2014年云南鲁甸6.5级地震序列重定位研究

利用云南省测震台网的连续波形数据及震相报告,使用川滇三维速度结构对2014年云南鲁甸6.5级地震进行重新定位,并使用双差定位方法对2014年8月3～13日期间的地震序列进行重定位,共获得882次地震的定位结果,定位残差由0.59 s下降为0.33 s,定位精度得到改善.结果表明,余震分布明显呈现两个优势方向,分别为NNW向及NEE向分支,NNW向分支为主要的余震分布区域,与包谷垴—小河断裂相近,其东南端很有可能跨过昭通—鲁甸断裂,展布长度约15 km.结合地质等方面资料,认为本次地震的发震断层应为包谷垴—小河断裂,主破裂区应为NNW向分支展布区域,且序列分布的南端和东侧区域可能存在危险性.     

2014年云南鲁甸MS6.5地震序列的双差定位

本文采用双差定位方法对云南鲁甸M_S6.5地震震后16天的地震序列进行重定位研究.重定位结果显示,主震位于27.11°N,103.35°E,震源深度约15 km;地震序列主要呈“L”形优势分布,分为SSE向和近EW向两支,并均呈现近垂直的震源分布特征,显示此次地震为走滑型,并存在两个不同方向的破裂面.虽然此次地震发生于NE向昭通断裂及其反冲断裂（龙树断裂、大岩洞断裂）附近,但这些断裂均为逆冲型断裂,被排除了作为发震断裂的可能性;鲁甸地震发生在呈放射性分布的多条断裂的交汇部位,SSE向破裂分支与包谷垴断裂的方向一致,近EW向破裂分支与小河断裂南端的走向一致. 鲁甸地震可能已将包谷垴断裂和小河断裂在深部贯通.     

2014年鲁甸6.5级地震成因、破裂特征和余震分布特征的库仑应力作用

根据2014年鲁甸M_S6.5地震的区域构造和余震共轭分布特征,本文首先计算了1733年小江断裂带北段M7.75地震,1850年则木河断裂带M7.5地震和1974年马边M_S7.1地震对鲁甸M_S6.5地震震源机制解两个节面的黏弹性库仑应力作用,结果显示NNW向发生主破裂的包谷垴-小河断裂受到这3次地震,尤其是1850年M7.5地震明显的库仑应力作用,我们认为则木河断裂的高速左旋走滑运动以及7级以上强震的重复发生对于包谷垴-小河断裂的强震孕育和断裂演化方面具有促进作用;然后分析了鲁甸6.5级地震的共轭破裂与余震分布特征,并分别计算了两个共轭破裂面单独破裂对另一破裂面的库仑应力作用,结果显示NEE向破裂促进NNW向破裂的发生,而NNW向破裂后则阻碍了NEE向破裂的进一步发展,最终发展成以NNW向破裂为主的共轭破裂事件;最后计算了共轭破裂产生的库仑应力变化对余震的影响,认为位于NEE向破裂面西侧的余震集中分布主要是由于应力触发作用而形成.     

2014年8月3日云南鲁甸MS6.5级地震序列重定位与震源机制研究

本研究采用双差定位法对2014年 8月3日至7日期间鲁甸M_S6.5级主震及647个余震序列进行重新定位,得到471个重定位结果.结果显示,主震的震源深度为13.3 km,与破裂过程显示的初始破裂深度较为接近,余震序列呈现出近东西向-北西向的不对称共轭状分布,近东西向长约17 km,而北西向长约22 km,小震优势分布深度为10 km以上,且由主震处沿共轭断层分别向东南向和近东西向逐渐往10 km深度以上的浅部迁移.小震分布还展示出发震断层高倾角分布,且与昭通-鲁甸断裂分支断裂包谷垴-小河断裂活动相关.由于主震破裂的质心深度可为深入认识本次地震灾害严重提供重要证据,为此我们采用gCAP（generalized Cut And Paste）方法反演了包括主震在内共5个4.0级以上地震的震源机制解,结果显示主震质心深度仅约5.0 km,与已有破裂过程显示的较大滑移量处于2~8 km之间的深度一致.本次主震错断了互为共轭的两条断裂,这种共轭破裂模式与矩心深度较浅,可能为本次地震致灾严重的重要原因.     

2014年8月3日云南鲁甸M 6.5级地震概况

2014年8月3日云南省鲁甸县龙头山镇发生了M 6.5级地震.此次地震为云南省14年来最大地震,已造成重大人员伤亡.地震位于北北西向包谷垴-小河断裂带与北东向西鱼河-昭通断裂带的交汇部位.综合余震空间展布的长轴方向和震源机制两个节面解,判定北北西向包谷垴-小河断裂为其发震构造,断层走向165°,倾角65°,滑动角12°,以左旋走滑为主.此次地震序列余震较为丰富,已发生1450多次,其中最大余震为M 4.2级地震.余震区呈不规则T字形,长轴约37 km,短轴约20 km.根据余震空间分布、序列随时间衰减h值和M≥3.0级余震震源机制解变化情况,初步判定该地震序列属主余型.此次地震发生在我国多年来持续圈定的川滇交界地震重点危险区,也是2014年度全国重点监视防御区.但地震并没有发生在全新世以来的活动断裂带上,而发生在一条规模较小、出露并不连续的晚更新世以前活动的次级断裂带上,很大程度上突破了强震与活动断裂的关系理论.文章最后还讨论了云南地区今后的震情形势.     

云南鲁甸M_S6.5地震余震重定位及其发震构造

整合了鲁甸震区周边的云南省地震台网、昭通市地震台网、巧家台阵,以及流动台站2个月的震相观测数据,对鲁甸地震序列进行了重新定位,得到了1 750个地震的震源参数。重定位结果显示,余震有2个优势分布方向,分别为SE向和SW向,具有不对称的共轭分布特征。2个余震条带的展布长度相当,约为16km,夹角约100°。余震分布显示鲁甸地震的发震断层为高倾角的走滑断层。主震位于2个余震条带中间略偏西南的位置,早期余震主要沿NW-SE向垂直于昭通-鲁甸断裂分布,主震西南侧的余震可能为后期触发的。根据余震分布与周边断层的关系、主震震源机制、烈度分布的长轴方位,以及滑坡分布等资料,认为鲁甸地震的发震断层为NW向的包谷垴-小河断裂。包谷垴-小河断裂南北两侧无论是在地震活动、深部速度结构,还是块体运动方向和速率方面都存在显著差异,断裂北侧的高速异常可能是阻止余震向北继续扩展的主要原因。     

2011年云南盈江Ms5.8地震及其余震序列重定位

使用川滇地区三维走时表和三维速度模型,利用单纯形法对2011年3月10日云南盈江Ms5.8地震进行了重新定位.震中位置为97.901°E,24.677°N;震源深度13.1 km.使用双差定位方法对其余震序列进行了重定位.余震呈现明显的时空分布特征:余震主要分布在大盈江断裂的两侧及中段和北东段的转折处,余震带长度约12...     

2014年云南鲁甸MS6.5地震发震构造特征及动力源分析

通过对2014年8月3日云南省昭通市鲁甸县发生的MS6.5地震的震源机制解、余震空间分布、活动断裂组合样式和区域构造背景等特征的综合分析表明:(1)根据主震及4级以上强余震的震源机制解、余震空间分布、烈度长轴方向,判断本次地震的发震断裂为NW向的包谷垴—小河断裂;(2)根据地表GPS水平运动速率及水平缩短速率的差异性、断裂组合样式和历史余震深度,判断发震断裂具有薄皮-同向差异逆冲型捩断层的特征;(3)包谷垴—小河断裂活动可能主要受深部的"管道流"控制,"管道流"自NW向SE方向运动,在昭通断裂带处受到华南板块的差异阻挡,造成包谷垴—小河断裂西侧管道流运动速率大于东侧管道,从而驱动包谷垴—小河捩断层的左旋滑动,导致了鲁甸地震的发生。     

2022年3月17日皮山MS5.2地震序列重定位研究

运用双差定位法对2022年3月17日新疆皮山M_S5.2地震及254个余震序列重新定位,结果显示：(1)皮山M_S5.2地震重定位结果为36.025°N,77.839°E,震源深度为17 km。(2)皮山地震的破裂沿断层向WS向迁移,破裂区能量释放较为充分,序列主要呈NE或SW向分布。(3)皮山M_S5.2地震主震发生在天神达坂断裂的北侧,其余震大多数分布在主震南侧。由定位结果判断发震构造是近NE-SW向的隐伏断层,断层破裂不均匀且深部破裂尺度较小。     

2014年8月3日云南鲁甸6.5级地震序列破裂过程研究

本文利用主地震相对定位法,对2014年鲁甸MS6.5地震序列中的8月3日—9月30日地震进行了重新定位,借助于时空图像分析方法,对本次地震破裂过程进行了分析,得到如下结果:(1)2014年鲁甸MS6.5地震主要沿NW向破裂,存在沿NE向破裂的成分,但是NE向破裂并不明显;(2)地震破裂时,主要从主震震中处往ES方向传播,破裂带长度大约为10km,破裂面近乎直立;(3)余震活动主要集中于主震上方区域,震源深度大于主震的余震稀少.根据上述结果,结合当地的地震构造情况和本次地震的震源机制解,分析表明,本次地震的破裂面为NW向,其发震断层为包谷垴—小河断裂的可能性很大.     

基于分频波形拟合方法的鲁甸M_S6.5地震序列震源机制解研究

2014年鲁甸M_S6.5地震造成了极大的人员伤亡和经济损失,其孕震机理和动力学成因为国内外学者广泛关注.由于目前的反演主要采用单一的反演方法进行处理,导致结果的不确定性较大,使得该地震的发震构造及孕震机理等问题仍存在较大争议.针对目前研究存在的不足,本文基于近震波形求解震源机制解的gCAP(general Cut And Paste)方法和全波形拟合方法,分别反演了鲁甸地震主震及其9次余震的震源机制解,以此评价近震数据反演震源机制解结果的可靠性与稳定性.结果表明数据方位角覆盖对gCAP解的稳定性有较大影响.针对全波形拟合方法反演过程中,低频信号稳定、高频信号解析度高的特点,采用0.01～0.05Hz和0.01～0.2Hz分频段波形拟合思路:在低频段剔除拟合差的数据,进一步在高频段进行高解析度波形拟合,从而获得主震可靠稳定的震源机制解.研究结果表明鲁甸地震主震倾角为76°～83°、滑动角为-157°～-164°,为一次高倾角走滑型地震.两种方法获得的余震震源机制解比较一致,验证了结果的可靠性.研究结果显示,鲁甸地震的高倾角破裂特征,会导致其能量释放快速且完整,这可能是导致鲁甸地震地面破坏加重及缺乏较大震级余震的主要原因.     

2014年鲁甸MS6.5地震前后地震活动性

2014年8月3日在云南省鲁甸县发生M_S6.5地震,造成了巨大的人员伤亡和财产损失.关于鲁甸地震的起因,特别是鲁甸地震与溪洛渡水库之间的关系存在一些争议.分析中强地震前后地震活动性的变化可以为判断主震起源提供一定的依据.然而,由于鲁甸地震震中附近固定台站数目少、台站距离震中远及主震后尾波干扰等因素的影响,会造成地震目录的缺失,从而可能影响地震活动性的可靠分析.为了获得更加完备的地震目录,本文采用模板匹配方法对鲁甸地震前后小地震进行了搜索和识别.以台网目录中的541个事件作为模板,在主震之前33天到主震后5天的连续波形中识别出991个未在目录中列出的地震,使余震的完备震级从1.8降低到1.3.根据检测目录得到主震前33天内的b值为1.04±0.18,余震的b值在震后5天内由0.5左右逐渐上升至0.9附近并保持稳定;根据2009年到主震发生前的台网目录得到该区域的背景b值为0.93±0.04.即鲁甸地震前后区域地震活动b值均与背景b值接近,这与典型水库诱发的中强震具有的b值特征不相符.同时通过进一步分析台网目录,未发现溪洛渡水库蓄水前后研究区域内的地震活动性存在明显变化,这也与典型水库诱发地震区域的地震活动性特征不相符.综合以上结果,我们认为2014年鲁甸M_S6.5地震不具有典型水库诱发地震的特征.

     

余震的序列参数稳定性和余震短期发生率预测效能的连续评估——以2014年云南鲁甸6.5级地震为例

为考察目前国际上广泛使用、对真实地震序列描述最好的"传染型余震序列模型"(ETAS)在主震后的序列参数拟合、余震短期发生率预测的效能,本研究以2014年云南鲁甸MS6.5地震序列为例,采用滑动连续拟合与预测的方式,考察了ETAS模型参数的动态变化和余震短期发生率预测的实际效能.连续滑动拟合结果表明,在主震发生后的早期阶段,α值有明显的不稳定变化,在震后5.10天稳定在1.6~2.0;p值在震后25.00天内由1.07逐渐下降至0.78左右,其后稳定在0.72~0.85;b值在震后35.00天内逐渐由0.80增加至0.95,其后稳定在0.93~0.97.对连续滑动预测结果的N-test检验表明,余震发生率预测会出现部分失效现象,1天预测时间窗失效比例约为12%、3天预测时间窗失效比例为6%.建议可在震后早期采用1天的较短预测时间窗,而在序列参数较为稳定时段采用较长的3天预测时间窗.     

2014年云南鲁甸MS6.5地震峰值加速度震动图

综合考虑震中地区地质构造背景、震源机制解结果、余震分布以及我国西部地区地震动参数衰减特征,运用考虑场地效应的震动图快速生成方法,将收集到的62组强震台站的峰值加速度作为插值使用,估计了2014年8月3日云南鲁甸M_S6.5地震峰值加速度震动图. 利用地震后获得的强震记录计算了强震台站观测值与借助经验性衰减关系得到的估计值之间的系统偏差,校正了缺少台站地区借助经验性衰减关系得到的估计值,获得了校正后的峰值加速度分布图. 结果显示,鲁甸M_S6.5地震的地震动峰值加速度随距离的衰减速度比前人对我国西部衰减统计的结果更快,对数偏差校正的结果更符合本次地震的衰减规律. 校正后的峰值加速度大于40 cm/s2的区域面积近8000 km2,比未经校正的峰值加速度大于40 cm/s2的面积减小了40%左右.      

景谷6.6级、鲁甸6.5级地震序列应力降变化对比研究

利用云南2014年10月7日景谷6.6级、8月3日鲁甸6.5级地震序列的波形与震相资料,消除区域地震波衰减与台站场地响应后,计算得到2次地震序列的应力降。结果显示,在研究所涉及的震级范围内,应力降呈现随震级增大而增大的趋势。为尽可能消除震级对应力降的影响,对比了相同震级档地震的应力降,结果显示,景谷地震序列的平均应力降明显高于鲁甸地震,这可能与2次6.5级左右地震后震源区的应力状态有关。从序列余震应力降的时、空变化对比来看,景谷6.6级地震后至2014年12月6日5.8、5.9级强余震发生前,应力降变化呈现先缓慢下降、进而转折升高并持续高值的变化过程;同时,高应力降地震在空间上主要集中于5.8级强余震区域。这表明,主震发生后经过一个较短期的调整之后,5.8级强余震震源区的应力环境可能持续增强。5.8、5.9级强余震发生后,地震序列应力降快速下降至相对稳定状态。研究表明,2次6级左右强余震发生后,震源附近区域应力得到一定程度的释放,应力环境降低,地震序列活动也趋于结束。对于后续没有强余震发生的鲁甸地震序列,余震应力降小于景谷地震序列相同震级档地震的平均应力降,同时,主震后余震序列的应力降在时间上几乎未发生太大的变化;结合主震能量释放特点推测,震源区的应力在主震破裂过程中已得到较多的释放,主震后震源区应力变化呈现逐渐恢复的过程,这可能是鲁甸地震余震活动明显较弱,后续亦未有较强余震发生的原因之一。     

Relocation of the M 8.0 Wenchuan earthquake and its aftershock sequence

We relocated M8.0 Wenchuan earthquake and 2706 aftershocks with M⩾2.0 using double-difference algorithm and obtained relocations of 2553 events. To reduce the influence of lateral variation in crustal and upper mantle velocity structure, we used different velocity models for the east and west side of Longmenshan fault zone. In the relocation process, we added seismic data from portable seismic stations close to the shocks to constrain focal depths. The precisions in E-W, N-S, and U-D directions after relocation are 0.6, 0.7, and 2.5 km respectively. The relocation results show that the aftershock epi-centers of Wenchuan earthquake were distributed in NE-SW direction, with a total length of about 330 km. The aftershocks were concentrated on the west side of the central fault of Longmenshan fault zone, excluding those on the north of Qingchuan, which obviously deviated from the surface fault and passed through Pingwu-Qingchuan fault in the north. The dominant focal depths of the aftershocks are between 5 and 20 km, the average depth is 13.3 km, and the depth of the relocated main shock is 16.0 km. The depth profile reveals that focal depth distribution in some of the areas is characterized by high-angle westward dipping. The rupture mode of the main shock features reverse faulting in the south, with a large strike-slip component in the north. Supported by the Basic Research Project of Institute of Geophysics, China Earthquake Administration (Grant No. DQJB08Z03)     

鲁甸M_S6.5地震震源区地壳结构及孕震环境研究

本文利用由中国地震局在鲁甸地震震区附近架设的35个流动观测台站记录的远震事件记录,采用接收函数H-k扫描方法和CCP叠加成像方法获取了鲁甸地震震源区的地壳精细结构,结果显示鲁甸地震发生在地壳厚度和泊松比变化较剧烈的地区.昭通断裂西南段和东北段地壳物质组分差异明显,西南段断裂两侧地壳组分均显示为中泊松比分布,东北段断裂两侧泊松比从低泊松比快速变化为高泊松比,表明东北段西南侧壳内含有更多铁镁质组分,造成昭通断裂西南段和东北段对青藏高原下地壳物质向东南运移的阻挡有所差异,导致壳内应变积累,从而引起鲁甸地震的发生.在震源区地壳内部存在的低速层,可能为此次地震提供了可能的孕震环境.鲁甸地震与芦山地震虽然均没有产生明显的地表破裂带,但两者的震源机制以及孕震环境存在着明显的差异.本文也认为未来应关注青藏高原东缘断裂的历史地震空段发生大地震的可能性.本文研究结果对于理解青藏高原东缘区域的孕震背景具有一定的意义.     

2014年鲁甸MS6.5地震后地质灾害发育分布特征

2014年云南鲁甸“8·03”M_S6.5地震造成了重大人员伤亡和财产损失,诱发了大量滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。基于对鲁甸县龙头山幅（G48E006006）地质灾害调查数据和对典型地质灾害的剖析,震后地质灾害发育分布有特征如下：（1）震后地质灾害较震前成倍增长,震前地质灾害多以中小型浅层崩滑为主,地震诱发了诸如甘家寨、红石岩等大型—特大型滑坡、崩塌,大量沟谷崩滑堆积物为泥石流储备了丰富的物源;（2）震中高烈度区域地质灾害密度大,沿发震断裂带NNE—NE向构造密集发育,震中区龙头山镇地质灾害发育最为集中;（3）地质灾害呈带状分布,明显受控于河流水系（牛栏江、沙坝河、龙泉河等）、公路（昭巧二级公路、沙乐公路）等线性地貌单元和线性工程,人类活动影响明显。     

2014年云南鲁甸MS6.5地震预测回顾与反思

用"静中动判据"和"周期性"方法回顾2014年8月3日云南鲁甸M_S6.5地震的中期预测,并用异年倍九律(异年倍九法)对鲁甸地震的发震日期进行了回顾性反思。