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利用加卸载响应比探查强震成核过程——以2020年新疆伽师6.4级地震为例

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2232-2247页

作者：贾东辉余怀忠陈界宏晏锐刘杰赵彬彬李泽平马玉川苑争一杨文李桂荣李越帅新疆帕米尔陆内俯冲国家野外科学观测研究站乌鲁木齐830011 新疆维吾尔自治区地震局乌鲁木齐830011 成都理工大学成都610059 中国地震台网中心北京100045

加卸载响应比(LURR)是基于非均匀脆性介质损伤演化提出的一种中短期地震预测方法,以往的研究中多以地震活动为响应量计算LURR,地球物理观测资料应用较少.本文基于地下流体、地壳形变、电磁、岩石地温等观测资料,运用加卸载响应比(LURR)... 详细信息

加卸载响应比(LURR)是基于非均匀脆性介质损伤演化提出的一种中短期地震预测方法,以往的研究中多以地震活动为响应量计算LURR,地球物理观测资料应用较少.本文基于地下流体、地壳形变、电磁、岩石地温等观测资料,运用加卸载响应比(LURR)方法研究2020年新疆伽师6.4级地震的孕育过程.震中300 km范围内的20个观测台站中,11个台站数据计算得到的LURR时间序列呈现明显规律性特征.震前数月-数天都出现相对异常高值,并在回落后发生地震,演化过程与使用震中200 km范围内小震活动计算的LURR时间序列一致.不同观测资料所得LURR异常阈值分别为:地下水位1.02、岩石地温1.0002、倾斜仪1.005、水温1.02、氢气1.02、地电阻率1.01、地磁1.02、小震活动1.5.从异常台站的空间分布上看,存在向震中迁移的过程,即随着主震发生时间的临近,检测到异常的台站位置与震中之间的距离越小,且在震中附近呈现加速过程.LURR异常的时空演化可能与岩石介质的亚失稳有关,反映了大震前震源区介质的成核弱化和加速破裂过程.上述演化过程可以通过原始观测曲线中记录的异常数量、空间分布及其随时间的演化加以证实.

关键词：地球物理观测加卸载响应比亚失稳成核弱化地震前异常

基于LURR的前震分析方法及其在川滇地区的应用

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2248-2271页

作者：李泽平余怀忠晏锐刘杰陈界宏张小涛苑争一郭菲马玉川杨文贾东辉赵彬彬李盛乐张致伟洪敏中国地震局地震预测研究所北京100036 中国地震台网中心北京100045 成都理工大学成都610059 新疆维吾尔自治区地震局乌鲁木齐830011 湖北省地震局武汉430071 四川省地震局成都610041 云南省地震局昆明650224

加卸载响应比(Load-Unload Response Ratio,LURR)是基于岩石介质本构关系动态变化提出的一种中短期地震预测方法,然而,在实践应用中存在构造剪应力方向难以确定的问题.本文以前震为研究对象,发展了一种确定构造剪切应力方向的新思路.当... 详细信息

加卸载响应比(Load-Unload Response Ratio,LURR)是基于岩石介质本构关系动态变化提出的一种中短期地震预测方法,然而,在实践应用中存在构造剪应力方向难以确定的问题.本文以前震为研究对象,发展了一种确定构造剪切应力方向的新思路.当4级以上地震发生后,通过沿该地震滑动方向计算库仑破坏应力(CFS)的变化,判断其固体潮加卸载状态,探测后续强震发生的可能性.以川滇地区(20°N—35°N,96°E—106°E)为研究区域,分析2000年以来所有6级以上地震的4级以上前震的加卸载状态发现,大部分4级以上前震发生在加载阶段.进一步分析近10年来所有4级以上地震的加卸载状态发现,非前震则更易发生在卸载阶段.结合概率增益分析可知,(1)若原震区连续发生至少2个4级以上地震,且均位于固体潮加载过程,后续发生强震的可能性较大;(2)当地震位于卸载过程,原震区发生更强地震的可能性要低于平时的背景地震活动水平.此外,对2022年11月以来的4级以上地震加卸载状态分析推测,川东南、滇南、滇西北地区应力积累水平较高,需要重点关注强震危险性.

关键词：加卸载响应比 4级以上显著地震震源机制解潮汐应力加卸载状态

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汶川地震孕育过程中变形场变化特征研究

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第6期47卷 839-848页

作者：牛安福赵静苑争一吉平中国地震台网中心北京100045

揭示与地震孕育过程相关的变形场特征是判别地震孕育阶段及地震危险性的一个重要途径。收集汶川Ms 8.0地震震中区汶川台自2002年10月至汶川地震前的地倾斜观测数据,利用小波分析方法和分段拟合方法,提取了震前地倾斜变化的阶段性特征;利... 详细信息

揭示与地震孕育过程相关的变形场特征是判别地震孕育阶段及地震危险性的一个重要途径。收集汶川Ms 8.0地震震中区汶川台自2002年10月至汶川地震前的地倾斜观测数据,利用小波分析方法和分段拟合方法,提取了震前地倾斜变化的阶段性特征;利用2001年以来全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)站坐标日解数据,计算了震中附近的泸州GNSS站与周围GNSS站间基线,通过基线变化与区域地震的Benioff蠕变结果的对比,发现了二者的协同性特征。分析结果表明,2004年底汶川台地倾斜速率出现显著下降,西向倾斜速率由230 ms/a减少到130 ms/a;2007年初至发震前减少到60 ms/a;2007年底至发震前未出现指数型加速变化。广州-泸州GNSS基线在2005年初开始的加速缩短异常与Benioff蠕变亏损异常具有较高的相关性,相关系数为0.89;该基线加速缩短持续时间约2.5 a,对应地震的震级估计为7.9级,与汶川地震震级相当,反映了其与汶川地震的应变积累具有一定的相关性。2004年苏门答腊Ms 8.9地震的发生对川滇地区应力应变场影响较为显著,对汶川地震的孕育发生起到了加速作用。研究结果对于认识地壳形变观测的意义及创新地震预测思路具有参考价值。

关键词：汶川地震地倾斜 GNSS基线 Benioff蠕变相关性分析

基于R值和统计分布检验的年度地震危险区个数评估

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中国地震 2023年第1期39卷 88-97页

作者：苑争一姜祥华刘琦中国地震台网中心北京100045 中国地震局地震预测研究所北京100036

针对年度地震危险区划定的个数问题开展了一些尝试性研究,旨在从统计学角度给出危险区个数的最佳估值,对年度地震预测实践给出一定参考意见.通过R值评分算法反推出年度地震危险区个数的估算公式,同时改进了传统聚类算法用于识别空间距... 详细信息

针对年度地震危险区划定的个数问题开展了一些尝试性研究,旨在从统计学角度给出危险区个数的最佳估值,对年度地震预测实践给出一定参考意见.通过R值评分算法反推出年度地震危险区个数的估算公式,同时改进了传统聚类算法用于识别空间距离较近的地震"丛集区",在此基础上分别统计中国大陆地区1950-2019年满足目标震级的年度地震发生个数、地震"丛集区"和"孤立发生地震"的个数之和,最后进行多种统计分布模型拟合与检验,结合置信区间确定危险区个数的合理上限.结果表明,由两种统计结果得出的年度危险区个数的参考值也略有差别,第一种基于中国大陆地区东部(107°E以东)M_(S)5.5、西部(107°E以西)M_(S)6.0以上地震年度发生率的危险区个数参考值为9个,适用于稍大震级的判定;第二种基于中国大陆地区年度M_(S)5.0以上地震"丛集区"识别结果的危险区个数参考值为13个,与目前中国地震台网中心使用的个数一致,对判定年度M_(S)5.0以上地震具有较好的应用实效.

关键词：年度地震危险区预测效能评价 R值检验统计检验

基于GNSS观测的泸定M_(S)6.8地震震前变形演化特征研究

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中国地震 2022年第4期38卷 613-621页

作者：苑争一赵静牛安福中国地震台网中心北京100045

利用2017—2020年中国局部GNSS速度场和地壳运动观测网络的基准站时间序列数据,从基线时间序列变化特征、多尺度地壳应变参数两方面,详细分析了2022年泸定M_(S)6.8地震前的构造变形及其演化特征,得到以下认识:(1)2021年玛多M_(S)7.4地震... 详细信息

利用2017—2020年中国局部GNSS速度场和地壳运动观测网络的基准站时间序列数据,从基线时间序列变化特征、多尺度地壳应变参数两方面,详细分析了2022年泸定M_(S)6.8地震前的构造变形及其演化特征,得到以下认识:(1)2021年玛多M_(S)7.4地震后,巴颜喀拉块体内部甘孜—小金、炉霍—小金基线时间序列的加速压缩,表明其边界断裂受同震破裂影响发生解耦并加速向南、东向推挤,导致鲜水河断裂南段—龙门山断裂西南段所围限的三岔口一带的应变能积累速率加快,地震危险性增加;(2)泸定M_(S)6.8地震处于大型走滑断裂带剪切应变高值边缘的弱化区、垂直于断层方向应变的张性区,表明闭锁背景下正应变的减小有利于断层破裂和地震成核。

关键词：泸定M_(S)6.8地震鲜水河断裂带构造变形多尺度GNSS应变参数

2022年1月8日青海门源M_(S)6.9地震震前变形特征分析

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中国地震 2022年第3期38卷 389-398页

作者：苑争一赵静牛安福中国地震台网中心北京100045

2022年1月8日1时45分27秒青海海北藏族自治州门源县发生M_(S)6.9地震,基于大地测量资料详细分析震源区的构造运动、应变演化以及深部变形特征,对于发震机理及震后危险性分析具有重要的意义。本文利用1991—2016、2017—2020期中国大陆地... 详细信息

2022年1月8日1时45分27秒青海海北藏族自治州门源县发生M_(S)6.9地震,基于大地测量资料详细分析震源区的构造运动、应变演化以及深部变形特征,对于发震机理及震后危险性分析具有重要的意义。本文利用1991—2016、2017—2020期中国大陆地区GNSS速度场,分析了青藏高原东北缘各断裂带的运动学特征、门源地震震中和周边区域的地壳应变及其动态演化特征;结合剖面投影和非线性拟合算法,定量计算了托莱山、冷龙岭断裂的滑动速率和闭锁深度,得到以下认识:①青藏高原东北缘不同断裂带的运动学特征差异较大,整体以地壳缩短运动为主,局部区域伴随旋转运动;②震中位于面膨胀率和最大剪应变率高值区的边缘,与前人关于强震地点的认识基本一致;③区域应变参数的时空演化过程显示,震中附近应变特征整体变化不大,表明断层可能处在孕震晚期阶段;④托莱山断裂带具有较高的滑动速率和闭锁深度,结合库仑应力的研究结果认为,该断裂未来一段时间的地震危险性仍值得关注。

关键词：门源 M_(S)6.9地震 GNSS运动学特征应变参数演化断层闭锁

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台湾地区强震活动特征分析

地震学报 2023年第6期45卷 996-1010页

作者：卢显刘杰薛艳晏锐姜祥华李祖宁邓世广苑争一中国地震台网中心中国北京100045 福建省地震局中国福州350003

基于定性分析和Morlet小波分析方法,研究了我国台湾地区的主要构造带和强震分布特征。1900年以来台湾地区M_(S)≥7.0地震存在三个活跃时段:第一个活跃时段为1902—1925年,长达近23年;第二个活跃时段为1935—1978年,约43年;第三个活跃时... 详细信息

基于定性分析和Morlet小波分析方法,研究了我国台湾地区的主要构造带和强震分布特征。1900年以来台湾地区M_(S)≥7.0地震存在三个活跃时段:第一个活跃时段为1902—1925年,长达近23年;第二个活跃时段为1935—1978年,约43年;第三个活跃时段为1986—2006年,时长20年。台湾地区自2006年12月26日恒春海域发生M_(S)7.2地震之后,M_(S)≥7.0地震平静已近16年,为历史最长平静时段,存在开始新的活跃时段的可能。从区域分布看,台东地震带M_(S)≥6.9地震具有六个活动周期,大部分活动周期平均约为16年,每个活动周期均包含活跃和平静时段,所有M_(S)≥6.9地震均发生在活跃时段,统计显示台东地震带的活动强度自2002年进入第六个活动周期后逐渐减弱,直到2022年9月份台湾东带才再次发生M_(S)6.9地震,可能进入了新一轮活跃时段。台湾西带M_(S)≥6.0地震存在92年左右和14年左右的周期,1901—1993年为一个活跃-平静大周期(92年左右),1994年开始新一轮的大周期活动,同时,大周期又包含平均周期为14年左右的小周期。临近预报(nowcasting)方法计算的小震积累水平显示,台湾东带M_(S)≥7.0地震和台湾西带MS≥6.0地震具有较高的发震背景概率,台湾地区强震在年尺度上与华南地区中强地震具有一定的对应关系。

关键词：台湾地区强震活动特征活动周期临近预报方法

2022年四川芦山M_(S) 6.1和马尔康M_(S) 6.0地震研究

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地震地磁观测与研究 2022年第S1期43卷 426-429页

作者：薛艳张小涛苑争一中国地震台网中心北京100045

1引言2022年6月1日四川芦山发生M_(S) 6.1地震,6月10日四川马尔康在4个小时内接连发生M_(S) 5.8、6.0和5.2地震。这2组地震均发生在巴颜喀拉地块东部,震中相距约235 km,时间间隔9天。在如此短的时间内接连发生2组6级地震,在四川地区是... 详细信息

1引言2022年6月1日四川芦山发生M_(S) 6.1地震,6月10日四川马尔康在4个小时内接连发生M_(S) 5.8、6.0和5.2地震。这2组地震均发生在巴颜喀拉地块东部,震中相距约235 km,时间间隔9天。在如此短的时间内接连发生2组6级地震,在四川地区是比较少见的。芦山地震发生在龙门山断裂带南段,震源机制解显示为逆冲型,与2013年芦山M_(S) 7.0地震的震源机制解一致(中国地震台网中心,应急产品);马尔康地震的发震构造为NW走向的松岗断裂,震源机制解显示为左旋走滑型(中国地震台网中心,应急产品)。

关键词： 2022年芦山M_(S)6.1和马尔康M_(S)6.0地震地震条带显著增强震群地形变异常

2022年四川泸定M_(S)6.8地震前地震活动与地球物理观测异常回顾与讨论

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中国地震 2022年第4期38卷 601-612页

作者：薛艳张小涛晏锐刘杰苑争一吴永加田雷宋治平中国地震台网中心北京100045

2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震发生在2022年度全国地震重点危险区内,且震前作了较好的短期预测。本文回顾了中期(年度)和短期阶段地震活动和地球物理观测异常。(1)2022年度危险区确定的核心依据有川滇藏交界4级地震空区、危险区附... 详细信息

2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震发生在2022年度全国地震重点危险区内,且震前作了较好的短期预测。本文回顾了中期(年度)和短期阶段地震活动和地球物理观测异常。(1)2022年度危险区确定的核心依据有川滇藏交界4级地震空区、危险区附近ML≥3.5地震空区、跨断层形变趋势异常和重力场异常等,其中,川滇藏交界4级地震空区被2022年1月2日云南宁蒗M_(S)5.5地震打破具有中短期预测意义。(2)短期阶段,川滇藏交界4级地震空区经历了“打破—增强—平静”的演化过程,与1973年四川炉霍M_(S)7.6地震前高度相似,这可能与其发震构造相同、震源机制解一致和深部孕震环境相似有关。此外,还存在川滇地区震群和多个余震区准同步活动、巴塘显著震群等异常。地球物理观测方面,在2022年6月1日芦山M_(S)6.1和6月10日马尔康M_(S)6.0地震后,四川前兆异常无明显减少,而在7—8月显著增多,这可以作为强震后短期仍有可能再次发生强震的判定依据。新增异常主要分布在以三岔口(鲜水河断裂带、安宁河断裂带和龙门山断裂带交汇区,呈“Y”字形分布)为中心的300km范围内,这是震前短期地点预测的主要依据之一。(3)6.8级地震前形变中短期大幅度异常突出,且异常点均位于远场(距离6.8级地震震中130~300km范围内)。除礼州测距外,其余异常点均位于ML3.5地震空区外围。形变异常出现的时间与ML3.5地震空区打破后空区内部及边缘地震活动显著增强大体一致。(4)泸定6.8级地震发生在三岔口地区,该区及附近2015—2021年连续多年被确定为全国地震重点危险区,但均未发生预测地震,由此表明当前有效的强震年度(中期)时间预测依据少。

关键词： 2022年泸定6.8级地震 4级地震空区形变大幅度异常短期前兆异常