华北地区强震前断层形变异常与演化特征

利用华北北部地区20世纪70年代以来的跨断层形变观测资料，研究了该区强震前的断层形变异常。结果表明：唐山、大同和张北地震前断层形变的中、短期前兆异常显著，说明剧烈的断层活动是强震发生的重要信息；唐山地震在形变异常恢复后或在恢复过程中发生的异常测项的比例高于大同和张北地震；断层活动存在10年左右周期的群体准同步阶段性特征；在大同和张北地震活跃期内，震前断层形变主要表现为突跳性(无趋势积累)短期异常，而在唐山地震活跃期内，断层形变主要表现为趋势性积累，这可能是华北6级～7级以上强震前断层形变异常特征的主要区别之一。     

华北地区断裂带的现代形变特征

断层形变观测揭示华北地区西部的速率大于东部。华北地区(特别是西部)的断层活动主要具有正断性质，但华北东部的逆断活动比例高于西部。断层应变累积率在包头6．4级和张北6．2级地震前明显增大，可能与地震孕育有关。呼和浩特-大同地带、渤海湾地区、莱州湾-沂水地段和太原盆地是现今压应变速率相对较大的地区，有一定的应力积累。水平应变反映出郯庐断裂带、河套-张家口-蓬莱隐伏断裂带等有明显的分段性，各段的活动及应变特征存在差异。     

滇西北下关跨断层场地形变异常调查与机理分析

对滇西北下关跨断层场地形变异常进行实地调研和考察，分析原始观测曲线，计算断层水平扭错、水平张压和垂直升降相对变化的累积量，讨论形变异常机理。结果表明： 1）下关场地观测点位稳定，观测环境较好，无人为破坏或干扰现象，场地观测数据连续可靠；2）下关场地跨断层观测反映的断层背景活动方式为右旋活动，近期有所增强；3）下关场地断层形变中的压性异常波动与周边中强震、远场大地震有一定的对应关系；4）跨断层基线得到的水平张压累积量显示，地表断层存在持续的拉张活动，水准得到的垂直升降累积量显示，断层存在持续压性(逆断)活动,二者可以在统一的机理下得到解释,这对解释跨断层场地观测中存在的大量矛盾现象具有重要的参考价值。     

北京地区八宝山-黄庄-高丽营断裂的活动与地震

根据八宝山-黄庄-高丽营断裂第四纪地质构造活动特征和利用首都圈地区跨断层位移最新的观测资料求得的北京地区区域主压应力方向和区域构造活动特征。分析了八宝山-黄庄-高丽营断裂上7处跨断层位移测点的断层活动与地震活动的关系,得出了首都圈及邻近地区即将进入下一个地震活跃期的结论。认为：1）跨断层位移观测资料能够直接反映区内主要断层的最新活动情况;2）断层现今活动与地震活动在时间序列上相互对应,均有活跃期与平静期相互交替出现的活动特征;3）断层活动强弱是区域主压应力强弱的表现,亦是孕震强度的标志。     

强震孕育与断层形变异常形态及时空分布特征

分析了华北北部20世纪70年代初以来的断层形变资料。结果表明：震前断层活动存在明显的阶段性特征；短临阶段断层形变异常主要形态有两种：一种是在α、β相后的γ相短临异常，这种异常一般在近源区出现；另一种是较大幅度的突跳型短临异常，这种异常一般在远源区出现，这些都是断层形变前兆由中期过渡到短期的明显标志；断层形变短临异常有从外围向震中迁移的特征；唐山地震前出现γ相短临异常的比例高于大同和张北地震，主要表现为在中期趋势积累背景上的反向；3次强震前α、β、γ相异常场地的分布具构造控制特征；强震前场地断层异常活动存在象限性分布特征，且与震源机制解的结果基本一致。     

郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”断层活动特征与地震关联性研究

利用郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”区域的跨断层水准测量资料，运用断层形变累积率及年滑动速率比方法计算各测线近20 a的观测数据，研究区域内断层活动及能量积累的整体空间演化特征，梳理各测点所跨断裂带的断层形变特征及变化过程，从空间分布和时间演化的角度探讨断层活动特征与安徽及邻近地区中强地震的关联性。结果显示：1）郯庐断裂带安徽段断层形变累积率总体高于“霍山窗”区域，震前存在高值聚集、区域分界、高密度低值梯度带等特征，显示震前的应力积累背景；2）安徽地区断层活动明显受郯庐断裂带整体活动的影响，区域性差异和阶段性变化显著；3）断层形变的年滑动速率比异常对地震活动的判断具有一定的指示作用，主要表现为震前2个月~1 a的高值异常及多个测点的群体性异常等特征，随着震级的增大，异常分布范围和变化幅度均有所增大。     

宝坻断裂土壤氡气观测技术与应用

利用AlphaGUARD P2000便携式测氡仪对宝坻断裂进行定期定点土壤氡气野外测量实验，确定适用于本地区科学有效的土壤氡气观测技术方案，分析土壤氡气浓度与土壤性质、土壤含水量、断层构造及活动性等因素的关系，得出宝坻断裂研究区域中数据变化特性，对土壤氡气观测在地震监测、断层活动性跟踪中的应用具有参考意义，为震情跟踪和异常识别提供了新的观测方法和应用实例。     

基于形变资料开展地震预测研究需关注的问题及展望

总结基于形变资料的与地震预测相关的物理模型发展过程，并对当前形变观测资料在地震预测研究中的应用进行介绍。在此基础上，给出基于形变资料的强震综合预测思路及需要关注的问题。未来一段时间，建议从形变监测角度解决典型构造区密集观测与通用大地测量模型的构建问题；从科研角度开展高分辨率应力/应变场获取方法及其与地震关系的研究，深入研究并获得我国地壳粘滞性结构分布，强化研究活动地块/典型构造区的变形机理，开展断层滑动速率、闭锁程度/滑动亏损分布的可靠获取方法及模型研究，强化典型部位连续观测异常模式识别及机理研究。监测和科研的核心问题是为断层变形机理提供有效的观测约束并构建定量力学模型，相关工作是深入理解地震过程和推进强震物理预测的关键所在。
     

关于虾拉沱形变场地环境条件建设的讨论

本文综合考查和分析了虾拉沱形变场地气象环境因素对形变观测资料的影响、论述了第二代跨断层形变观测技术的环境条件和技术措施的理论依据和实践意义,说明获取断层及近场活动的四维信息的可能性。     

云南地区断层活动特征及与地震关系研究

利用云南地区1982~2013年跨断层基线和水准观测资料,计算走滑量和张压量及其累积变化量,并结合7级及以上地震进行分析。结果发现,云南地区断层活动在时间上存在明显的分段特征,在空间上活动程度也不一样;断层与地震的关系主要表现为震前断层活动增强,同震使断层活动改变,震后断层活动也会存在减弱或增强。     

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利用跨断层形变资料研究天山中段断层现今活动特征

利用2001年以来天山中段多个跨断层形变场地的测量资料，从断层运动方向和断层平均速率2个方面分析天山中段3条断层现今活动特征。结果表明，霍玛吐断裂呼图壁段断层的活动性质为正、逆断和左、右旋交替活动；北轮台-辛格尔断裂库尔勒段断层表现为右旋运动特征，活动性质为逆断性；妖魔山F2断裂乌鲁木齐段的断层活动性质以逆断为主。妖魔山F2断裂乌鲁木齐段断层的活动程度最高，霍玛吐断裂呼图壁段最低。霍玛吐断裂、北轮台-辛格尔断裂、妖魔山F2断裂垂直方向上基本均处于张性变化，前两者水平向处于挤压状态；断层活动速率的时间进程具有阶段性特征，各个时间段转折点有较好的匹配性。     

RANSAC-PSO算法的抗差反演——以芦山地震为例

本文利用RANSAC-PSO算法研究在反演断层滑动参数时所用大地测量数据包含粗差的问题。在模拟实验中对理论观测值加入1%、5%、10%粗差，分别采用粒子群算法、选权迭代算法和RANSAC-PSO算法反演断层滑动参数。结果表明，当观测值中包含粗差率达10%时，PSO算法反演的滑动参数与理论值相差23.2 cm，选权迭代法反演的滑动参数与理论值相差26.2 cm，而RANSAC-PSO反演的滑动参数与理论值相差小于1 cm。芦山地震具有以逆冲为主兼具少量左旋走滑性质，采用芦山地震同震GPS位移数据分别以PSO算法和RANSAC-PSO算法反演断层滑动参数，RANSAC-PSO算法反演的走滑量为0.051 8 m，倾滑量为0.828 9 m，均大于PSO的反演结果;释放能量1.000 9×1019 N·m（MW6.63），与GCMT 的1.060 0×1019 N·m更加吻合。分别用RANSAC-PSO算法与PSO算法反演的滑动参数计算地表水平位移,并与GPS观测进行对比，发现二者在计算距断层的远场点时，计算的水平位移基本一致；而在计算距断层的近场点时，RANSAC-PSO算法表现更为优秀，尤其体现在LS07点上，其计算值与GPS观测值完全重合。     

断层三维滑动速率反演的算法对比

将微粒群优化算法与位错理论模型相结合,采用模拟重力测量数据反演断层三维滑动速率,并比较了该算法与蒙特卡洛法和蚁群算法的反演结果。利用河西地区2001~2004年的GPS数据,对祁连山断层的三维滑动速率进行反演,并与蚁群算法进行比较。结果表明,微粒群优化算法可有效求解断层的三维滑动速率,收敛快、精度高。     

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基于GPS和水准数据的微粒群算法联合反演祁连山北缘断裂三维滑动速率

将微粒群算法与位错理论模型相结合，采用中国地壳运动观测网络提供的青藏高原地区2001~2004年GPS测量数据和2000~2006年水准测量数据，通过常规定权和附有相对权比的方法对祁连山北缘断裂的三维滑动速率进行联合反演，并与蚁群算法反演结果进行对比。结果表明，微粒群算法收敛速度快、稳定性高，结合经典位错理论模型，是一种可以有效求解断层三维滑动速率反演问题的优化算法，在大地测量反演领域极具应用潜力。     

基于精密水准的依兰-伊通断裂带北部地区垂直形变分析

利用依兰-伊通断裂带北部地区1977年、1991年和2015年3期精密水准数据，采取伪逆基准下的线性动态运动模型进行平差，并归算到选取的基准点，分别获取该区域2期相对速率场（1977~1991年和1991~2015年）。前一期速率场表明，大致以依兰-伊通断裂带为界，该区域长白山北部相对于小兴安岭南段隆升，最大相对速率为7.51 mm/a；后一期速率场表明，整个依兰-伊通断裂带北部地区相对速率较小，最大相对速率仅为3.4 mm/a，该区域趋向于整体性的继承性运动，断裂带两侧相对运动明显减弱。     

川滇地区主要活动断裂运动特征及地震危险性分析

利用1980~2019年跨断层形变资料,基于断层三维运动模型和改进的灰色关联度方法研究川滇地区主要活动断裂的运动特征及地震危险性。结果表明：1）鲜水河断裂带总体呈左旋拉张运动,并具有明显的分段差异性运动特征;则木河断裂带具有正-逆断阶段性变化特征;滇南和滇西北主要表现为拉张运动。2）断层三维累积活动量与改进的灰色关联度综合指标对断裂附近6级以上地震均具有明显的震前异常及震后趋势转折变化,可能与断裂附近强震孕育-发生、同震及震后调整等影响有关。3）通过分析跨断层综合指标可知,川滇地区需重点关注鲜水河断裂带南东段、则木河断裂带及滇南地区。     

龙门山断裂带三维滑动速率反演及其分段性研究

基于负位错模型,结合粒子群算法反演龙门山中央断裂段的三维滑动速率。反演结果表明,龙门山断裂带的现今构造运动整体而言为右旋逆冲断层,滑动速率较小,其运动特征具有显著的分段性。断裂带南段以逆冲为主,兼有左旋特征;在向北延展过程中逐渐转化为右旋走滑,且走滑分量逐渐加大;龙门山断裂带南北两端具有挤压特征,其中段显示一定的拉张。由此推断,龙门山断裂带现今构造活动,在青藏块体整体移动的影响下,还与其区域应力场和内部地壳结构有关。基于负位错模型,结合粒子群算法反演龙门山中央断裂段的三维滑动速率。反演结果表明,龙门山断裂带的现今构造运动整体而言为右旋逆冲断层,滑动速率较小,其运动特征具有显著的分段性。断裂带南段以逆冲为主,兼有左旋特征;在向北延展过程中逐渐转化为右旋走滑,且走滑分量逐渐加大;龙门山断裂带南北两端具有挤压特征,其中段显示一定的拉张。由此推断,龙门山断裂带现今构造活动,在青藏块体整体移动的影响下,还与其区域应力场和内部地壳结构有关。     

基于GPS和SBAS-InSAR的阳原盆地北缘断裂现今地表形变特征

基于2009~2017年阳原盆地及周边区域GPS观测数据和2017~2019年升、降轨Sentinel-1卫星SAR图像,使用SBAS-InSAR技术精确反演阳原盆地北缘断裂现今地表形变速率场。统计跨断层剖面线上指定间隔点的垂直滑动速率得出,阳原盆地北缘断裂东段、中段和西段两侧垂直滑动速率差值分别约为1.04 mm/a、1.43 mm/a和0.72 mm/a。右所堡-松枝口断裂的左旋走滑运动特征和该断裂与阳原盆地北缘断裂中段空间分布上呈交切关系是导致阳原盆地北缘断裂中段断层活动水平高于东段的主要原因,阳原盆地北缘断裂西段活动性不明显。GPS资料显示,阳原盆地北缘断裂在水平方向上具有右旋走滑运动特征。