探索预报大城市直下型灾害性地震的一种技术措施

提出了用于大陆地震成因研究的地震层概念。我国大陆的灾害性地震几乎全发生在震源深度为5－25km的地震层中，因此对地震层物理参数变化的动态监测是地震预报的一个根本办法。到目前为止，对大城市直下型灾害性地震区的地震层动态和定量监测还没有好的办法。文章提出用常时精密可控震源监测地震层物理参数的方法，指出了它的技术特点，在我国开发这类设备的可能性及其在地震预报中的应用前景。     

聚力创新,提高地震深部探测的分辨和精度

正搞清楚地震发生机理,详尽了解地壳上地幔,特别是发震位置的介质结构以及应力状态是实现地震预报的关键。地震深部探测是了解地壳上地幔介质结构和性状最有效可靠的方法。但我们对地球内部的探测精度远远不能满足地震预报和地震科学研究的需要,主要原因是:(1)人工源能量小,难以达到震源深度。天然地震发生随机,波源的可控性差。地球内部介质对地震波的吸收、几何扩散、能量转换等原因,使到达目的层的地震波信号弱;(2)地震波属于低频,波     

精密主动地震监测

借助人工震源,主动探测地下介质结构、并监视其动态变化是地震学家的一个梦想,本文提出的精密主动地震监测(PASM: Precisely and Actively Seismic Monitoring)为实现这一梦想提供了一条可能的途径.本文介绍的精密主动地震监测系统以与GPS保持同步的电子系统控制的旋转质量体作为地震信号源,产生精确的、高度可重复的地震信号,这种信号经过地下介质传播到达观测点被数字地震仪器记录,由专门的计算方法提取,可以获得监视地下介质结构的有效信息,从而实现地下介质结构及物性的主动精确动态监测.其中震源是一种连续震源,工作时对地输入能量强度低,对环境不造成任何破坏性影响,可长期运行,是一种适用范围广泛的绿色震源.以此震源为基础构成的精密主动地震监测系统,配合高灵敏度的数字观测系统,再加上数据处理和信噪比增强技术,可以在150 km以上的距离外得到有效纪录,精确地监视固定路径的精度优于1 ms的走时变化,进而监视地下介质的速度变化和介质参数的变化,是一种前景光明的新型地震学研究方法.     

关于地震科学实验场的一些思考——地下云图

由中国地震局和美国国家科学基金委、地质调查局合作建立的地震预报研究实验场为中国早期地震工作的发展起到了良好的推动作用。由于种种客观原因,地震预报实验场的多数预想目标未能达成,发展受到了阻碍。最近几年,实验场重新受到重视,并更名为"地震科学实验场"。结合目前地震学发展的前沿和防震减灾事业的实际需求,本文提出增加"地下云图"作为实验场的新方向。利用高重复性、环境友好、安全性高的气枪震源,持续激发地震信号,实现对地下介质速度变化的连续监测;结合背景噪声成像获得的高分辨率3维地壳结构,构建4维(三维空间+一维时间)地下结构成像。"地下云图"可以反映地下速度和应力变化,为全国范围的地震监测预测提供新的业务手段,推动地震预测从经验预测到物理预测的转换。     

初论华北地区的地壳低速层

本文根据华北地区人工地震测深的地震记录特征及得到的地壳速度结构和介质Q值结构,并结合其它地球物理资料,论述了华北地区壳内低速层的存在。通过分析对比,研究了与壳内低速层有关的一些现象,如构造运动、地震震源分布和地热异常等。在此基础上,对地壳内低速层的成因机制作了初步的探讨     

陆地水体气枪震源探测技术回顾与进展

地下介质应力场的状态及其变化监测研究,可促进对地震物理过程的认识和理解.高精度波速测量为微弱的应力变化监测提供了可靠的技术手段,但高重复性的震源是研究地下介质微弱变化的关键.近十几年来的探索和实验表明,陆地水体气枪震源是一种较为理想的重复性人工震源,具有高度可重复、绿色环保和测量精度高等特点.本文对陆地水体气枪震源探测技术的发展历程进行了回顾,介绍和总结了陆地水体气枪震源技术的系统构成、性能特点及相关应用,主要包括在地震前后物理过程、断裂带介质变化和工业开采区生产监测等方面的进展,探讨了目前在推广应用中面临的问题及重点发展方向,为利用陆地水体气枪震源技术开展地下介质动态监测研究提供了佐证.     

水在地震前兆中的意义

在地震预报过程中,发现有二种地震类型。一种是地震前前兆特别丰富,另一种地震是地震前兆很少。很显然第一种地震类型较易于预报,而第二种类型,预报相当困难。为什么同样的浅源地震,其前兆的差异如此大呢?我们认为这与震源顶部及其外围地壳浅层中水的丰富程度有着密切的关系。前者,震源顶部层内水、汽比较丰富,而后者,水汽很不丰富。在临近地震前,震源区及其外围的介质变形将传递到震源顶部,致使震源顶层(一般为沉积     

主动气枪震源波形数据的整理和归档模式研究

正地震波速度是反映地下介质物性的一个重要参数,由于应力与波速的相关性,因此波速变化的精确测量对于监测地下应力的变化、地下结构、地震预报等的研究具有重要意义。在目前监测地下波速变化的方法中,主动震源探测作为一种新型的、前沿的、精确可控的方法,在国内越来越多的省局进行了实际的推广应用。人工震源的方法是测量地下波速变化精度最高的方法,其中气枪震源具有低频、能量大、重复性高和绿色环保的优点,这些优点表明气枪震源是     

气枪震源激发条件对波速变化监测的影响

正地震前后地壳介质应力会发生改变,波速也会随之发生变化。早在20世纪70年代初,地震学家就已经开始尝试利用人工震源向地下发射地震波,研究地壳浅部介质的波速变化。数字地震仪的出现让波速变化研究的精度可以达到10~(–3)—10~(–4)量级,理论上可以监测到低至4—5级地震前后的波速变化。国内外大量学者研究和发现过地震前后确有10~(–3)左右量级的波速变化,表明监测地壳介质波速变化可以成为预测地震的一种手段。     

对地震预报的科学思考(二)——前兆观测研究及加强地震综合预报研究的方向和重点

根据浅源地震发生的物理实质和孕震物理过程的主要特征,把地震前兆观测的努力方向概括为"把握实质,优选项目;靠近震源,合理布局",并把地震前兆分为两类:第一类为"直接前兆",主要包括地震活动、地壳形变和地下流体等;第二类为"次生前兆",主要包括地电阻率、地磁和动物习性行为等。文中认为,为推进地震预报研究的深入和预报水平的提高,必须牢牢把握浅源地震发生的物理实质,推进地震预报理论、方法的创新;必须推进地震和前兆观测技术,尤其传感技术的创新,并调整、优化地震监测台网;必须正确认识预报经验的科学性与局限性,重视地震预报经验正确的继承与发展。     

反卷积在人工震源数据处理中的应用

震源到接收台站之间的地层响应函数能够反映地下介质信息。对地震波传播过程中的卷积模型进行推导:记录信号是众多震源子波经过时移加权叠加的结果;通过反卷积方法可去除震源子波信息,提取震源到接收台站之间的地层响应函数;地层响应函数中第一个突跳值对应的时间即为P波走时。在河北赤城—张北地区进行人工震源实验,通过反卷积计算得到该地区地层响应函数剖面图,得出P波波速约6 km/s。利用人工震源系统还可以对地下介质波速变化进行长期动态监测,对地震预测具有一定意义。     

大陆地壳结构的气枪震源探测及其应用

利用人工震源主动向地下发射地震波可以实现地下结构的高精度探测.合适的震源是进行主动源探测的关键.为研究大陆地壳结构及其变化,我们从爆破、电火花、落锤、偏心振动源、重载列车行驶产生的震动、变频汽车震源(Vibroseis)、水体中气体激发等多种震源中,遴选出水体中气体激发的人工震源(以下简称气枪)作为研究大陆地壳结构的震源.这种气枪震源具有绿色、环保、安全、高效等优点,是进行大陆地壳结构探测的新型人工震源.近年来,利用气枪震源分别在云南宾川、新疆呼图壁和甘肃张掖建成了3个固定式地震信号发射台,并开展了连续数年的监测.我们发现了气枪震源产生地震波信号高度重复的特点,利用这种特点,新疆人工水体中激发的地震波,在5000次叠加之后信号则可以追踪到近1300km,可探测面积为600万km~2,深达60km的地下结构.如果把这种人工主动震源看成是一盏照亮地下结构的明灯的话,在中国大陆,建立10个激发地震波的发射台,可以对中国大陆960万km~2的国土进行长时间连续的全覆盖探查,实现"天上有北斗,地下有明灯".     

日本兵库县南部地区1995年的可控震源地震勘探计划

日本兵库县南部地区１９９５年的可控震源地震勘探计划为了弄清１９９５年１月１７日兵库县南部地震震源区的详细地壳构造和该地震断层附近的微细构造与物理性质，日本东京大学地震研究所计划利用可控震源进行地震勘探。这次勘探将与地震预报计划（“地下深部构造的综合调...     

用Pg波初动求解中小地震的震源参数

依据震源理论,根据我国数字化地震台网目前的实际情况,在前人研究成果的基础上,提出一种用Pg波初动求中小地震震源参数的实用方法.可以用三个台的Pg波初动(初动峰值和峰值时间),较简便地计算出地震的震源参数, 从而为以震源和介质动态变化为依据的地震预报,提供一个用于日常监测预报的方法.     

地壳形变与地下水动态异常特征研究进展

地壳变形与地下流体之间既相互联系又相互影响。地壳形变异常是地壳构造活动最直接的表现,是物理含义最为明确的地震前兆之一;地下流体异常能够提供多种型式的构造活动过程(包括地震)的前兆信息。两类异常以不同的方式和特点反映出地震孕育过程中伴随的前兆信息,从而成为地震预报的重要手段。本文综述了有关地壳形变与地下水动态异常特征方面的研究成果,从机理和前兆特征方面归纳了两种异常的相互关系。     

作者简介

作者简介李铁祖河北省地震局研究员．１９６２年北京大学地球物理系固体地球物理专业毕业．一直从事震源机制、地壳应力场、地震活动性及地震预报研究工作．中国地震学会、中国地球物理学会、美国地震学会、美国地球物理协会会员．ＡｂｄｏｌｒａｈｉｍＪａｖａｈｅｒｉａ...     

利用人工重复震源进行地下介质结构及其变化研究的探索和进展

在自然和人类活动的作用下,地球内部的介质会产生变化。通过分析来自重复地震、背景噪音和重复性人工震源等的地震波,进而研究地球介质的变化,是近年来地震学研究的一个热点方向。这些研究为人类认识地震、火山等灾害的物理过程提供了重要的手段。本文介绍了过去10余年中我们在利用人工震源(尤其是大容量气枪震源)探究地下介质结构及其变化方面的研究进展,以期为今后类似的研究提供参考。本文首先介绍了在不同类型震源的性能、数据处理方法等方面的研究进展和主要认识,最后也给出了关于下一步人工震源研究方向的一些思考。     

震前应力积累与加卸载相应比预测效力研究

加卸载响应比理论是近年来关于震源区介质破坏演化物理过程的重要发现,其研究极有可能为地震预报开辟一条物理预报的新路.当震源区介质处于稳定状态时,对加载和卸载的响应几乎是相同的,而当介质处于不稳定状态时,其响应就会发生明显的变化,这一现象可以被用作为地震发生的重要前兆.     

地震雷达

利用绿色、环保的人工震源,主动向地下发射地震波,构建地震雷达,实现大范围的地下探测,是地球科学的一个前沿课题.最早,探测地球内部利用的是天然地震产生的地震波,这是因为天然地震释放的能量大,一次天然地震释放的能量相当于万吨级炸药.几千公里远处仍可以接收到信噪比大于1的地震波信号,但天然地震发生频度低和震源位置定位精度低限制了利用天然地震进行地下探测的精度;后来,利用人工源的地震勘探得到迅速的发展,探测精度明显提高,但受到人工源能量的限制,探测的空间尺度有限;今天,以小当量激发实现大尺度探测是发展地震雷达的一个关键问题,是将地震波理论和现代信息科学相结合的一个新的领域.发展人工震源的编码和接收信号的解码等理论和技术,可以从电磁波雷达在过去半个世纪所经过的道路得到许多借鉴和启发.可以预期,地震雷达的发展将会对观测地震学带来全面的影响.     

利用人工重复震源进行地下介质结构及其变化研究的探索和进展???

在自然和人为活动的作用下,地球内部的介质会产生变化。通过分析来自重复地震、背景噪音和重复性人工震源等的地震波,研究地球介质的变化是近年来地震学研究的一个热点方向,这些研究为人类认识地震、火山等灾害的物理过程提供了重要的手段。本文介绍了过去10余年中我们在利用人工震源（尤其是大容量气枪震源）探究地下介质结构及其变化方面的研究进展,以期为今后类似的研究提供参考。本文首先介绍了不同类型震源性能的探索、数据处理方法等方面的研究进展和主要认识,最后也给出了关于下一步人工震源研究方向的思考。