印尼苏门答腊8.7级大震对中国陆区的影响

发生在2004年12月26日的印尼苏门答腊8．7级地震，是全球有地震台网以来100多年中记录到的少数几次特大地震之一。初步汇集了在中国陆区观测到的地震活动、地壳形变、地下流体等多学科震时和震后效应的异常变化，包括地震活动性（特别是云南地区）的显著增强；地壳形变观测，尤其是钻孔应变观测记录到地壳应力-应变的震时和震后显著变化，以及地下水温度、化学成分、特别是水位的突出变化。同时，还从库仑破裂应力触发、动态应力触发以及下地壳和上地幔流动变形机制等方面，对这些大震效应作了一些成因机理讨论。     

1997年玛尼地震对青藏川滇地区构造块体系统稳定性影响的三维DDA+FEM方法数值模拟

本文用三维非连续变形与有限元相结合（DDA+FEM）的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上进一步数值模拟1997年玛尼7.9级大震的发生过程,研究大震引起研究区各块体边界断层应力状态变化的特征.（1）发震断层两侧发生左旋走滑错动,最大水平位错大约7 m;（2）深部位错面上位错分布与用地震波资料震源反演的结果类似;（3）最大差应力变化等值线图与由星载D\|INSAR技术获取的地表形变场图像相似;（4）地表垂直位移表明地震断层面略向北逆冲.计算模拟得到了玛尼地震发生引起青藏川滇地区构造块体系统各边界断层上库仑破裂应力变化的分布,表明玛尼大震的发生除了使其发震断层的两端库仑破裂应力增大,应力进一步集中外,位于上地壳层上东昆仑断裂中段的2001年昆仑山8.1大震（H=11 km）发震断层段的库仑破裂应力增加约2 MPa,位于中地壳层上喀拉昆仑断裂带中的2008年改则6.9级地震（H=30 km）发震断层段的库仑破裂应力也增加约0.7 MPa,可见这两个已接近破裂强度地段的失稳对发生大震起了一定促进作用.研究结果也表明：作者发展的三维DDA+FEM方法能有效地用于大震活动与各构造块体相互作用关系的研究.     

青藏高原南部上地壳正断层地震活动的一种可能解释

利用三维弹-粘性有限元分析，探讨青藏高原内部张性构造应力状态的可能形成机制．根据数值模拟结果得到以下结论:如果较破碎的高原上地壳物质具有小于其下部岩石圈物质的有效粘滞系数时，在印度大陆向北的强烈挤压下，青藏高原南部地壳上部仍可以处在张性应力状态下；如果上地壳的粘滞系数较高，则得不到正断层应力状态．模拟结果显示，具体的构造应力状态随岩石圈深度的增加而变化，由浅层的以张性应力状态为主过渡到其下部的走滑断层应力状态．张性应力状态可能主要存在于青藏高原南部的地壳上部．      

美国南加州的构造环境剪应力场和地震危险区

根据我们提出的断裂力学破裂模式,推导出了几个计算构造环境应力值0的公式(见文中公式(1)、(2)、(3)、(5))．根据这些公式,计算了中国大陆地区中小地震及美国南加州的中小地震的构造环境剪应力值．结果表明,0值的大小和分布与大震发生的地点有密切的关系,即剪应力水平较高的地区将容易发生大地震,而剪应力水平较低的地区通常只发生小地震．震级大小与lg(0)统计上呈线性相关．依据0的空间分布,可以一定程度上确定地震危险区或潜在震源区;依据0值随时间的变化,可以粗略地估计大震发生的时间．根据0值在南加州的分布和随时间的变化,有3个地区应力值较高．其中,Goldfield地区是现今的地震危险区．      

利用噪声研究地下介质速度结构及其变化在中国大陆的应用

背景噪声层析成像技术已被广泛应用于地壳和上地幔速度结构的研究,这种方法不依靠地震的发生和人工源爆破,只需记录连续的噪声信号而无需产生信号,因为噪声穿过地下介质时会携带信息,然后通过利用台站记录到的连续背景噪声数据进行互相关计算和叠加,即可得到台站间的经验格林函数,从而获取对地下结构的认识。这种方法已经很好地应用于中国的东北地区、华北克拉通、青藏高原以及华南地区,并成功地揭示了这些地区地壳与上地幔顶部的速度结构。此外近年来,一些学者还利用噪声互相关技术研究地下介质地震波速度随时间的变化,通过对汶川大地震前后连续噪声记录的研究发现,大震发生后呈现同震波速降低和震后波速逐渐恢复的特点,这表明可以通过观测地震波特性的变化来监测地下应力的变化,从而为大震的预测预防工作提供科学依据。本文主要综述了近些年来背景噪声技术及其在中国大陆地区的应用。     

新疆伽师地区地应力的GPS损伤模拟研究

采用几何损伤理论和方法推导了地壳存在不同方向和大小的断层时的有效应力的公式,讨论了利用几何损伤来分析和计算地壳中存在不连续断层的理论和方法,同时对中国新疆地区的地应力变化用几何损伤理论和方法结合该地区的GPS资料进行了数值计算研究,通过比较计算结果与1997年1月至1998年12月发生在该地区的Ms≥5．0地震活动可以看出,新疆南部的中强地震活动区主要在应力场变化激烈的地区。     

帕米尔东北侧地壳物性结构及其发震环境探讨

通过对帕米尔东北侧伽师及其周边地区两条深地震测深剖面Ｓ波资料的处理计算，结合Ｐ波研究结果，得到了S波二维地壳速度结构和波速比（vP/vS）分布．研究表明:① 塔里木块体平均地壳波速比明显高于西昆仑和天山褶皱带，显示了坚硬、稳定地壳物性特征．下地壳正常偏低的波速比（泊松比）值，说明塔里木块体的下插是该地区地壳运动的主要特征；② 天山褶皱带上地壳岩层相对较软，易于在应力作用下断裂破碎和应力能量释放，是其小震密集分布的重要构造因素；③ 伽师附近正处在下地壳C界面和壳幔边界的上隆顶部或拐点上，是强震群发生的深部构造背景．上地壳中下部的块体边界附近波速比值的交错变化和接触面复杂形态的存在，形成了伽师强震群出现的特殊构造环境．震源处波速比相对较高，剪切模量较小，可能是伽师强震群应力降偏低的主要原因．      

根据环境应力场寻找中国大陆地区的潜在震源区

地壳介质是一种里面存在着许多裂纹的非完整介质．断裂力学的研究结果表明，这种介质的强度远低于完整介质的强度．笔者认为，地震的发生是由于地壳中裂纹在合适的条件下由稳态扩展逐渐发展到失稳扩展的结果，地震破裂即为断裂力学所阐明的低应力快速破裂现象． 快速破裂的出现必需要有局部应力和应变的高度集中．根据Knott(1973)对裂纹尖端进行的弹塑性应力分析表明，裂纹尖端的应力状态对裂纹的扩展起了极其重要的作用．由于应力集中，在裂纹尖端必然形成一个塑性区．塑性区中的位移已不是弹性位移，而是塑性位移．=a20/2y，这里，0是作用剪应力，它相当于地震发生时的初始应力或构造应力，a是裂纹半长，是刚性模量，y是介质剪切屈服强度．而地震位错恰恰是发生在形成塑性区的裂纹末端．于是我们提出了一个关键性的假定，设位错D(1，t)为文中的公式(5)，地震最大位移为Dmax=L20/4g，式中，L是断层长度．若刚性模量取上地壳的数值，=33 GPa，介质剪切屈服强度y取实验室给出的平均值y=30 MPa，那么，根据Dmax和L的观测值，利用此公式就可以估计大震的构造剪应力值．计算结果表明，全球的大震构造剪应力值大多数在5——20 MPa 之间，有地区差异，平均为10 MPa． 笔者在进一步研究了震源谱的性质后，又导出了体波震级mb对0和地震矩M0的依赖关系(即文中的公式(11))，此公式提供了直接利用地震观测资料大量计算构造剪应力值的可能性．我们认为，构造剪应力场是控制地震发生的主要因素，出现高应力值地震的地区是容易发生强震（MS6.0）的地区，即地震危险区．我们对1987年以来全国所有mb3.8的地震计算了它们的剪应力值，据此，划出了我国大陆地区强震危险区并给出了震级范围． 1992年4月——1994年1月31日，中国大陆地区共发生9次MS6.0的地震，其中8次均落在我们事先划定的危险区内，只有1次在危险区外．实践证明，这种新方法作为中期强震预报，是一种有效的预报手段，有着良好的物理基础和令人鼓舞的发展前景，值得深入探讨和研究．      

新疆伽师地区地应力的GPS损伤模拟研究

采用几何损伤理论和方法推导了地壳存在不同方向和大小的断层时的有效应力的公式 ,讨论了利用几何损伤理论来分析和计算地壳中存在不连续断层的理论和方法 ,同时对中国新疆伽师地区的地应力变化用几何损伤理论和方法结合该地区的GPS资料进行了数值计算研究 ,通过比较计算结果与 1 997年 1月至 1 998年 1 2月发生在该地区的MS ≥ 5 .0地震活动可以看出 ,新疆南部的中强地震活动区主要在应力场变化激烈的地区 .     

地震前地表重力场变化的一种可能解释——应力-损伤耦合效应

文中运用损伤力学研究方法 ,提出孕震过程中引起地壳破坏的应力 -损伤耦合效应。利用应变等效性假设 ,推导了地壳体的应力 -损伤耦合效应与地表重力变化之间的理论关系。根据岩石力学实验的不同加载途径 ,模拟了 1976年唐山 7 8级地震和 2 0 0 1年昆仑山口西 8 1级地震重力演化的不同特征 ,结果与实际情况符合较好 ,表明应力 -损伤耦合效应可以作为地震前地壳重力变化的一种物理解释     

大震地震波对云南地震活动的远场动态应力触发作用

基于云南数字地震台网记录,计算了印尼大震、昆仑山口西大震和古吉拉特邦大震的地震波在云南地区产生的远场动态库仑破裂应力变化,研究了大震产生的动态库仑破裂应力变化对云南地震活动的远场动态应力触发作用及其特征。结果显示,印尼大震产生的库仑破裂应力对云南地震活动有明显的触发作用,昆仑山口西大震产生的库仑破裂应力对云南地震活动有触发作用,但不显著,古吉拉特邦大震在云南地区产生的库仑破裂应力没有触发作用。最后分析和探讨了这3次大震触发作用差异的原因。     

大同盆地区域应力场变化特征及其与中强地震的关系

通过大量震源机制解结果推断出大同盆地现代地壳应力场的主压应力方向为NEE,仰角变化不定,主张应力方向为NNW—SSE,仰角很小的结论,这与区域构造应力场NE—NEE向挤压作用的结果相符;分析研究认为,1998年1月10日张北6．2级地震、1999年11月1日大同-阳高5．6级地震前于1997年2月出现的P轴趋于一致,同1989年大同-阳高6．1级主震前应力场变化特征很相似;在矛盾符号比低值的过程中,如果应力主轴取向也出现趋于一致的变化,这类异常往往与盆地中等地震有较好的对应关系。山自皂、阳原单台初动向上、向下次数累计百分比在1991年3月26日大同--阳高5．8级地震前具有准同步变化的特点,反映了大震前应力场的一致增强。     

昆仑Ms 8.1地震前青藏块体北、东缘水平运动变形的关联特征

青藏块体东北缘和川滇GPS监测区1991(1993)、1999和2001年高精度GPS观测资料揭示：2001年11月14日昆仑Ms8．1地震前，青藏块体北、东缘构造区域水平运动变形场动态演变具有一定的关联性特征。即：在继承性运动总体背景下，临近大震发生时两区域运动强度同步减弱且变形状态发生变化。结合地质构造分析研究认为，昆仑Ms8．1地震前，青藏块体边界运动变形的关联性变化与大震孕育后期大范围应力应变快速积累所形成的扰动应力场有关；随着块体内部大震的发生、应变能的大量释放和构造应力场的调整，可能会促使块体边界地带具有较高应变积累的相关构造部位(尤其是未被历史强震破裂贯通的地带)的应力应变的进一步积累或破裂释放。     

地震时空分布结构的多重分形特征的研究

地震作为地壳内的大尺度破裂被认为是分形的，具有分数维的特征。根据多重分形的观点，本文研究了部分曾发生过中强以上地震地区小震时空分布特征，应用固定质量法计算了地震时空分布的广义分维Ｄｑ，并得到了分形奇异谱ｆ（α）－α。初步分析结果表明：地震空间分布具有非均匀的分形结构，Ｄ∞的分维值比Ｄ０和负ｑ的Ｄｑ值稳定。Ｄ∞的时间变化实例表明：Ｄ∞在大震发生前降低。这意味着地壳应力场非均匀程序的变化，进而简略地讨     

大同5.6级地震前后的重力场变化和深部动力学过程

详细讨论了大同5．6级地震前后重力场变化，并结合该区地震活动性、地震地质特征、地壳深部构造特征等资料，对该区深部动力学过程进行了探讨。认为：地震前后、该区出现了明显、大范围的重力场；产生这种变化的原因是该区地壳深部的低速－高导块体在应力不断的作用下，其塑性物质沿深大断裂上涌和侧向运移，中下地壳间发生层间水平滑移，导致密度发生变化而引起重力场变化。     

乌恰伽师地区GPS地壳运动监测网研究

通过对乌恰、伽师地区GPS监测网进行的6期复测，结合周边地区的IGS站数据，计算得到了该区50多个GPS点位在ITRF2000下的最新运动速率及相对欧亚板块(在NNR-NUVEL 1A地质模型下)的运动速率，由此得到了该区的现今地壳形变速率图．结果表明GPS站主要运动方向为北北西，基本上与天山褶皱带走向正交，形成对天山的正向挤压．同时对乌恰一伽师(20021225 Ms5．8)及伽师一巴楚(20030224 Ms6．8)地震前后的地壳运动进行了应变计算及分析，得出大震前震中及邻近地区会大面积产生高剪应变集中区的结论．     

希腊克里特MW6.0地震后的应力方向变化与强余震发生

地震的震源机制是地壳应力变化的指示器,而地壳应力变化与强震的发生直接相关。前人研究了地震震源机制变化在视应力较高的走滑型大震前的应力变化过程,而未见到震源机制变化对视应力较低的正断型大震发生的指示作用的研究。文章以2021年希腊克里特M_W6.0正断型地震序列为例,通过计算地震序列震源机制解与区域应力场方向之间最小空间旋转角的变化,揭示应力变化与强震发生的关系。为保证震源机制解的准确性,采用多家机构确定的震源机制得到中心震源机制作为该地震的震源机制,而后采用该地震序列精确的震源机制求解当地应力场,最后计算地震震源机制与主震震源机制及与所估计的地壳应力场方向的空间旋转角随时间的变化,探索强震发生与应力场变化的关系。结果表明:在主震发生的短期内,余震震源机制与该区域应力场方向的空间旋转角较大,与其后小震级的弱地震活动对应;随后余震震源机制与应力场方向的空间旋转角减小,对应后面发生的3次M_W＞5.0的强余震,在此之后的长时间内余震震源机制和应力场方向的空间旋转角再次增大,对应的余震震级及频度皆明显下降。文章以2021年希腊克里特M_W6.0地震序列为例,发现视应力较低的正断型地震前也存在应力方向集中现象,为探索地震应力前兆提供了范例。     

三维有限元方法估算郯城8.5级大震重复周期

本文分别对应力应变在1668年郯城8.5级大震时的释放,震后的松弛调整及长期的积累三个阶段建立了物理模型并进行了计算,然后根据线性叠加原理将三个阶段叠加起来得到应力应变随时间的变化,同时算出了大震的重复周期约为2000年。     

应力对岩石中孔隙流体压力的影响和地下水位震前异常变化机理.

在不同的围压和初始孔隙压力作用下,对孔隙岩石试件进行了不排液的三轴压缩试验,观测了轴向应变和孔隙压力随差应力的变化.试验结果表明:在低差应力下,孔隙压力随差应力的增加而增加.在中等和高差应力下孔隙压力随差应力的增加而降低.在高差应力下,孔隙压力也会随差应力的大幅度降低而升高.基于上述试验,假定地下水位的震前异常变化是地壳岩石中差应力变化的反映.根据这种假定解释了唐山大震前震中及外围地区地下水位异常变化的特征.      

新疆精河6.6级地震周边地区密度构造、均衡异常以及岩石圈挠曲机理

依据EIGEN-6C4重力模型和ETOPO1高程模型数据,围绕新疆精河6.6级地震展开岩石圈均衡与挠曲机理研究,得到如下结论：（1）震中附近的布格与自由空气重力异常分别为-221和-92mGal(10~(-5 )m·s~(-2)）,震中位于重力异常高梯度带上;（2）震中周边地区地壳厚度约为50km,密度结构总体变化平缓,东西方向地壳厚度变化较小,但自南向北地壳厚度逐渐变薄,精河6.6级地震初始破裂发生在上中地壳分界面附近;（3）震中附近岩石圈承载的垂向构造应力为20MPa左右,震中位于岩石圈垂向构造应力极大值附近的高梯度带上;（4）地震周边地区岩石圈有效弹性厚度最优解为26km,加载比最优解为F_1=1,F_2=F_3=0,表明该区域岩石圈相对坚硬,且导致岩石圈变形的初始加载全部来自地表．