世界上最快回应大地震的汶川地震断裂带科学钻探

2008年5月12日汶川大地震之后,在青藏高原东缘龙门山地区实施了汶川地震断裂带科学钻探,这是目前世界上最快回应大地震的科学钻探,为地学家探索地震成因机制提供了极好的机遇.汶川地震断裂带科学钻探工程（WFSD）沿产生同震地表破裂的两条断裂带——龙门山的映秀—北川断裂和灌县—安县断裂共实施了6口科学群钻.其目标在于对钻孔的岩心、岩屑和流体样品进行多学科观察、测试和研究,揭示汶川地震断裂带的深部物质组成、结构、产出以及构造属性;探索地震过程中的岩石物理和化学行为、能量状态与破裂演化过程;认识汶川地震发生的应力环境、巨大的地震破裂产生及传播原因、地下流体在地震的孕育、发生、停止过程中的作用,从而检验和深入理解地震断裂发震机理.目前,汶川科钻项目已取得的部分重要成果如下：（1）查明了汶川地震断裂带结构、组成;（2）揭示了汶川地震过程中"热增压"为重要断裂弱化机制,提出断裂带内石墨可作为判断大地震发生的标志;（3）发现目前世界上最低的断层摩擦系数,并首次记录到大震后断裂带快速愈合信息;（4）重建龙门山的构造格架,提出汶川大地震发生的新的成因模式;（5）通过对汶川地震余震的精确定位、钻孔附近的地震台阵观测,确定了地震活动与龙门山断裂带不同区段的空间关系;揭示断裂带深部流体特征与地震活动的关系,为确定大震孕育过程提供深部流体活动行为的科学依据.     

汶川M_S8.0地震对龙门山断裂带附近地应力环境影响初探——以北川、江油地区为例

为探讨汶川MS8.0地震对龙门山断裂带现今地应力环境的影响,2009年10—12月,在龙门山断裂带的北川、江油地区开展了3个200m深度钻孔水压致裂地应力测量,获得了汶川MS8.0地震发生1年多以后断裂带附近地壳浅表层地应力环境.根据研究区内的原地应力测量结果及汶川MS8.0地震引起的断层错动等资料,运用线弹性有限元数值模拟方法,计算得到了由断层错动位移所产生的附加应力,并推算了ZK02和ZK03位置震前应力分布特征.通过对比分析,揭示了断裂带附近地应力场的变化规律,探讨了汶川MS8.0地震对龙门山断裂带附近地应力环境的影响.     

汶川M_S 8.0地震的地下流体与宏观异常及地震预测问题的思考

在汶川MS8.0地震地下流体异常资料的收集整理与宏观前兆异常的现场调查基础上,认真分析目前地震预测的困难与能力之后,认为汶川MS8.0地震的预测失败并不意味着地震不能预测;认为汶川MS8.0地震前前兆异常的数量偏少,但仍有一定规模的地下流体异常与明显的宏观临震异常;还认为震前作出预测可能困难,但震前有所觉察应是可能的。为提高中国地震预测能力,提出了要改革目前的"监测、预测、研究三分离"的管理机制和"专业与地方两条线"的管理体制,要改变地震日常分析预报中"电脑代替人脑"的工作现状和过早地"程式化与规范化"的工作模式,要提倡创新性的科学探索,要重视前兆异常的震前调查与落实,要重视宏观异常的监测与研究等的工作建议     

龙门山及汶川M_S8.0级地震垂直形变场研究

2008年5月12日四川汶川MS8.0级大震,不但对震区人民群众生命财产带来重大灾难,也给地震工作者带来了一系列新的科学挑战。汶川地震发生之后,中国地震局迅速启动了汶川地震地表破裂地质调查、龙门山断裂带地壳结构地球物理探测、龙门山断裂带及汶川地震地壳形变场监测、汶川地震工程震害调查等一系列科学考察工作。本报告主要介绍本次科学考察工作就汶川8.0级地震及龙门山断裂带垂直形变所取得的监测研究成果。     

基于汶川地震同震地下水位变化反演含水层体应变

许多地下流体监测井在地震发生时都能记录到同震水位变化,而利用地下水位的同震响应特征以及水位固体潮效应可以反演地震对含水层产生的体应变量．本文尝试从大尺度上对大地震引起的体应变变化进行研究,为此收集了位于我国大陆不同构造活动区5口地下流体监测井两年半的水位数据资料进行分析,去除干扰项,提取出水位固体潮成分,进行调和分析求取潮汐因子,并反演出汶川MS8.0地震对这5口井所在含水层产生的体应变量．结果显示,汶川大地震对这5口井 含水层造成的体应变量基本在10-7量级. 地震引起的体应变随距离的衰减规律比较复杂,其不仅与震中距有关,而且与活动断裂带的展布和地壳岩体结构等密切相关．      

WFSD钻孔气体氢浓度动态与断裂构造及地震的关系

为了开展汶川8级地震孕育机理及其科学问题深入研究,“十一五”国家科技专项“汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)”2008年11月开始实施.汶川断裂带科学钻探项目设计在龙门山断裂带上钻5口科学深钻,其中WFSD-2井位于汶川地震主断裂的北川-映秀断裂中段,断裂上盘为8亿年前形成的古老彭灌花岗岩闪长质杂岩,下盘为三叠系煤系地层,2009年7月6日开钻,设计孔深2000m,截止2012年1月15日终孔钻进深度为2 180.52 m.     

利用GPS资料研究郯庐带现今的运动及变形状态

郯庐断裂带中南段在第四纪以来活断层最发育,历史上曾发生过多次中强以上地震,是我国目前主要地震活动区域之一.2008年5月12日汶川8.0级地震发生后,地下流体观测多项测震后效应在郯庐断裂带中南段部分地区一直持续存在,同时速度结构研究结果表明该区域存在发生中强以上地震的介质速度结构条件,因此,加强对郯庐带现今地壳变形特征的认识,对郯庐带未来地震危险性的判定有着重要的意义.     

汶川地震断裂带科学钻探WFSD-1孔成像测井岩心空间归位

2008年汶川大地震发生后,我国迅速实施了汶川地震断裂带科学钻探项目(WFSD).钻井取心是研究地下情况的直接资料,但取心时通常采用非定向取心技术,缺少准确的深度和方位信息,需要利用测井资料对其进行深度和方向的还原,即岩心空间归位.针对汶川地震断裂带科学钻探项目一号孔(WFSD-1孔),利用成像-岩心扫描图像综合处理软件(CCSDLogCore)精确和直观的完成了2055块岩心图像的空间归位.对归位成果进行了分析,发现随着钻孔深度的增加,岩心深度误差增大,说明了归位结果符合实际情况,为下一步地质构造分析奠定了基础,文章还总结了归位过程中遇到的问题并提出了建议.     

郯庐断裂带中南段重磁综合剖面探测研究

郯庐断裂中南段在第四纪以来活断层最发育,历史上曾发生过多次中强以上地震,是中国目前主要地震活动区域之一。汶川8.0级地震发生后,地下流体观测井多测项震后效应在郯庐断裂带中南段部分地区一直持续存在,同时速度结构研究表明该区域存     

中国大陆井水温对汶川8.0级、玉树7.1级、芦山7.0级和岷县6.6级地震响应特征的对比研究

收集和统计了2008年汶川MS8.0地震、2010年玉树MS7.1地震和2013年芦山MS7.0、岷县MS6.6地震引起的中国大陆井水温同震响应现象,分析了其特征。结果显示:这4次地震对中国大陆地下流体影响显著,井水温同震响应特征有很大差异,后三次水温同震响应范围、幅度和持续时间远不及汶川地震,即使震级相差不大的玉树和芦山地震,同震响应的特征也不尽相同。最后探讨了这种现象的成因机理。     

综合地质学和地震学信息分析青川断裂的现今活动性

<正>1研究背景青川断裂是龙门山断裂带北西侧的分支断裂,与北川—映秀断裂左阶排列。早期研究认为,青川断裂作为龙门山断裂带北段的后缘断裂,未来地震活动性不强。然而2008年汶川MS 8.0地震后,在该断裂上发生了汶川地震的最大余震——2008年5月25日青川MS 6.4地震,2013年芦山MS 7.0地震后也在该断裂多次发生4.0级及以上地震。由此青川断裂受到学者们广泛关注。目前,针对青川断裂开展的研究工作中,对其断裂活动性参数、地震学参数尚存疑问,对其现今活动性的认识仍存在争议。     

2008年汶川8.0级地震前地下流体异常回顾与统计特征分析

地震地下流体在地震预测研究与震情跟踪中发挥着重要作用.本文基于中国地震地下流体前兆观测台网所涉及的资料范围,系统收集了2008年四川汶川8.0级地震的可能地下流体前兆异常,分析了这些异常的空间展布、时空演化以及形态等总体变化特征.结果表明,收集到的68项异常均位于10^-8应变量范围内,59项异常位于汶川8.0级地震3倍破裂区（约900 km）范围内,占异常总数的87%,这与国内外已发表的地下流体前兆异常空间分布范围和震级之间的关系相符,说明汶川8.0级巨大地震的前兆观测范围至少包含该地震3倍破裂尺度甚至更大;异常出现时间总体呈现出临近地震异常数量增多的特点,但异常数量并非逐渐增多,而是在震前5个月和1个月突然增多;异常形态特征复杂,水氡和水位总体呈现出趋势性异常特征,水温总体表现出短临变化特征,主要表现为震前1—3个月突升、突降或波动异常变化.此外,本文还结合国内外已发表的地震地下流体前兆异常以及地震孕育理论,讨论了异常的空间分布、时间尺度与未来震中的关系,这对深入认识地下流体前兆异常及产生机理都具有重要的现实意义和科学价值.     

芦山MS 7. 0 地震前近震源区地形变熵特征研究

2013 年4 月20 日芦山MS7.0地震是继2008年汶川MS8.0地震后发生在龙门山断裂带的又一强震,与汶川地震相似,该震临震前在近震源区未观测到显著的异常变化。为研究其临震前形变特征,本文根据信息熵理论对芦山MS7.0地震前近震源区的连续形变观测资料进行了年变熵率值分析,并研究其时序上的分布特征。结果表明,震前近震源区台站地倾斜形变熵均表现出减熵现象,时序的年尺度熵结果表明,汶川MS8.0地震对芦山MS7.0地震具有一定的触发作用,且震中区的EW 向和NS 向分量具有高度一致的熵变趋势。     

(九)地震流体观测与地震短期预测技术专题

本专题为专家及相关组织之间的交流和接触提供了一个良好机会,旨在提高地震流体观测技术,增强地震短期预测效能. 会议收到27篇论文摘要.内容涵盖了地震过程中流体的作用、孔隙压波的数值分析、地电场与流体主体渗流方向计算、井水位远场短临异常分析、WFSD(汶川地震科学钻探)钻孔气体氢浓度动态与断裂构造及地震关系、地震前后水氡异常、井水温度动态的复杂性及其机制研究、水位动态周期性干扰的小波方法分析和地下水强震映震效应等.参会人数之多,内容覆盖领域之广,堪称国内地震地下流体领域的一次学术盛会.     

汶川Ms8.0震前区域重力场变化与震质中研究

青藏高原东缘地区地震灾害频发,2008年汶川M8.0地震给我国人民带来了巨大的灾难.汶川地震发震构造位于龙门山断裂带上,该断裂带在发震前长期闭锁,在汶川震中附近没有明显的小震活动和地表位移等前兆现象.本文以1998年至2005年的四期流动重力测网资料为基础,应用重力位场方法反演下地壳密度变化,开展深部孕震过程研究,结果...     

汶川MS8.0级地震前龙门山断裂带地震活动时空特征分析

本文采用朱介寿等（1984）提供的非均匀速度模型,使用Hypo2000地震定位方法,筛选出汶川MS8.0级地震前8年的2723条地震记录进行精定位;震源深度的优势分布介于5－20km之间,平均震源深度是12 km。结合地震震中分布图、震源深度剖面图、M-T图等结果,得出汶川MS8.0级地震前龙门山断裂带北段地震活动性比中段和南段的活动性弱;时间越临近2008年5月12日汶川8.0级地震发生前,周边的应力场逐步增强,靠近汶川主震区域的震群活动有增加的迹象。     

汶川地震和九寨沟地震断层作用及动力学过程研究进展——纪念汶川地震十周年

2008年5月12日汶川地震（M_S8.0）发生后,各部门组织开展了一系列汶川地震相关的地学研究,包括国家科技专项"汶川地震断裂带科学钻探"项目.经过十年的持续探究,在地震地质、震源物理、地震实验、地震动力学、深部地球物理和长期监测等方面研究取得了一系列重大突破与重要成果.在汶川地震十周年之际,《地球物理学报》集中在2018年第5期刊发39篇文章作为汶川地震十周年专辑,专辑涵盖了汶川地震和九寨沟地震断层作用与动力学过程以及相关领域的一批最新研究成果.这些工作涉及汶川地震断层作用、地震参数及地震动力学数值模拟、汶川地震前地震活动性与多参数异常、晚第四纪构造与地震活动及其地表作用、青藏高原东部壳幔结构与龙门山断裂带深部构造和九寨沟地震等六方面的研究.本文将从这六个研究方向简要介绍收入本专辑论文的研究工作,呈现地震断层作用及动力学过程等研究成果,为深入认识大地震孕育和发生过程提供重要的基础.     

我国地震地下流体学科分析预报研究进展回顾

回顾了自2008年汶川8.0级地震后我国地震地下流体学科分析预报研究工作的主要进展,从业务体系构建、新技术新方法探索、基础理论研究和震例回顾总结等几个方面梳理了相关成果与认识,并分析探讨了当前存在的主要问题和面临的困难。最后基于当前地震地下流体的科学技术积累和环境条件,提出了今后地下流体分析预报研究的发展方向,以期在"大应急体系"新要求和"防灾减灾救灾"改革新形势下谋求学科自身的着力点和增长点。     

四川汶川8.0级地震地下流体异常分析

汶川8.0级地震引起了社会广泛地关注,产生了地震能否预测的疑问以及汶川地震前是否出现了异常的讨论,震后一些学者对前兆资料进行了研究总结,本文在前人研究的基础上仅对地下流体异常进行了分析,认为汶川地震前存在着一些地下流体异常,本文从中期异常、短临异常、同震及震后调整这几个方面对水氡、水位、水温、流量资料进行了分析研究。通过对中期异常的识别及提取,认为采用从属函数方法定量提取异常效果较为理想。     

四川汶川8.0级地震地下流体异常分析

汶川8.0级地震引起了社会广泛地关注,产生了地震能否预测的疑问以及汶川地震前是否出现了异常的讨论,震后一些学者对前兆资料进行了研究总结,本文在前人研究的基础上仅对地下流体异常进行了分析,认为汶川地震前存在着一些地下流体异常,本文从中期异常、短临异常、同震及震后调整这几个方面对水氡、水位、水温、流量资料进行了分析研究。通过对中期异常的识别及提取,认为采用从属函数方法定量提取异常效果较为理想。