稳健估计b值及中强震异常特征研究

利用M估计的稳健回归方法，选取ψ函数为正态密度型函数，计算震级-频度关系中的b值，对基于随机泊松分布的模拟地震样本及天然地震样本，用稳健估计方法与最小二乘方法计算b值后进行比较得出，对于天然地震样本，稳健估计得到的b值更加符合震级-频度关系，作为应用实例，将最小二第六估计法b值与稳健估计b值更加符合震级-频度关系，作为应用实例，将最小二乘估计法b值与稳健估计b值的偏离度作为中强震的前兆判定指标，对新疆地区b值进行时间扫描，在对北天山及南天山东段Ms≥5、南天山西段Ms≥6级地震前异常特征进行讨论后，认为该指标作为中甜地震预报指标具有一定的实用性。     

京津冀地区的地震活动性研究

京津冀地区位于华北地震区北部,区内受多组北北东向、北西西向断裂带的影响,构造活动强烈,地震活动水平较高.该区是我国城市密集、人口稠密、经济较发达地带,一旦发生中强地震,会严重影响着区域经济的发展和社会稳定,因此该区的地震活动性愈加值得关注和研究.本文收集了京津冀地区历史破坏性地震和1970年以来中小地震,分析了区域最小完整性震级时间、空间分布特征,基于古登堡-里克特G-R关系的震级-频度分布原理和泊松分布原理,统计分析了京津冀地区的地震活动性参数:a值、b值和V_4值,并定量地分析京津冀地区的地震时、空分布特征,探讨了京津冀地区的地震活动规律性、地震分布特征以及未来地震活动趋势.本文的研究结果可供京津冀地区地震活动性分析和地震危险性分析时参考.     

鄂尔多斯地块北缘b值的时空特征及其地震预测效能分析

使用中国地震台网1970—2017年地震目录,在评估目录完整性和删除余震的基础上,使用最大似然法对鄂尔多斯地块北缘进行b值时空扫描. 扫描结果显示,鄂尔多斯地块北缘的低b值区域主要分布于阿拉善和晋冀蒙地区,低b值区域的空间分布随时间呈现一定变化. 低b值区域与中强地震存在一定的对应关系,对14次震例的回溯性检验显示,其中10次地震发生在低b值区域及其边缘. 使用Molchan图表法和R值评分法对b值时空扫描结果进行预测效能检验,以低于阈值的区域为预测区域,计算不同阈值的漏报率、报准率和时空占有率。Molchan图表法检验结果显示,本文所使用的b值时空扫描方法的预测效果优于泊松分布,最优结果的概率增益达到2,显著性水平达到0.25. R值曲线显示,当阈值为0.8时,达到最高R值0.28,并达到97.5%置信水平.      

华北与加利福尼亚中部沿海地区地震活动性C值的对比(英文)

为了解加州中部沿海的地震活动特征,本文利用了C值方法分析了过去36年的加州中部沿海地区地震资料,并与b值和地震频度结果进行了对比。分析了36年地震活动的基本情况。华北和加州中部沿海地区的C值资料分析表明,地震的空间分布不是随机的也不服从泊松分布。C值、b值和地震频度这三个定量的参数能够描述过去36年里加州中部沿海地区的地震活动的基本特征。     

2010年4月14日青海玉树7.1 级地震前震中附近地区小震活动的周、月频次分布特征

根据Kolmogorov-Smirnov分布检验法,利用2000年以来1.7≤ML≤2.9地震目录,对2010年4月14日青海玉树MS7.1前震中附近地区2000年以来地震活动的月频次和2007年7月以来地震活动的周频次分布进行了检验。结果表明,地震活动周频次和月频次都不符合泊松分布和正态分布,但周、月频次累积次数的对数与周、月频次之间呈线性关系,类似于G-R关系。分析了周、月频次的标准差σ、CV值、偏度Sk、峰度Ku和bm值等参数随时间的变化,发现在2010年4月14日青海玉树地震前,这些参数都出现了不同程度的异常变化,其中周频次的分布参数随时间的变化似乎呈现出了某种周期性特征。     

中国大陆地震空间分布模型检验

本文以中国大陆地震目录为基础资料,以泊松模型为零假设模型,并将Neyman-Scott空间丛集过程的各子模型设为检验模型,采用K-function点过程分析法和最大似然估计法计算各模型参数,并以AIC准侧判定模型的拟合优度,来检验中国大陆地震空间分布模型.检验结果表明:泊松模型的拟合优度最差,说明地震在空间的分布不是完全随机的;广义Thomas模型的拟合优度最好,说明地震的空间分布是丛集的,可用由两个高斯核组成的广义Thomas模型较好地描述.研究结果还表明,同一研究区内,采用不同时段具有不同最小完整起始震级的地震目录计算得到的地震空间分布的丛集尺度几乎不变,这意味着地震空间丛集尺度不受小地震的控制,且可能与研究区的断层规模有关.     

安徽省地震成组活动特征及其危险性分析

利用强震组增益P、强震组效能R和强震组分布变异值S等3种指标，对安徽省1300年以来地震成组活动的客观性进行了检验，结果显示，该区不同时段、不同震级的地震活动呈现不同的特征和分布类型；同时，用b值方法分析了目前地震活动状态；在此基础上，应用泊松模型对未来地震趋势进行了概率预测。     

基于蒙特卡洛方法的地震目录模拟及相符性检验——以汾渭地震带为例

人工地震目录模拟是改进现有地震目录不完备性、弥补大地震记录稀缺,以及完善地震学相关研究的有效途径之一。本文基于地震活动的泊松分布模型、古登堡-里克特震级-频度关系,利用能较逼真描述具有随机性质事物特点及物理实验过程的蒙特卡洛方法,模拟汾渭地震带未来30、50、100年等不同时长的地震目录,并对其进行统计检验。分析表明,模拟地震目录符合设定的地震活动性参数和泊松分布假设特征。依据模拟地震目录,对未来该区域地震趋势进行了分析,以期为地震危险性分析提供参考。     

基于地震序列时空分布特征分析维西—乔后断裂带地震危险性

2013年以来,维西—乔后断裂带进入中强地震活跃期,2021年5月21日漾濞M_S6.4地震发生前,已有3组M_S≥5.0地震连续发生,表明该断裂带地震活动显著增强。采用双差定位方法对2013年以来发生在维西—乔后断裂带周边的4组地震序列进行重定位,并使用ZMAP软件包计算序列的b值和p值。结果显示,维西—乔后断裂带周边地震序列呈现出两组明显不同的时空分布特征,余震序列优势分布方向为NW向的3组地震序列衰减较快,序列b值相对较低,序列震中分布长宽比较大;2016年云龙M_S5.0地震序列优势分布方向为NE向,序列震中分布长宽比较小,衰减较慢,序列b值相对较高。基于序列类比结果和b值时间变化曲线分析认为,2021年漾濞M_S6.4地震序列后续发生较大破坏性余震的可能性较小。综合2013年以来维西—乔后断裂带中强地震时空分布特征和区域地质构造资料分析认为,未来该地区M_S≥5.0地震存在向东南或向北迁移的可能性。     

新疆天山中段小震月频次分布特征研究

采用新疆地震台网目录,利用Kolmogorov-Smirnov分布检验法,对2007～2018年新疆天山中段各分区的小震活动月频次分布进行了检验并对月频次累积次数和月频次之间的关系进行拟合。结果表明,研究区内小震月频分布接近正态分布,但不符合泊松分布;北天山西段小震月频次累积次数和月频次之间存在单对数线性关系,这种关系与震级-频度关系类似,对小震月频次分布的峰度K_u、偏度S_k、C_V、σ等统计学参数随时间变化进行分析。结果表明,天山中段中强地震前,月频次统计参数均表现明显的变化,这些变化可为震情研判提供依据。     

The Random Distribution of the Loading and Unloading Response Ratio Under the Assumptions of Poisson Models

This paper discussed the random distribution of the loading and unloading response ratio(LURR) of different definitions(Y_1～Y_5)using the assumptions that the earthquakes occurfollowing the Poisson process and their magnitudes obey the Gutenberg-Richter law.Theresults show that Y_1～Y_5 are quite stable or concentrated when the expected number of eventsin the calculation time window is relatively large(>40);but when this occurrence ratebecomes very small,Y_2～Y_5 become quite variable or unstable.That is to say,a high value ofthe LURR can be produced not only from seismicity before a large earthquake,but also from arandom sequence of earthquakes that obeys a Poisson process when the expected number ofevents in the window is too small.To check the influence of randomness in the catalogue tothe LURR,the random distribution of the LURR under Poisson models has been calculated bysimulation.90%,95% and 99% confidence ranges of Y_1 and Y_3 are given in this paper,which is helpful to quantify the random influe     

On the fractal dimension of the fallout deposits: A case study of the 79 A.D. Plinian eruption at Mt. Vesuvius

We investigated the existence of a fractal law (power law) distribution of size pyroclastic fragments erupted during the fallout phase of the 79 A.D. Plinian eruption at Mt. Vesuvius. In particular, we performed a particle size distribution analysis on 18 white and grey pumice samples collected in six sites distributed in the SW sector of Mt. Vesuvius. Our measurements show that the fragmentation of samples in the investigated range (from 32 mm to 850 μm) follows a power law, guaranteeing the scale invariance of the process. The relationship frequency-size distribution of the fragments is verified independently from the nature (i.e., pumices and lithics) and stratigraphic height of the considered samples in the pyroclastic deposit. Therefore, the fractal fragmentation theory can be indicated for evaluating the relationship between the intensity of fragmentation (fractal dimension D) and eruption energy. In this way the apparent chaotic distribution of the particles in the fallout deposits hides a self-organized complexity revealed by the retrieved power law distribution. We further remark that a key aspect of our analysis is the founded evidence that the fractal dimension of the lithics is systematically greater than that of the pumices.     

祁连山-河西走廊西段强震复发概率模型及强震潜势评估

祁连山-河西走廊西段构造区发育多条重要活动断裂,多年来已积累较丰富的古地震研究的成果。本文在前人研究基础上,结合历史地震数据等,从定量化强震复发间隔T与平均复发间隔T_a入手,将其比值（T/T_a）进行数学处理,借鉴NB模型的思路,建立祁连山-河西走廊西段构造区模型,进而对强震潜势进行评估。结果表明:祁连山-河西走廊西段构造区内未来可能的强震发生地点是榆木山北缘断裂芦泉河-九个泉段和榆木山东缘断裂梨园河口-黑河口段。     

京津唐张地区震级频度关系的空间扫描

对京津唐张地区地震震级频度关系进行空间扫描后,发现该区的震级频度关系有三种类型:第1类符合线性b值模型,第Ⅱ、第Ⅲ类符合特征震级模型。近22年来未发生大震的地区往往属第1类。大震区往往属第Ⅱ、Ⅲ类。岩石力学实验结果表明,在岩石破裂及破裂连结过程中声发射事件的震级频度关系符合高b值线性模型。在岩石伴有粘滑的摩擦滑动过程中声发射事件的震级频度关系符合低b值线性模型。但是在一个完整岩石的破裂和失稳错动全过程中声发射事件震级频度关系符合特征震级模型。由此说明某一区域的震级频度关系可能反映了该区构造变形所处的阶段。一个地区震级频度关系上的多次转折可能包含了地区构造几何信息。一些未发生大震的地区,在中等震级段出现b值非线性现象,这可能意味着它更接近失稳前的临界状态     

南迦巴瓦峰第四纪隆升期次划分的热年代学证据

喜马拉雅东构造结南迦巴瓦峰核心区附近一个高程剖面上的8个片麻岩样品裂变径迹中值年龄介于0.71~2.07Ma之间,平均封闭径迹长度在14.51~15.87μm之间,标准偏差都小于0.84μm;其冷却年龄和径迹长度所作"香蕉图"显示出三期快速的抬升期,分别发生在距今0.71 Ma、1.23 Ma、2.05 Ma.结合已有磷灰石裂变径迹冷却年龄等值线图显示出南迦巴瓦峰核心区呈复式背斜状快速隆升,而外围拉萨地体和冈底斯构造单元隆升速率慢的空间分布特征等,分析认为这种差异隆升主要受构造作用主导,气候变化造成的均衡抬升起次要作用.     

怎样正确计算b值

在我们研究震级一频度客观分布的基础上,根据数理统计理论和大量的实际地震活动资料,对b值的正确计算问题进行了详细的讨论,结果认为最小二乘法是计算b值的最好方法。此外,还认真地研究了与b值正确计算有关的下限震级、上限震级、样本数以及震级分档区间等具体问题,并给出了它们的合理选择方法。     

Magmatic and phreatomagmatic volcanic activity at Mt. Takahe, West Antarctica, based on tephra layers in the Byrd ice core and field observations at Mt. Takahe

The morphology, grain size characteristics and composition of ash particles in 30 ka to 150 ka tephra layers from the Byrd ice core were examined to characterize the eruptions which produced them and to test the suggestion that they were erupted from Mt. Takahe, a shield volcano in Marie Byrd Land, West Antarctica. Volcanic deposits at Mt. Takahe were examined for evidence of recent activity which could correlate with the tephra layers in the ice core.Coarse- and fine-ash layers have been recognized in the Byrd ice core. The coarse-ash layers have a higher mass concentration than the fine-ash layers and are characterized by fresh glass shards > 50 μm diameter, many containing elongate pipe vesicles. The fine-ash layers have a lower mass concentration and contain a greater variety of particles, typically < 20 μm diameter. Many of these particles are aggregate grains composed of glass and crystal fragments showing S and Cl surface alteration. The grain-size distributions of the coarse and fine-ash layers overlap, in part because of the aggregate nature of grains in the fine-ash layers. The coarse-ash layers are interpreted as having formed by magmatic eruption whereas the fine-ash layers are believed to be hydrovolcanic in origin.Mt. Takahe is the favored source for the tephra because: (a) chemical analyses of samples from the volcano are distinctive, being peralkaline trachyte, and similar in composition to the analyzed tephra; (b) Mt. Takahe is a young volcano (< 0.3 Ma); (c) pyroclastic deposits on Mt. Takahe indicate styles of eruption similar to that inferred for the ice core tephra; and (d) Mt. Takahe is only about 350 km from the calculated site of tephra deposition.A speculative eruptive history for Mt. Takahe is established by combining observations from Mt. Takahe and the Byrd ice core tephra. Initial eruptions at Mt. Takahe were subglacial and then graded into alternating subaerial and subglacial activity. The tephra suggest alternating subaerial magmatic and hydrovolcanic eruptions from 30 to 20 ka B.P., followed by a sustained period of hydrovolcanic eruptions from 20 to 14 ka B.P., which peaked at 18 ka B.P.     

2017年西藏米林MS6.9地震余震序列重定位和b值时空分布特征

本文采用双差定位方法对2017年西藏米林M_S6.9地震的余震序列进行重定位,获得了较准确的余震空间分布。在此基础上,计算了米林地震震源区的b值空间分布,并结合前人资料研究了米林地震前后的b值变化。重定位结果显示:米林地震余震序列呈NW?SE向分布,主要分布在雅鲁藏布江大拐弯缝合带和比鲁构造岩片的北东边界,震源深度集中于3—20 km范围内。b值时间分布显示:米林地震震前震源区的b值降低,表明震前震源区存在较强的应力积累;地震后震源区的b值呈现跳跃式上升,反映出震源区应力释放,同时随时间的推移,b值逐渐趋于稳定。米林地震震源区的b值在0.52—1.35范围内变化,15 km深度以上b值在东、西方向上存在差异,15 km以下在东北、南西方向上存在差异,由此推测不同的b值分布与地下的结构特征有关,浅层的b值变化与震源区的破裂程度相关,深部变化则反映了不同构造单元的岩性差异。