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。     

2013年四川芦山Ms7.0地震前的重力变化

利用川西地区2010-2012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2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生的关系.结果主要表明:①区域重力场异常变化与北东向龙门山断裂带南段和北北西向马尔康断裂带在空间上关系密切,反映沿该两断裂带(段)在2010-2012年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.②芦山7.0级地震前,测区内出现了较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,沿龙门山断裂带南段形成了重力变化高梯度带,其中,宝兴、天全、康定、泸定、石棉一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映芦山地震前,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重力场差分动态演化图像和重力场累积变化动态图像均反映芦山7.0级地震孕育过程的最后2~3年出现较显著的流动重力异常变化,可视为该地震的中期前兆信息;本文第一作者等也曾基于该流动重力异常变化在芦山7.0级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测.本文的例子再次证明流动重力观测能较好地捕捉到强震孕育发生过程中,特别是该过程最后阶段的重力异常变化信息.因此,区域流动重力场观测对未来强震的中-长期预测,尤其是在发震地点的判定上具有优势.     

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。     

2021年漾濞MS6.4地震前后重力场动态特征分析

基于2015年以来南北地震带南段相对重力和绝对重力观测资料,系统分析了区域重力场动态变化及其与2021年5月21日漾濞M_S6.4地震的关系.结果表明:(1)区域重力场变化与维西—乔后断裂关系密切,反映了2015—2021年期间该断裂活动引起了地表重力场变化;(2)与漾濞地震孕育有关的重力场经历了“弱变化—区域性异常—局部异常—四象限分布异常—大范围的正异常—反向变化发震”的演化过程;(3)重力场累积变化和差分变化图像均反映出漾濞震前两年出现显著的重力异常变化,地震发生在重力变化梯度带、四象限中心和零等值线拐弯附近;(4)重力场动态演化图像较好地反映了漾濞M_S6.4地震孕育发生过程中出现的中期前兆现象,并基于该现象在漾濞M_S6.4地震前作过一定程度的中期预测,尤其是强震地点判定.     

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年四川九寨沟MS7.0地震及余震精定位研究

2017年8月8日21点19分四川省九寨沟县发生M_S7.0级强震,本文应用对相对位置和绝对位置都有较好约束的hypoRelocate精定位方法,对8月15日前M_L大于1.5的854个余震重新定位.重定位使用了6178个Pg走时、3363个Sg走时、158929个地震对的相对走时差以及74个M_L大于3.5的34个地震构造的SH尾波互相关走时.定位结果显示,余震区呈NW向分布,长度约35 km、宽度约12 km.以主震为中心,余震形成西北和东南两个丛集区,其中西北区的余震展布较东南区宽,发震断层近似垂直,与主震的震源机制解吻合.余震深度主要集中在5~15 km,主震深度为16 km.从沿断层走向的垂直剖面可见,主震周围一直延伸到地表的区域,余震相对稀少,出现明显空区,这种现象可能与主震发生时该区域的滑动位移较大,应力得到充分释放有关.另外,我们还发现震后60 h之后余震的深度明显变浅,且西北向的深度明显浅于东南向.通过对比分析流动台站布设前后余震深度的分布特点,我们认为这种时空演化差异主要是由流动台站陆续布设和使用造成的,对余震的主要分布特征影响不大.     

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.

     

宁夏地区重力场变化与2012年永宁MS4.6地震

利用宁夏地区2011—2013年期间多期重力观测资料,采用中国地震局推广的LG-ADJ程序对观测资料进行平差处理,给出地震前后3年的区域重力场变化和点值变化图像。结合构造活动分析,对2012永宁4.6级地震前后宁夏地区重力异常变化进行研究。认为：2012年永宁地震前,测区重力场出现较好的中期前兆性变化图像,临震前短期异常突增,重力场在空间和量值上均出现大幅的上升变化,重力点值震前趋势下降-转折上升-加速上升-发震的变化,是非常值得关注的前兆异常。     

2016年青海门源MS6.4地震前重力变化

利用青藏高原东北缘2011-2015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2016年1月21日青海门源M_S6.4地震发生的关系,结合GNSS、水准观测成果和区域地质构造动力环境,进一步研究了区域重力场变化的时空分布特征及其机理.结果表明：（1）测区内重力场异常变化与祁连山断裂带在空间上关系密切,反映沿祁连山断裂带（段）在2011-2015年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.（2）门源M_S6.4地震前,测区内先出现了较大空间范围的区域性重力异常,到临近发震前显示出相对闭锁的现象,且围绕震中区周围出现四象限分布特征的局部重力变化,地震发生在重力反向变化过程中,并出现显著的四象限分布特征的重力异常变化,其中,青海门源与甘肃天祝一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上.（3）区域重力场动态演化大体反映了青藏高原东北缘物质北东流的动态效应,门源震中附近区域地壳受挤压变形显著、面压缩率和重力剧烈变化的特征最为显著.（4）重力场的空间分布及其随时间变化与地壳垂直与水平运动及地质构造活动等观测结果有一定的对应关系,强震易发生在重力变化四象限分布中心地带或正、负异常区过渡的高梯度带上.     

四川九寨沟Ms7.0地震前地电阻率的异常变化

四川九寨沟7.0级地震前,距离震中360km的平凉井下地电阻率出现了持续1年的趋势异常,NS和EW测项异常幅度年变化率均大于背景值(正常年变化0.6%和0.4%),分别为1.1%、0.6%;2017年6月27—29日中国地震局台网中心、宁夏地震局、甘肃省地震局组成联合异常核实小组,对这组变化进行分析研判,确定是地下介质电性发生了变化,属于震兆异常。在震前20个小时平凉地电NS和EW两个测道日变化率分别为8.9‰、1.5‰,主震结束后,测值基本恢复到背景值。该次变化对地震预测有积极的研究价值。     

2017年九寨沟MS 7.0地震震源深度测定

为了更好地确定2017年8月8日九寨沟M_(S )7.0地震震源深度其发震机理,利用四川、甘肃和青海区域地震台网的观测波形数据,采用多种方法研究了此次地震的震源深度。首先,采用gCAP方法反演了九寨沟M_(S )7.0地震的震源机制解和矩心深度,结果显示,节面Ⅰ走向243°/倾角87°/滑动角-158°,节面Ⅱ走向151°/倾角68°/滑动角-3°,矩震级为M_(W )6.5,矩心深度为8 km;然后,采用ISOLA近震全波形方法反演了此次地震的震源机制解,反演结果与gCAP方法结果相差不大,矩心深度为7 km;最后,通过sPn震相与Pn震相之间的走时差测定此次地震初始破裂震源深度,结果显示深度约为12 km。研究表明,九寨沟M_(S )7.0地震的矩心深度为7—8 km,初始破裂深度约为12 km。     

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地震地电阻率变化时空演化分析

本文应用归一化变化速率(NVRM)方法,研究了2017年九寨沟M_S7.0地震周边800km范围内25个地电阻率台站2012—2018年的连续观测数据,分析了震中区周围的地电阻率时、空演化过程.结果显示:(1)25个台站中共有14个台站在震前出现了地电阻率变化,结合本次地震震源机制等分析其时空变化,认为邻近地震破裂带的临夏、通渭、武都和宝鸡台地电阻率在震前出现了下降—折返回升型的变化,符合前人已总结的强地震前地电阻率的变化过程.(2)地震发生前震中区周围大区域内出现了地电阻率负异常变化,且以震中区为中心呈条带分布,异常区的长轴方向与地震断裂带走向或地震烈度分布的长轴方向几乎垂直,与地震主压应力轴方向吻合.本文认为九寨沟M_S7.0强震发生之前,震中区周围出现的区域性地电阻率异常空间丛集现象是很好的中期和短临前兆;地电阻率震前异常动态演化、各向异性等特征对认识本次强震发震断层活动以及震源区应力场分布有启示意义.     

九寨沟MS 7.0地震强震动特征及构造影响

从余震序列分布、震源机制、断裂构造、地震烈度和发震构造,简要论述九寨沟M_S7.0地震及构造背景,在此基础上,整理此次地震198条强震动记录,分析强震动峰值加速度分布特征（衰减规律）及构造影响因素,发现峰值加速度在发震断层两侧的衰减具有明显的不对称性,其中NE向衰减缓慢,SW向衰减迅速,该现象不仅与发震断层的倾向、倾角有关,还与不同构造块体的介质差异密切相关。     

2017年九寨沟MS7.0地震对周围地区的静态应力影响

基于九寨沟M_S7.0地震的破裂模型及均匀弹性半空间模型,本文计算了该地震在周围主要活动断层上产生的库仑应力变化、在周围地区产生的应力场和位移场和同震库仑应力变化对余震的触发.结果表明：（1）九寨沟地震造成虎牙断裂中段库仑破裂应力有较大增加,已经超过0.01 MPa的阈值,虎牙断裂北段、塔藏断裂中段和岷江断裂北段北部的库仑破裂应力有较大降低,因此尤其要注意虎牙断裂中段的危险性.（2）水平面应力场在该地震震中东西两侧增加（拉张）,张应力起主要作用.在震中南北两侧降低（压缩）,压应力起主要作用.从水平主压和主张应力方向来看,均呈现出条形磁铁的磁场形态.从剖面上的应力场来看,在上盘的面膨胀区域内,大部分点的主张应力方向与地表是垂直的,在其他区域内,主张应力和主压应力均以震中为中心,向外呈辐射状.（3）从地表水平位移场来看,震中东西两侧物质朝震中位置汇聚,南北两侧物质向外流出,在震中处的最大水平位移量达43 mm.从地表垂直位移场来看,震中南北两侧出现明显的隆升,隆升最大值达56.8 mm.震中东西两侧出现明显的沉降,沉降最大值达74.5 mm.从剖面的位移场来看,九寨沟地震为左旋走滑地震,且有一定的正断成分.由分析可以推测该断层破裂在大致22~26 km的深度上就截止了.并推测下盘物质运动的动力来自震源北东东方向（四川块体）深度在6~30 km的下盘下层物质,上盘物质运动的动力来自震源北西西方向（巴颜喀拉块体）深度在0~6 km的上盘上层物质.（4）通过计算不同深度上主震对余震的触发作用可知,主震后的最大余震受到了主震的触发作用,多数其他余震也受到主震的触发作用.主震的发生促使了库仑应力增加地区余震的发生,抑制了一部分库仑应力减少地区余震的发生.