汶川8.0级地震前区域地壳运动与变形动态过程

利用GPS等观测资料研究了2008年汶川8.0级地震前的区域地壳运动与构造变形、应变积累,以及大区域地壳运动微动态变化过程,结合同震位移场分布等分析、讨论了汶川地震前近10年区域地壳变形的表象所反映的大震孕震最后阶段的物理过程.结果表明,发生汶川8.0级地震的龙门山断裂带1999～2004年相对稳定的华南地块无明显的相对运动,2004～2007年有一定程度的相对运动显示,以右旋活动为主,年速率为1.6mm/a.龙门山断裂带西北侧的巴颜喀拉地块东部为右旋剪切为主兼有推挤的大尺度缓慢变形状态,右旋扭动变形率为2.1±0.2(10^-8/a),地壳总体缩短变形率为-0.7±0.1(10^-8/a).由GPS基准站资料计算的基线时间序列显示,2005年以来大尺度北东向地壳缩短的相对运动明显增强,青藏块体相对华南地块的北东向运动明显增强.对汶川大地震前应变积累的特殊性等问题进行了初步讨论,分析认为,汶川大地震的发生是四川盆地西缘的龙门山断裂带受到其西侧巴颜喀拉地块推挤导致大尺度、长时期、缓慢的地壳应变积累的结果.在发震前不仅龙门山断裂带为显著闭锁状态,且孕震区域可能存在地壳弹性变形趋于极限后难以发生变形的相持阶段,大尺度地壳运动与动力环境的动态变化对汶川大地震的发生有促进影响.     

汶川8.0级地震前后四川及邻区构造应力场研究

收集整理了四川、云南、重庆3省市的数字地震波记录资料,反演该区域的中小地震震源机制解,并利用这些结果采用力轴张量法计算给出5个主要构造带(区)在汶川8.0级地震前后的平均应力场.对比汶川地震前后各主要构造带(区)应力场的状态发现,龙门山构造带南段、鲜水河构造带南段在汶川地震前后局部应力扰动明显,即震后平均应力场方位扰动值相对变化较大;鲜水河构造带南段、龙门山构造带南段和华蓥山构造带中段震后逆倾型地震明显减少.分析认为,这是巨大地震前后大范围地壳应力状态变化或调整的一种反映.     

汶川8.0级地震构造动力成因分析

汶川8.0级地震发生在青藏活动地块区的东部边界带, 是继2001年昆仑山口西大地震之后青藏块区的又一次巨大地震。 根据龙门山推覆逆冲断裂带深浅部构造背景和壳幔结构特征, 文中构建了汶川地震的震源简化模型。 并依据震源模型的力学抽象建立了孕震过程的动力学方程组, 且在简化解释下给出了孕震过程中的应力、 应变的解析表达式。 应用模型的解析解, 并参照龙门山构造区的构造形变观测结果, 初步讨论了汶川地震的孕震过程, 给出了汶川8.0级地震的孕育过程可达3000多年的结果, 指出由于龙门山地区构造形变速率很低, 因而导致孕震过程缓慢, 大震复发期较长的基本结果。     

汶川8.0级地震前龙门山断裂带的地震活动性和构造应力场特征

研究了2008年5月12日汶川8.0级地震前龙门山断裂带及其附近地区的地震活动.利用区域地震台网和流动测震台的数字地震波资料,测定了震源机制解.结果表明,震中所在的龙门山断裂带震前地震活动平稳,未出现显著异常增强或平静现象.根据汶川8.0级地震前地震活动求出的震源机制解,其主压应力P轴方位为WNE——ESE向,震源断层面呈NE向与NW 向两组节面走向.其中NE向节面呈N50deg;——70deg;E,断面倾角均陡,达60deg;——70deg;,震源力学作用方式多呈逆倾型,少部分呈走滑型．震前地震活动呈现的主压应力方位、震源断面走向及其错动类型,与汶川8.0级地震给出的解是一致的.巨大地震发生前沿龙门山断裂带微破裂呈现的平均应力场与主震一致．起始破裂区东侧20km内是紫坪铺水库水域区,这一区域发生小震活动增加的现象处于水库放水的卸载阶段.本文研究了汶川8.0级地震起始破裂区附近的小震活动,其震源参数表明,震源位于8.0级地震之上的5——14km深度,其震源参数与8.0级地震给出的解也是一致的．      

利用水位同震阶变资料反演汶川8级地震应力场变化

分析汶川地震的水位同震响应阶变发现,地震时应力场的调整与中国大陆板块的背景应力场受力状态基本一致,只是对华北和西南地区有所加强,对西北和东南有所减弱.可见,汶川地震释放积累的应力后,对于震后大陆的应力场变化有一定调整作用.     

汶川8.0级地震序列的小震震源机制及应力场特征

利用区域地震台网的数字地震波记录资料,由垂直向记录P和S振幅比值,结合部分清晰的P波初动记录资料,反演得到了2008年5月12日至2009年4月12日汶川8.0级地震序列中829个ML≥3.5的小震震源机制解。采用统计和力轴张量计算方法,分析了震源机制解参数并求取了余震区平均应力场。结果表明:用余震区北段小震震源机制解求得的节面为直立或倾斜,走向为NNE-SSW向,主压应力P轴方位为SWW-NEE方向,计算得到的平均应力张量σ1方向为77.1°;用余震区南段小震震源机制解求得的节面倾角较陡,在50°～90°之间,走向相对较分散,平均应力张量σ1方向为92.4°,呈EW向。从余震区南、北段的平均应力场方位随时间演化过程可以看出,余震区在2008年8月、9月、12月和2009年1月处于应力场调整阶段。最后研究了余震区南、北段的震源机制一致性参数θ及逆冲型地震类型随时间的变化,得到了一些有意义的结果。     

汶川8.0级地震序列及震型判定

研究了2008年5月12日四川省汶川8.0级地震余震序列, 其特点是: 余震序列丰富, 持续时间长。 余震沿NE向龙门山构造带的中央断裂条形展布, 深度横剖面为锲形, 呈现地块间强烈汇聚、 挤压活动的特点。 跨不同断裂段, 余震震源机制解有逆冲、 斜滑或走滑型, 反映的局部构造应力场复杂。 汶川8.0级地震序列为主震-余震型, 文中给出了其判定的主要依据及分析预测结果。     

汶川8.0级地震前四川地区地震视应力时空变化特征

本文根据Brune模式,在近震源条件下,利用中国数字遥测地震台网观测的波形资料,测定了2000年5月至2008年4月四川地区439次ML≥3.0地震的视应力值,给出了2008年5月12日汶川8.0级地震前四川地区视应力空间分布图象,分析了四川地区、龙门山断裂带以及龙门山断裂带上小震频次高值区视应力随时间变化过程。结果表明:①汶川地震前,视应力较高的地震主要集中在四川南部的川、滇交界地区;②2001—2006年,四川地区视应力随时间的变化表现为突升突降型变化形态,且视应力高值点有逐渐增大的现象,从2007年初至2008年初视应力在较低水平呈缓慢下降,临近汶川地震前有小幅升高变化;③龙门山断裂带上视应力在2004年中至2005年初曾出现过较为明显的、短暂的上升—下降变化过程。而Δσapp值的变化则相对复杂,出现过二次上升—下降变化过程;④龙门山断裂带上小震频次高值区视应力在2003—2005年间,曾出现过二次较为明显的上升—下降变化过程,临震前,视应力出现突然上升。而Δσapp值随时间的变化则主要表现为2003—2004年的上升和其后的下降过程。临近地震发生前,Δσapp值也有一定幅度的上升变化。     

宁夏地下水位与水温动态对汶川8.0级地震的同震响应研究

以宁夏流体台网井水位、水温为例,分析了汶川8.0级地震引起的水位、水温同震变化特征,对比了同震响应波形特征。     

汶川8.0级地震前区域地壳运动与应变场动态特征

利用中国地壳运动观测网络GPS资料, 通过获取水平相对运动、 水平应变场分布变化等, 研究了汶川8.0级地震前的区域水平运动与应变率场变化, 以及大尺度地壳运动动态特征等。 研究结果表明, 发生汶川8.0级地震的龙门山断裂带, 由于受到其西侧巴颜喀拉地块向东运动的构造动力作用, 处于缓慢的应变积累状态。 在汶川地震前龙门山断裂带相对华南地块的差异运动小于GPS观测误差。 川滇地区应变场图像显示2004-2007年面应变率负值最高区出现在汶川8.0级地震震中区及其附近, 可能反应了局部挤压增强。 GPS基准站资料反映的大尺度北东向地壳缩短的相对运动增强, 也形成了促进龙门山断裂带发生大破裂的区域构造动力增强的背景条件。     

汶川8.0级地震前龙门山断裂带能量场变化

在大地震的孕育和发生过程中,沿断裂带的应力-应变状态与断裂带周围微震活动有着密切的关系.震前沿构造断裂带附近地震活动的能量释放更能反映地震孕育的动态过程.本文采用自然正交函数展开方法,讨论了2008年汶川8.0级地震前沿龙门山断裂带地震活动能量场的时间变化.结果表明,在汶川8.0级地震前,沿龙门山断裂带能量场的几个主要特征值对应的典型场的时间因子出现非常明显的短期上升变化,可能是该次地震短期异常信息.通过对比分析1976年唐山地震等震例认为,研究沿活动断裂带地震活动能量场的时间变化,可以对地震中长期判断有较大危险性的活动断裂区进行有目的的重点监测和预测.     

Research on the Dynamic Change of Regional Stress Fields before the M_S8.0 Wenchuan Earthquake

Using the digital telemetric seismic waveform data of Chengdu and Kunming, this article studies the focal mechanism solutions and the apparent stress values of a large number of small earthquakes, and then analyzes the dynamic variation of regional stress fields and the spatio-temporal distribution of apparent stress values. The annual variation values of the azimuth of average principal stress field before the May 12, 2008 M_S8.0 Wenchuan earthquake in the Sichuan-Yunnan region were 58° from 2003 to 2004, 85° from 2003 to 2005,61° from 2006 to 2007 and 90° from 2006 to April 2008 respectively. In recent years, deflection or disturbances occurred in the azimuth of the average principal stress field in the Sichuan-Yunnan region. Analysis shows that this may be related to the change of stress field states of crustal blocks before and after the December 26, 2004 M_S9.0 Sumatra earthquake and the 2008 M_S8.0 Wenchuan earthquake. The ratio of thrust-type earthquakes in the Sichuan-Qinghai block was on the higher side in the period from 2006 to 2007, and the source faulting type of the regional moderate and small earthquakes had changed before the M_S8.0 Wenchuan earthquake. The change of state of the stress field is consistent with the changes in block displacement fields revealed by GPS data and the crustal shortening velocity vertical to the Longmenshan fault zone. Based on the radiation energy calculated from all bands of the seismic waveform, the value of apparent stress σ_app is obtained. The fluctuation shape of the fitting trend of the apparent stress is related to the intensity of regional seismicity. It reveals that the micro-dynamic fluctuation process of the regional stress value is similar to the azimuth transition of the regional principal compressive stress field, which can be used to probe for pregnant physical processes. Areas with a higher value of apparent stress σ_app are possible areas of potential seismic risk. It can be seen from the spatial distribution of the medium and short-term apparent stress σ_app before the M_S8.0 Wenchuan earthquake, the Longmenshan fault zone is in a low stress distribution area, and the relatively high apparent stress is in the peripheral area. These images may show medium and short-term locking phenomena near the seismogenic tectonics of the M_S8.0 Wenchuan earthquake. For example, changes with time of the focal parameter consistency of the sub-blocks in Sichuan and Yunnan Provinces, continual increase of thrust-type earthquakes in the Sichuan-Qinghai block and the appearance of spatial distribution areas of high apparent σ_app stress. The work on this aspect was continued after the M_S8.0 Wenchuan earthquake, and the results seem to be shown a clearer relationship between these phenomena and future great earthquakes.     

汶川MS8.0地震前云南地区显著前兆观测异常分析

汶川M_S8.0地震前云南地区出现了显著的前兆观测异常. 该文从大地震的孕育范围出发分析认为这些地震前兆异常可能与汶川M_S8.0地震有关, 并认识到前兆观测出现的显著极值异常可能是M_S≥7.0大地震的前兆; 有学者认为大震震源区没有或较少出现前兆观测趋势异常是大地震的共性特征, 汶川M_S8.0地震的前兆观测异常也是相同的; 地震前兆观测异常开始和结束时间是多样的, 前兆异常的分布是复杂的, 因此利用震后总结的共性特征, 在震前对汶川M_S8.0地震作出预测是困难的.      

汶川8.0级大地震前电磁扰动异常变化特征初步研究

利用电磁波扰动理论,研究汶川5·12大地震前,金河、剑阁、二砂3个台站的电磁波异常变化特征。结果表明:①震前3个台站均出现电磁扰动异常,以金河、剑阁地震台显著;②电磁扰动前兆异常在时间进程上有明显的阶段性变化;③随距震中距半径的增大,电磁扰动值逐步衰减。     

Preliminary Research on the Characteristics of the M_S8.0 Wenchuan Earthquake Hazard

The M_S8.0 Wenchuan earthquake on May 12, 2008 caused heavy casualties and economic loss. According to the field investigations, the characteristics can be described as follows: The meizoseismal region with an intensity of XI shows an obviously zonal distribution and suffered serious destruction from the earthquake, and the destruction perpendicular to the earthquake surface rupture decreased sharply. At the same time, the intensity X and IX regions perpendicular to the rupture are narrow and therefore their coverage area is small. The intensity on both sides of the rupture attenuates rapidly, but intensity VII and the VI regions are wide, the latter covering about 240,000 km~2. In intensity VI region, the damage area perpendicular to the rupture in the southern part is much larger than that of the northern part. Also, much new understanding about destruction types and destructive modes for all kinds of buildings, landforms and terrain is achieved in this paper.     

大华北地区应力场在汶川地震时的变化研究

利用大华北地区在汶川8级地震时有水位阶变的31口并孔的观测资料,通过计算各井水位系统的观测格值,进而估算了震时引起大华北地区应力场的调整变化.研究发现汶川地震后大华北中部地区的压应力得到增强,大华北东部和南部地区则表现为应力降低,对未来大华北地区的地震危险性预测应具有一定参考价值.     

汶川8.0级地震前水氡浓度的临界慢化现象研究

近年来,临界慢化(Critical slowing down)现象在揭示复杂动力系统是否趋于临界性灾变方面展示了重要潜力.本文基于临界慢化的概念,将其用于水氡浓度观测资料的处理.以2008年5月12日汶川8.0级地震前龙门山断裂带破裂段及附近地区水氡浓度观测点资料为例,分别计算了表征临界慢化现象的自相关系数和方差.结果表明,汶川8.0级地震前,不同台站的水氡浓度震前都存在明显的临界慢化现象,这表明临界慢化现象可能是强地震发生前的一个早期信号.将临界慢化理论引入地震前兆资料的研究,对深入认识地震前兆机理、判定前兆异常所处阶段以及提高地震预测水平都具有重要的现实意义和科学价值.     

关于汶川8.0级地震前电磁扰动异常的讨论

通过对汶川8.0级地震前四川金河台电磁扰动数据变化的研究,结果显示:①电磁扰动0.001～1 Hz在震前每天06:00～22:00出现非脉冲性高值波动变化,在12:00和18:00达到最大;1～10 Hz在2008年1～3月出现与超低频类似的高值变化,最大幅度为300 mV; 10～20Hz无明显异常.②分析了电磁扰动...     

四川汶川8．0级地震前后中国大陆西部地震活动特征及震后趋势分析

通过对汶川8．0级地震前后中国大陆地震活动特征的分析,探讨了汶川8．0级地震的地震活动背景．重新划分了中国大陆7级以上地震的活动周期,并根据汶川地震发生的构造背景分析了汶川地震对中国大陆活动趋势的影响和西部大三角与中国大陆强震活动趋势的关系。分析结果表明：在未来1-3年中国大陆特别是西部强震活动仍然处于活跃状态,有可能再次发生7级以上地震。