结合钻孔水位、 GPS资料分析2016年门源MS6.4地震前分量钻孔应变异常特征

地震 ›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (3): 76-86.

结合钻孔水位、 GPS资料分析2016年门源M_S6.4地震前分量钻孔应变异常特征

刘琦^1,2, 张晶¹, 马震³

1.中国地震局地震预测重点实验室, 中国地震局地震预测研究所, 北京 100036;
2.地震动力学国家重点实验室中国地震局地质研究所, 北京 100029;
3.青海省地震局, 西宁 810001

收稿日期:2016-04-01 发布日期:2020-07-03
作者简介:刘琦(1985-),男,山西繁峙人,助理研究员,主要从事地壳形变与地震构造相关研究。
基金资助:
中国地震局地震预测研究所基本科研业务费专项(2014IES010106)、 2016年度震情跟踪定向工作任务(2016010204)、地震监测预报专项项目(20160111)共同资助

Anomaly Characteristics of 4-component Borehole StrainAnalyzed Jointly with Borehole Water Level and GPS Data before the 2016 Menyuan M_S6.4 Earthquake

LIU Qi^1,2, ZHANG Jing¹, MA Zhen³

1. Key Laboratory of Earthquake Prediction, Institute of Earthquake Science, CEA, Beijing 100036, China;
2. State Key Laboratory of Earthquake Dynamics, Institute of Geology, CEA, Beijing 100029, China;
3. Earthquake Administration of Qinghai Province, Xining 810001, China

Received:2016-04-01 Published:2020-07-03

摘要/Abstract

摘要： 针对青海门源台分量钻孔应变观测, 从不同观测频段角度进行异常分析, 结果表明在2012年下半年挤压应力增强的背景下, 各频段分别表现出大幅压缩异常、潮汐因子时空演化以及高频异常信息增强的现象。同钻孔的水位观测也表现出在挤压应力作用下流体向外逃逸、水位下降的现象。而跨区域主要构造的GPS站速度剖面结果也反映了2013年后区域构造运动有明显增强迹象。 2016年门源6.4级地震就是在这些观测反映挤压应力增强的背景下发生的, 但此次地震事件可能并未完全缓解区域的应力积累, 后续强震危险性仍需进一步关注。

关键词: 钻孔应变, GPS, 地震异常, 2016年门源地震

Abstract: Observation data of 4-component borehole strainmeter at Menyuan station were analyzed from different frequency bands. The results show that, under the background of compression, sharp compressional anomalies, space-time evolution of solid tide factors and the phenomena of increases of high frequency anomalies in different frequency bands increased from the latter half of 2012. The co-borehole water level observation also displayed that the subsurface fluid spread outside the station area, and led to fall of water level under the compressive stress background. GPS profiles which cross the major faults in the study zone also indicated that tectonic movement is strengthened obviously from 2013. The 2016 Menyuan M_S6.4 earthquake happened under the enhancing compression background reflected by the observations mentioned above. As the results indicated, the Menyuan earthquake had limited effects and probably didn't relieve the accumulated stress totally, the subsequent risk of strong earthquakes in the area needs more attention.

Key words: Borehole strain, Borehole water level, GPS, The 2016 Menyuan M_S6.4 earthquake

中图分类号:

P315.7

刘琦, 张晶, 马震. 结合钻孔水位、 GPS资料分析2016年门源M_S6.4地震前分量钻孔应变异常特征[J]. 地震, 2016, 36(3): 76-86.

LIU Qi, ZHANG Jing, MA Zhen. Anomaly Characteristics of 4-component Borehole StrainAnalyzed Jointly with Borehole Water Level and GPS Data before the 2016 Menyuan M_S6.4 Earthquake[J]. EARTHQUAKE, 2016, 36(3): 76-86.

参考文献

[1] 池顺良. 日本9级大震前我国钻孔应变网测到两起地块强烈受压事件[J]. 地球物理学进展, 2011, 26(5): 1583-1587.
[2] 马瑾, SHERMAN S I, 郭彦双. 地震前亚失稳应力状态的识别以5°拐折断层变形温度场演化的实验为例[J]. 中国科学: 地球科学, 2012, 42(5): 633-645.
[3] 池顺良, 武红岭, 骆鸣津. 钻孔应变观测中潮汐因子离散性与各向异性原因探讨“十五”数字地震观测网络分量钻孔应变仪首批观测资料分析解释[J]. 地球物理学进展, 2007, 22(6): 1746-1753.
[4] 李瑞浩, 刘贵安, 陈冬生, 等. 滇西试验场重力潮汐观测及其地震响应特征的研究[J]. 中国地震, 1995, 11(2): 161-167.
[5] 马禾青. 几次中强地震前宁夏地倾斜异常特征[J]. 内陆地震, 1998, 12(4): 343-348.
[6] 柯昌安, 李正媛, 窦玛丽. 汶川8级地震前陕西地倾斜γ值的异常反应[J]. 大地测量与地球动力学, 2008, 28(6): 56-60.
[7] 尹祥础. 固体力学[M]. 地震出版社, 2011, 36-37.
[8] 郗钦文, 侯天航. 固体潮汐与引潮参数[J]. 中国地震, 1986, 2(2): 30-41.
[9] 郗钦文. 精密引潮位展开及某些诠释[J]. 地球物理学报, 1991, 34(2): 182-194.
[10] 杨选辉, 杨树新, 张彬, 等. 测震数采仪记录的钻孔应变[J]. 中国地震, 2011, 27(1): 65-71.
[11] 郭燕平, 邱泽华, 李素华, 等. 钻孔体应变高采样率观测实验[J]. 大地测量与地球动力学, 2012, 32(1): 51-55.
[12] 刘琦, 张晶, 晏锐, 等. 高采样率四分量钻孔应变同震响应分析[J]. 中国地震, 2013, 29(1): 57-67.
[13] 池顺良, 池毅, 邓涛, 等. 从5.12汶川地震前后分量应变仪观测到的应变异常看建设密集应变观测网络的必要性[J]. 国际地震动态, 2009, (1): 1-13.
[14] 池顺良, 刘琦, 池毅, 等. 2013年芦山7.0级地震的震前及临震应变异常[J]. 地震学报, 2013, 35(3): 296-303.
[15] 邱泽华, 张宝红, 池顺良, 等. 汶川地震前姑咱台观测的异常应变变化[J]. 中国科学: 地球科学, 2010, 40(8): 1031-1039.
[16] 邱泽华, 唐磊, 张宝红, 等. 用小波-超限率分析提取宁陕台汶川地震体应变异常[J]. 地球物理学报, 2012, 55(2): 538-546.
[17] 邱泽华, 杨光, 唐磊, 等. 芦山M7.0地震前姑咱台钻孔应变观测异常[J]. 大地测量与地球动力学, 2015, 35(1): 158-161.
[18] 刘琦, 张晶. S变换在汶川地震前后应变变化分析中的应用[J]. 大地测量与地球动力学, 2011, 31(4): 6-9.
[19] 刘琦, 张晶, 池顺良, 等. 2013年芦山M_S7.0地震前后姑咱台四分量钻孔应变时频特征分析[J]. 地震学报, 2014, 36(5): 770-779.
[20] Stockwell R G, Mansinha L, Lowe R P. Localization of the complex spectrum: the S transform[J]. IEEE Trans. on Signal Processing, 1996, 44(4): 998-1001.
[21] 张培震, 闻学泽, 徐锡伟, 等. 2008年汶川8.0级特大地震孕育和发生的多单元组合模式[J]. 科学通报, 2009, 54(7): 944-953.
[22] 刘晓霞, 武艳强, 江在森, 等. GPS观测揭示的芦山M_S7.0地震前龙门山断裂带南段变形演化特征[J]. 中国科学: 地球科学, 2015, 45(8): 1198-1207.
[23] Wu Y Q, Jiang Z S, Wang M, et al. Preliminary results pertaining to coseismic displacement and preseismic strain accumulation of the Lushan M_S7.0 earthquake, as reflected by GPS surveying[J]. Chinese Science Bulletin, 2013, 58(Z2): 3460-3466.
[24] Wu Y Q, Jiang Z S, Zhao J, et al. Crustal deformation before the 2008 Wenchuan M_S8.0 earthquake studied using GPS data[J]. Journal of Geodynamics, 2015, 85: 11-23.
[25] 梁洪宝, 刘志广, 黄立人, 等. 非构造形变对中国大陆GNSS基准站垂向周期运动的影响[J].大地测量与地球动力学, 2015, 35(4): 589-593.
[26] 刘琦, 闫伟, 李智蓉, 等. 南北地震带定点形变前兆异常指标初建[J]. 地震, 2016, 待刊.