2) 中国西宁 810001 青海省地震局
2) Qinghai Earthquake Agency, Xining 810001, China
地震是地壳介质在构造应力作用下发生破裂的一种表现形式,应力积累必然伴随着岩石的变形和应变。陆明勇等(2014)认为强震前地壳形变异常不一定存在完整的趋势、短期和短临异常类型,但趋势异常普遍存在。地形变资料观测初衷是在震前发现未来潜在震源区的异常变化。因此,开展相关研究有助于了解地壳运动特征,更好认识异常特征与强震的关系。
青海地处青藏高原中北部,长期受印度板块NE向推挤作用影响,构造变形强烈(郑文俊,2013),地震频发。2021年青海玛多发生MS 7.4地震(34.59°N,98.34°E),震源机制为逆冲型,发震断层为昆仑山口—江错断裂。2022年青海门源发生MS 6.9地震(37.77°N,101.26°E),震源机制为左旋走滑,发震构造为冷龙岭断裂。本文着重分析2次强震前格尔木地形变观测资料的异常特征,从中提取长—中—短期异常变化指标信息,为青海地区强震判定提供参考依据。
2 研究内容柴达木盆地内部发育一系列新生代高角度逆冲断裂,新构造活动迹象明显(Meng et al,2008),格尔木地震台即位于该盆地南缘,配备YRY-4型钻孔应变仪、水平摆倾斜仪、VP型垂直摆倾斜仪进行形变观测,观测数据质量尚佳。
2.1 长期异常特征应变观测可准确记录地下应变信息,能够真实反映地壳应力变化。YRY-4型钻孔应变仪测量精度和稳定性较高,多次记录到大震前后的应变异常。选取该台2008年—2022年初YRY-4型钻孔应变整点值资料,计算并绘制S1 - S3分量曲线,结果见图 1。由图 1可见,2011—2014年S1 - S3分量呈平稳下降趋势,且存在年变特征,2016年门源MS 6.4地震前1年,该分量出现趋势转平变化,震后半年恢复原有变化形态;2018年钻孔应变再次出现转折变化,鉴于同期青海北部德令哈钻孔应变、湟源钻孔应变均出现趋势转折异常,说明青海北部存在区域应力增强过程;2021年玛多MS 7.4地震前,该项异常出现转折回返变化,期间青海北部相继发生茫崖MS 5.8、门源MS 6.9,德令哈MS 5.8、德令哈MS 6.0等多次中强地震。此次异常变化特征与2008年海西MS 6.3、2009年海西MS 6.4地震前异常特征较为相似,该异常信度较高,是青海北部6级强震或5级地震成组具有背景性的前兆异常(图 1)。
水平摆倾斜仪自观测以来,EW分量年变特征较稳定。长趋势资料显示,该分量2015年存在趋势转折异常,且年变幅较往年明显变小,持续时间较短,为2016年门源MS 6.4地震的中短期前兆异常;2018年EW分量再次出现异常变化,异常出现时间及特征与钻孔应变异常一致,2021年玛多MS 7.4地震发生后,异常持续,随后发生门源MS 6.9、德令哈MS 5.8、德令哈MS 6.0地震,该分量逐渐恢复原变化形态。分析认为,2018年以来水平摆倾斜仪EW分量趋势转折异常对2021年玛多MS 7.4以及青海北部多次强震的发生具有长期指示作用(图 2)。
VP型垂直摆倾斜仪观测以来数据稳定、可靠,由2018—2022年NS分量时序变化图(图 3)可知,2018—2020年年变特征稳定,2021年玛多MS 7.4地震后3个月该分量出现破年变异常变化,异常出现前无干扰,最大变化幅度为1026.08×10-3″,2022年门源MS 6.9地震后恢复原变化形态。分析认为,此次格尔木垂直摆倾斜仪NS分量出现破年变异常为门源MS 6.9地震的中短期前兆异常。
格尔木钻孔应变与水平摆倾斜观测在2021年玛多MS 7.4地震与2022年门源MS 6.9地震前均出现较为可靠的长期异常变化,且垂直摆倾斜异常出现较晚,持续时间较短。格尔木地形变资料在2022年门源MS 6.9地震前呈现长—中—短期异常特征,在2次强震前地形变异常形态均为趋势型,与多数震例异常形态一致。在未来震情跟踪分析过程中,应重点关注异常形态恢复过程或结束后周边发生6级强震或5级成组地震的危险。
4 结束语青海区域构造复杂,强震多发且孕震过程较为复杂,可能发生在区域应力达最大值后的减弱过程中,判定定点形变异常变化特征与6、7级强震关系,对分析长期乃至中短期强震潜伏的危险性具有重要意义。
陆明勇, 李志雄, 刘天海, 等. 强地震前地壳形变异常特征的再探讨[J]. 国际地震动态, 2014(4): 24-26. |
郑文俊, 袁道阳, 何文贵, 等. 甘肃东南地区构造活动与2013年岷县-漳县MS 6.6级地震孕震机制[J]. 地球物理学报, 2013, 56(12): 4058-4071. DOI:10.6038/cjg20131211 |
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