2021年5月22日青海玛多Ms7.4地震深部环境及发震构造模式

2021年5月22日2时4分,青海省果洛藏族自治州玛多县发生Ms7.4地震,截至5月27日,已记录余震2700多次.本次地震震源深度17 km,震中坐标为34.59°N,98.34°E,位于巴颜喀拉块体北边界东昆仑断裂带以南70 km左右,结合震中位置、余震分布、卫星影像解译及活动断裂分布,初步判断发震断裂为东昆仑断裂...     

2021年青海玛多7.4级地震序列重定位和震源机制特征

2021年5月22日青海果洛藏族自治州玛多县发生7.4级地震,这是继汶川地震后中国大陆发生的震级最大的一次地震.为了深入研究玛多7.4级地震序列的时空分布、震源特性以及发震构造等内容,文中采用双差定位法对玛多地震序列进行了重新定位,并采用近震全波形矩张量反演方法反演了玛多7.4级主震和15次M≥4余震的震源机制解,结果...     

2021年5月22日青海玛多M7.4地震余震重新定位与断层面参数拟合

文中基于青海和周边地震台网72个台站以及震后布设的12个流动观测台站于2021年5月22—27日记录的青海玛多M7.4地震主震及1 357次余震资料,使用双差地震定位法重新对余震位置进行了修定,获得了1 289次余震修定后的震源位置。重新定位后,余震基本沿昆仑山口-江错断裂呈NWW向线性分布,震源深度由重新定位前主要集中于5～10km变为在5～15km深度范围内相对均匀地分布。根据重新定位后的余震分布特点并参考地质断层及现场考察的地震破裂带展布情况,依据成丛地震发生在断层附近的原则,选取了6个矩形区域内重新定位后的震源信息,联合采用模拟退火与高斯-牛顿算法反演获得了每个区域断层面的详细参数。结果表明,主干断裂为长约146km、总体走向为285°～290°的高倾角大型左旋走滑兼逆冲断裂。重新定位还显示,主干断裂东、西两侧有分叉现象,可能是大地震发生时期由于复杂的应力分配导致触发并新产生2条分支断裂,断裂整体显示为树形。西侧分支走向为306°,与主干断裂相交,夹角为21°。东侧分支走向近EW,与主干断裂的东段相连。     

2021年青海玛多MS7.4地震精定位和发震构造初探

2021年5月22日青海省果洛州玛多县发生M_S7.4地震。为探究本次地震的发震构造及余震分布特征,选取2021年5月1日—6月3日青海测震台网观测到的33°～36°N,97°～99.5°E空间范围内的地震观测报告,利用双差精定位方法进行双差精定位处理。重定位后整体残差平均减小了0.23,深度在5～25 km间随机分布。根据地震迁移方向和震区地质构造,认为本次地震的发震构造为昆仑山口—江错断裂,玛多—甘德东段受主震触发影响爆发一系列小震,两条断裂之间可能因为本次地震产生一定联系。本次地震产生新的断裂,突破了两条断裂之前的空区,连接到玛多—甘德断层,使两条断层交叉相连,形成新的断层构造。     

2021年5月22日青海玛多MS7.4地震总结

系统梳理2021年5月22日青海玛多MS 7.4地震发生前地震活动异常特征、地球物理观测异常以及区域构造情况,结果如下:①玛多MS 7.4地震发生在巴颜喀拉块体内部,发震断层应为昆仑山口—江错断裂;②地震发生前存在地震平静、带状分布等地震活动异常;③存在形变、电磁和流体异常,其中流体异常对于该地震具有一定的短期预测意义...     

2021年5月22日青海玛多7.4级地震震害特征与地震烈度分布

2021年5月22日青海玛多7.4级地震对青海省果洛藏族自治州、海西蒙古族藏族自治州、玉树藏族自治州以及四川省甘孜藏族自治州造成了不同程度的破坏。此次地震的突出特点是灾情重,伤亡轻,无人员死亡,房屋倒塌333间,多为老旧无人居住的土木结构和砖木结构农村辅助用房和牲畜棚圈,13000多间房屋存在不同程度的损坏,道路、桥梁等基础设施破坏严重。本文通过对此次地震现场55个灾害调查点的震害调查与资料分析,得到了2021年玛多7.4级地震烈度分布情况,并对震害特征及原因进行了分析,地广人稀是造成本次地震震害特点的最主要原因。     

基于余震重定位和震源机制解研究青海玛多MS7.4地震序列的发震构造和断裂形态

2021年5月22日02时04分(北京时间),青海果洛州玛多县发生M_S7.4地震,震后余震不断.地质调查和卫星观测对地表断裂痕迹有较好的约束.然而,对于理解区域应力场、地震的产生、传播和终止具有重要意义的地下断层几何结构的约束精度略显不足.利用国家地震台网的连续波形记录,本研究首先基于双差定位法对玛多地震震后25天的余震序列进行重定位,结果显示余震序列大致沿NWW向的江错断裂呈线性分布,位于主震震中两侧,延伸总长~170 km.主震东南侧存在一余震稀疏区,在断裂带东西两端余震分布转向且出现分叉现象,反映出发震断层的复杂几何形态,这与前人研究结果基本一致.进一步采用波形反演方法和P波初动极性反演方法,获得了玛多震源区132个中小余震的震源机制解与震源矩心深度,并基于此对该主余型地震的发震构造与断裂形态进行了初步分析.震源机制解结果表明,玛多M_S7.4主震的发震断裂主要为左旋走滑性质,余震与主震性质整体相同,在断裂带东段存在部分逆冲型余震.震源机制解约束的区域主应力方向约N60°E,与区内整体走滑断裂作用相一致.余震震源深度略微起伏,主要集中在10~12 km,且浅部余震较少,表明浅部应力可能主要通过主震释放,余震深度分布可能限定了主震同震破裂的下边界.玛多主震破裂起始于断裂带走向和倾向发生明显变化的位置,表明断裂带的复杂几何结构可能是此次玛多M_S7.4地震初始破裂空间分布的决定因素.主震破裂结束的两端都有"马尾状"构造(或次级断层),表明这种分叉断层复杂的几何形态可能控制着主震破裂的最终位置.     

2021年5月22日玛多Ms7.4地震前区域应力演化特征

2021年5月22日青海果洛州玛多县发生Ms7.4地震,打破了青海地区长时间的6级平静,通过地球物理场定点形变观测资料分析,并结合地下流体资料异常变化研究玛多Ms7.4地震前青海地区应力场变化特征,认为2015年8月至2017年12月德令哈和玉树钻孔应变先后出现最大主应变减弱和增大减缓异常变化,玛多Ms7.4地震发生在...     

青海玛多MS7.4地震对周边活动断裂的库仑应力加载及发震概率增量的计算

2021年5月22日2时4分位于青藏高原巴颜喀拉地块内部青海果洛州玛多县发生了M_S7.4地震(玛多M_S7.4地震),震中位于98.34°E,34.59°N,震源深度17 km(中国地震台网中心测定).震后区域应力调整直接导致了周边断层的库仑应力变化和主震断层外余震的发生,进而影响到区域地震活动性并改变了即发地震概率.本文利用有限断层滑移模型计算了青海玛多地区主要断层的库仑应力变化,结合Dieterich地震发生率模型,给出了库仑应力扰动下超越某一特定震级地震的发震概率公式,得到了受青海玛多M_S7.4地震所产生的库仑应力场的影响周边8条断裂(段)分别发生M_S≥7.0和M_S≥6.0地震的概率变化.结果表明,8条断裂(段)的发震概率均有不同程度的增加.对于发震概率增幅较为明显的甘德南缘断裂、玛多—甘德断裂和西藏大沟—昌马河断裂在震后短时间内(约10年内)发震概率迅速提升,之后趋于平稳,不排除有潜在发生破坏性地震的可能,特别是发生M_S≥6.0地震的可能性.针对达日断裂,由于库仑应力增加造成的影响不明显,短期内发生M_S≥7.0或M_S≥6.0地震的可能性不大,但随着时间的推移,不排除几十年后有潜在发生破坏性地震的可能,尤其要关注发生M_S≥6.0地震的可能性;东昆仑断裂特别是玛沁—玛曲段仍然是未来强震发生的可能区段,需重点关注和防范M_S≥6.0地震乃至M_S≥7.0地震的发生;玉树—甘孜断裂发生M_S≥6.0地震,尤其是发生M_S≥7.0地震的危险性不高,而乌兰乌拉湖—玉树南断裂有潜在发生破坏性地震的风险,对于M_S≥6.0以上地震需要加强防范.     

2021年青海玛多Ms7.4地震震源区横波分裂变化特征

本文利用玛多7.4级地震科考密集台阵150个台站和固定台站MAD记录的近震波形数据,采用横波分裂分析方法测量,总计得到22518对有效横波分裂参数,获得了震源区上地壳各向异性特征.结果显示,震源区各台站的快波偏振方向和慢波延迟时间存在着明显的空间分区特征,但未能表现出随时间的规律性变化特征.最明显的横波分裂特征表现在沿...     

基于深度卷积神经网络的2021年5月21-22日云南漾濞地震和青海玛多地震震级估算

以探索深度卷积神经网络震级估算模型对2021年5月21日云南漾濞和5月22日青海玛多地震预警震级估算的可行性为目标,本文使用P波到达后不同时间窗下的特征参数作为深度卷积神经网络输入进行训练和验证,构建了1~40 s内不同时间窗下的深度卷积神经网络单台震级估算模型,并采用多台加权平均方法对玛多地震主震以及漾濞地震主震、前震和余震共11次地震事件进行实时震级估算.结果表明：在P波到达后1~40 s的不同时间窗下,随着时间窗的增加,深度卷积神经网络单台震级估算模型对训练集和验证集的震级估算误差和标准差逐渐减小,且逐渐趋于稳定;对于云南漾濞M_S6.4主震与青海玛多M_S7.4主震,大部分单台震级估算误差主要分布在±0.5震级单位内;通过多台加权平均方法计算预测震级,漾濞主震与玛多主震在首台触发后2 s时,震级估算结果分别是M6.0和M7.0;同时,随着首台触发后时间的增加,漾濞与玛多主震的震级估算逐渐接近实际震级,且在首台触发后9 s时,漾濞主震和玛多主震的震级估算分别是M6.2和M7.3;在首台触发后1 s时,对于玛多与漾濞地震的前震和余震,多台加权平均震级估算结果也主要分布在±0.5震级单位误差范围内.该方法为中国地震预警系统的震级估算方案提供了潜在可能.

     

利用重力异常分析2021年青海玛多MS7.4地震发震断层与结构特征

基于2021年青海玛多M_S7.4地震震源区及周边的重力异常计算了全张量梯度,利用倾斜角(TA)、倾斜角总水平梯度(THDR)和断层倾角(β)分析了巴颜喀拉块体及周边断裂带的类型、连续性和分段性等特征.昆仑山口—江错断裂两侧剩余异常轴线发生明显错断,走向与TA零值线过渡带和THDR极值线分布基本吻合.结合活动断裂分布与地表破裂展布,推断此次地震可能的发震构造为昆仑山口—江错断裂.昆仑山口—江错断裂不同段落具有不同的重力异常、识别标志和倾角变化特征.对照地表破裂分段,TA零值线过渡带和THDR极值线能很好的表征沿鄂陵湖南段、黄河乡段和东草阿龙湖段的断裂结构,而昌麻河段的识别特征不明显.最西端的鄂陵湖南段和东端昌麻河段表现为走滑性质,兼有逆断分量;而中间的黄河乡段和东草阿龙湖段则以走滑为主.由于发震断裂走向的平面变化及其深部结构的横向差异,在区域动力环境加载作用下可能产生沿断层的局部应力集中,从而导致此次地震的发生.

     

青海玛多MS7.4地震前后秒采样地电场动态变化

地电场是重要的地球物理场,本文利用传统的时间序列统计分析方法和快速傅里叶变换信号处理方法,从时间域和频率域两个方面,对距离玛多M_S7.4地震震中约170 km的青海省大武地震台的秒采样地电场动态变化基本特征,进行了分析和讨论.研究结果显示,大武地震台在玛多M_S7.4地震前后:(1)记录到了比较典型的地电场震前异常变化和同震变化,该变化过程在不同的观测装置下,具有较强的同步性和相关性;(2)地电场异常变化主要表现为不定期交叠出现的单向阶跃变化和双向扰动变化,其中双向扰动变化延续更长时间段,并在不同阶段表现出突发性或持续性变化特征;(3)地电场同震变化的主要变化过程与Sg波基本同步,并且与地磁场的动态变化过程具有较强的时序相关性;(4)地电场秒采样观测数据的动态变化过程,在"时间域"和"频率域"具有较强一致性.综合分析认为,在排除电磁暴、雷电等空间电磁信号变化的情况下,在玛多M_S7.4地震前后,大武地震台的秒采样地电场动态变化过程,主要与较强地应力和地应变作用下,地下流体在断层、孔隙及裂隙中的运移过程以及渗流作用的突发性、振荡性或震颤性变化有关.     

2021年青海玛多Ms7.4地震的重力挠曲均衡背景与震前重力变化

本文综合利用EIGEN6C4布格重力异常、SIO V15.1地形和流动重力观测数据,研究2021年玛多Ms7.4地震的重力挠曲均衡背景和震前重力变化特征.首先,基于岩石圈挠曲均衡模型,结合布格重力异常和地形数据,采用有限差分方法计算了震中及周边地区(青藏高原东北部)岩石圈有效弹性厚度(Te)和挠曲均衡重力异常.结果表明...     

GNSS观测的2021年5月22日玛多MS7.4地震同震位移及其约束反演的滑动破裂分布

2021年5月22日青海省果洛州玛多县发生M_W7.4地震,此次地震产生的地表破裂在空间上表现出明显的分段特征.本文基于不同来源的GNSS连续观测网数据获取了此次地震的精细三维同震形变场,结果显示:观测到的最大水平位移量达到280 mm,最大垂直形变量仅为25 mm,暗示此次地震的逆冲分量较小;此次地震具有较为明显的左旋走滑特征,同震形变基本对称,在NW-SE向的影响范围更广,该方向上水平同震形变大于3 mm的震中距范围超过500 km.进而,本文以余震精定位结果和GNSS观测到的三维同震形变场为约束,构建了地表破裂线为折线、倾角为85°、倾向西南的断层模型,反演了滑动破裂分布.结果显示:滑动破裂分布在震中两侧不均匀,均破裂到地表,破裂深度达到15 km左右,最大滑移量为4.73 m,计算的矩震级为M_W7.37.该结果与余震精定位结果具有很好的一致性,破裂的极值区正好位于早期余震空区,推测该余震空区未来的发震风险性较低.最后基于反演结果模拟计算了震中区域形变和应变场,结合应变值在断层地表迹线东南侧呈现挤压特征和已有的研究成果,推测此次地震增强了巴颜喀拉块体在东部地区挤压应力的积累特征,导致东部地区发震危险性增强,值得后续跟踪研究.     

基于深度学习震相拾取和密集台阵数据构建青海玛多Ms7.4地震震源区高分辨率地震目录

高分辨率地震目录有助于描绘断层的精细结构和认识发震断裂的构造形态及发震机制.基于玛多地震科考布设的短周期台阵数据,本文利用深度学习自动拾取P/S波震相、震相关联、绝对定位、相对定位等定位流程,构建了玛多Ms7.4地震后第14天至第43天的高分辨率地震目录,揭示了玛多震源区主震西侧以及主震向东20 km区域范围内的地震序...