國家重點研發(fā)計劃項目《地震構造主動源監(jiān)測技術系統(tǒng)研究》積極做好震后科技支撐
發(fā)布時間:2021-05-27
在2021年5月21日云南漾濞6.4級地震和5月22日青海瑪多7.4級地震發(fā)生之后,中國地震局地球物理研究所牽頭的國家重點研發(fā)計劃《地震構造主動源監(jiān)測技術系統(tǒng)研究》項目團隊積極開展震后的地震應急科技支撐工作。該項目是從背景構造和局部結構兩個尺度、靜態(tài)結構和動態(tài)變化兩個角度分析地下介質(zhì)的結構和變化與強震孕育的關系。在地震發(fā)生之后,項目組利用已有的結果和技術手段對地震分析監(jiān)測進行了服務支撐。
青?,敹?.4級地震

圖 1青?,敹嗟卣鹫鹪磪^(qū)速度結構背景(中國地震局地球物理研究所 李永華、石磊供圖)
項目組成員建立了青?,敹嗟卣鸬娜S有限元模型(圖 2),以GPS為約束,模擬分析了瑪多地震的同震位移、破裂面的庫倫應力變化及其對周邊斷層的影響。研究結果顯示:瑪多地震引起的同震位移較大,范圍較廣,西寧甘肅多地有很強的震感,最大的位移為約22cm(圖 3);甘孜-玉樹-風火山斷裂帶的東部庫倫應力較大,龍門山斷裂帶和鮮水河斷裂帶及東昆侖斷裂帶的東部影響不大(圖 4)。


圖 3 青?,敹嗟卣鹜鹞灰疲ㄖ袊卣鹁值厍蛭锢硌芯克塾窆﹫D)

云南漾濞6.4級地震
在云南漾濞6.4級地震發(fā)生之后,項目組成員緊急奔赴中國地震地震科學實驗場云南賓川主動源實驗場地,與云南大理實驗場工作人員共同開展主動源的加密激發(fā),開展震后的密集觀測(圖 5)。利用氣槍主動源在水下主動激發(fā)地震波(圖 6),可以產(chǎn)生高度重復的人工震源信號(圖 7),從而利用該信號對地下介質(zhì)的變化進行深入的分析,作為研究地震物理過程的重要依據(jù)。

圖 6 云南賓川氣槍主動源激發(fā)場景(中國地震局地球物理研究所 楊微供圖)
圖7震后開展的賓川主動源加密激發(fā)的20次激發(fā)波形示例,高度相似的波形可用于波速變化的監(jiān)測(新疆維吾爾自治區(qū)地震局 蘇金波供圖)

圖2青海瑪多地震震區(qū)周邊三維模型(中國地震局地球物理研究所祝愛玉供圖)

圖 3 青?,敹嗟卣鹜鹞灰疲ㄖ袊卣鹁值厍蛭锢硌芯克塾窆﹫D)

圖4 青?,敹嗟卣鹬苓厰鄬由系膸靷悜ψ兓ㄖ袊卣鹁值厍蛭锢硌芯克塾窆﹫D)
云南漾濞6.4級地震
在云南漾濞6.4級地震發(fā)生之后,項目組成員緊急奔赴中國地震地震科學實驗場云南賓川主動源實驗場地,與云南大理實驗場工作人員共同開展主動源的加密激發(fā),開展震后的密集觀測(圖 5)。利用氣槍主動源在水下主動激發(fā)地震波(圖 6),可以產(chǎn)生高度重復的人工震源信號(圖 7),從而利用該信號對地下介質(zhì)的變化進行深入的分析,作為研究地震物理過程的重要依據(jù)。
圖 5云南6.4級漾濞震后開展加密激發(fā)(中國地震局地球物理研究所 楊微供圖)

圖 6 云南賓川氣槍主動源激發(fā)場景(中國地震局地球物理研究所 楊微供圖)
圖7震后開展的賓川主動源加密激發(fā)的20次激發(fā)波形示例,高度相似的波形可用于波速變化的監(jiān)測(新疆維吾爾自治區(qū)地震局 蘇金波供圖)
同時,項目組成員通過建立云南漾濞6.4級地震周邊研究區(qū)的三維有限元模型(圖 8),以GPS速率為邊界約束,模擬計算得到云南漾濞地震的同震位移、主震破裂面的庫倫應力變化和周邊主要斷層的庫倫應力變化。初步模擬結果顯示:同震位移最大值為0.1cm;大部分的余震分布在庫倫應力為正的區(qū)域,未來余震的方向可能為東南向和西邊的正的庫倫應力變化區(qū)域(圖 9);在維西-巍山斷裂的北部、紅河斷裂帶中部、永勝-賓川斷裂的南部區(qū)域庫侖應力變化為正,但變化相對不大,量級在0.001MPa。

圖 8 云南漾濞6.4級地震震區(qū)三維模型(中國地震局地球物理研究所祝愛玉供圖)

圖 9 云南漾濞6.4級地震主破裂面庫倫應力變化(中國地震局地球物理研究所祝愛玉供圖)
鑒于兩次強震距離項目主動源監(jiān)測區(qū)域較遠,項目利用已有的深部構造結果為瑪多地震的孕育背景分析提供了基礎數(shù)據(jù),并將主動源技術手段應用于云南漾濞地震的震后監(jiān)測之中,為相關地震的分析研究提供了科技支撐。

圖 8 云南漾濞6.4級地震震區(qū)三維模型(中國地震局地球物理研究所祝愛玉供圖)

圖 9 云南漾濞6.4級地震主破裂面庫倫應力變化(中國地震局地球物理研究所祝愛玉供圖)
鑒于兩次強震距離項目主動源監(jiān)測區(qū)域較遠,項目利用已有的深部構造結果為瑪多地震的孕育背景分析提供了基礎數(shù)據(jù),并將主動源技術手段應用于云南漾濞地震的震后監(jiān)測之中,為相關地震的分析研究提供了科技支撐。



