研究现今地壳运动和强震机理的一种方法

本文阐述了地壳形变与密度变化耦合运动的基本理论，分析了地壳形变与密度变化耦合运动引起的重力时间变化.断层位错运动是地壳形变与密度变化耦合运动的特殊形式.利用重复重力观测数据，选用稳健算法反演研究了1985-2002年滇西地震实验场主要断裂运动的时间分布和强震响应特征，获得了不同类型强震孕育过程图像.     

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．     

2017年四川九寨沟MS7.0地震前区域重力场变化

利用南北地震带2014-2017年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震发生的关系.结果表明：①区域重力场异常变化与北西西向塔藏断裂和南北向岷江断裂带在空间上关系密切,反映了沿控震断裂在2013-2017年期间发生了引起地表重力变化效应的地壳变形和构造活动.②九寨沟地震前,测区内出现了大空间范围的区域性重力异常,而震源区附近产生了局部重力异常,沿塔藏断裂带形成了重力变化高梯度带,其中,甘肃玛曲、迭部、青海河南蒙古族自治县、四川若尔盖、九寨沟一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映九寨沟地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.③九寨沟地震震中位于重力差异运动剧烈的鞍部等值线附近,与断裂走向基本一致的重力变化高梯度带零值线上,这一观测事实进一步佐证了重力场动态变化图像对强震地点预测具有重要的指示意义.     

2013年甘肃岷县漳县6.6级地震前后重力场动态变化

利用青藏高原东北缘2011-2013年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场动态变化及其与2013年7月22 H岷县漳县6.6级地震发生的关系.结果表明:1)测区内重力场异常变化与主要断裂带在空间上关系密切,反映沿主要断裂带(段)在2011-2013年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.2)岷县漳县6.6级地震前,测区内先出现了较大空间范围的区域性重力异常,后在震源区附近产生了局部重力异常及重力变化高梯度带,其中,甘肃临夏与岷县一带重力差异变化达150×10 8ms-2以上;这些可能反映岷县漳县地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.3)重力场1a尺度动态变化图像和差分动态演化图像均反映岷县漳县6.6级地震孕育过程的最后2a出现较显著的流动重力异常变化,地震发生在NE向重力变化高梯度带上、重力变化零值线附近和等值线的拐弯部位.4)基于流动重力异常变化在岷县漳县6.6级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点判定.     

基于插值切割位场分离技术分析2016-1-21青海门源M6.4级地震前重力变化特征（英文）

本文基于覆盖2016年1月21日中国青海省门源县M6.4级地震的河西地区2011年至2015年每年两期的流动重力网观测资料,根据不同的拟合插值算法进行了区域重力位场值网格化方法优选,并通过引人应用于资源勘探领域中的插值切割位场分离算法(改进了边缘点和角点的处理)和图像处理领域的自适应噪声滤除技术,解算了门源M6.4级地震发生前,在震源深度层附近的区域重力场时空演化特征及研究区域重力观测点的半年尺度变化量,解算结果发现,在震源深度范围(-11.12 km)分离的重力位场自2015年下半年,重力变化达到-400~+150x l0-8m/s~2量级左右,大于2011年至2014年同期的变化结果(±30xl0-8m/s~2);半年尺度(2014年9月至2015年5月以及2015年5月至2015年9月)重力观测点值变化趋势也验证了门源地震前重力加速变化的特征,这可能在一定程度上显示了门源地震发震前地壳内部物质运移等地质活动在地表重力场上的反映。     

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 .     

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。     

利用重复重力观测资料研究地震活动与地壳的损伤演化过程

利用细观损伤力学模型建立了地壳损伤演化过程地球重力场变化的关系。探讨了利用重力观测资料计算地壳微裂纹密度参数变化分布的理论与计算方法。利用河西地区1992－1999年多期重复重力观测资料对该地区的裂纹密度参数变化进行了计算，并将计算结果与该地区的各观测时间段内相应发生的一级以上地震活动进行了对比分析，取得了一些有意义的结论和认识。     

玛尼7.9级地震对昆仑山口西8.1级地震的触发作用及动力背景初探

根据库仑静应力变化的概念，对青藏块体中部地区1997年11月8日玛尼7．9级地震及2001年11月14日昆仑山口西8．1级地震的应力触发作用进行了初步研究。不同震源机制解计算结果表明，玛尼地震造成了昆仑地震断层面上10^-3MPa量级的库仑应力增量，该变化仅使得昆仑地震的发生提前了最长10年左右，表明当前地壳应变能水平可能并不很低。对照20世纪初以来全球7级以上强震频度和强度演化特征与地球自转变化的关系，认为地球自转幅度衰减、变化频率升高是近期强震活动的重要控制因素。昆仑山口西8．1级地震的发生，可能是地球自转持续加速阶段后期，青藏块体内部区域应力场逐渐强化，及玛尼地震应力触发的结果。     

广西北流Ms5.2地震区域重力场变化

利用广西及邻区2016—2019年流动重力观测资料,系统分析区域重力场变化及其与广西北流M_S5.2地震的关系。结果表明:①北流M_S5.2地震前,震区附近重力异常变化与主干断裂关系密切,反映沿控震断裂在2016—2019年间发生了引起地表重力变化效应的地壳变形和构造活动;②差分重力图像表明北流M_S5.2地震前震中附近的重力变化是一个"局部重力异常→重力反向变化→重力变化平缓后发震"过程;③近期重力场累积动态图像表明玉林—岑溪—苍梧一带为重力变化剧烈区域,有利于应力的高度积累而孕育地震。     

CHARACTERISTICS OF MULTI-SCALE GRAVITY FIELD VARIATION AND SEISMOGENIC MECHANISM ANALYSIS IN THE SOUTHEASTERN TIBETAN PLATEAU

As the most basic geophysical field, the earth gravity field has achieved wide attention, and its spatial anomaly characteristics and dynamic variation can provide important scientific basis for studying the internal structure and dynamics of the Earth. Based on the mobile gravity observation data of the southeastern Tibetan plateau from 2013 to 2016, the dynamic variation tendency and anomaly characteristics of the regional gravity field in different temporal resolutions are obtained before and after the Ludian and Jinggu earthquakes in the study area respectively. The method of wavelet multi-scale decomposition is used to analyze the relationships of gravity field variation with the earth movement, material density change, and strong earthquake preparation. The deep material variation, dynamic process and the mechanism of earthquake inoculation in the southeastern Tibetan plateau are further discussed. Results indicate that the gravity field variation in the source region before the Ludian and Jinggu earthquake respectively is characterized by obvious positive and negative anomalous transition zone and gradient zone that are consistent with the direction of fault tectonics, suggesting the strong crustal movement and mass migration during the earthquake incubation period. The result of wavelet multi-scale decomposition of the gravity field during the period from September 2013 to April 2014 shows that the gravity field variation at different depth and space scale in the crust and upper mantle of the southeastern Tibetan plateau is significantly correlated with seismic distribution and the location of active fault zone. This indicates that the earthquake inoculation in the study area is closely related to the fault movement and the distribution of material density in the crust and upper mantle, which may be affected by the complex deep dynamic process of the material migration in the crust and mantle. The characteristic that strong earthquakes always occur near positive and negative anomaly transition zones and gradient zones of gravity field change is preliminarily explained, based on the dynamic process of material migration in the crust and upper mantle of the southeastern Tibetan plateau. The research results of this paper have some reference value to the study on the earth movement and seismogenic mechanism.     

Investigation on the relation between the gravity anomaly，crustal deformation and underground water

Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｇｒａｖｉｔｙａｎｏｍａｌｙ，ｃｒｕｓｔａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒＸｕｅ－ＦａｎｇＷＵ（吴雪芳），Ｓｈｉ－ＨｕａＴＩＡＮ（田世华）ａｎｄＧｕ...     

层状介质中断层位错引起的重力异常及其数值模拟

修正了文献［１］给出的两个公式和计算机程序中的个别错误，并根据文献［１］利用层状介质中的位错理论及其与相应重力变化的关系［２，５］，通过数值模拟方法研究了矩形位错面在不同尺度、倾向、埋深和位错的情况下有不同取向、量值的重力异常变化。此外，还对唐山地震、共和地震的重力资料作了几个测点的计算以探索地震物理前兆场空间和强度分布的复杂性。结果表明，断层错动引起的重力变化在空间、强度上的分布是十分复杂的。它是位错地表形变和地下层界面形变效应共同作用的产物，既可以是正异常，也可以是负异常。位错源的几何条件、埋深条件、位错方向和量值等对重力的空间、强度分布和范围有较强的影响。这就说明对于地震与重力异常的关系不能一概而论，要考虑一次地震特定条件的影响。本研究也为我们理解其它地震前兆物理场的复杂性提供了有益的启示     

The variations of the degree of ground resistivity anisotropy during the Tangshan earthquake

ＴｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｇｒｏｕｎｄｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅＴａｎｇｓｈａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅＴｏｎｇ－ＥｎＭＡＯ（毛桐恩）；Ｔｉｅ－ＣｈｅｎｇＷＡＮＧ（王铁成）；Ｊｉａ－ＬｉｕＹＡＯ...     

腾冲火山区的地震层析成像及其构造意义

利用滇西南临时台网和固定台站的地震数据反演了腾冲及邻近地区的P波速度结构,着重分析了腾冲火山区和龙陵7级地震震源区的地壳结构特点.研究结果表明,腾冲火山区下方10～20 km深度范围存在明显的低速区,其横向尺度大约在20～30 km之间;推测这一低速区代表了仍处于活动状态的壳内岩浆源,热流通道有可能通过腾冲断裂延伸至地...     

首都圈地区的地震活动性与断裂的关系

通过地震学参数研究构造脆性变形的方法 ,着重分析了首都圈地区地震活动的“时、空、强”及其震源机制分布特征与断裂活动的关系 ,展示出该地区断裂活动的定量性规律 ,由此获得了首都圈地区上地壳变形的物理模型。结果表明 :首都圈地区地震活动的“时、空、强”及其震源机制分布特征与断裂活动性质吻合较好 ,NE或NEE向和NWW向 2组断裂构成共轭断裂 ;沿NWW -SEE向的张家口 -渤海湾断裂带两侧形成了燕山块体、晋北块体、太行山块体和冀中块体的基本活动体系 ;在NWW -SEE向串列状的块体边界上形成一定量的NWW向地震活动密集带 ,而在与其共轭的NE或NEE向断裂交汇点附近具有发生中强震级以上地震的构造条件     

川滇地区7级大震前中强震震源机制变化

分析了 70年代以来 ,川滇地区发生的 8次 7级大震前 5年内 ,发生在大震孕震区和震源区内的中强震震源机制解时空分布。结果表明 ,最早中强震发生在大震震源区或其附近 ,其发震应力场与区域构造应力场一致 ,与大多数大震发震应力场一致或接近。大多数中强震震源破裂特征与大震明显不同。之后有多次中强震发生在距大震震源区较远的大震孕震区内其他地方 ,它们的发震应力场往往经历了与区域构造应力场和大震应力场一致与不一致的多次交替变化。大震前最后 1个中强震也发生在距大震震源区较近的地方 ,其发震应力场与大震发震应力场明显不一致 ,偏转了 30°～ 5 0° ,或更多 ,大多数也与区域构造应力场不一致 ,有的中强震发震断裂破裂特征与大震不一致。大震前中强震震源机制的变化 ,反映了大震孕育过程的不同阶段 ,区域构造应力场的时空调整变化和增强过程 ,以及由此引发的构造断裂异常活动 ,揭示出与大震发生有关的应力场和震源破裂特征信息     

On stress-forecasting strategy of earthquakes from stress buildup,stress shadow and stress transfer (SSS) based on numerical approach

Global Positioning System (GPS) and Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), used for monitoring crust deformation, are found to be very promising in earthquake prediction subject to stress-forecasting. However, it is recognized that unless we can give reasonable explanations of these curious precursory phenomena that continue to be serendipitously observed from time to time, such high technology of GPS or InSAR is difficult to be efficiently used. Therefore, a proper model revealing the relation between earthquake evolution and stress variation, such as the phenomena of stress buildup, stress shadow and stress transfer (SSS), is crucial to the GPS or InSAR based earthquake prediction. Here we address this question through a numerical approach of earthquake development using an intuitive physical model with a map-like configuration of discontinuous fault system. The simulation provides a physical basis for the principle of stress-forecasting of earthquakes based on SSS and for the application of GPS or InSAR in earthquake prediction. The observed SSS associated phenomena with images of stress distribution during the failure process can be continuously simulated. It is shown that the SSS are better indicators of earthquake precursors than that of seismic foreshocks, suggesting a predictability of earthquakes based on stress-forecasting strategy.     

设定场源参数的区域重力微变化特征与模型实验

流动重力测量作为地震前兆监测手段之一, 所得到的区域重力场微变化信号反映地壳内部密度变化、 地壳变形、 流体运移等信息。 采用定量化和模型化方法研究与地震孕育相关的重力场变化信号时空特征, 对于构建地震预报定量化指标体系具有重要意义。 通过设定场源参数构建了数值模型, 正演得到了多组不同场源条件下的重力场变化模型; 通过模型对比, 分析了重力变化与重力梯度变化对不同类型场源参数的关系。 研究结果表明: 重力垂直梯度变化对异常体边界比较敏感, 特对浅部异常更为敏感, 适用于圈定异常体范围。 以此为基础提出了观测系统的优化测量方案, 以及对观测精度的需求。 研究结果对于构建地震预报指标参数, 优化流动重力观测系统具有一定参考意义。     

强地震前兆异常特征与深部流体作用探讨

根据华北几次强震前后地下流体和重力异常特征,结合大地测深资料探讨了地震发生前后深部介质的变化和地壳浅层应力场变化特征。地震发生前震中区地下水位异常主要表现为下降型,气体异常呈上升型,重力和形变也出现异常;在外围地区地震前地下水位异常以上升型为主。 海城地震和大同–阳高地震前地下水位上升、下降异常有方向性分布的趋势,呈 X 形分布,这意味着地壳浅层应力场是压扭型的,并存在垂向应力的作用。在孕震过程中,地球深部流体向上运移,使得震源区及其附近的岩石膨胀、密度降低,震中区地壳浅层应力场呈拉张型,造成地下水储容积增大,地下水位出现了下降型异常。 在特定的构造单元内,地下流体、重力异常的空间分布特征能较好地反映地球深部物质运动和地壳浅层应力场特征。