华北北部场源前兆观测资料分析(一)──场源前兆特征与机制

1976年唐山地震前，在距震源很远的地区内都观测到一些前兆趋势变化，如重力、重力位二次徽商W△、水氧、地电阻率、水位和油井出油量等变化。作者认为这些变化不是由震源体直接引起的，而是在区域应力场的作用下，在某些活动断层附近，浅层岩，尤其是含水砂岩层和含油层受挤压出现的一些与地震有关的异常现象。其特征是：（1）异常范围大，可能在距震源很远的地方发生，但就同一种方法的多个观测点来说却又是局部的，即只有其中部分测点才能观测到异常，不少测点观测不到异常。（2）异常发生的时间大致相同。有些异常有同步变化的特征，如同时上升或同时下降。（3）临震前多数异常有恢复的趋势。这些特征与引起异常的机理有关。作者还从理论上计算了这种趋势异常量级，重力变化100×10-6cm／s2左右，重力位二次微商变化（1～2）×10－9／s2，地电阻率变化2％～3％，Rn变化7．4～11．1Bq／L，这样的变化量在活动断层附近的一些台站可能观测到。作者还研究了干旱降雨对某些前兆的影响，其影响量级可以被一些方法观测到，因此在确定是否是地震异常时，必须注意利用综合分析的方法排除干旱降雨的影响，减少异常的多解性。     

震前重力异常的讨论

在我国首先指出重力与地震关系的是顾功叙等同志,他们在1950年指出:中国西部重力均衡负异常带地震比较活跃,如甘肃、四川和云南等省常发生地震。近年来,通过大震前后重力测量发现重力在地震前后有一定变化。本文着重介绍重力前兆异常在空间和时间的分布特点,并用震源模式来介释与地震的关系。     

浙江湖南镇水库区地震成因的初步探讨

湖南镇水库蓄水后五个月,在大坝上游15公里库岸边开始出现地震。这些地震大部分是极微震。震源位置变化不大,深度极浅。地震活动对库水位变化的反映十分明显,滞后时间很短。根据库区地质、地震记录和宏观的一些特点,推测地震可能是库岸不稳定岩体的水下重力滑移引起的     

泾阳4.8级地震前后重力变化探析

系统分析了泾阳Ms4．8地震前后陕西关中地区流动重力观测资料，探讨了重力场的时空变化及其映震特征。结果表明：①震前在震中区附近形成较显著地重力负异常区，且与沉降区基本吻合。②泾阳地震震中区既是重力变化梯度带，也是重力异常的正值区到负值区的过度带。③由于震源区应力作用方式是以水平为主的左旋走滑运动，震前局部重力异常不显著。     

2013年甘肃岷县漳县6.6级地震前后重力场动态变化

利用青藏高原东北缘2011-2013年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场动态变化及其与2013年7月22 H岷县漳县6.6级地震发生的关系.结果表明:1)测区内重力场异常变化与主要断裂带在空间上关系密切,反映沿主要断裂带(段)在2011-2013年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.2)岷县漳县6.6级地震前,测区内先出现了较大空间范围的区域性重力异常,后在震源区附近产生了局部重力异常及重力变化高梯度带,其中,甘肃临夏与岷县一带重力差异变化达150×10 8ms-2以上;这些可能反映岷县漳县地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.3)重力场1a尺度动态变化图像和差分动态演化图像均反映岷县漳县6.6级地震孕育过程的最后2a出现较显著的流动重力异常变化,地震发生在NE向重力变化高梯度带上、重力变化零值线附近和等值线的拐弯部位.4)基于流动重力异常变化在岷县漳县6.6级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点判定.     

唐山地震前后区域重力场变化机制

系统地分析了唐山地震前后34期的重力测量数据，讨论了地面沉降、采矿和地下水位变化对重力观测的影响．论证了观测资料的可靠程度，并在此基础上结合地质构造、形变测量和测震结果分析了重力变化的物理机制，讨论了这次强烈地震前后重力变化的全过程，演绎出3个特征阶段重力变化的物理机制:① 1971～1975年期间，震区附近区域重力场具有显著的上升趋势，它与莫霍界面的上隆有关；② 1975～1976年期间，根据形变、地震波的震源机制解正演的唐山点的重力变化表明，这期间的重力变化主要由震前的蠕滑、膨胀和同震位错引起．重力观测表明，蠕滑和膨胀是发生在震前的；③ 1976年8月以后的重力变化呈恢复趋势，地壳的均衡下沉和引张恢复是这一期间重力变化的主要原因．      

我国中强震前后重力场的时空变化特征

本文汇集了1970—1985年中国的高精度重复重力测网和固体潮台站的重力变化资料,分析了在6个测网和5个测点周围的11个M≥5.0地震与重力变化的关系,并且探讨了重力场随时间变化的可能机制和特征。作者认为,在重力测点附近一定范围内如果发生中强以上地震,那么会伴随地震出现一定量的重力变化,重力变化的时间与震级M和震中距L以及余震面积S或震源体积V之间有一定的依赖关系。伴随地震出现的重力变化除由地壳形变引起外,主要可能是地下物质密度变化所引起。不同类型的地震特征可以用重力和形变资料来佐证。     

仙游震群型地震的特点及地震机理分析

福建省仙游2013年ML5.0级地震是福建该省年度内发生的最大地震事件。在地震监测以及精定位的基础上,从地震序列、震源深度和震源机制解等方面做了统计分析,并依据震区地质构造图,分析了地面流动重力反映的不同构造部位深部物质的变化及其与断裂构造和地应力的关系,最后从断面凸破模型分析了地震发生的机理,并与地球物理及震源机制解进行相互验证。     

2021年西藏比如6.1级地震前重力变化特征研究

利用青藏高原地区2015—2020年期间流动重力观测资料,研究2021年3月19日比如6.1级地震前重力变化特征,结果表明:①本次地震前约3年的重力图像中出现穿过震中区的SN向重力变化梯度带,其形态和持续时间与现有典型指标一致,表明重力变化较为清晰地反映了本次地震孕育过程中所引起的重力异常信号;②实测重力场变化与正断型断层位错引起的重力变化在形态上基本一致,结合本次比如6.1级地震的震源机制以正断为主,推测羌塘块体EW向拉伸运动为本次地震的发震背景。     

城市活断层高分辩率地震勘探震源对比试验研究

国内外大量地震震例研究表明，巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的，因此，探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辩率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法，它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题，城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辩率地震勘探的震源提出了特殊的要求，较小的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源勘探的震源提出了特殊的要求，较小数点的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究，利用频谱分析技术，得到了各种震源谱的特征，并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比，探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性。     

1966年以来华北地区一系列七级大震破裂过程的数值模拟

用非连续变形分析方法(DDA+FEM)数值模拟，在华北地区各地块相互制约的块体系统环境中，地块边界断层上发生1966年邢台地震、 1969年渤海地震、 1975年海城地震、 1976年唐山地震等不同类型破裂模式大震的破裂过程. 数值模拟结果给出每个大震释放的主应力场，最大剪应力变化等值线图，地震前后位移变化矢量图，发震断层滑移随时间变化以及走滑错距和应力降等震源参数. 这些结果与地震的震源机制，用地震波资料研究得到的震源参数,宏观等震线,地表观测的水平位移矢量图基本一致. 其中1969年渤海地震正交破裂模式的结果与宏观等震线及小震分布图像更接近. 1976年唐山地震复杂震源模式与该震早期余震分布图像更相符. 表明用DDA+FEM方法进行数值模拟研究，能较好地模拟地震破裂过程.     

2013年四川芦山Ms7.0地震前的重力变化

利用川西地区2010-2012年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生的关系.结果主要表明:①区域重力场异常变化与北东向龙门山断裂带南段和北北西向马尔康断裂带在空间上关系密切,反映沿该两断裂带(段)在2010-2012年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.②芦山7.0级地震前,测区内出现了较大空间范围的区域性重力异常,而震源区附近产生了局部重力异常,沿龙门山断裂带南段形成了重力变化高梯度带,其中,宝兴、天全、康定、泸定、石棉一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映芦山地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.③重力场差分动态演化图像和重力场累积变化动态图像均反映芦山7.0级地震孕育过程的最后2~3年出现较显著的流动重力异常变化,可视为该地震的中期前兆信息;本文第一作者等也曾基于该流动重力异常变化在芦山7.0级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测.本文的例子再次证明流动重力观测能较好地捕捉到强震孕育发生过程中,特别是该过程最后阶段的重力异常变化信息.因此,区域流动重力场观测对未来强震的中-长期预测,尤其是在发震地点的判定上具有优势.     

云南鲁甸MS6.5地震震源区和周边三维密度结构及重力场变化

2014年8月3日云南鲁甸发生M_S6.5地震,震源机制显示该地震为左旋走滑型,断层破裂面以北西向为主,与昭通断裂带近乎垂直.本文基于三维重力反演技术,采用Crust1.0地壳结构模型和最新Moho面深度模型联合约束,反演得到了该地震震源区及周边的三维密度结构特征.反演结果表明：鲁甸地震震源区南北两侧块体运动受到昭通断裂不同程度阻隔,在地质时间尺度上,昭通断裂北段地壳物质运移的阻挡能力相比南段更强.通过进一步调查距离震中较近的流动重力测点的点值变化发现,从2014年3月至2014年6月大海村（P1）重力点值减小,减小幅度达到19 μGal,而位于昭通断裂东北侧的江底（P5）重力点值同期变化显示为增加,其他距离较远测点在震前重力变化不明显.综上结果对鲁甸地震的成因机制给出了初步解释.本文结果对于认识孕震区深部结构及地球物理场时空变化特征具有一定的意义.对识别与局部重力变化有关的地震前兆也同样具有参考意义.     

2017年四川九寨沟MS7.0地震前区域重力场变化

利用南北地震带2014-2017年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震发生的关系.结果表明：①区域重力场异常变化与北西西向塔藏断裂和南北向岷江断裂带在空间上关系密切,反映了沿控震断裂在2013-2017年期间发生了引起地表重力变化效应的地壳变形和构造活动.②九寨沟地震前,测区内出现了大空间范围的区域性重力异常,而震源区附近产生了局部重力异常,沿塔藏断裂带形成了重力变化高梯度带,其中,甘肃玛曲、迭部、青海河南蒙古族自治县、四川若尔盖、九寨沟一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映九寨沟地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.③九寨沟地震震中位于重力差异运动剧烈的鞍部等值线附近,与断裂走向基本一致的重力变化高梯度带零值线上,这一观测事实进一步佐证了重力场动态变化图像对强震地点预测具有重要的指示意义.     

从重复重力测量资料中用场论方法提取孕震信息的探讨

根据重务场非潮汐变化的波长特征讨论了由重复重力测量结果中提取地震前兆场信息的可能性。文中提出了并应用场论理论中重力梯度场变化的二维散度可突出的地震有比较直接关系的孕震信息。通过对北祁连河西地区几次强震的分析研究，认为重力散度较好地反映了地震发生前震源区的孕震特征，是一种值得进一步研究的方法。     

芦山MS7.0地震前远、 近场形变 时空演化特征研究

应用芦山M_S7.0地震震中附近跨断层及连续形变观测资料, 分析了芦山地震前不同阶段地形变变化的特点, 讨论了震中附近区域异常时空演化过程. 结果表明: ① 自2013年1月起, 沿鲜水河断裂带一些跨断层基线观测到显著的加速转折变化, 沿安宁河、 则木河断裂带个别场地的跨断层水准基线, 2010年以来出现的巨幅异常等是突出的场兆变化; 沿龙门山断裂带一些水准观测在汶川M_S8.0地震后持续的调整变化具有近震源区变形特征. ② 鲜水河、 龙门山和安宁河3条主要断裂围成的三叉口地区, 地倾斜、 应变、 重力及断层水准和蠕变观测临震前均未有显著的异常变化, GPS水平、 垂直位移年速率最小, 该地区是形变变化或形变异常分布的“空区”. ③ 在对近场与远场多种连续形变数据通过傅里叶变换提取年周期成分后发现, 临震前2—3年近震源区域的地倾斜、 重力年变化幅度不是增大, 而是减小. 芦山M_S7.0地震前观测到的形变前兆现象特征与汶川M_S8.0地震等震前的前兆现象较为接近. 因此, 芦山地震前近震源区及外围形变异常分布特征不是个别的现象.      

青藏高原东缘重力观测及对芦山M7.0地震的反映

介绍了青藏高原东缘地区相对重力与绝对重力的观测情况,系统分析了该区域2010以来的区域重力场变化及其与2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生的关系。结果表明:(1)芦山7.0级地震前青藏高原东缘重力变化剧烈,芦山地震发生在沿龙门山断裂带南段的重力变化高梯度带的转弯部位;(2)芦山地震距2008年汶川地震不到100km,芦山震中及汶川地震震中均处于重力变化四象限中心,表明汶川地震震后恢复调整变化对芦山地震具有促进作用;(3)基于流动重力异常变化在芦山7.0级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测。     

地震频谱与震源参数

自从弹性位错理论用以研究地震震源的破裂及其地震波辐射问题以来,引进了表征震源的一些物理参数,主要有地震矩、应力降、平均错距、断层尺度等。从而使人们对震源的认识更为深刻。 震源参数可以在频率域或时间域中分别进行测定。为了运用地震波频谱测定这些震源参数,需要计     

中国西部及周缘卫星重力场长期时变特征研究

<正>地震的孕育与发生总是伴随地球内部物质结构与密度的重新分布,引起地球内部局部重力场的时间变化,因此,重力观测对研究巨大地震震源区内部物质变化具有重要意义。自20世纪60年代邢台地震之后,我国就开始定点地面重力观测和流动重力测量,并在多次大地震测报中发挥了重要作用,然而,地面重力测量受观测条件限制存在空间分布不均匀和时间分辨率低等不足,尤其在我国西部地区及中国境外,而卫星重力观测将成为地面重力观测的有力补充,为研究震前重力场变化提供了宝贵的科学数据。     

竖向地震动特征研究

本文以国内外数十次地震(ML≥5)的近场自由地表加速度记录为基础数据，进行近场加速度峰值比的统计分析，并着重对1999年台湾集集地震竖向地震动反应谱特征进行研究。统计结果表明，竖向与水平向(V／H)加速度峰值比与震源距相关，随震源距增加，比值降低；竖向反应谱及竖向与水平向加速度反应谱比是周期的函数、并与场地条件及震源距相关。