2010玉树M_S7.1地震前后青藏高原东缘绝对重力变化

2010年4月14日青海省玉树发生MS7.1地震后,中国地震局及时组织实施了地震科学考察,其中对玉树、西宁、姑咱和西昌等4个绝对重力点进行复测,通过比对前期成果,分别给出了2007年以来(地震前后)3～4期各测点H=1.0m(距墩面高)和H=0.0m(墩面)处的绝对重力变化(观测精度均优于3.0×10-8 m.s-2).结合已有区域地质构造运动、地震活动机制、形变测量成果等,主要结论或认识有:1)地震前后(含同震)玉树、姑咱、西昌绝对重力变化明显呈上升变化,玉树点和姑咱点尤为突出;2)同震模拟结果表明,地震前后玉树点绝对重力变化(H=1.0m)与同震破裂效应基本相当;3)从重力变化角度检核了玉树地震左旋破裂运动对羌塘块体东流运动和川滇菱形块体的南东-南南东运动具有明显激励作用,川滇菱形块体北段尤为强烈,南段可能因南南东向运动遇到中部贡嘎山隆起的阻挡吸收而有所减弱.     

巴颜喀拉地块东部及邻区重力均衡与岩石圈有效弹性厚度

基于SIO（Scripps Institute of Oceanography）最新全球重力和高程模型,计算了巴颜喀拉地块东部及邻区的布格重力异常、均衡重力异常、岩石圈有效弹性厚度及荷载比.结合大地热流、地震速度结构、地震活动和断裂构造分布等,分析了地壳均衡状态和岩石圈有效弹性厚度、地质构造单元间的差异及与地震活动的相关性特征.研究结果表明,该区域布格重力变化范围约为-500~0 mGal（1 mGal=10^-5m·s^-2,下同）,在巴颜喀拉块体东部区域形成弧形重力梯度带,近年来的中强地震活动频发于该梯度带不同部位,应与其应力依次释放有关;均衡重力异常结果表明,其变化范围约为-80~+100 mGal,且大部分区域处于±20 mGal以内的被认为处于重力均衡的状态,重力非均衡（正或负）多出现于块体边界带附近,地震多发生在靠近块体边界的均衡重力异常（正或负,主要为正）区域内;巴颜喀拉地块东部及邻区岩石圈有效弹性厚度（T_e）为10~65 km,不同构造单元之间T_e空间分布差异明显,较低的T_e值出现在龙门山构造带附近,T_e值为20 km左右,岩石圈荷载加载比为0.5~0.8,表明现今的岩石圈挠曲状态主要由莫霍面加载形成.进一步分析表明,巴颜喀拉地块东部挤压增生与横向流动同时发生,是造成该区域地震发生与重力均衡异常高值重合、岩石圈有效弹性厚度和大地热流值较低的主要原因.本文获得的地壳均衡特征及岩石圈有效弹性强度结果,加深了对巴颜喀拉东部及邻区岩石圈构造演化过程的认识.

     

基于接收函数约束的川滇地区莫霍面深度反演研究

本文利用川滇地区宽频地震接收函数结果和WGM2012全球布格重力场模型数据,采用正则化参数和接收函数结果交叉验证得到最优莫霍面参考深度和上下界面密度差,使用基于球坐标系下的快速非线性重力反演方法建立川滇地区莫霍面深度模型.研究结果显示,川滇地区整体莫霍面深度介于30～69km,青藏高原内部地区莫霍面深度大于50km;四川盆地莫霍面深度在36～38km;攀枝花地区莫霍面出现明显的隆起和下凹,变化范围在42～48km;川滇菱形地块莫霍面深度在40～50km;滇西和滇南地块莫霍面深度由南向北逐渐变深,变化范围在38～44km.本文反演莫霍面深度与接收函数结果平均误差为0.18km,与该区域天然地震层析成像、人工地震探测以及重力数据反演结果基本一致,但细节更加丰富,进一步确认了莫霍面在攀西裂谷地区存在隆起,小江断裂带下方存在下凹的特征.该结果可作为精细化川滇地区地壳密度界面模型,为研究该地区岩石圈结构和地质构造演化提供参考.     

汶川大地震震后重力变化和形变的黏弹分层模拟

基于有限矩形位错理论及陈运泰等、JiChen等通过地震波反演的断层模型,结合研究区地壳——上地幔平均波速分层结构,利用PSGRN/PSCMP软件模拟计算了黏弹分层半空间中汶川地震（Ms8.0）产生的同震及其震后地表形变和重力变化,同时给出了震后形变和重力变化的年变化率．模拟结果表明,同震形变和重力变化显示出发震断层倾滑逆冲兼具右旋走滑综合特征;其变化主要发生于断层在地表的投影区附近,震后地表重力变化和形变量均不断增大,影响的范围也不断扩张;震后50a间近场年均形变量可达10mm,年均重力变化量可达2times;10-8m/s2,而远场年均形变量一般低于2mm,年均重力变化量一般低于0.4times;10-8m/s2;形变和重力变化在震后200a内变化较为显著,变化率逐渐减小,水平位移在400a后基本稳定不变,垂直位移、重力变化和大地水准面变化在800a后基本稳定不变．      

川滇及邻区布格重力异常与地壳密度结构研究进展

川滇及邻区是青藏高原东流物质往SE-SSE旋转和逃逸的主要场所,地质构造与地震活动十分活跃.本文总结了川滇及其邻区区域布格重力异常和地壳密度结构研究的近期成果和重要进展:(1)利用重力与GNSS定位技术,获得了 8条重力探测剖面的布格重力异常信息,利用多种地球物理观测共同约束的重力反演技术,构建了青藏高原东南缘及邻区地...     

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玉树MS 7. 1 地震同震效应模拟与绝对重力检验

Using the results of aftershock relocation, inversion on seismic waves and InSAR results, and surface rupture displacements obtained by geological survey after the earthquake, this paper constructs a fault model of the Yushu Ms7. 1 earthquake. Based on rectangular dislocation theory in an elastic-viscoelastic layered medium, we have simulated the co- seismic deformation and gravity change with gravitational effect considered. The pictures show that the absolute gravity measuring point is beside the extremum of coseismic gravity change, and the numerical value reaches 25.02 x 10-Sm. s-2. After a discussion about the gravity changes before the earthquake and the coherence consistency between two FG-5 absolute gravimeters, we think that the measured value 27.2 × 10^-8 m· s^-2 at Yushu station is coseismic gravity change. It＇s coincident with the simulation results based on dislocation theory. Therefore it is a good tool to test the near-field changes found by dislocation theory.     

2012年苏门答腊MW8.6级地震震后效应模拟

基于弹性-粘弹性分层半空间中矩形位错理论和地震波反演的断层模型,结合研究区地壳-上地幔平均波速分层结构,利用PSGRN/PSCMP软件模拟计算2012年苏门答腊MW8.6地震产生的同震效应以及考虑2004年MW9.1地震效应的震后地表形变和重力变化,同时给出震后形变和重力的年变化率。结果表明,同震形变和重力变化显示发震断层左旋走滑特征,其变化主要集中于断层附近;海水质量的重新分布对同震垂直位移和重力变化影响显著;震后50 a年均变化率揭示了地表形变和重力变化的过程, 其图像明显受2004年MW9.1地震震后效应影响,呈现复杂的正负6区域分布;震后50 a近场年均形变量达10 mm/a,年均重力变化量达1.2 μGal/a,而远场年均形变量低于1 mm/a,年均重力变化量低于0.1 μGal /a;水平形变在震后400 a内变化明显,变化率逐步减小,800 a后基本稳定;垂直位移和重力变化在震后100 a内变化尤为显著,变化率快速衰减,400 a后基本稳定不变。     

强震前典型重力场变化与数值预测实验

对中国大陆7次强震前出现的典型重力场变化图像（梯度带和四象限）及其量化参数进行总结。结果表明,目前采用的地震预测指标具有一定的不确定性,与测网观测时段、测点空间分布、变化幅值空间差异等具有密切关系;芦山地震前潮汐因子异常空间范围是流动重力典型变化范围的近10倍,可能与连续重力观测站的精度比流动重力联测高1个数量级有关。基于闭锁剪力模式提出利用典型重力变化图像进行地震数值预测的方法,强震前在孕震源存在的双力偶闭锁剪力的持续作用下,走滑型力偶会在地表引起四象限重力变化,倾滑型力偶会在地表引起二象限（梯度带）重力变化。预测回溯算例实验结果初步表明,该方法对走滑型和倾滑型地震的震级预测较为有效,同时可给出未来地震的地点和类型。