中国强震前兆地震活动图像机理的三维数值模拟研究

建立了含有母体岩石、硬包体和随机分布的小裂纹的三维有限元模型，计算了包体和各层实体中的应力分布. 利用最高应力破裂准则、释放破裂单元刚度生与死的方法，模拟强震前岩石的破裂和小震的空间分布特征. 结果表明，文中三种模型都显示出强震前在孕震体即包体附近出现了高应力集中单元. 它们是形成小震空区、条带和地震空间丛集图像的基础. 随机裂纹的存在，有利于在孕震体（包体）外的裂纹端部应力集中，先发生小震，形成包围孕震包体的前兆地震活动图像，而包体中的应力逐渐增加，为发生强震提供了条件. 包体的形状和几何位置是影响强震前兆地震活动图像形态的重要因素. 引入材料的黏弹性，导致了其中应力随时间迅速减小和弹性层某些部位应力随时间的增加. 但在本文设定的构造模型框架和介质参数下，下层黏弹性的存在对上层母体的应力随时间的增加影响不大.     

走滑型地震震源孕育的三维组合模式

以走滑型地震为例提出了震源孕育的三维组合模式．在以往的组合模式基础上增加了震源下部的应力调整单元．这一应力调整单元由流变介质组成,孕震时不积累应力,而是将应力转移至上部的应力积累单元;在发震时该单元以其特有的粘滞性可以止裂;震后以其变形的时间依赖性可以控制余震发生．该调整单元的作用可以由地震后断层的蠕动曲线得到部分验证．     

南天山强震前小震活动的有序分布

小震活动有序图像是一种重要的以小震报强震的预报方法。通过对南天山西段强地震前小震活动有序图像进行研究,着重分析了图像与构造、与地震发生的时间、位置以及震源机制之间的联系。认为有序图像是区域应力沿构造快速调整、分布的结果,既可能反映发震构造带的活动,也可起到控震作用,图像受地震的断错性质影响,具一定的中期前兆意义。     

水库地震成因的新看法——弱化象力模式

以前的水库地震成因学说大多是认为地下断层积累了较高的应力,难以错动,当水库蓄水后,水通过裂隙渗透到断层面上,从而降低了断层面上的有效正压力或摩擦系数,导致断层的快速错动形成地震。然而这个学说对解释极浅源地震是有困难的。根据模拟实验,产生粘滑要有一定的正应力,否则仅能产生稳滑。在地下几公里的深度上围压比较小,因之在这样的深度是否存在粘滑条件还值得商榷。在这种情况下,用水去帮助断层错动更没有必要了。本文作者认为水库地区坚硬介质中大量小裂缝的接通是某些水库发生大量小震的原因。水进入裂缝后可加强裂纹的蠕滑,它使裂纹端部形成应力集中,有利于诸裂纹间的接通,而不是水进入断层后使断层本身发生错动而形成地震。当大量小裂缝互相接通时,即大量水库小震发生后,水又进一步渗透到小震活动区,使这一软弱区的范围(面积和深度)进一步扩大,形成应力调整区。如果在库区下方较深处有隐伏的蠕滑断层(走滑或倾滑),这可成为水库区另一个调整单元。它们之间相对完整的介质区即为应力积累区——震源区。在区域应力场的作用下,隐伏的蠕滑断层端部有剪应力集中,另外水库弱化区下方也有应力集中,这就使两个调整单元有接通的趋势,当积累单元的应力达到极限值时,这种接通就必然产生,并形成较大水库地震。另外,水库弱化区的下界面对蠕滑断层端部还有象力作用,它也有使该断层向弱化区传播的趋势,从而导致较大的水库地震。本模式说明,如果建水库前对未来诱发的地震进行预测时,应注意库区更深部是否有隐伏断层存在。     

区域近震直达纵波走时变化和小震活动规律

以震报震是我们测震学预报地震方法中的一种。各个区域每年发生的小地震事件较多,了解区域小震与小震之间的联系规律,对于今后发生的地震,我们可以通过近期发生的地震,找出未来应力变化的区域,对潜在震源区提前做出预判,也为今后大震发生找出点研究线索。本文通过对区域直达纵波走时的变化来研究地下应力的变化,从而了解区域地震与地震之间的活动规律。     

大同地震前后介质Q值和小震震源参数的变化

本文使用北京台网微机数字记录,通过波谱分析研究了大同地震前后介质Q值和小震应力降的变化。研究结果表明:(1)大同地震发生在低Q值区,震前Q值升高,震后恢复正常。(2)大同地震前,小震应力降明显升高,震后恢复正常,震前震后应力降的变化与介质Q值变化和应力变化有关。(3)大同地震前后小震震源参数确实有明显不同,无论是应力降、平均位错还是震源尺度都有明显不同。(4)大同地震前后小震波谱有明显变化。     

大震前小震活动的时空分形特征

应用分形理论与方法，计算了唐山，海域，澜沧－耿马地震前小震活动能量分布的信息维及其在空间上的差异和时间上的变化，结果表明：（１）局域空间发维可以反映大震前小震活动能量分布的空间变化特征，大震发生在信息维中等值区；（２）局域时间分数维显示大震前小震活动存在的降维过程，且大震发生在降维之后的升维过程中或发生在降维过程结束之时。     

基于实测应力数据的北天山西部区域断层滑动趋势分析

通过文献收集与整理,统计了主要由水压致裂法、应力解除法得到的北天山区域的应力数据。引入侧压力系数k、应力累积系数μm和断层摩擦系数μ,并根据Byerlee准则对计算数据进行分析,结果表明:研究区域应力积累程度较高,区域内整体较稳定,但局部断层滑动趋势风险较大。同时对研究区的地震分布进行统计,发现中西部和中东部区域小震频发,应力易得到释放;同时东北部和西北部小震频率低,推测为应力锁固段,应力积累程度高,若地震易发生强震;综合分析推测研究区断裂带更易沿NWW-SEE向滑动。     

由于兰德斯7．3级地震引起的南加利福尼亚地震概率的变化

1992年6月发生的兰德斯地震使南加利福尼亚的应力重新分布，导致一些地区发生的小震减少而邻近区域的地震活动增强，这种情况一直持续到现在。该地震也改变了大小地震的比例，在其震中约100km的范围内发生了更多的小震。这意味着南加利福尼亚未来地震的概率估值由于兰德斯地震而发生了变化。南加利福尼亚大地震发生概率增大最多的地方是随后在1999年10月赫克托矿7．1级地震中滑动最大的那个地区。     

唐山地震序列应力触发的粘弹性力学模型研究

根据前人对唐山地震破裂分布、地壳波速和粘性结构的研究,考虑局部应力场、孔隙流体压力和断层附近软介质的影响,计算了唐山地震产生的,投影到后续大余震断层面和滑动方向上的库仑破裂应力变化。结果表明,随后发生的滦县地震和宁河地震均发生在唐山地震产生的库仑破裂应力变化为正的区域。为研究唐山地震、滦县地震和宁河地震对后续小震的触发作用,根据前人对该地区构造应力场和地震破裂分布的研究,假定构造应力量值为10 MPa,求得了震源附近各处可能的小震震源机制。将上述3次地震产生的应力变化投影到可能的小震破裂面和滑动方向上,发现唐山地震、滦县地震和宁河地震产生的正库仑破裂应力变化的ldquo;蝴蝶rdquo;形分布与后续小震发生的空间分布具有较好的一致性,95%的余震发生在库仑破裂应力变化增加的区域,说明唐山地震序列中前面的大震对后续小震的发生起到了调制作用。该研究结果对大震后余震的危险性快速评估具有一定意义。如果大地震发生后能够快速确定详细的破裂分布和震源区域详细断层及滑动特性资料,本文方法可用来预测未来大余震的发震位置。      

沂沭断裂带及其附近小震应力降和介质Q值

本文对1974年以来发生在沂沭带及其附近的小震进行了P波段谱分析。根据前人的成果和经验（1－5），采用不同的震源模式，计算了小震应力降（△σ，△σ′）、地震矩（M0）、震源尺度（L）以及介质品质因子（Q值）给出了沂沭带及其附近的△σ和Q值的背景分布特征，进而讨论了这种背景分布的地震危险性。     

小江断裂带强震危险性分析

利用1985年7月至2015年6月云南测震台网记录的地震资料,分段计算小江断裂带的b值、a/b值、单位面积的年频度和年应变能,并结合历史地震空区的识别结果,综合分析了小江断裂带各段的强震危险性。研究结果表明:巧家北至东川南b值较低,处于较高应力状态,小震频发,且强震平静时间达到了极限,具备发生强震的条件;东川至宜良段应力水平高,但小震不活跃,处于积累应变阶段,不具备发生强震的条件;宜良至华宁段具有小江断裂带最高的b值,应力水平低,小震不活跃,不具备发生强震的条件;华宁以南至小江断裂南端处于高应力状态,小震频发,且强震平静时间间隔达到了极限,具备发生强震的可能,但由于该段断裂交错,较为复杂,强震可能发生在小江断裂与石屏—建水断裂的交叉部位。     

银川地区M_L4级地震活动特征研究

1970年以来银川地区ML4级地震在时间上丛集发生,分别从主震震前小震与震后余震分布特征、余震序列参数计算和震源机制解的角度,研究了以上地震的活动特征。结果显示:每次地震的发生均具有一定的独立性;可计算余震参数的地震序列为非前兆震群,这一点与实际相符;震源机制解显示几次地震的发震断层主要属于银川隐伏断裂,并可能与该断裂附近的一系列次级断裂有关。分析认为几次地震的发生可能是局部应力调整的结果,与未来该区域是否发生大震关系不大,同时可以推测未来该区域依旧可能发生类似震级的有感地震。     

梓潼地区地震活动异常调查

2012年6月底至7月初,在梓潼县交泰乡过去弱地震活动区连续发生多次小震,地震事件引起四川省地震局的高度重视,为此,四川省地震局组成异常落实工作组就地震事件开展现场落实.本文基于区域地震活动特征及序列特征,对区域地震危险性进行了初步分析,认为该区域地震活动增强与汶川地震具有密切关系,地震可能是汶川地震的发生改变了紧邻龙门山断裂带的四川盆地及边缘地区的应力状态所致.因此,分析认为该地区近期小震活动性丛集可能与汶川地震震后区域应力场调整有关.     

利用三维孔隙弹性模型探讨紫坪铺水库对汶川地震的影响

本文基于三维孔隙弹性理论,建立了紫坪铺水库及周边地区的有限元模型.根据紫坪铺水库开始蓄水到汶川地震发震时刻的水位变化情况,计算了整个区域的孔隙压力和库仑应力.详细讨论了断层及周围地层的弹性模量和扩散系数对计算结果的影响.计算结果表明:从弹性角度看,断层的弹性模量对汶川地震震源处的库仑应力影响很小;震源处的库仑应力随着断层和周围地层的扩散系数增大而增大.当给定弹性模量和扩散系数代表性值的时候,计算结果表明在汶川地震发震时刻,震源处的库仑应力变化量为+1 kPa左右,这表明紫坪铺水库使得汶川地震发震断层更加危险.是否这个量级的库仑应力就能够触发汶川地震还需要进一步探讨.通过分析库区周边小震的分布,发现小震分布区域均是库仑应力增加的地区,因此紫坪铺水库周边的小震应该与紫坪铺水库蓄水有直接关系.     

2019年8月22日黑龙江绥滨小地震序列特征

2019年8月22日在黑龙江绥滨发生9次小震活动，地震活动分布的时间与空间相对集中。利用调制地震、震源机制解及视应力等方法，分析此次小震序列活动特征，并结合黑龙江省以往震例，进行震后趋势分析，初步判定，黑龙江绥滨地区后续发生中强地震的可能性较小。     

思茅、普洱地震区强震前小震活动图象的某些特征

本文对思茅、普洱地震区1972年——1981年期间,强震前的小震活动图象进行了分析讨论。发现,中强震前有震面积百分比逐渐增高,在达到峰值时往往有强震发生。在小震活动增强的背景上,逐渐形成小震活动空区,强震及其序列就发生在空区内。强震往往发生在小震P波初动符号呈现有规律分布——即当该地区出现优势应力场作用时。 对该地震区强震孕育、发生过程进行了初步讨论。并用付承义教授的“红肿”理论和金森博雄的“强固区”模式,对强震的发生及强震前的小震活动图象进行了解释。     

民乐盆地及其周围地区小震震源参数的研究

本文利用中国和法国合作建立的张掖数字化地震台网记录的小震资料,测定了民乐、肃南、张掖和临泽4个地区的小震震源参数。用P波测定的上述4个地区的应力降为6.1—9.5bar,用S波测定的应力降为26—60bar。在肃南5.7级地震发生前一个月左右,出现应力降减小的现象,这可能是一种前兆信息。本文还对用两种波测定的应力降的差异进行了初步讨论。     

松潘大震震源过程研究

本文应用调制小震法对松潘地震前的震源过程进行了剖析,初步得到震前六年半(直至发震)这一时段内震源区和源外调整单元地震活动的时空图像,其特点如下: 1.第一阶段(1970—1973.5.7)在此阶段其地震活动的空间图像主要是形成调制小震带的围空区和空段区,但在震源区仍有非调制小震活动表明,该时段震源区和外围区具有不同的介质强度,背景震源区初步形成。2.第二阶段(1973.5.8—1974.12)在此阶段,地震活动的空间图像主要表现为震源区内非调制小震的消失,震源区北端中强震活跃。这说明震源区形成,应力正在加速积累。3.第三阶段(1975.1—1976.8.15)在此阶段未来震源区两端出现调制小震带的交汇区。震源区内非调制小震恢复活动。说明震源区两端的应力调整单元已基本形成,震源区应力水平相当高,震源已具备发震条件。4.在第四阶段的最后半年震中区以及外围(约300×200平方公里)小震调制比出现异常。说明震源区及其邻区应力水平已相当高,这是松潘大震来临的中期指标。5.临震前二个月内震源外围出现与外因时间同步的小震频度峰值,分别出现在6月27日、7月13日和8月15日。根据它们的同步性以及异常时间的倍九特征可进行松潘大震的短临预报。根据松潘震源过程的研究,利用小震在不同阶段的震源过程时空特征,有可能对一次大震作出不同时间尺度的预报。     

华北地区小震综合断层面解的动态变化

本文采用地震学P波初动资料求解小地震综合断层面解方法,使用115个地震台的4000余个小地震初动资料,测定了华北地区近年小震应力场。提出在同一地震构造带上,小震断层面解的主压应力方向具有一致性。大地震前、后区域应力场可能发生变化。分析了1981年菏泽5.9级地震前小震应力场的动态变化特征等。指出随着大地震的发生,区域应力场发生变化是形成复杂的多层次的地震活动性的基础。最后,对华北地区应力场特征及高应力背景区等做了讨论