芦山地震(MS 7.0)及玉树地震(MS 5.2)震前次声波异常信号分析

中国地质大学（武汉）三峡库区地质灾害研究中心安装在三峡库区的次声波监测仪在芦山地震（2013年4月20日,MS 7.0）和玉树地震（2011年6月26日,MS 5.2）震前都接收到有效的异常信号。根据不同台站接收到的次声波异常信号,配合Matlab滤波和小波分析等手段,得出：芦山地震震前次声波信号的频率主要集中在(0~4)×10-3 Hz;玉树地震震前次声波信号的频率主要集中在(0~5)×10-3 Hz,且地震震级越大,震前次声波信号振幅越大。根据野三关和秭归的次声波监测仪在玉树地震震前接收到的次声波异常信号的时间差和震中与次声波监测仪台站之间的距离差,估算出玉树地震震前超低频次声波的波速约为6.4 m/s。为探讨地震短临预报的可行性,文中设计了一个大三角套小三角的次声监测阵列以实现震中定位。     

基于广域次声传感器网络的地震本地次声波监测

通过提出应用于广域次声传感器阵列的最小方差法信号源定位模型, 分析了阵列信号相关系数特征和本地次声波实时大气传播特性, 对阵列阵元数量、阵元组成结构引起的定位误差以及本地次声波的真实大气传播射线进行仿真, 并利用中国境内布置的广域次声传感器网络监测到了2013年4月20日四川芦山(雅安)地震的瑞利波激发的本地次声波, 验证了上述模型和仿真, 结合中国地震台网的国内的地震监测台站数据, 从信号走时、信号互相关系数、小波时频图、质点运动轨迹等方面进行了分析与对比, 并使用广域最小方差法搜索的算法对次声波和地震波进行定位, 结果显示: 各次声站点接收到由地震瑞利波引起次声站附近地表震动产生并垂直地表向上传播的次声波, 在地震瑞利波之后到达, 而且相关系数都达到0.6~0.9, 计算得到次声波源方位角为230°(以北京为原点), 距离震中小于150 km, 而且本地次声波受大气传播影响较小, 能够较容易的被广域次声阵列探测到, 因此地震本地次声波监测能够作为地震监测、研究地面起伏运动与大气波动关系的有效手段.      

芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论

芦山地震发生在巴彦喀拉块体与华南块体之间龙门山推覆构造带南段。野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带,仅在各山前陡坡地带出现平行于山麓陡坡的张性地裂缝、山地基岩崩塌、滑坡等边坡震动失稳现象和震动引起的砂土液化现象。重新定位的芦山地震余震分布、震源机制解和地表构造地质等分析表明,芦山地震的发震断层为一条现今尚未出露地表、其上断点仍埋藏在地下9 km以下地壳中的一条盲逆断层,走向212°,倾向NW,倾角38°±2°,上断点以上至地表的构造变形符合断层扩展背斜模型。根据汶川地震和芦山地震的余震空间分布、地震破裂过程、深浅构造关系等差异反映出它们是分别发生在龙门山推覆构造带中段和南段的两次独立地震破裂事件。     

芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论

芦山地震发生在巴彦喀拉块体与华南块体之间龙门山推覆构造带南段。野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带,仅在各山前陡坡地带出现平行于山麓陡坡的张性地裂缝、山地基岩崩塌、滑坡等边坡震动失稳现象和震动引起的砂土液化现象。重新定位的芦山地震余震分布、震源机制解和地表构造地质等分析表明,芦山地震的发震断层为一条现今尚未出露地表、其上断点仍埋藏在地下9 km以下地壳中的一条盲逆断层,走向212°,倾向NW,倾角38°±2°,上断点以上至地表的构造变形符合断层扩展背斜模型。根据汶川地震和芦山地震的余震空间分布、地震破裂过程、深浅构造关系等差异反映出它们是分别发生在龙门山推覆构造带中段和南段的两次独立地震破裂事件。     

芦山地震：一个成功的中期预测案例

2013年4月20日MS 7.0级芦山地震是2008年汶川地震以后龙门山断裂带的又一个灾难性的地质事件。文中回顾了对芦山地震的成功中期预测并给出了预测的依据。2012年11月25日上午,中国地球物理学会天灾预测专业委员会讨论中国西南地区中期地震预测问题。专业委员会主任耿庆国回顾了2012年4月作出的中期预测,认为2012年5月至2013年5月期间,在我国西南地区可能存在MS 7~8级地震。参加会议的委员们同意这一时间预测和震级预测,但是在震中位置预测方面存在不同意见。文章第一作者在会上作了一个报告,并展示了确切的震中预测位置图,即位于四川省雅安与康定连线的中间位置。这一预测的依据主要有两个方面：一方面,雅安西侧与汶川两地,具有两个特征相同的独立的卫星重力局部高异常;二是汶川(5·12)大震只是释放了龙门山断裂带北东段的能量和应力,这导致能量和应力在龙门山断裂带南西段,特别是南西端与重力异常突变叠加区(即中上地壳密度突变区)的加速积累和集中。芦山地震震中位于雅安芦山,与预测震中位置仅相差80 km,发震时间在2013年5月前。芦山地震中期预测的成功给予我们很多启示。作为一种地质过程,地震应该有其自身的规律可循;成功的地震预测需要多方面观测信息的综合分析,正是基于此,目前迫切需要国家的或者国际的具有综合分析经验的专家组和有效的前兆信息平台;卫星重力异常数据的处理和更新将有助于缩小强震预测的包围圈。     

基于GPS监测芦山MS 7.0级地震同震位移

高精度GPS测量是研究现今地壳运动和地壳形变的重要手段之一。2013年4月20日,龙门山断裂带南段芦山地区（30.3°N,103.0°E）发生了MS 7.0级地震。震后的野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带。文中根据震中附近监测站（BXB： 30.48°N,102.71°E和BXN：30.26°N,102.84°E）资料,通过对震前、震后的GPS监测数据反演、分析,推断芦山4·20地震发生机理为逆冲错动型地震。GPS监测结果显示,震区的同震位移量为：断裂北侧测站BXB即断层西北盘（上盘）东向同震位移量为34.0 mm,北向同震位移量为-28.2 mm,垂向抬升10.3 mm;断裂南侧测站BXN即断层东南盘（下盘）东向同震位移量为-45.5 mm,北向同震位移量为-25.9 mm,垂向同震位移下沉为67.8 mm。芦山4·20地震使得断层南北向缩短3～6 mm,水平错动位移78～82 mm,断裂垂向错动75～80 mm。     

2003年青海德令哈地震序列的重新定位和发震构造

应用交切法对2003年4月17日德令哈地震序列的M_L=6.7主震和截止至2003年10月25日的M_L小于1.0级的余震,共117次地震事件进行了初始定位,并以双差地震定位法对这些地震重新进行精确定位。认为德令哈地震序列的主震震中位置为37.566°N,96.509°E,震源深度为13km,余震震源空间位置分布与哈佛大学震源机制解给出的走向为294°的节面一致。德令哈地震序列重新精确定位的结果清楚地表明了穿过震区的走向NWW—SEE、倾向NE的大柴旦—宗务隆山现代活动断裂带是这次德令哈地震序列的发震构造,同时表明该区域应力场水平最大主应力方向范围大致在N24°E—N34°E。     

和林格尔地震地震地质特征的初步分析

1976年4月6日0时54分,在我国内蒙古自治区和林格尔县境内,发生了6.3级地震。宏观震中位置和仪器震中基本一致(北纬40°14′,东经112°12′)。     

1970年通海地震的地震地质特征

一、前言1970年1月5日云南省通海、峨山、建水三县交界地区的曲江河谷发生了7.7级地震,震中位置是:东经102.6°;北纬24.1°,震源深度约为13公里。震中烈度10度强。     

郭泉参加2015年国际次声技术大会

<正>会议概况2015年国际次声技术大会(CTBTO-ITW-2015)于10月12~16日在奥地利维也纳召开,每年一届的国际次声大会是次声监测、信号处理、大气传播领域最具影响力的学术会议,由联合国全面禁止核试验条约组织召开,其目的是探讨大气次声阵列监测技术,以提高拟通过监测次声波研究大气变化、地震、海啸等自然事件发生和发展规律的水平。该组织在全球建立了60多个次声站(IMS),构成了国际次声站网络,用于对全球核爆炸等次声事件的监控、以及大气层精细结构的次声波反演研究。该会议是次声研究方面     

都江堰地震(MS 4.1)短期预测和流变构造分析

2013年6月2日22时23分,重庆万州吴达兵给曾佐勋发送了四川绵阳网友“光耀vision”于2013年6月1日19时38分拍摄的云图。通过吴达兵本人创建的“云地映对”法,初步识别出该云图对应龙门山地区。6月3日11时44分的电子邮件中,曾佐勋提出请吴达兵根据云地映对法“标注几个地名”,“帮助标出索状云汇聚中心点的经纬度,怀疑是震中位置”,并提出似乎北面还有一个汇聚中心。当日15时17分,吴达兵给曾佐勋发来了标注地名和索状云汇聚中心经纬度（31.27°N,103.90°E）的云图。虽然北面的汇聚中心没有标注经纬度,但是地名很具体。2013年6月3日17时16分,曾佐勋在答谢吴达兵地名标注和汇聚中心经纬度标注的同时,提出了一个预测意见：利用绵阳网友拍摄云图和吴达兵云地映对标注,结合6月3日沿龙门山断裂带北段的（长条状）地球排气观测及卫星重力资料分析,预测震中应该在北川县陈家坝乡（31°N,104°E）,震级应该在MS 5.5±0.5,发震时间估计2个月内。曾佐勋的这一短期预测,显然重点考虑了北面汇聚中心。这是因为云图区北面索状云汇聚中心对应区的卫星重力异常梯度更加明显。2013年7月8日7时39分,在都江堰市与汶川县交接处靠近都江堰市一侧发生了MS 4.1级地震,震中位置是31.3°N,103.6°E。与云图中南面汇聚中心相当一致。与曾佐勋预测的北面汇聚中心（31°N,104°E）相距仅50.6 km。发震时间落入2个月预测值时间窗口。预测震级略高于实际地震的震级,误差0.9级。综合地震预测三要素与实际发生的都江堰地震三要素的对比分析,都江堰（MS 4.1）地震是一次利用云地映对、地球排气与卫星重力异常相结合的成功短期预测。值得注意的是,云团中的两组索状云形成两个汇聚中心。其中一个汇聚中心已经发震,另一个汇聚中心可能孕育着下一个中、强地震。本文初步认为,弧形索状云是由于局部地面超低频震荡导致水蒸气和尘埃形成波纹。综合构造背景、卫星重力异常和该区的震源机制解分析认为,都江堰（MS 4.1）地震的发震断层为北川-映秀断裂,与汶川MS 8.0地震发震断层相同,为逆冲兼右行走滑性质。都江堰地震是汶川（MS 8.0）地震的余震,二者具有相同的成因机制：印度板块向北推挤作用下,松潘甘孜地块向东推覆到四川盆地之上,引起北川-映秀断裂逆冲兼右行走滑活动,造成中地壳密度突变的差异流变区积累能量突然释放。     

2013年四川芦山7.0级地震发震构造机理及青衣江上游流域地貌的响应

2013年4月20日发生在四川芦山的7.0级地震位于龙门山断裂带南段,文中通过分析震区青衣江上游流域地貌的构造响应与典型的震灾特征,研究此次地震的发震构造机理。对穿越龙门山断裂带南段的青衣江上游水系地貌特征及流域盆地面积高程积分的分析结果表明：该地区流域地貌发育对龙门山断裂带的新活动具有明显的反馈作用。在芦山地震中,遭受严重破坏的建筑物呈条带状分布,并产生大量次生地表张性地裂缝、串珠状砂土液化等地表破坏现象,其展布方向均与震区中的主断裂和背斜隆起相平行。余震分布表明,芦山地震与本区的双石-大川断裂、新开店断裂和大邑断裂的新活动有关。龙门山断裂带为典型的逆冲推覆构造,具有前展式发育特征,芦山地震的发震构造就具有该特征。综合龙门山南段的地貌响应过程、芦山地震的地表破坏及余震分布特征,认为芦山7.0级地震应为龙门山断裂带持续向SE逆冲扩展、地壳挤压缩短的产物。     

次声：监测地震的新领域

次声现已被广泛的应用于监测领域,如监测地震、火山爆发等。相对较低的声衰减率使得次声（1~20 Hz）能够在大气中传播很长的距离。此外,从蓬勃兴起的次声台站实时传送的数据有利于我们更好地了解次声产生机制及地震的远程效应。文中着重于不同震级的地震次声波的可能产生机制,简要介绍了次声阵列的优点,给出了几个大地震的震前次声波案例,也总结了现发现的中小型地震的次声波案例,据此提出了未来的发展方向。     

芦山地震前的重力扰动

继2008年汶川8.0级大地震“突然”发生后,2013年4月20日芦山7.0地震的“突然”发生,再一次表明大地震短临监测的重要性和迫切性。芦山地震后,对中国大陆构造环境监测网络（简称“陆态网络”）连续重力台站的重力观测资料进行了处理分析,首次发现震前存在两种不同性质的重力扰动信号,周期分别为8~11 s和6~8 s。其中,周期为8~11 s的重力扰动信号从大震前1天开始逐渐增大,并于震中距大于1 570 km时消失;周期为6~8 s的重力扰动信号从大震前7天开始逐渐增大,能够被所有台站监测到。两种重力扰动信号可能反映了芦山地震孕震过程的两个不同阶段,对进一步揭示芦山地震孕震机制具有重要的参考意义。     

四川芦山7.0级强震震前监测及预测

2013年4月20日中国四川芦山发生7.0级地震,它是在2009-2011年中国西南地区出现长期大面积严重干旱这一强震中期典型异常背景下发生的。笔者执笔的年度中期预测发震地点与实际偏差400 km。地震前一天晚上,中国地球物理学会天灾预测专业委员会对“2013年4月27日前后10天是中国大陆及周边地区可能发生MS≥7.5级强震的危险日期”,专门就国内近期存在发生强震的危险性展开了内部闭门讨论。震前3小时陈维升发现：全国气温自记曲线出现大面积断点。并且,震前4天北京工业大学地震研究所接收到次声波异常信号。2013年4月21日从郑州返京后,才得以查实：2013年4月18日23时-4月19日08时（北京时间）韩国气压图资料显示,在包括北纬30.3°、东经103°在内的100 km范围内,出现了低气压异常区。笔者指出必要的反思是：科学是人类与自然的通信;要从发展演化的观点研究强震信息。     

昆仑山口西M_s8.1级地震前兆简介

<正> 2001年11月14日在中国青海、新疆交界地区(35.93°N,90.54°E)发生了M_s8.1级地震。在此地震前,距震中超过2000km的北京工业大学地震研究所(39.88°N,116.47°E)收到3种非常清晰的临震信息:次声波异常信号、地应力突变信号及虎皮鹦鹉跳动频率异常信号。 (1)次声波异常信号:2001年11月3日至8日次声波连续出现异常信号,最大值为1240mV(相当于9.92 Pa的声     

四川芦山2013年Ms7.0地震发震构造初步研究

2013年4月20日8时2分,四川龙门山断裂带的雅安芦山发生Ms7.0级地震,震中位于芦山县太平镇和双石镇之间,震源深度13～14km,震中最大烈度达IX级。震中区野外调查发现,尽管房屋建筑损坏较严重,但这次地震没有产生明显的地表破裂构造,仅见少量的地裂缝和喷砂冒水现象。高分辨率遥感图像解译、主余震分布、震源机制解等综合分析认为,该地震是龙门山断裂带西南段一次独立的破裂事件,属于逆冲型地震,沿双石-大川断裂中南段发生破裂,主破裂面西倾,倾角33°～43°,推断芦山地震与龙门山构造带底部滑脱带(13～19km)断坡构造活动有关。历史上,沿双石-大川断裂发生至少2次Ms6～6.5级地震,由此认为芦山地震是龙门山断裂带西南段特征型地震,与汶川地震不同。原地地应力测量和监测数据表明这是汶川地震后龙门山断裂带西南段应力释放的结果。     

塔里木盆地地震波速扰动及泊松比成像

大型克拉通盆地地壳上地幔组构有什么特征？其内部结构有何变化？这是目前备受关注的科学问题之一。在新世纪体波地震层析成像的研究进入区域地壳上地幔探测的视野,这个问题可通过体波地震层析成像来研究。文中结合塔里木盆地内的宽频地震记录以及新疆地震台网、中国数字地震台网资料对塔里木地区进行了同台同源的P波和S波地震层析成像, 重点研究区域分辨率横向达到0.5°×0.5°,纵向达到10 km间隔。通过体波到时地震层析成像反演,得到了研究区域精细地壳P波和S波速度结构。根据P波和S波速度扰动和泊松比三维图像,分析了塔里木盆地内部岩石圈波速和泊松比内部结构的信息,通过上中地壳的地震层析成像,地壳波速与泊松比结构反映了满加尔的基底、流体活动性和地温结构利于油气的成熟和保存。一般情况下莫霍面上下方波速及泊松比异常分布模式有明显区别,但塔里木盆地中央顺托果勒呈现穿透莫霍面的异常模式,解释为二叠纪岩石圈火山作用留下的“指纹”。这些信息对油气远景区定位有一定意义。     

滑坡次声信号简正波模型的匹配场超前定位算法

滑坡灾害发生前夕,滑体内的局部岩土体发生爆裂、摩擦和断裂等破坏会产生次声波向外传播,基于次声信号的超前定位成为滑坡监测预警的关键技术。将波动方程通过傅里叶变换到亥姆霍兹方程,利用汉克尔变换得到波动方程的核函数,建立了基于简正波的地质声场模型,仿真分析了土层与空气、土层与岩层之间反射折射关系;提出滑坡次声信号的简正波模型匹配场超前定位算法,将垂直接收阵的测量次声信号与传播模型的拷贝次声信号进行相关匹配计算,搜索计算得到模糊函数最大值处的坐标定位为声源点,并采用12元垂直接收阵仿真分析3种匹配场算法性能,发现可变系数似然匹配场算法具有旁瓣小、定位准确的优点,可应用于滑坡定位技术;将垂直接收阵置于空气层中、土层中不同位置发现,土层中的垂直阵能够精确定位,而空气中误差较大;并将该算法应用于滑坡超前定位,定位了滑体的局部破坏位置和预测滑移线。该算法为滑坡超前定位技术提供了新的思路。     

芦山Mw6.6地震序列的震源机制及震源区应力场

为研究2013年4月20日芦山M_w6.6地震的发震构造及孕震机理, 基于4月20日—6月1日地震序列中114次M≥3.0余震震源机制解, 深入分析了余震震源机制及震源区应力场的时空分布特征, 获得的主要认识如下: (1)芦山M≥3.0余震以逆冲型为主, 走滑型次之, 正断型最少, 震源机制P轴方位一致性较好, 以近NWW-SEE为优势方向, 倾角分布在0~30°, 表明余震活动主要受龙门山断裂所在的区域应力场控制; (2)芦山余震区压应力S1方位存在明显的局部空间分区差异, 以主震震中为界, 余震区南边S1方向总体呈NWW方向, 而余震区北边S1方向表现出由NW经EW向NE的逆时针旋转, 可能反映了余震区北边发震断层错动以逆冲为主兼有一定的走滑分量; (3)压应力S1方位随时间的变化不明显, 呈近NWW方向, 但其倾角逐渐变水平, 应力张量方差逐渐变大, 震源机制错动类型始终以逆冲为主, 随时间变的相对紊乱, 反映了震源区应力场随时间的调整变化特性; (4)深度剖面结果显示压应力方位与发震断层走向的夹角在80°~120°, 即近乎垂直, 震源断层面向NW倾斜, 芦山余震活动受控于近垂直发震断裂的挤压作用, 属于典型的逆冲断层.