析发现垂直分量在不同时段相关性保持一致,说明地震前短时间内不存在地磁垂直分量的明显异常变化,三个台站地磁场日变化的差异是由地下介质性质不同导致。岩石圈磁场在震中西侧区域出现正负异常交替现象,这可能与九寨沟地震的孕育有关。     

青藏高原东北缘地壳应变与应力特征研究

青藏高原东北缘是青藏高原隆升和变形的前缘,地壳变形剧烈,研究其地壳运动和变形对理解该区的构造活动特征和动力学机制具有重要的意义。本研究收集1991—2016年的GNSS速度场数据,采用多尺度球面小波方法计算应变率张量,分析主应变率、面应变率和最大剪应变率的空间分布特征。面应变率结果显示青藏高原东北缘大部分区域具有轻微的压缩,平均压缩率小于15 nstrain/a,压缩率较高的区域集中在青藏高原东北缘的边缘地区,其中祁连山断裂带和海原断裂带区域的面压缩率大于20 nstrain/a。东昆仑断裂带、祁连山断裂带、海原断裂带和六盘山断裂带具有较高的剪应变率,最大约为40 nstrain/a。研究还收集青藏高原东北缘1904—2021年2.0级以上地震的震源机制解,通过区域阻尼应力反演方法得到该区域的应力场,最大主应力方向显示青藏高原东北缘35°N以南的区域表现为近EW向的挤压,而35°N以北的区域表现为NE向的挤压。根据最大、最小主应力的倾角把研究区划分为正断、逆冲和走滑3类区域,发现青藏高原东北缘内部的大部分区域和六盘山断裂的北部区域表现出走滑的运动特征,而祁连山断裂带、海原断裂带和西秦岭...     

2017年四川九寨沟MS7.0地震前区域重力场变化

利用南北地震带2014-2017年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震发生的关系.结果表明：① 区域重力场异常变化与北西西向塔藏断裂和南北向岷江断裂带在空间上关系密切,反映了沿控震断裂在2013-2017年期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 九寨沟地震前,测区内出现了大空间范围的区域性重力异常,而震源区附近产生了局部重力异常,沿塔藏断裂带形成了重力变化高梯度带,其中,甘肃玛曲、迭部、青海河南蒙古族自治县、四川若尔盖、九寨沟一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映九寨沟地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.③ 九寨沟地震震中位于重力差异运动剧烈的鞍部等值线附近,与断裂走向基本一致的重力变化高梯度带零值线上,这一观测事实进一步佐证了重力场动态变化图像对强震地点预测具有重要的指示意义.

     

东昆仑断裂带东端的构造转换与2017年九寨沟MS7.0地震孕震机制

2017年四川九寨沟M_S7.0地震是继2008年汶川M_S8.0地震和2013年芦山M_S7.0地震之后,青藏高原东缘在不到十年的时间内发生的第三个震级M_S7.0以上的强震.这次地震发生在东昆仑断裂带东端,作为青藏高原东北缘的一条大型左旋走滑断裂带,东昆仑断裂带与东端其它构造之间的转换关系仍不清楚,因区内地质构造和地形复杂,东昆仑断裂带东端的主要构造仍缺少深入的研究.本文在总结区域地震构造活动特征、历史地震和现代地震基础上,通过东昆仑断裂带东端已有的和最近开展的活动构造定量研究结果,并结合现今GPS变形场资料和2017年九寨沟M_S7.0地震灾害特征分析,发现东昆仑断裂带最东段塔藏断裂上的左旋走滑除了一小部分继续向东传播转移到文县断裂带上外,大部分转化为其南侧的龙日坝断裂带北段、岷江断裂和虎牙断裂上的近东西向地壳缩短,这可能是岷山隆起的构造机制,而2017年九寨沟M_S7.0地震正是左旋走滑的东昆仑断裂带在东端继续向东扩展的结果.

     

巴颜喀拉块体东缘形变及九寨沟地震孕震环境数值分析

2017年8月8日四川发生九寨沟M7.0地震,是继2008年汶川M8.0地震后发生在巴颜喀拉块体东部的又一强震.现今GPS速度观测数据显示,2008年汶川地震前后的1999-2007年和2011-2016年两个时间段内巴颜喀拉块体东部地表速度场存在明显的差异.本文以实际GPS速度观测资料为约束,构建三维有限元地球动力学模型,分别计算分析了两个时段内震源区及周边现今地壳形变、弹性应变能和应力积累特征,进一步探讨汶川地震的发生对九寨沟地区变形及应力的影响.数值模拟结果显示,汶川地震之后（2011-2016年）巴颜喀拉块体东部的地壳形变、弹性应变能积累及应力积累速率均明显大于震前,增加量值达1.5~3倍;九寨沟地震发震断裂上库仑应力增长率在1999-2007年约为0.7 kPa·a^-1,2011-2016年间增至1.2 kPa·a^-1.上述结果表明,现今巴颜喀拉块体东部地壳应力积累过程有利于左旋走滑型九寨沟地震的发生,汶川地震的发生调整了区域应力状态,加速了九寨沟地震的孕育过程.

     

2017年九寨沟MS7.0地震同震地表三维形变场解算研究

利用覆盖九寨沟M_S7.0地震的Sentinel-1升、降轨和Radarsat-2升轨数据,分别提取了3个轨道沿雷达视线向形变,运用多平台联合观测方法解算了九寨沟地震沿地表真实的垂直向、SN向和EW向形变信息。结果表明,3个轨道InSAR数据均监测到了LOS向同震形变,范围约55km×45km,呈“果仁状”,靠近卫星飞行方向最大形变量为12.9cm (降轨),远离卫星飞行方向最大形变量为19.5cm (升轨)。三维形变结果显示,垂直向上位移达23.4cm,垂直向下位移达17.6cm;北向位移达141.8cm,南向位移达100.2cm;东向位移达22.0cm,西向位移达10.7cm。树正断裂两端地块呈非对称水平相对运动,上盘单侧向东形变较剧烈,符合左旋走滑型地震事件的运动特征。     

利用GPS资料和块体模型对巴颜喀拉块体划分合理性的初步探究和构造意义

利用GPS速度场资料和块体模型分别建立巴颜喀拉块体的两种块体模型并反演其滑动速率,模型Ⅰ中巴颜喀拉块体包括东昆仑断裂带西段地区,模型Ⅱ中则不包括该地区。GPS反演结果显示,模型Ⅱ较模型Ⅰ合理,这一合理性包括了模型Ⅱ中阿尔金断裂带西南尾端较大的拉张速率与较小的走滑速率;模型Ⅱ中东昆仑断裂带中段滑动速率约为8~9mm/a,与10mm/a的研究结果更为接近;模型Ⅰ中东昆仑断裂带西段具有较大的走滑速率与挤压速率,也与现今地震活动与震源机制相矛盾;但模型Ⅱ中巴颜喀拉块体在玛尔盖茶卡断裂带滑动速率较大,认为可能与风火山断裂带处的滑动速率较小有关,因此进一步舍去该断裂带,建立新的模型Ⅲ,所得结果与各断裂研究结果较为近似。巴颜喀拉块体南边界风火山断裂带目前活动较弱,下地壳软弱物质可能已经进入巴颜喀拉块体部分地区;风火山断裂带向东经玉树—甘孜—鲜水河断裂带,在下地壳流动与重力滑塌作用下左旋速率逐渐增大。     

青藏块体东北缘跨断层异常场地比指标及其在地震预测中的应用

为了客观反映跨断层形变资料在地震前出现的异常程度,减弱场地布设不均匀性造成的影响,本文基于以往典型震例归纳跨断层异常场地比指标并进行了实例检验。结果表明:①震例统计显示,异常场地比随震中距增加快速降低,在青藏块体东北缘5.8级及以上中强地震前,距震中200 km范围异常场地比约为0.5。②异常场地比等值线高值区对地震震中位置有较好的指示意义,可以作为中强地震预测的一种定量判定依据,为区域地震危险性的地点判定提供支持。③多期异常场地比空间分布特征能够较好地刻画跨断层异常随时间的增强、减弱或迁移特征,可为地震紧迫性判定提供一定帮助。     

2017年九寨沟7.0级地震灾害特点浅析

2017年8月8日21时19分,四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县发生7.0级地震,本文就各烈度区特征、宏观震害、建筑物震害、地质灾害和生命线震害等进行了分析,初步得出本次地震的一些震害特点。本次地震震级大,震源深,有感范围广,极震区烈度达Ⅸ度,余震频发,余震最大震级4.8级。灾区属于高山峡谷区,地震引发的次生地质灾害较为严重,是导致人员伤亡的主要原因。震中位于2008年汶川8.0级地震时的重灾区,建筑物基本经过重建,抗震性能较好;九寨沟城镇和景区内大部分房屋采用钢筋混凝土结构,由于地区和民族习惯,农村民居基本为抗震性能较好的穿斗木构架房屋,灾区建筑物受损多而倒塌少,避免了重大人员伤亡,死亡人数低于该区域历史上7级以上地震。这次地震经验表明,严格按照国家抗震设计规范、满足抗震设防要求并且保证施工质量的建筑物,具有抗御设防烈度地震的作用,不会发生严重破坏和整体垮塌,也就不会造成大量的人员伤亡。     

九寨沟M_S7.0地震静态库仑应力触发及对附近断层影响分析

计算和研究了1973~2013年巴颜喀拉块体东边界发生的6次M_S≥6.5地震引起的静态库仑应力变化图像,认为先前发生的6次地震对2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震具有触发作用。九寨沟M_S7.0地震发生后,对震中附近主要断裂应力转移的计算结果显示,在巴颜喀拉块体东边界7次M_S≥6.5地震的共同作用下,东昆仑断裂带东段及龙日坝断裂带库仑应力水平升高,具有触发作用;岷江断裂带处于库仑应力影区内,具有减震效应。     

巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形

本文利用GPS数据研究了巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形特征。 在球坐标系中解算了各应变分量, 分析了应变率场的空间分布特征, 并与地球物理学和地震地质学研究结果进行了综合对比分析。 最新的GPS速度场结果表明, 巴颜喀拉块体北东地区与高原整体运动性质一样具有顺时针向南东方向旋转的特征, 自西向东和北东方向测站水平运动速度呈现明显的衰减特征。 应变场结果显示, 研究区以北东向的主压应变为主, 伴随着近北西向的张性应变。 应变较强的区域主要分布在活动块体的边界断裂东昆仑断裂带的东段塔藏段和龙门山断裂带上。 东昆仑断裂带东段塔藏段的主压应变明显, 结合地震地质和活动构造资料, 认为东昆仑断裂带东段塔藏段的运动性质自西向东发生了改变, 水平滑动速率逐渐减小, 垂向运动逐渐增强。 研究区GPS速度场和应变场的这一变形特征表明, 青藏高原内部的块体运动特征较为明显, 变形主要集中在作为活动块体边界的活动断裂带上, 边界断裂带的运动特征在调节活动块体间的相互运动中起着重要作用。     

青藏块体东北缘及其周围地区现今时空运动变形科特征

依据非连续变形分析(DDA)方法,考虑特定块体边界不同程度的适度侵入,利用3期GPS观测资料(1991、1999、2001年),建立了青藏块体东北缘及其周围地区的一级块体运动模型和划分较细的、反映较小区域运动变形的较理想块体运动模型.模拟得到了研究区内北西西向大断裂间一级块体的运动变化特征、研究区主应变率场的分布特征及青藏块体北边界断裂的分段非均匀时空运动特征.