地震预报现状及相关问题综述

虽然对“地震能否预报”一直存在争论,但众多大地震的震例研究表明,前兆异常会或多或少地出现在地震孕育过程的不同阶段。国内外针对活动断裂的行为方式、大地震复发规律、活断层分段与大地震活动、大地震复发的概率预测和地震孕育过程与机理等,都提出了不同的理论模型,促进了地震预报的发展。中国的地震预报工作现状面临地质构造与地震地质工作基础仍明显不足、中长期地震预报工作程度亟需全面提高、中短期预报衔接不够和防大震意识还相对薄弱等诸多问题。基于这一现状与快速城镇化的国情,需在坚持地震预报研究的前提下,全面做好新构造、活动构造与地震地质方面的调查研究工作,夯实中长期地震预报的基础,并加强中短期预报的衔接,坚定防大震意识。同时切实加强防震减灾工作,有效提高强震活动区带上的建筑物与重大工程的抗震能力,并增强全社会的防震减灾意识,从而为地震预报研究提供持续发展的有利环境。     

1976年天津宁河MS6.9地震发震构造的研究及其意义

1976年宁河M_S6.9地震,是天津地区有历史记载以来的最大地震,也是唐山地震的第二大余震,对当地造成了较大的人员伤亡和经济损失。虽已过去40多年,但是宁河地震发震构造的研究基础还比较薄弱,尚未形成清晰统一的认识。华北地区人口稠密,经济发达,对宁河地震的发震构造展开研究,对该地区的中长期地震预测、重要工程的抗震设防及唐山地震的破裂机理研究等具有重要的实用价值和科学意义。通过地质地貌调查、小地震精定位及钻孔联合探测等并结合前人的烈度调查结果,获得以下主要认识：1)1976年宁河6.9级地震的发震构造不大可能是NW向的蓟运河断裂,而更可能是NE向的构造,即付庄-高庄断裂。宁河地震NE向的发震构造与华北的区域地震构造环境相统一,即绝大多数强震发生在NE-NNE向断裂上;2)付庄-高庄断裂与唐山断裂组成了一个右旋左阶式的“挤压型阶区”,可以很好地解释唐山主震时断裂西南部逆冲子事件的出现;3)付庄-高庄断裂是天津地区已知的唯一出露于地表的全新世活动断裂,其作为一个潜在的、具有7级左右发震能力的危险源,对滨海新区的经济建设具有十分重要的意义,建议对该断裂开展进一步的研究。     

地震空区法在大地震危险性初判中的应用——以青藏高原东南缘为例

以ARCGIS系列软件和VS 2010、SQL Server 2008为平台, 通过融合集成活动构造、地震地质和国家基础地理信息, 在初步建立的青藏高原东南缘活动构造空间数据库系统基础上, 利用地震围空区方法, 针对研究区进行区域大地震危险性中长期预测分析。通过地震信息分时间、分震级的整理与数据输出, 分析汇总了11例M≥7.0大震震例的地震空区活动图像以及围空区发震震级与围空区特征与参数。在总结出的经验公式基础上, 进一步利用1950-2012年的M≥5.0地震数据, 对该区地震围空区的发生与发育状况进行了初步分析与研究, 并对未来可能发生大震的发震位置及震级进行了综合分析。研究结果表明, 玉树-鲜水河-小江断裂带所围限的青藏高原东南缘地区存在6个比较突出的与区域重要的晚第四纪活动构造带或断裂带相对应的大地震围空区, 分别是错那-沃卡裂谷, 东喜马拉雅构造结, 安宁河-则木河断裂, 南汀河断裂-红河断裂, 畹町断裂-南汀河断裂, 澜沧-景洪断裂东段。这些围空区中主要活动断裂带的晚第四纪活动性与历史地震活动状况也都显示出未来几年至几十年存在发生大地震的危险性, 在今后的地震预报工作中应给予特别关注。应用实践表明, 通过活动构造数据库的建设可快速有效地实现对区域大地震围空区的动态分析、辨别及大地震危险性初判。      

活动断裂的变形特征及其大地震复发周期的估算

活动断裂是晚更新世10~12万年以来一直在活动, 现在正在活动, 未来一定时期内仍会发生活动的各类断裂。活动断裂控制着大地震的发生,是不同类型地震的发震构造。从活动断裂的变形特征来看,不同性质的活动断裂具有不同的发震构造模型,研究这些问题对认识强震的发震条件,划分潜在的震源区或地震危险区,评估发震构造和发震地点具有重要的意义。基于国内外对不同类型活动断裂的认识,结合近10年来在青藏高原地区对活动断裂的研究,总结了活动断裂的基本变形特征和对大地震复发周期估算的认识。研究表明,东昆仑断裂库塞湖段类似2001年Ms 8.1级大地震的强震复发周期为250～350年,阿尔金断裂康西瓦段类似Ms 7.4大地震的强震复发周期为370～500年,而在青藏高原东缘的龙门山地区,类似2008年5月12日Ms 8.0汶川大地震的强震复发周期为3000～6000年。这些结果可能暗示着走滑断裂大地震的复发周期远短于逆冲断裂大地震的长复发周期,这是值得高度重视和深入研究的新课题。     

江西九江及邻区主要断裂活动性遥感综合分析

利用Landsat 8、Google Earth等中高分辨率遥感影像以及ASTER GDEM资料并结合前人研究成果,在分析总结江西九江及邻区主要活动断裂带遥感影像解译标志的基础上,获取该区主要活动断裂空间展布情况,结合地震地质资料进一步探讨该区主要活动断裂的性质及其第四纪活动性。研究发现,该地区断裂构造空间展布复杂,以北东与北西走向为主,其中的主要活动断裂带可归并为4大断裂系统,分别为庐江-广济断裂系、黄冈-鄱阳断裂系、九江断裂系和东至-鄱阳断裂系。根据主要断裂带的地貌错位、三维地貌与地形信息及历史地震数据等对断裂活动性进行分析和分级,将该区主要断裂的现今活动性划分为显著、较显著和一般3个级别,并进一步讨论了区域断裂活动与地震的关系。      

浑河断裂地球物理场特征及地震活动性

浑河断裂是辽宁省内一条重要的北东向地震构造带,断裂两侧的地球物理重磁场存在差异。通过浑河断裂的区域重力场与磁场研究,认为浑河断裂既控制了深、浅部岩石地层的发育,同时浑河断裂的重力场、磁场分布随着深、浅部地层岩性发育的差异而有所变化。浑河断裂的重力场和磁场梯度带主要位于抚顺以西至沈阳一带,浑河断裂历史以来有记录的最大破坏性地震位于重力梯度变化较大的沈阳段。综合浑河断裂地球物理场特征及区域地质资料,浑河断裂虽然活动性一般,但抚顺地区的采煤活动对断裂的活动性有一定影响。近些年抚顺地区频发的沉降、滑坡和地裂缝等地质灾害应当引起对浑河断裂活动性研究的重视。     

中国东北地区地震空间分布与主要断裂带、深部构造及应力场关系

中国东北地区在北东东向应力场控制下, 地震有其特殊性。地震空间分布和深度统计结果表明, 东北地区地震主要受岩石圈断裂(开原-赤峰断裂带) 控制, 以44°N为界, 南北具有明显差异。北部地震发生的数量少于南部, 震源深度主要集中在4～6 km和8～12 km两个深度范围内; 而南部主要集中在8～12 km和28～30 km两个深度范围内。发震深度分析显示, 开原-赤峰、郯庐断裂带、大兴安岭断裂带下可能存在地温较低的区域, 使地震可以在深部孕育。地震分布的Vp和Vs剖面资料的研究暗示, 断裂与速度变化带、断裂与断裂的相交区域是地震易发生区域。     

闽台地区地震复发周期的初步探讨

本文论述了地震复发周期的基本原理及其物理意义 ,并根据二十多年的地震资料 ,对闽台地区地震复发周期进行预测 ,结果表明 ,福建地区地震频度强度与台湾地区存在着明显的差异。     

地震波形分类技术在大情字井地区薄砂体预测中的应用

受限于地震资料分辨率,薄砂体预测存在不确定性,一个地震波形多是由两期或者多期砂体叠置干涉形成,因此用振幅、频率等常规属性难以准确描述单期砂体平面非均质性特征。这里采用地震波形分类技术,以松辽盆地南部大情字井地区青一段3砂组为例,通过分析井震标定合成记录,研究三角洲外前缘相带不同砂体叠置模式下地震波形变化规律,建立研究区四种典型砂体叠置模式,利用自组织神经网络技术,选择合适的时窗,经过多次迭代,确定波形分类总数为8种,使每种砂体叠置模式对应两个地震模型道,从而根据时窗内不同地震波形的空间分布,精细描述不同砂体叠置模式的平面非均质性特征。与其他属性和地质统计学反演预测的砂体厚度符合率相对比,波形分类预测符合率远高于振幅类属性和频率类属性,并与井震反演预测符合率相当,说明地震波形分类在三角洲外前缘相带砂体预测中是一种高效准确的技术方法。     

地震研究进展与趋势——全球地震科学钻探研究综述

近年来大地震频繁发生,造成了巨大的人员伤亡和财产损失,认识地震和地震发生机制已成为地质学家和地球物理学家共同的奋斗目标。科学钻探是获取地下深部物质、了解深部信息的最直接、最有效、最可靠的方法,因此,科学钻探是认识和揭示地震断裂作用的最佳手段。本文介绍了目前世界上主要的地震科学钻探计划,包括位于环太平洋地震带的日本野岛(Nojima)断层科学钻探计划、台湾车笼埔断裂钻探计划(TCDP)、圣安德烈斯断裂深部观测钻探计划(SAFOD)、新西兰深部断层钻探计划(DFDP)、日本南海海槽发震带试验钻探计划(NanTroSEIZE)、日本海沟地震快速钻探计划(JFAST)和大陆内部地震的汶川地震断裂带科学钻探计划(WFSD),简要概括了这些科学钻探计划所取得的有关地震研究的重要进展与贡献,并且通过这些成果探讨了未来地震研究趋势。     

A tectonophysical model of the Baikal seismic zone: testing and implications for medium-term earthquake prediction

The first tectonophysical model of the Baikal seismic zone represents a separate complex region of the lithosphere. It has a pinnate structure with a backbone belt of current deformation, which is a concentrator of largest earthquakes, and branching, repeatedly reactivated large and small faults. In its vertical section, the seismic zone is tree-like, the stem and the branches being faults of different size ranks which can generate earthquakes when reactivated. The real-time short-period fault motions and the respective seismicity occurring at a certain time and in certain places are triggered by strain waves, which disturb the metastable state of the faulted lithosphere subject to regional stress. The modeling work includes developing general requirements for tectonophysical models of continental rifts and special methods for identifying the faults that become active within short historic time spans, as well as techniques for locating potential events in space and time in specific active faults. The methods and model testing for medium-term earthquake prediction are described by the example of the well-documented Baikal seismic zone, which is the most active part of the Baikal rift system. The tectonophysical model for the Baikal zone is statistically supported by field data, and this allows estimating the velocities and periods of strain waves for different zone segments and faults, with implications for nearest-future earthquake prediction.     

龙山门断裂带活动特征与工程区域地壳稳定性评价理论

2008年5月12日发生的里氏8.0级汶川地震处于龙门山造山带与四川盆地的构造边界上。350km长的地表破裂带呈右行左阶雁行排列在具有逆冲和右行走滑性质的汶川茂县青川、映秀北川和江油都江堰3条断层带上。下地壳的韧性流动伴随中地壳韧-脆性剪切带应力和应变的积累,产生上地壳脆性发震断层,并控制地表破裂带和滑坡的分布。震源出现在上地壳脆性断层与中地壳脆-韧性剪切带的交汇部位。〖KG2〗以汶川地震为例,结合板内地震基本特征,提出引入大陆动力学理论完善工程区域稳定性理论基础,构建基于板块学说、地质力学和大陆动力学理论的相互补充的工程区域稳定性评价体系;对活断层与地震活动性预测提出见解,强调仅仅从活断层的存在及其活动强度来预测地震活动性与强度是远远不够甚至是错误的,必须将下地壳、中地壳和上地壳结构作为一个整体加以研究和判别;提出工程区域地壳稳定性评价指标体系,指出了大陆内部安全岛划分应采用的核心指标。     

龙门山地震带的地质背景与汶川地震的地表破裂

龙门山位于青藏高原与扬子地台之间, 系由一系列大致平行的叠瓦状冲断带构成, 自西向东发育汶川茂汶断裂、映秀北川断裂和彭县灌县断裂,并将龙门山划分为3个构造地层带,分别为变形变质构造地层带（主要由志留系泥盆系浅变质岩和前寒武系杂岩构成）、变形变位构造地层带（主要由上古生界三叠系沉积岩构成）、变形构造地层带（主要由侏罗系至第三系红层和第四纪松散堆积构成）。 龙门山断裂带属地震危险区,3条主干断裂皆具备发生7级左右地震的能力,其中映秀北川断裂是引发地震的最主要断层,据对彭县灌县断裂青石坪探槽场地的研究结果表明,在该断裂带上最晚的一次强震发生在93040a.B.P.左右,据此,可以初步判定,这3条主干断裂的单条断裂上的强震复发间隔至少应在1000a左右,表明龙门山构造带及其内部断裂属于地震活动频度低但具有发生超强地震的潜在危险的特殊断裂,以逆冲-右行走滑为其主要运动方式。 汶川地震属于逆冲走滑型的地震,地表破裂分布于映秀北川断裂带和彭县灌县断裂带上。根据近南北向的断裂（小鱼洞断层、擂鼓断层和邓家坝断层）和地表断距可将映秀北川断层的地表破裂带划分为两个高值区和两个低值区,两个高值区分别位于南段的映秀-虹口一带和位于中北段的擂鼓北川县城邓家坝一带;两个低值区分别位于中南段的白水河茶坪一带和北段的北川黄家坝至平武石坎子一带,两个高值区分别与小鱼洞断层和擂鼓断层相关。根据保存于破裂面上的擦痕,可将该地震破裂过程划分为两个阶段,早期为逆冲作用,晚期为斜向走滑作用,其与地壳增厚构造模式和侧向挤出摸式在青藏高原东缘的推论具有不吻合性。鉴于龙门山的表层运动速率与深部构造运动速率具有不一致性,初步探讨了龙门山地区的地表过程与下地壳流之间的地质动力模型,认为下地壳物质在龙门山近垂向挤出和垂向运动,从而造成导致龙门山向东的逆冲运动、龙门山构造带抬升和汶川特大地震。在此基础上,根据汶川地震所引发的地质灾害,对地震灾后重建提出了的几点建议。     

活动断裂的变形特征及其大地震复发周期的估算

活动断裂是晚更新世10～12万年以来一直在活动.现在正在活动,未来一定时期内仍会发生活动的各类断裂.活动断裂控制着大地震的发生,是不同类型地震的发震构造.从活动断裂的变形特征来看,不同性质的活动断裂具有不同的发震构造模型,研究这些问题对认识强震的发震条件,划分潜在的震源区或地震危险区,评估发震构造和发震地点具有重要的意义.基于国内外对不同类型活动断裂的认识,结合近10年来在青藏高原地区对活动断裂的研究,总结了活动断裂的基本变形特征和对大地震复发周期估算的认识.研究表明.东昆仑断裂库塞湖段类似2001年Ms 8.1级大地震的强震复发周期为250～350年,阿尔金断裂康西瓦段类似Ms 7.4级大地震的强震复发周期为370～500年.而在青藏高原东缘的龙门山地区,类似2008年5月12日Ms 8.0级汶川大地震的强震复发周期为3000～6000年.这些结果可能暗示着走滑断裂大地震的复发周期远短于逆冲断裂大地震的长复发周期,这是值得高度重视和深入研究的新课题.     

Development of medium-term prediction methods: A case study of the August 14, 2016 Onor (Mw = 5.8) earthquake on Sakhalin

The potential of the load-unload response ratio (LURR) method for medium-term earthquake prediction is studied for Sakhalin Island as an example. An approach to the generation of predicted conditions and assessment of their implementation in real time is considered. The results of a retrospective analysis of other large Sakhalin earthquakes are used for generalization. It is shown that deviations of prediction parameters from specified values are satisfactory for this method. It is recommended that this method be used to compile summaries of medium-term predictions for Sakhalin provided that catalogs are filled as soon as possible.     

青藏高原东北缘地震断层的研究

青藏高原东北缘新构造运动强烈,地震活动频繁。调查资料表明,伴随每次大地震的发生,都将产生规模不等的地震断层。本文研究了该区地震断层的分布规律、类型以及与先存断裂的关系等,同时对研究区不同地段的地壳稳定性进行了初步评价。      

Probabilistic seismic hazard analysis for Sumatra, Indonesia and across the Southern Malaysian Peninsula

The ground motion hazard for Sumatra and the Malaysian peninsula is calculated in a probabilistic framework, using procedures developed for the US National Seismic Hazard Maps. We constructed regional earthquake source models and used standard published and modified attenuation equations to calculate peak ground acceleration at 2% and 10% probability of exceedance in 50 years for rock site conditions. We developed or modified earthquake catalogs and declustered these catalogs to include only independent earthquakes. The resulting catalogs were used to define four source zones that characterize earthquakes in four tectonic environments: subduction zone interface earthquakes, subduction zone deep intraslab earthquakes, strike-slip transform earthquakes, and intraplate earthquakes. The recurrence rates and sizes of historical earthquakes on known faults and across zones were also determined from this modified catalog. In addition to the source zones, our seismic source model considers two major faults that are known historically to generate large earthquakes: the Sumatran subduction zone and the Sumatran transform fault. Several published studies were used to describe earthquakes along these faults during historical and pre-historical time, as well as to identify segmentation models of faults. Peak horizontal ground accelerations were calculated using ground motion prediction relations that were developed from seismic data obtained from the crustal interplate environment, crustal intraplate environment, along the subduction zone interface, and from deep intraslab earthquakes. Most of these relations, however, have not been developed for large distances that are needed for calculating the hazard across the Malaysian peninsula, and none were developed for earthquake ground motions generated in an interplate tectonic environment that are propagated into an intraplate tectonic environment. For the interplate and intraplate crustal earthquakes, we have applied ground-motion prediction relations that are consistent with California (interplate) and India (intraplate) strong motion data that we collected for distances beyond 200 km. For the subduction zone equations, we recognized that the published relationships at large distances were not consistent with global earthquake data that we collected and modified the relations to be compatible with the global subduction zone ground motions. In this analysis, we have used alternative source and attenuation models and weighted them to account for our uncertainty in which model is most appropriate for Sumatra or for the Malaysian peninsula. The resulting peak horizontal ground accelerations for 2% probability of exceedance in 50 years range from over 100% g to about 10% g across Sumatra and generally less than 20% g across most of the Malaysian peninsula. The ground motions at 10% probability of exceedance in 50 years are typically about 60% of the ground motions derived for a hazard level at 2% probability of exceedance in 50 years. The largest contributors to hazard are from the Sumatran faults.     

阿尔金断裂带东段地区深浅部构造综合分析

阿尔金断裂带东段地区的地质构造特征及其动力学机制一直是地学工作者关注的焦点。近年来小震资料越来越多应用到活动断裂空间展布、深浅构造分析及动力学机制研究领域。本文应用双差定位法获得研究区域2008～2017年间6013次地震事件的精确定位数据,通过多条小震深度剖面清晰刻画出断裂系统的空间展布形态。综合石油地震剖面、人工地震宽角反射/折射剖面、人工地震深反射剖面,充分利用小震精确定位信息以及浅表活动构造研究成果,建立研究区断裂系统的深浅部构造模型。研究区莫霍面由北往南逐渐加深,存在三处断错,呈阶梯状展布,地壳内存在一条厚约10km的低速层,在该层以上为地震多发区,断裂系统总体呈"Y"字型,上部为一系列叠瓦状逆冲断裂,造成祁连山的隆升,向下并入一条主干断层。最后探讨了青藏高原东北缘地区构造运动的动力学机制,亚洲板块俯冲至祁连山前,上地壳以逆冲推覆构造模式造成上地壳增厚现象,而中下地壳主要为亚洲岩石圈地幔下插,上地幔的拖曳作用下发生流动引起地壳增厚,上下地壳整体增厚。     

地震学中非线性预测方法的初步研究

介绍了近年来地震预测学中非线性理论和非线性方法的研究趋势和最新研究进展。在非线性数学模型的研究中，较为成功地将非线性门限模型，指数模型、具有长程关联自回归模型等应用于地震的中期预测上，在分形研究上，明确地取代了以往的一些经验结果，使对地震的活动的经验统计关系上升到分形的理论，在研究地震的动力学机制中，以多滑块－弹簧模型为代表，模拟地壳上地震断层运动机制和事实，建立了粘滑摩擦情况下的参数动力学方程。