2022年1月8日青海门源MS6.9地震地表破裂带特征与发震机制

2022年1月8日01时45分, 在青海省海北州门源县(N37.77°, E101.26°)发生了M_S6.9地震, 震源深度约10km.震后现场考察确认, 本次地震震中位于祁连—海原断裂带中段的冷龙岭断裂与托勒山断裂之间的构造转换部位, 上述断裂均为全新世活动的左旋走滑断裂.地震形成了两条地表破裂带, 总长度约31km.其中, 北侧主破裂带主要沿冷龙岭断裂西段分布, 东起硫磺沟脑, 向西穿过道沟, 至下大圈沟止, 长度约22km, 野外测量并经无人机高分辨率影像校核后, 最大水平位错量约2.6±0.3m, 并向两端逐渐衰减, 宏观震中位于硫磺沟大拐弯至道沟以东一带.南西侧的次级破裂带分布在托勒山断裂东段上, 东自大圈窝, 断续向西过羊肠子沟, 至大西沟止, 长度约9km, 最大水平位错量约1.0±0.1m, 二者之间呈左阶斜列, 最小阶距约1.0km.本次地震地表破裂习性以左旋走滑为主略具逆冲分量, 各次级破裂呈左旋左阶拉张或左旋右阶挤压的雁列式组合, 形成了典型的走滑断错地貌, 如左旋断错纹沟、河床、牧区铁丝网围栏、道路路基、车辙、便道和动物脚印等, 同时还形成了典型的挤压脊或鼓包、张性裂隙和断层陡坎等, 其走滑破裂样式典型而丰富.综合本次地震地表破裂展布和余震活动所反映的深部构造特征表明, 其发震构造应以冷龙岭断裂西段为主, 托勒山断裂东段参与, 在其构造转换部位形成不连续的Y字型分叉的地震地表破裂图像.这次地震是继1986年门源M_S6.4和2016年门源M_S6.4地震沿冷龙岭北侧次级断裂活动之后, 发生在冷龙岭主干活动断裂带上的一次强烈地震, 未来应重点关注祁连—海原断裂带尤其是西段的大震活动.

     

2022年青海门源MS6.9地震地表破裂特征分类及震害分析

为了深入分析2022年1月8日青海门源M_S6.9地震引发的不同类型地表破裂特征及震害现象,本文依据沿此次地震地表破裂带进行的野外实地考察和无人机航拍解译,将破裂带沿线的典型同震地表破裂特征归纳为:(1)多种典型几何细结构,包括雁列状次级破裂、左旋左阶拉张区、左旋右阶挤压区以及树枝状、网状破裂等;(2)多种地貌标志物水平位错,包括牧区围栏、车辙印、动物脚印和冲沟冰面的左旋断错等;(3)多种类型垂直破裂,如逆冲型地震陡坎和正断型地震陡坎;(4)多种类型挤压破裂,如挤压脊和挤压鼓包;(5)不同类型张性裂缝带,如纯张性裂缝带和张剪性裂缝带.将地震引发的地质及工程震害现象归纳为:(1)跨地震断裂带的边坡垮塌失稳;(2)跨地震断裂带的公路、桥梁和隧道损坏;(3)地震断裂带附近区域的冰面鼓包、公路裂隙等形变现象.此外,对上述现象的展布特征和成因机制进行了分析讨论,并强调了加强跨活动断裂带时工程抗断及近断层强地面运动的抗震设防的重要性.     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震破裂过程

基于近台强震波形数据可快速且稳定地反演地震破裂过程.利用国家地震烈度速报与预警工程实施过程中青海地区新建和改建的强震动观测台站的波形数据,基于迭代反褶积和叠加法(IDS)对2022年1月8日青海门源M_S6.9地震的震源破裂过程进行了反演.反演结果显示:破裂为自初始破裂点向ESE向扩展的单侧破裂,持续时间约为14 s(主要集中在2—8 s),最大滑动量为3.6 m,破裂长度约为20 km.破裂在纵向上自深部向浅部扩展,这与现场调查的地表破裂吻合.余震序列空间分布展示出显著的分段特征,预示了破裂区复杂的构造.     

2022门源MS6.9地震地表破裂带震害特征调查

2022年1月8日,青海省海北藏族自治州门源县发生M_S6.9地震,震中位于青藏高原东北缘地区祁连—海原断裂带的冷龙岭断裂和托勒山断裂构造转换区域(37.77°N,101.26°E)。震后野外现场考察结果表明,此次地震形成的同震地表破裂带总长度约为26 km,整体走向NWW向,破裂性质以左旋走滑局部逆冲为主。断层错动造成的破坏形式以雁列式组合的张裂隙、张剪裂隙、挤压鼓包、断层陡坎等为主。其中,道河至硫磺沟段地表破裂最为强烈,规模大且连续性好,造成的震害最为显著,地表破裂规模向东、西两端逐渐衰减。破裂带穿过区域内多条河流,造成显著的冰面破裂变形,并沿河岸形成一系列的边坡崩塌、滚石等地质灾害。综合破裂带及震害规模分析,宏观震中位于道河至硫磺沟地区。     

2022年青海门源MS6.9地震地表破裂带宽度调查与启示

地震地表破裂带是地震破裂在地表的直接表现,其宽度是活断层“避让带”和工程抗震设防重要的指示参数.无人机等测量手段的发展为获取地表破裂带的高分辨率影像数据、精细测量破裂带宽度、分析破裂带宽度空间分布特征以及限定合理的活断层“避让带”提供了有利条件.2022年门源M_S6.9地震在青藏高原东北缘冷龙岭与托莱山断裂阶区部位产生了显著的左旋走滑型地表破裂带.基于震后获取的高精度无人机正射影像和数字高程模型,文中在门源地震地表破裂带全段精细解译的基础上,沿走向间隔100 m测量了251个宽度数据,R1破裂带最大宽度为209.78±14 m,平均宽度为42 m, R2破裂带最大宽度为115.31±15.72 m,平均宽度为26.14 m.宽度沿走向具有差异性,这主要受控于同震变形强度、破裂带几何结构以及地表第四系松散层发育状况;具体表现为同震位移量大、阶区等复杂几何结构以及穿过第四系松散层区段的破裂带比同震位移量小、平直段以及基岩区段的破裂带要宽.通过对去除离散值后的破裂带宽度数据统计分析,计算出95.4%和68.2%置信区间的有效宽度分别是70或50 m.在工程抗震设防中,若...     

2022年1月8日门源MS 6.9地震序列震源机制特征分析

<正>1研究内容据中国地震台网中心测定,北京时间2022年1月8日01时45分,青海海北州门源县发生M_S 6.9地震,震中位置与2016年1月21日门源M_S 6.4地震相距约10 km,附近构造为冷龙岭断裂。该区域之前曾于1986年和2016年发生2次门源地震,震级均为M_S 6.4,震源机制均表现为逆冲类型。根据中国地震局地球物理研究所公布的震源机制结果,此次门源M_S 6.9地震为走滑型破裂,活动类型与以往门源地震有所不同。     

2022年1月8日门源MS6.9地震同震位移场及其发震断层形变破裂特征

利用冷龙岭—托莱山断裂及其附近震前和震后GNSS观测资料,处理获取了2022年门源M_S6.9地震同震位移场,并以此为约束反演获取了地震同震破裂滑动分布图像,基于上述结果探讨了本次地震发震断层形变破裂特征,对比了区域震间与同震变形特征,结果表明：(1)此次地震在距震中约90 km范围内产生了10 mm及以上的同震永久变形,距震中160～200 km的GNSS连续站记录到的同震变形则十分微弱,总体在毫米级以下;(2)同震位移图像呈现典型的左旋走滑型同震变形模式.在距震中约3 km破裂带南侧的测站,其同震位移为近东向,大小445.9±3.3 mm,而在破裂带远场则呈现出典型的与左旋走滑型地震匹配的“四象限”对称分布的挤压或拉张尾端变形特征;(3)同震位移量以冷龙岭断裂—托莱山断裂为界,南北两盘具有明显的非对称性,南盘变形运动大于北盘;(4)托莱山断裂西段同震位移总体表现出随震中距减小而增大的“弹性回跳”现象,但其跨断层近场测站却并不服从上述同震变形特征,指示其并未参与此次地震破裂,考虑到托莱山断裂西段显著的左旋剪切应变能积累背景,其未来强震危险性值得关注.     

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日青海门源县MS 6.9地震地电场响应特征

2022年1月8日青海门源县发生M_S 6.9地震,利用谐波分析方法和大地电场优势方位角方法,对震中300 km范围内地电场台站的观测资料进行分析,并结合构造物理学相关结论以及2016年门源M_S 6.4地震进行相关解释和对比分析,结果发现：(1)震前半年左右,地电场开始出现振幅异常增大现象,但不同台站的异常表现形式亦有所不同;(2)距离震中越近的地电场台站越容易观测到异常现象,主要表现为优势方位角出现方位偏转、突跳范围增大或收窄等异常现象,可能与台站下方岩体裂隙结构发生变化有一定关联;(3)通过与2016年门源M_S 6.4地震的异常结果对比,发现2次地震优势方位角的异常形态有较大不同,分析认为可能与2次地震震中位置的地质构造,震源机制以及发震断层的属性有一定关系。     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震余震序列自动处理结果探讨

使用2022年1月8日青海门源M_S6.9地震前3天及后7天甘肃地震台网固定台站和邻省共享台站记录到的连续波形数据,利用RISP系统自动检测余震序列,并将检测结果与人工编目结果进行对比分析.结果表明:自动编目与人工编目定位结果基本一致,震中位置差(3.9±1.51)km,震级差值M_L(0.17±0.22);自动编目结果的发震时刻普遍略早于人工目录,但两种目录中大部分余震发生时刻的差值在2s内.自动编目产出速度快,且能检测人工无法识别的微小余震,提高了目录完备性.综合来看,自动编目系统产出结果符合预期目标,可为震群趋势判断、破裂过程快速反演等相关科学研究提供数据支撑.     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震深部构造背景浅析

2022年1月8日青海境内的托莱山—冷龙岭断裂附近发生了门源M_S6.9地震。结合地壳厚度、速度结构及各向异性等资料探讨了门源地震的深部构造特征,揭示了门源地震的发震位置与地壳结构变化的密切关联。结果显示:门源M_S6.9地震发生在地壳厚度和v_P/v_S值都出现快速空间变化的区域;大约在10—20 km深度范围内,震源位于P波速度从浅到深由高速变低速的垂向过渡区,同时也是S波速度和泊松比分布呈现明显横向变化的过渡区域,震源下方存在明显的低速区;冷龙岭断裂两侧相速度的方位各向异性变化比较明显。1月12日的M_S5.2余震震中紧邻2016年M_S6.4地震震中,揭示出2022年门源M_S6.9地震及其余震活动导致了冷龙岭断裂比较充分的破裂,两次门源地震主震之间及邻区短时间内难以积累更大能量,因而短时间内发生更大地震的可能性不大。青藏高原东北缘的持续向北扩展所导致的地表隆升和地壳增厚是该地区强震频发的主要构造成因。      

2022年1月8日青海门源MS6.9地震GNSS同震形变场及其断层滑动分布

2022年1月8日在青海省海北州门源县发生M_S6.9地震,本次地震是继2016年门源M_S6.4地震后冷龙岭断裂周边发生的又一次强震。确定本次地震的破裂分布对分析该地区震害风险具有重要意义。通过收集震中及周边12个GNSS连续站点和震后加密观测的17个流动站点观测资料,获取了震中100 km范围内29个测站的GNSS静态同震形变场,并以此为约束反演了本次地震同震滑动分布。结果显示,近场GNSS观测到的最大形变量可达1.3 m。反演的最优破裂模型显示该地震主破裂区深度位于0～10 km,滑动破裂出露地表,最大滑动量为4.07 m,地震矩释放能量约1.1×10¹⁹ N·m,对应矩震级M_W6.7。门源地震破裂至地表是造成该地区基础设施破坏的直接原因。     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震同震形变场及地下位错反演

针对2022年1月8日青海门源M_S6.9地震,基于Sentinel-1A卫星的SAR影像获取了本次地震的同震形变场,并进行计算分析,运用SDM程序反演地下静态位错。初步结果如下：①本次地震震中位于蝴蝶状分布的形变图中心,抬升盘与下降盘之间的破裂迹线明显,破裂迹线长约24km,形变中心位于托莱山与冷龙岭断裂交汇处。②降轨数据显示,在断层区域视线向（LOS）形变量最小约-0.55m（远离卫星）,最大约0.68m（靠近卫星）;升轨数据显示,在断层区域视线向（LOS）形变量最小约-0.49m（远离卫星）,最大约0.42m（靠近卫星）。③对中国地震局发布的门源6.9级地震烈度图和本研究获取的地震形变图进行叠加分析,可以看出二者吻合度较高,地表有较明显形变所涉及区域约0.4万km²。④运用降轨InSAR数据反演得出地下最大位错量约3.29m,深度4.75km,在近地表位错破裂长度可达30km,地表有明显破裂的区域长约25km,与中国地震局科考工作每日情况的结果基本一致。     

2022年青海门源MS6.9地震震源机制解

2022年1月8日,青海门源地区发生M_S6.9地震,本文利用CAP方法反演了主震震源机制解和震源深度。结果显示,断层节面Ⅰ:走向191°/倾角62°/滑动角173°,节面Ⅱ:走向284°/倾角82°/滑动角21°。此次地震为走滑型地震,最佳矩心震源深度约3 km,矩震级为M_W6.7。结合震源机制解和定位结果分析认为,节面Ⅱ可能为实际破裂面,本次地震发生在冷龙岭断裂和托莱山断裂的交汇部位,本次地震与2016年和1986年2次M6.4地震震源机制解不同,显示出该区域复杂的构造背景。      

InSAR数据约束的2022年1月8日青海门源MS6.9地震发震构造研究

利用Sentinel-1A卫星升降轨道数据和D-InSAR技术获得青海门源2022年1月8日M_S6.9地震的同震形变场,并基于弹性半空间位错模型反演其震源参数,利用分布滑动模型确定断层面上的滑动分布。结果表明,2022年1月8日青海门源地震的同震形变场沿NWW-SEE方向分布;断裂带南缘升轨影像和降轨影像最大视距分别为61 cm和62 cm,断裂带北缘升轨影像和降轨影像最大视距地表形变量分别为43 cm和56 cm。InSAR同震形变场断裂尺度模型断层长30 km,宽18 km,最大滑移量3.5 m;断层滑动分布模型表明该地震为左旋走滑地震。结合冷龙岭断裂的运动特征和几何特征,初步确定此次M_S6.9地震的发震断裂为冷龙岭断裂     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震的静态和动态震源参数测定

震源特征可通过震源参数量化,震后快速测定震源参数,对于研究区域构造特征、地震的震源性质和孕育演化过程、开展震害评估和地震应急响应都具有重要意义.本研究采用区域地震台网和全球地震台网提供的宽频带波形资料,使用近震全波形反演方法得到了2022年1月8日青海门源M_S6.9地震的地震矩、矩震级和震源机制解等静态震源参数,并测定了地震辐射能量、能量震级和破裂持续时间等动态震源参数.结果显示：(1)本次地震为一次高倾角的走滑型地震,震源机制解节面I走向194°、倾角87°、滑动角175°,节面II走向285°、倾角85°、滑动角3°,地震矩为8.5×10¹⁸N·m,转化成矩震级为6.6,矩心深度为3 km.结合动态震源参数,可确定节面II为地震断层面;(2)地震辐射能量为4.3×10¹⁴J,转化成能量震级为6.8,高于矩震级;(3)地震呈现双侧破裂特征,破裂持续时间为11 s;(4)能矩比为5.1×10^-5,视应力为1.53 MPa,应力降为6.58 MPa,描述断层破裂复杂度的辐射能量增强因子为34;(5)综...     

结合野外考察的2022年门源MS6.9地震地表破裂带的高分七号影像特征

2022年1月8日,青海省门源县发生了M_S6.9地震。为及时全面了解地震同震地表破裂带的空间分布并准确判定发震构造,文中通过对震后高分七号遥感影像进行解译判读,综合野外考察核实,获得了门源M_S6.9地震同震地表破裂带的展布情况,并识别出多种典型的同震破裂地貌,总结了多种同震地貌的影像特征。结果表明,此次地震产生了2条主要的地表破裂带,呈左阶斜列展布。北支主破裂带分布于冷龙岭断裂西段,长约22km,走向100°N～120°E;南支次级破裂带分布在托莱山断裂东段的局部段上,长约4km,走向为N90°E, 2条破裂带总长约26km;沿破裂带形成了一系列典型左旋走滑同震地貌,如张裂隙、张剪裂隙、挤压脊、挤压鼓包、左旋纹沟、左旋断错路基等;在此基础上,文中还对冷龙岭地区典型左旋地貌的累积位错进行了测量,并与前人的测量结果作对比研究,得到了较为准确的测量结果。文中基于高分影像对断裂沿线典型的断错地貌开展研究,不仅可为高分七号卫星数据的地质应用积累实例,所得结果也可为未来构造地貌研究提供强有力的数据支撑。