唐山老震区中强地震流动重力异常研究

选取唐山老震区1992—2014年的流动重力,绘制重力场测值空间变化等值线和时序变化曲线,结合唐山地区4次M≥5.0地震进行异常分析。发现震前有如下特征:(1)流动重力观测资料均有较为明显的前兆异常反应;(2)地震均发生在重力变化的"0"等值线附近。     

河北唐山古冶5.1级地震前的重力变化

利用京津冀地区2018—2020年5月的流动重力观测资料,分析了2020年7月12日河北唐山古冶5.1级地震前不同时间尺度重力场变化.结果表明:0.5年尺度重力场变化图像较好地反映了此次地震"震前一年,重力场持续上升(正)变化→震前反向变化→在重力变化梯度带零等值线附近发震"的演化过程;震前0.5年和1年年尺度重力场均显示,地震发生在重力变化零等值线附近.     

唐山地震前近震中区地电阻率的震前突变现象

1976年唐山地震前,在距震中250公里范围內已经建立了16个地电台站。震前10天内有几个台站地电阻率在较平静的趋势背景值上出现大幅度突变异常,尽管这些台站占少数,但却集中分布在发震的沧东断裂附近。 根据唐山地震震源机制解结果,以及发震构造和地下水位变化的实际资料说明,地电阻率突变异常的空间分布与唐山地震断层面是一致的,与震前地下水位变化异常带也是吻合的,地下水震前变化在时间上与地电阻率突变的出现是同步的。      

邢台5．4级地震前的流动重力和地磁异常初步研究

根据测值空间变化等值线和时序变化曲线,分析了2002年邢台5．4级地震前流动重力和流动地磁异常的动态演化。两种异常震前表现出如下特征：①流动重力、流动地磁观测资料均有较为明显的前兆异常反应;②地震发生在重力变化的“0”等值线附近;③流动地磁部分点位测值呈现趋势性异常,震前全部点位观测值整体上升,形成完整的高值异常区。     

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．      

广西北流Ms5.2地震区域重力场变化

利用广西及邻区2016—2019年流动重力观测资料,系统分析区域重力场变化及其与广西北流M_S5.2地震的关系。结果表明:①北流M_S5.2地震前,震区附近重力异常变化与主干断裂关系密切,反映沿控震断裂在2016—2019年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差分重力图像表明北流M_S5.2地震前震中附近的重力变化是一个"局部重力异常→重力反向变化→重力变化平缓后发震"过程;③近期重力场累积动态图像表明玉林—岑溪—苍梧一带为重力变化剧烈区域,有利于应力的高度积累而孕育地震。     

唐山地震的重力异常及其震后变化

将唐山地区 1 981～ 1 997年流动重力资料进行整理 ,分析唐山地震前后重力变化的全过程。震后二十余年 ,唐山地区未出现过震前量级的重力异常 ,且在震后 1 0年里重力值逐渐恢复至正常水平。研究表明 ,唐山地震前的异常变化是确实存在的 ,1 995年 1 0月古冶 ML5.4地震前亦出现了形态相似的重力变化     

2012年宁蒗—盐源5.7级地震前的重力变化

利用2010年7月~2012年3月四川省和云南省的流动重力观测数据,对2012年6月24日宁蒗—盐源5.7级地震孕育和发生过程中的重力场动态演化情况进行分析。结果显示:地震孕育阶段震中区域重力场出现大面积的重力正值变化高值异常区域,并形成密集的正值变化梯度带;震前震中区域呈重力正变化低值状态,处于重力变化0值线附近且等值线稀疏;震前与发震有关的断裂带的跨断层重力测段段差值变化明显。     

唐山地震(M=7.8)前后的区域重力变化和扩容过程

本文在考虑各种干扰因素(如温度、气压、地下水和台站高程变化等)的同时,详细分析了唐山地震的后区域重力场变化的几个特征。分析结果表明,唐山地震前发生了明显的区域重力场异常。异常有四个特点:(1)重力变化围绕着震中,最大变化值恰好在震中;(2)重力随时间的变化是非线性的;(3)变化最大值出现在1975年年中,而不是在1976年7月份;(4)1977年区域重力场基本恢复到震前水平。不能用台站高程变化和地下水位变化来解释这些异常。作者用扩容模式计算了区域重力变化理论值,计算结果同观测值相符。此外,作者用相应地区的垂直形变资料和地下水观测资料讨论了该模式的合理性。     

河北省文霸网流动重力观测对网区及周边地震的反应

绘制了河北省文霸网流动重力测值的时序变化曲线和空间等值线,从动态的角度分析了观测对网区及周边地震的反应.重力异常呈现下列特征:震前异常持续时间约2年左右,变化量值在几十微伽;异常主要形态表现为持续下降,震前转折;邢台5.4级地震和文安5.1级地震前网区重力场均出现了显著的、连续的高值异常区;网区内的文安5.1级地震的震中位于重力变化零等值线附近的高梯度带上.     

1975年海城地震与1976年唐山地震前后的重力变化

1975年2月4日海城7.3级地震前后在震中以西不远的一条长约250公里的北西—南东向剖面上进行了五次重力测量,震前三次,震后两次.剖面上相邻两个测点的重力差的测量均方误差小于40微伽.自1972年6月至1973年5月的一年期间的三次观测结果表明,剖面东南段重力值显著下降,最大达352微伽.地震以后,1975年3月的第四次重力测量发现,剖面东南段的重力值回升到第一次测量时的水平.1975年7月的第五次测量则表明剖面东南段的重力值继续上升.1976年7月28日唐山7.8级地震前后也观测到重力的变化,不过地震前重力是增加而不是减少.震前和震后,在震中以北不远的一条长约270公里的东西向剖面上各进行过两次重力测量.结果表明,主震后整个剖面,特别是靠近唐山的那些测点的重力也有逐渐恢复到震前第一次测量时的数值的趋势.由这些结果可以看到,重力的变化与地震的发生似有密切的关系.根据重复大地水准测量资料估计的地面高程变化所能引起的重力变化远比所观测到的变化为小.因此,我们推测某些大地震可能与地壳和上地幔内的质量迁移有关,认为所观测到的重力变化大部份是质量迁移引起的.我们对质量迁移的重力效应作了理论分析,但是,对迁移的物理过程我们还很不清楚.      

唐山地震前后的水平形变

本文运用分块均匀介质模型,研究了唐山地区从1954年以来的七期三角(边)测量资料,对于唐山地震前、后的水平形变得到一些新的认识,即在1964——1971年间,唐山菱形块体有向北北东方向的运动,块体內部则有某种程度的挤压应变积累。唐山地震断层在这一时期至少在浅部保持闭锁状态。由于测量精度的限制,未能得到可靠的震后形变信息,但根据震后一年内的两次测量得到的可靠性不高的结果推测,震后一年內的调整时期,唐山地震断层两侧的相对运动可能与震时相反,但量值很小。目前唐山地区没有明显的形变。      

唐山地震前后北京地区地磁场总强度的变化

为了研究1976年唐山地震的磁效应,本文在文献[1]的基础上,利用北京测区六年(1975——1981)的磁测资料,分析了北京地区地磁场长期变化的局部差异,正常(无强震)时期地磁统计量的变化特性,以及长期变化局部差异对地磁统计量的影响.正常时期与地震前后地磁统计量的对比分析表明,唐山地震对北京地区地磁场总强度统计量的影响是显著的.通过不同区域测点、测线的各种组合,计算了地震前后统计量的空间分布,以确定测区信息最强的区域.唐山地震在北京地区所产生的磁效应的统计性质如下:1.异常信息不是短期的波动,而是呈趋势性变化,其持续时间至少一年;2.离震中较近的 S 区异常显著,其主要根据是,地磁统计量 Smj,bsn和Fk2在 S 区变化显著.特别是统计信息的局部差异与长期变化明显不同,前者呈东西分布,后者主要呈北南走向;3.趋势性异常变化的平均空间差异随时间的变化在测区总体并不显著,但在 S 区这种差异的时间变化,在震前1976年3——6月却是显著的.      

Variations of gravity before and after the Haicheng earthquake, 1975, and the Tangshan earthquake, 1976

Before and after the Haicheng earthquake of magnitude 7.3 which occurred on February 4, 1975, five repeated gravimeter surveys were carried out, three before and two after the earthquake, along a northwest-southeast profile of about 250 km in length not far on the west of the epicenter. The mean-square error of the measurements of the gravity differences between two consecutive points on the profile is less than 40 μGal. From June, 1972 to May, 1973, within a period of about one year, the results of three surveys indicated a clear decrease of the gravity values at points on the southeastern portion of the profile, amounting to about 352 μGal. After the earthquake, the fourth survey, which was carried out in March, 1975, revealed that the gravity values had recovered to the levels of the first survey and continued to increase as was shown by a fifth survey carried out in July of the same year.Variations of gravity were also observed before and after the Tangshan earthquake of magnitude 7.8 which occurred on July 28, 1976, but in this case, gravity was increasing instead of decreasing before the earthquake. Along an east-west profile of about 270 km in length and not far on the north of the epicenter, two gravity surveys were made before and two after the earthquake. The results showed that after the main shock, the gravity values of the whole profile, especially at those points closer to Tangshan, tended to return gradually to their values of the first survey before the earthquake.From these results, there seems to be a close relationship between these gravity variations and the occurrences of earthquakes. Based on results of repeated levelling work done in these regions, the estimated amount of gravity change caused by the change of elevation of the ground surface is far too small to account for the observed value. Therefore we speculate that some large earthquakes might be associated with some sort of mass transfer under ground, within the crust or in the upper mantle. This transfer would cause a large part of the gravity variation observed. We have made a theoretical analysis of this effect and attempted to obtain some estimate of the magnitude of this mass transfer, even though we are not yet clear about the physics of it.     

唐山7.8级地震前后区域应力场的动态变化特征

利用文献[1]给出的由深井水位变化反演地壳深层应力变化的方法和华北地区井水位变化资料，反演了唐山7.8级地震前后大区域应力场的动态变化过程，分析了应力场的动态调整变化特征，结果表明，唐山地震前2年，在震中区及附近出现应力下降异常区，临震前异常幅度增大并且异常区向外围扩展，震后异常区收缩并逐渐消失。     

用四维反演方法研究地震活动的深部环境

导出了用重力和水准重复测量资料反演地壳界面密度和垂直形变随时间变化的四维反演公式，并对甘肃河西地区（包括祁连山地区）和滇西北地区的重力和水准重复测量资料进行了计算。根据计算结果，分析了2个地区莫霍西密度变化速率和垂直形变速率与地震的关系。结果表明：甘肃河西地区和滇西北地区莫霍面密度大规模减小和莫霍面大范围隆起可作为1年尺度的地震预报的深部判据。地震往往发生在莫霍面隆起区与沉降区、密度减小区与增长区的过渡地带。     

强震前大范围地震活动性参数的时空扫描

在大地震发生之前, 伴随着应力的集中加强及其在震源附近区域引起的非弹性变形, 区域地震活动性可能呈现某些异常特征.本文选择一些有明显物理意义并得到岩石破裂实验支持的地震活动性参数, 例如有震面积数 A、平均释放能量E、地震累加频度 N 和大小地震比例系数 b 值等, 采用扫描方法在大范围内搜索, 识别孕育强震的危险地区, 并对假想孕震区进一步做时间扫描计算, 寻找并判断大震前由中期异常过渡到中短期异常的阶段, 在对华北、西南及东北若干强震资料扫描计算的基础上, 着重剖析唐山地震前华北地区区域地震活动异常变化的一些特征.讨论了上述地震活动性参数在强震中期预报中的不同效能, 认为这种时空扫描方法, 特别是 b 值扫描应用于强震的中期预报是有一定意义的.      

唐山7.8级强震前震中周围形变电阻率的下降异常

1976年7月28日唐山7.8级强震前,北京、天津、唐山地区已布设14个形变电阻率观测台站,其中9个台,震前2-3年内记录到形变电阻率长趋势下降异常,这9个台围绕震中形成一个半长轴可达150公里的异常区.位于震中区的两个台还记录到临震前2-3个月内的加速下降异常.根据现场条件下地表浅部岩（土）层受压时,视电阻率下降的实验结果,认为在震中周围较大的区域内,震前浅部岩（土）层被压密,其压缩线应变的数量级约为3×10^-5.这一认识得到唐山震前地面基线实测资料的支持.     

唐山地震前地壳的异常隆起及无震蠕动

根据唐山地区震前11期水准复测资料,对本区的地壳形变的时空变化特征进行了分析.结果表明:唐山地震前1968年-1969年震中区发生了幅度为50毫米、持续时间2年的异常隆起,并在唐山及宝坻附近的唐山断层和蓟运河断层显示出应变积累与无震蠕动叠加的作用.采用了均匀应变积累及弹性位错理论分别计算了唐山、宝坻附近测点由于各处断层蠕动引起的垂直位移理论值,按残差均方根最小的原则确定历年应变积累及蠕动断层参数的最佳值.1969年-1975年唐山地下发生蠕动的断层走向为北东47、倾角87、倾向南东的右旋正断层,断层长度为8公里、宽度6公里、断层上界深度为2公里、走滑与倾滑错距分别为104厘米及8厘米,平均应变积累速度为0.910-7/年.同时得到断层走向、倾向蠕动速度分别为18.6厘米/年及1.4厘米/年.另外由蓟运河断层结果得到.宝坻附近蠕动断层的规模比唐山小,但蠕动速度比唐山大.本文分析了上述异常隆起及蠕动断层与唐山地震的关系,认为地壳的异常隆起是孕震的早期显示,而无震蠕动可能是浅源地震的又一前兆特征.唐山地震经历了长期应变积累-体积膨胀-蠕动-形变反向(或蠕动速度减慢)-发震的过程.