唐山地震后发震断层和周围地区的地壳形变

介绍了设于唐山地震发震断层地表裂缝的形变台站，在地震后18年间观测到的断层形变．结果表明，发震断层的垂直和水平形变都集中在大震之后的7年之内；1983年是震后形变的转折期．大面积水准显示的形变与断层形变强度定性相符，目前呈现出不易于积累应力的松弛状态，近期不大可能发生较强地震．      

强震前后地壳形变场动力学图象及其参量特征研究

依据地壳形变动态监测数据,应用图象动力学方法,研究了唐山（1976）、丽江（1996）等强震前后地壳形变场动力学图象及分数维和多断层整体活动水平等参量的演化．结果表明:震前形变场降维有序和震前多断层加速运动两种时空特征,可能是孕震过程进入非线性阶段后变形局部化和断层软化所致．它们在几次强震前重复出现,具有重要的地震前兆价值．      

唐山地震前后地壳形变场的时空分布、演化特征与机理研究.

根据精密水准重复测量和跨断层形变观测资料，应用地壳形变图象动力学方法，研究了唐山地震震源区及其周围地区震前22年至震后9年间地壳形变场的时空演化过程．地壳不稳定区先出现在外围，由外向内扩展包围震源区，震源区出现不稳定但不失稳；经过短暂稳定，又出现由外向内的第2次不稳定过程，导致震源失稳．失稳前出现的形变空区与地震空区及断层闭锁区其空间分布重叠，出现时间略有先后；震源区断层出现临界预滑动后地震发生．地壳形变场演化过程与应力场数值模拟等研究结果能相互印证，支持以坚固体为核的孕震系统演化模式．      

地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究（三） ——强震孕育时地震活动与地壳形变场异常及机制x,auto,auto,415px);}style> hf=httprztl.com >business week launch

从华北37次M6.0地震前的地震活动图象异常，以及1954～1992 年首都圈地壳形变图象研究中，提炼出强震前的异常特征；对强震前的地震活动图象异常与地壳形变异常进行对比分析．结果发现:① 强震前出现地震活动的增强与地壳形变速率的增大；② 震前数年环绕强震震中出现孕震空区与形变空区；③ 在图象动力学参数方面都表现出信息维的减小，表明地壳形变局部化随着时间而增加，是反映强震孕育阶段的重要现象和参量．最后，应用非均匀介质中非均匀坚固体孕震模式，对强震前地震活动图象与地壳形变图象异常物理机制给予了统一解释.      

震源机制反演中的形变基准

从形变基准分析入手，建立了地震形变的真实基准与相对基准概念．在模型参数中引入了基准参数，使得地形变起算点可以设在震中区．提出了基准参数法和形变差值法两种改进的反演方法，并对1990年共和地震做了反演．两种反演结果比较一致，基本上反映了共和地震的震源情况．      

由1990年共和7.0级地震震后垂直形变求得的地球介质有效弛豫时间和粘滞系数

1990年4月26日青海共和7.0级地震的震后垂直形变速率具有典型的指数型衰减特征．本文根据Okada弹性位错地表垂直位移表达式，利用对应原理导出了其标准线性固体粘弹性解．通过引入地球有效弛豫时间和有效粘度的概念，进一步导出了由震后垂直形变求地球有效弛豫时间和粘度的简单公式，该公式与发震断层的位错参数无关．反演结果表明，共和震区地球介质的有效弛豫时间＝/为2.6 a，有效粘滞系数为约1018 Pas．      

华北地区地壳垂直形变场及动态演化特征

应用华北地区30余年的精密水准资料，用统一的方法进行同网形、同起算点的平差计算，得出了1965－1975，1975－1979，1979－1983，1983－1988年度的垂直形变速率图；从动态的观点研究了地壳垂直形变的演化特征．分析结果表明，地壳垂直形变场有规律的变化与地震活动的周期有明确的对应关系，并进一步推断，这一现象可能与区域应力-应变场的微动态活动有关；最后对垂直形变场与地震预报的有关问题作了讨论．      

河西地区地壳垂直形变的小波分析结果与中强震关系研究

讨论了小波分析在地壳垂直形变测量数据分析中应用的可能性,并采用基于样条函数的多分辨分析及其相应的B小波,推导了适合区域地壳垂直形变分析的平面二维小波计算公式．在此基础上,利用样条B小波计算了河西-祁连山地区1971～1995年的多期垂直形变观测资料,所得结果如下:①小波多分辨分解可有效地分离地壳垂直形变的不同空间波长成分,使我们更清晰地看清垂直形变在不同尺度上空间分布的不均匀性,是我们研究地壳垂直形变不均匀性与地震活动关系的一个有力工具;②河西地区地壳垂直运动的一阶、二阶小波分解结果主要与地质构造一致,说明了河西地区地壳垂直运动的短波主要是断层活动;③河西-祁连山地区地壳垂直运动的变化反映了该地区地质构造活动东南部较强烈,与1986年青海门源 6.4级、1990年甘肃景泰6.2级和1995年甘肃永登5.8级地震前河西地区地应力加强和地震活动有关,而西北部运动较弱,无中强以上地震发生．      

成层自重弹性-粘弹性半空间内膨胀源引起的地表形变和重力变化s

研究了两个弹性层覆盖于一个Maxwell半空间模型内膨胀源(Mogi模型)引起的地表形变和重力变化．着重研究了数值计算方法和Maxwell半空间介质流变特性对地表垂直位移和重力的影响．研究结果表明，Maxwell半空间介质流变特性对地表垂直位移和重力的空间分布和量级都有影响，尤其当源处于岩石层的地壳以下时，介质流变特性对位移和重力有较大影响；当膨胀和岩浆侵入地壳内时，半空间流变特性的影响较小．并且，地表重力与垂直位移的比值不是常数，而是随时间变化．本文的模型和数值方法，可以用于模拟火山区、地壳隆起区、地震区和地热场等长期地表形变和重力观测结果．      

永登5.8级地震孕育发生过程中的断层形变与重力场动态图象特征s

初步研究了1995年7月22日甘肃永登5.8级地震孕育发生过程中的断层形变异常和重力场、垂直形变场动态演化特征．孕震过程中近源区有3处断层形变呈,,相变化异常,外围区1993年以来先后有10余处场地断层形变出现台阶、突跳等异常．流动重力监测到震前出现的高值异常区、同震效应及震后恢复正常的演变过程等．资料反映了孕震过程中近源区断层运动由准线性走向非线性的过程,重力场变化由孕育、发震过程的非均匀态走向震后的准均匀态的演化过程,较强地震的孕育发生与区域应力应变场的动态演化密切相关．还简要总结了作者对这次地震中短期预报试验的经验教训．      

首都圈地区重力场的时空变化

首都圈地区的高精度重力测量工作已开展多年．本文叙述该地区近８年(1981－1988年)来的重力场主要变化特征．南部及东南部有较大的重力变化，其最大量级可达10－6 ms－2；北部地区相对较稳定，如承德，以及测网西侧的太行山区边缘完县．重力变化显著的地区是天津、霸县、任丘等地，且和垂直形变相吻合．重力变化的主要原因在于抽取地下水和石油所致．      

不同产状断层错动的地表重力变化和形变

根据点源位错引起的地表重力变化和形变的理论公式,应用数值算法求得半无限空间任意产状断层位错在地表的重力变化和形变．计算结果表明,产状和位错方式是决定断层的地表重力和形变效应的基本因素．铲式断层活动的地表重力和形变效应与矩形断层相比有显著差异．断层位错引起的重力变化、垂直形变、视垂直形变的图象特征相似．根据重力变化和形变的特殊图象特征,有可能从观测资料中提取断层活动引起的重力变化和形变信息,判识和估计发震断层的几何学和运动学特征．      

唐山地震发震断层运动学特征与大震重复周期

根据断层深部不均匀滑动反演方法，利用6期大地形变资料，反演计算了唐山地震断层在震前、震时、震后共5个不同时间段的运动状况．其结果体现了地震断层由震前加速运动、震时突发错动到震后松弛、调整，趋于稳定的运动过程．进而利用地震断层的滑动与应变能的关系，估算了唐山地震的复发周期．      

1993年祁连6.0级地震前后的重力与断层形变变化分析

总结了1993年10月26日祁连6．0级地震前后的重力与断层形变变化特征。地震发生在重力变化快速下降后反向回升阶段，至于断层形变，则随测点与震中关系的不同表现出不同特征。     

汶川8．0级地震前龙门山断裂带的垂直变化特征

根据龙门山构造带上的跨断层水准测量资料,计算了龙门山断裂带1986年至2008年1月的垂直活动速率、断层形变异常强度及测线的月变化率,研究了龙门山断裂带1986至2008年初的异常变化。结果表明．龙门山断裂带的垂直活动速率不大,在1mm／n以下。但是在大震发生前的1～3a．断层活动加速．在形变异常强度图上变化显著,在月变率统计图上,也有明显的异常．龙门山断裂带的断层形变异常对于南北地震带上600余公里以内的3次7级以上大震均有反映．对本区的地震反映更明显。     

地震活跃期和平静期的模型研究

利用有限元模型模拟一条走滑断层上强震重复发生的过程．在模型中引入断层阀机制以考虑流体孔隙压力变化的作用．用5个参数来表征断层的流变、孔隙压变化及破裂准则等基本特性．通过系统地改变这些参数对大量模型进行计算，初步探讨了地震活动的平静期——活跃期现象与模型参数和加载方式之间的关系．在常速率边界位移载荷作用下，处于中等应力和孔隙压状态下的模型表现出有规律的平静——活跃现象，其周期长度为地震原地复发周期的1/3～1．当模型处于高应力或高孔隙压状态时，平静——活跃现象变得无规律或不明显．在周期性变化的边界力作用下，当力变化幅度达到一定程度时，模型地震活动性表现出与外力变化周期相同的平静——活跃现象．      

克孜尔水库跨断层形变变化速率的非均匀性特征分析

对克孜尔水库跨断层垂直形变近40年的资料和水平形变近32年的资料进行了分析。研究发现,①跨断层形变的变化速率具有明显的不均匀性,根据数据序列走势,变化速率的不同可分为6个阶段;②水库施工对跨断层形变有一定的影响,水库蓄水对跨断层形变有显著的影响;③水库蓄水达到正常库容量后的新平衡状态下,跨断层形变速率变化几乎是无干扰背景下变化速率的2倍;④区域应力场的增强对跨断层形变趋势性转折有显著性影响。     

青藏块体东北缘现今构造形变与蕴震特征

利用青藏块体东北缘近30年的精密水准网、跨断层形变测量网复测资料，以及近年来GPS观测分析结果，结合地质构造与地震活动，初步研究和探讨了区域构造形变与强震蕴育的一些特征．结果表明:① 本区现今构造形变时空分布很不均匀:主要边界断裂附近构造形变相对强烈，远离则衰减．垂直差异运动强度和变形状态随时间演变，水平运动与变形呈明显的挤压走滑特征；② 印度板块的北推碰撞引起的青藏块体持续NE 向挤压运动所产生的构造应力场，是本区构造形变与地震蕴育的主控应力．构造形变及地震活动的时空分布演化，与块体活动及区域构造应力场动态演化密切相关；③ 构造块体边界地带出现的垂直形变异常隆起与高梯度形变带，以及显著地断层形变异常，是块体运动受阻、构造应力场强化而蕴育强震的一个标志，往往伴随有６级左右及以上强震活动，但地震并不一定发生在运动幅度最大的部位．断层形变异常呈现趋势积累——加速——转折变化特征的地段及附近，往往是应变能积累、强震蕴育发生的场所．      

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．      

两类热弹性问题的准静态解及其地震前兆场的时空分布特征.

控制内陆浅源地震孕育及发生的应力场可视为基本应力场与变化应力场的叠加，后者往往起着重要的作用．本文讨论两类与地热有关的产生变化应力场的问题:一类是局部高温区问题，包括载热流体侵入竖直或水平裂隙的情况和存在静态局部高温区的情况；另一类是断层在稳态扩展中出现位移间断的同时也释放热能的情况．将它们理想化为热弹性理论的三维准静态问题，并给出各自的解．求得其在地表附近某平面上所产生的若干地震前兆附加场的近似表达式，如温度场、体应变及地下水位场、垂直形变及地倾斜矢量场．讨论它们在该平面上的时空分布特征，并就诸情况进行对比．为综合利用它们的前兆观测资料，探索阶段性的地震前兆信息提供某些可能的理论基础．