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．     

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.      

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

从华北３７次Ｍ≥６．０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．     

板内强震蕴震过程中地形变图象及模式的研究

对华北地块内的邢台、海城、唐山、大同等强震的地壳垂直形变资料进行了处理、分析与研究．结果表明，在强震蕴育过程中伴随有一定的地形变演化:① 形变异常半径大、范围广；② 有场有源，源于场中，场源分明；③ 演化过程为场区由常态运动－异态运动(即场兆开始形成)－源区异态运动明显突出－源外场区异常程度增大－源区处于僵化运动－发震；④ 特殊图象分布区(可能多为四象限分布)、先活后僵区及震源区往往是同一区域；⑤ 当明显活化区内有明显僵化区时是临震的震兆特征；⑥ 地形变异常，尤其是源区的僵化运动愈长，则震级可能就愈大．上述这些可能是板内强震蕴震过程中地壳垂直形变的基本模式．      

地壳形变与强震地点预测问题与认识

通过对昆仑山口西8.1级地震和汶川8.0级地震震前GPS资料所反映的孕震特征的分析, 对地壳形变资料应用于孕震机理和地震预测研究中在最近几十年的主要进展进行了回顾分析, 并对比了中外学者针对上述问题科学思路的异同。 在此基础上, 对走滑型和倾滑型地震断层带区域孕震形变场特征进行分析, 强调孕震过程地壳形变的认识模式需要从孕震断层拓展到区域甚至更大区域, 并需从多尺度地壳形变时空过程来认识强震孕震形变动态特征, 进而获取强震预测判据。     

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．      

唐山、汶川地震地壳形变特征综合研究

通过对比分析1976年唐山7.8级和2008年汶川8.0级地震前后的区域水平和垂直形变场及跨断层形变的时空特征,归纳总结了与大地震孕育物理过程相关联的地壳形变共性特征.主要认识如下:(1)在中国大陆复杂的构造孕震环境下区域地壳形变场充分表现出非稳定态的起伏消长和复杂变化,在强震前孕震区地壳形变经历先增强后弱化的动态特征,剧烈形变局部化可能出现在震源区边缘附近;(2)震源区在震前数年主要表现为弱变形状态,可能是孕震晚期发震断层强闭锁、断层近场应力应变积累趋于极限的表现;(3)两次大地震前发震断层区域形变均显著偏离长期构造应变积累的变形方式,反映在大陆内部小尺度多块体的复杂构造孕震环境下局部应力应变场更容易出现扰动,且小块体边界临近发震的断层响应更为显著;(4)震源区边缘或外围可能出现显著的断层形变异常,而震源区内部由于发震断层处于强闭锁状态而不易观测到断层形变异常.     

地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究(二) ——强震孕育时应力、应变场的演化与地震活动、地震前兆的关系x,auto,auto,415px);}style> hf=httprztl.com >business

分别研究构造块体内有多个震源体和单个震源体孕育时，应力集中过程、时空分布规律及其与地震活动、地震前兆的关系．结果表明:① 当区域应力场增强到相当水平时，破裂开始在某个或某些块体内发生，区域应力场将随着时间而变化，强震的成组性是这个动态应力场演变的结果．在此过程中，多个高应力集中区的存在与发展，有可能导致震前异常与地震关系的多样性；② 孕震块体的应力变化过程一般显示出非线性，在经历了长期弹性变形后，从进入非弹性变形阶段到主破裂前，可能经历不止一次的非弹性变形与断层软化过程；与此相应，孕震块体中的应力、应变场要表现出复杂的时空演化图象；受应力、应变控制的地震前兆场必然表现出多方面的复杂性.      

非稳态断层形变及其信息合成

根据对首都圈75项断层形变监测资料的多年分析提出，在地壳形变的失稳阶段的断层形变异常主要有两种表现形式:一是持续1～2年或更长时间的中期形态变化；二是尺度为1～3个月的快速形变事件．上述两类变化当以群体变化形式出现时，可能与华北地区的强震活动有关．本文用信息合成的方法提取单项断层形变的共性特征，并探讨其与地震孕育的关系．      

丽江7.0级和唐山7.8级地震前形变场动态演化与异常特征

对１９９６年丽江７．０级和１９７６年唐山７．８级地震前的形变动态演化过程做了对比分析，结果表明：（１）两次强震前形变场均存在大范围垂直差异运动增强以及与构造相关的形变高梯度带（区）；（２）震前数年（或更长）垂直形变场的趋势改变，并出现形变局部化。结合强震前区域地震活动，研究了这两次地震前垂直形变动态演化与孕震形变的异常特征，认为与构造相关的强烈差异运动是孕震应变能积累的主要方式。     

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．      

唐山大地震孕育过程的数值模拟研究

根据1976年唐山7.8级地震的前兆资料，结合岩石破裂物理、震源物理、构造物理、地震前兆、地震力源、地壳结构等方面的研究结果，采用含有菱形硬包体的饱和水孔隙介质模型，数值模拟了唐山大地震的孕育过程．首先导出了考虑岩石非弹性体积膨胀和应变软化、孔隙水渗透的固-液两相介质的孕震动力学方程组，提出了用增量形式求解该方程组的有限差分法，然后计算模拟了硬包体内含有断层软弱带时的唐山大震的孕育过程，及其时空变化特征．数值模拟结果表明，唐山大地震的孕育主要经历了弹性积累、早期非弹性体积膨胀、断层第1次加速软化(加速破坏和蠕滑)、天津-宁河一带第2次非弹性膨胀、断层第2次加速软化(临震加速破坏和蠕滑)和发震等过程．这里，与断层的加速破坏相对应，孕震介质的某些部分出现了非弹性膨胀的弹性恢复和二次非弹性膨胀．与前兆观测资料比较分析可以发现，上述模拟结果可以比较好地解释实际观测资料的变化特征．同时，数值模拟还进一步揭示了唐山地震孕育场的时空变化规律和复杂图象，为地震前兆场变化的物理机制的研究奠定了基础．      

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．      

固体潮综合弹性特征参数及其前兆异常演化

旨在从物理本质上简明地对各种潮汐观测进行地壳物性信息综合分析,以与地震孕育有关的,既能反映地壳的微变形,又能表征地壳介质弹性特性的参数————勒夫数作为潮汐观测中的物理力学特征参量．用各种潮汐观测资料（线应变、面应变、体应变、倾斜、重力及水位固体潮等）对地表的观测勒夫数进行综合反演计算,以其变化的物理特性和形变特性开展区域孕震力学过程及地震前兆异常综合研究．文中讨论确定了在实际观测中以潮汐理论为基础,进行综合反演与计算地表二阶观测勒夫数的可行途径和方法．以川滇交界地区的各潮汐观测进行了勒夫数h2的实际综合反演计算,对丽江7.0级地震进行了初步的异常分析．结果表明,从丽江地震前的1994年开始,川滇地区较大范围出现勒夫数异常．以异常的演化图象看,其异常在这一地区由南向东南、北、西北迁移（震源区一直处于异常的空区）,而最终于1995年12月在该区西北及丽江、永胜一带出现显著持续的异常区,其异常图象清楚地勾划出了未来发震危险区,显示效果较佳．      

华北地区跨断层形变中短期异常特征研究

较系统处理了华北地区跨断层形变资料,对１９７５年以来华北地区发生的部分强震、中强震震前出现的跨断层形变异常特征进行了分析,着重研究了其中短期预报指标及区域特征。跨断层形变主要异常特征为：（１）异常出现具有同步或准同步性;（２）异常形态各异;有趋势异常、年畸变异常、突变异常;（３０异常相对变化幅度以水平变化量为大;９４０异常出现时间、幅度与震中距有一定关系;（５）强震前异常多出现在震前半年以上;（６     

河西—祁连山地区近期形变场演化特征与孕震构造模式

本文通过对河西－祁山地区近２０年形变场演化特征的分析，提出了代表该区区域应力松驰、岩石圈底部软流层对流加速以及地壳中上部应力强化与强震孕育三种应力状态的特征性形变图象，文章还通过典型强震构造组合特征、形变场特征的分析，提出了该区北西西、北东向两组构造的组合孕震模式，并利用上述孕震模式对该区近期强震危险地点进行了初步判定。     

汶川8.0级地震前断层形变异常及与其它大震的比较c

用蕴震系统信息合成和地壳形变图象动力学参量方法,对龙门山、鲜水河、安宁河断裂带69条跨断层形变观测时序（1997年1月——2008年1月）整体地作了数据处理,发现龙门山断裂带在汶川MS8.0地震前出现了整体活动强度增高（加速度运动）、突跳异常丛集和近震中断裂的快速滑动．汶川8.0级与唐山7.8级及丽江7.0级地震之前的断层形变异常具有相似性,呈现出一定的可重现性,但前者的异常强度偏低．用系统自组织理论、断裂力学、静地震、慢地震、蠕滑、亚板块挤压与深部物质向上运移的共同作用能初步解释这些异常现象．      

新疆及毗邻地区深部孕震环境和地震成因研究

根据新疆及毗邻地区地壳上地幔的三维速度图象和地震震中在不同深度的投影分布，揭示了研究区域地壳上地幔速度结构特征与地震活动关系，还揭示了研究区域内天山地震带、兴都库什中深源地震区、西昆仑和喀喇昆仑中源地震带（区）等不同地震带深部的孕震环境，并探讨了地震成因．      

用地壳形变图象动力学研究震源演化复杂过程

依据１９５４－１９９２年间多期精密水准网复测资料，应用固体地球物理学原理和地壳形变图象动力学方法，研究了１９７６年唐山地震震源及其周缘区地壳形变图象和图象动力学参量的时空演化过程。发现：１．震源区呈“坚固体”特性，“形变空区”与地震空区吻合；２．形变场演化过程中为：“准均匀分布”－“非均匀分布”－发震－“准均匀分布”。震源区降维幅度为源外区的两倍；３．震源区演化的非线性变形不稳定过程十分复杂，存在