布朗模型在北京西北地区的应用

在我国的北京西北地区，存在着一些离逝时间远大于复发间隔的活动断裂（段）.布朗过程时间模型（Brownian passage-time model）是基于弹性回跳理论发展起来的一种随机点过程模型，可用于估计活动断裂（段）未来某一时段的地震危险. 本文简要介绍了布朗过程时间模型的数学模型理论，以及该模型与其它强震复发模型的差异. 最后，应用该模型及对数正态模型，对北京西北地区离逝时间远大于复发间隔的主要活动断裂未来100年的地震危险，进行了估计和对比分析，认为该模型所得到的结果应更为合理.      

兰州马衔山北缘断裂地震潜势评估

马衔山北缘断裂为晚第四纪活动的左旋逆走滑断裂,是对兰州市影响最大的控震断裂,自东向西可分为内官营段、马衔山段、七道梁段和雾宿山段4条次级断层段.其中雾宿山段为1125年兰州7级地震的发震断层段,其特征地震平均复发间隔为2 250～3 590年,最晚离逝时间为882年,在未来关注的200年内再次发生强震的可能性较小;马衔山段特征地震平均复发间隔约为3 120年,历史上曾发生过多次中等破坏性地震,其潜在地震危险性值得关注;七道梁段和内官营段未获得古地震复发间隔等参数,但历史上均发生过中等破坏性地震,未来仍存在中等破坏性地震发生的可能,其地震复发间隔可近似地参考马衔山断裂带上相应震级地震的平均值.     

华南地区中强地震重复特征初步分析

运用时间相依的布朗过程时间模型和泊松模型,分别计算了炉霍潜源和道孚潜源7.0≤M<7.5和7.5≤M<8.0震级档未来50a的发震概率,并将其与根据中国地震动参数区划图(2001)潜在震源区划分综合方案且运用分档泊松模型所得的计算结果进行对比分析。结果表明:①应用地震矩率方法得到的各断裂段特征化地震复发间隔,无论是BPT模型或泊松模型所得到的炉霍和道孚潜源在7.0≤M<7.5震级档的发震概率计算结果,均远大于根据中国地震动参数区划图(2001)潜在震源区划分综合方案所得的计算结果;②对于使用同样的由地震矩率方法得到的各断裂段特征化地震复发间隔数据,BPT模型和泊松模型所得的计算结果也不相同。     

夏垫断裂荣家堡探槽揭示的断裂活动特征及未来地震危险性概率评价

时间相依的活动断裂地震危险性概率评价以地震地质学定量研究为基础,采用随离逝时间增长的发震概率和预测震级共同描述断裂段的地震危险性,对地震预防和灾害管理具有重要的现实意义。传统概率方法中泊松分布(Poisson)模型的时间不相关性与活动断裂上大地震的活动特征不符,不能直接用于计算上次大地震离逝时间较短的活动断层的地震危险性。曾于1679年发生过三河-平谷8级大地震的夏垫断裂即是典型实例,现有的泊松模型可能高估了该断裂的潜在地震风险,应考虑该地震之后的应力积累和时间因素来评估其地震危险性。文中基于野外探槽古地震和地貌测量等调查工作,揭示该断裂晚全新世以来发生过2次古地震事件:事件E1即1679年三河-平谷大地震,距今341a;另一次古地震事件E2的年龄限定为距今(4.89±0.68) ka,平均同震位移约为(1.4±0.1) m。与前人的研究数据进行对比可发现,最近一次大地震的离逝时间约341a,预测未来的最大震级为8.0级。同时,文中采用时间相依的布朗模型(BPT)、随机特征滑动模型(SCS)和通用模型(NB)表述断层破裂源上特征型地震活动的时间相依特征,综合计算了该断裂带未来30a的强震发震概率,并与泊松模型的计算结果进行了对比。研究结果表明,该断裂未来30a的强震发震概率较低,原来所采用的时间不相关的泊松模型所计算的发震概率值相对偏保守。所得结果有助于科学评价该断裂的地震潜势,同时有助于讨论时间相依的概率方法如何更好地适用于东部地区活动断裂的地震危险性评价。     

鄂尔多斯地块北缘主要活动断裂晚第四纪强震复发特征

对鄂尔多斯活动地块北边界主要活动断裂的古地震研究、强震复发特征及异常分析,得到了晚第四纪的62次古地震,其中全新世期间33次.段落、断裂和断裂带3个层次的古地震复发特征有所差别,独立段落的强震序列多数遵循长短间隔复发的特征,而断裂和断裂带的随机或丛集特征更明显。“移动窗口测试”结果表明,色尔腾山山前断裂和乌拉山南缘断裂,随机偶合产生“异常接近/异常长间隔”的概率分别为64.4％和70％,各断裂的段落之间相互作用不明显;而整个断裂带,其概率为26.8％,断裂之间的相互作用明显。这种复发特征可能意味着地块整体运动对强震复发的影响。另外,色尔腾山山前断裂的乌句蒙口-东风村段和大青山山前断裂的土左旗-乌素图、呼和浩特段等3个段落离逝时间已超过平均重复间隔时间,是未来强震最可能发生的地点。     

甘青地区未来强震危险区的综合判定

利用甘青地区近年来在活动断裂地质填图,专题研究及地震安全性评价等方面所获得的大量成套的地震地质资料,充分考虑断裂几何学特征、活动性质、活动时代、滑动速率、历史地震及古地震复发间隔、离逝时间等特征的差异,划分出了不同地震危险程度的区段。同时结合该区强震活动的时空特征对甘青地区未来２０年内发生强震的危险区段进行了综合判定,认为本区未来２０年内是强震的多发时期,今后几年内存在发生６级以上甚至７级左右强震的较大危险性。     

西秦岭北缘断裂带特征地震平均复发间隔的确定和地震危险性评价

时间相依的地震危险性概率评估方法是最近10a来逐渐发展起来的，是一种将已获得的定量地质资料运用于活动断裂中—长期地震潜势概率评估的方法，从而使得在缺乏历史记载或仪器记录资料，但已获得断层平均滑动速率、同震位错、古地震年代序列等资料的活动断裂段上评估未来的发震概率成为可能。在定量计算活动断裂未来地震危险性的过程中，作为输入参数之一的特征地震平均复发间隔是一个至关重要的参数，它的确定将直接影响到概率计算的结果。对研究断裂上已获得的历史地震资料(H)、地质资料(G)和古地震资料(P)，笔采用了时间可预报(T)和准周期(Q)两种模式分别计算其平均复发间隔，比单一的只假定一种复发模式计算更具有完善性和可靠性。在叙述该方法的同时，以西秦岭北缘断裂为例，详细阐述了该断裂上特征地震平均复发间隔的确定，并在此基础上对西秦岭北缘断裂未来地震潜势作了定量评估。     

川滇菱形块体东边界各断层段强震演化特征研究

在搜集整理川滇菱形块体东边界断裂带的断裂分段、特征地震和古地震资料基础上,结合各特征参数之间的经验关系,给出东边界断裂带各断层段的长度、宽度、特征地震震级、错动距离等参数.以GPS速度场为约束,利用弹性位错模型反演各断层段深部的年平均滑动速率;针对某些特征地震断层段,根据错动距离及复发周期,确定其位错年积累速率.比较这二种速率之间的定量关系,并利用这一关系给出所有断层段上地震位错年积累速率和地震复发周期.在此基础上,利用弹性位错模型逐次反演1700年以来所有M≥6.8级地震对各断层段位错积累的影响,并将这种影响纳入特征地震的离逝时间中,得到了离逝时间与复发周期的比值,并进行归一化处理最终获取了各断层段的临震危险程度.震例研究表明,当比值为0～1时,断层较安全;当比值〉1时,断层段地震危险程度较高.2009年的结果表明：临震危险程度接近或大于1的断层段有鲜水河断裂带塔公段、安宁河断裂带北段、小江断裂带蒙姑-东川段、东川-寻甸段和宜良-澄江段,其临震危险程度分别为1.35,0.92,1.17,1.04和1.09.     

小江断裂带的破裂分段与地震潜势概率估计

根据历史地震资料分析了云南省东部的小江断裂带强震及大震震源的空间分布,初步划分出7个相对独立的震源段或基本破裂单元.各段历史地震的时间间隔从总体上显示出带有不确定性的时间可预报复发行为.本文初步建立起该断裂带地震时间间隔的统计模型,引入了估算各段以上一次地震大小为背景的平均复发间隔的数学方法,由此估计出该带不同大小地震的给定信度的平均复发间隔区间.进一步提出一种适合于在具有准时间可预报复发为的断裂带上进行地震潜势实时概率分析的方法,并且运用这种方法估算了小江断裂带各段1991年至2005年地震复发的条件概率和概率增益.结果表明:该断裂带的东川以南至嵩明段、澄江至华宁段未来复发强震或大震的可能性较大.      

利用GPS数据估算川滇南部地震(M_S≥6.5)平均复发间隔

利用川滇南部GPS站点速度资料,采用Kriging插值和有限单元中形函数(拉格朗日差值函数)求导原则,计算了川滇南部主应变速率.在此基础上,引入Kostrov地震矩率计算方法,由主应变速率求得了研究区的地震矩率,进而借助于Ward地震平均复发间隔公式计算了研究区地震(MS≥6.5)平均复发间隔.计算结果表明,川滇南部不同震级档地震复发间隔空间分布总体上与区内主要活动断裂展布基本吻合;地震复发间隔低值区主要分布在地震活动水平和滑动速率较高的安宁河—则木河—小江断裂带、丽江—小金河断裂西南段、红河断裂西北段.所得的结果与利用历史地震资料获得的结果基本一致.该方法对于历史地震资料缺乏或不完整地区和活动断层定量研究程度较低的地区有着潜在的应用价值.     

由地震活动参数分析安宁河-则木河断裂带的现今活动习性及地震危险性

利用区域台网地震资料, 分析了川西安宁河-则木河断裂带不同段落的现今活动习性，进而鉴别潜在大地震危险的断裂段. 文中由异常低b值的分布圈绘出凹凸体，发展和应用了由多个地震活动参数值的组合判定断裂分段活动习性的方法，尝试了利用凹凸体段的震级频度关系参数估计特征地震的平均复发间隔. 结果表明，该研究断裂带存在5个不同现今活动习性的段落. 其中，安宁河断裂的冕宁-西昌段属于高应力下的闭锁段，其核心部分为一较大尺度的凹凸体；则木河断裂的西昌-普格段则表现为低应力下的微弱活动状态. 重新定位的震源深度分布，显示出上述闭锁段和微弱活动段的断层面轮廓. 冕宁-西昌段是未来大地震的潜在危险段. 该段从最晚的1952年6.7级地震起算，至未来特征地震的平均复发间隔估值为55～67年, 未来地震的震级估值为7.0～7.5. 本研究也初步表明，同-断裂段的活动习性可随时间动态演变.      

山西1303年大地震破裂对相邻断裂段地震复发行为的影响

根据历史地震资料分析了山西断陷带中3个相连接断裂段的地震复发过程及其与1303年8级地震的联系.结果发现1303年大地震破裂曾造成相邻断裂段上地震复发行为发生改变,其中,北邻断裂段的一次地震被提前了300～400 a发生,南邻断裂段的另一次地震则被推迟了约300a发生,而1303年破裂过的一部分断裂面很可能长期处于较低的破坏应力下并以中强地震作调整性活动.在未受到1303年破裂影响的时期,各断裂段的地震复发均表现出时间可预测行为.通常认为,一个断裂段的破裂将会造成相连接的邻段至下一次地震时间间隔的缩短,但本文却发现这也可造成邻段至下一次地震时间间隔的延长.     

京西北盆岭构造区强震复发概率模型及地震潜势的定量评估

基于京西北盆岭构造区活动构造的定量化研究成果 ,视强震复发间隔为一随机变量 ,借鉴NB模型的建模方法 ,结合强震复发过程中存在分形规律的思想 ,建立京西北模型———强震复发间隔的均一化值服从正态分布N(1.0 0 0 3,0 .2 4 6 4 2 ) ;京西北盆岭构造区未来可能发生地震概率较高的断裂是 :天镇 -阳高盆地北缘断裂、阳原盆地南缘断裂、延庆盆地北缘断裂辛韩段、矾山盆地北缘断裂燕水段、宣化盆地南缘断裂     

中国大陆活动断裂的段破裂地震复发行为

为了考察中国大陆活动断裂带段破裂地震的复发行为,根据多轮回复发的地震资料定量分析了19个断裂段的地震历史．结果表明:这些断裂段的地震原地复发主要表现出:① 良好的准周期行为(约占9/19);② 时间可预报行为(约占12/19)．第1种行为的复发间隔内在不确定性为平均间隔的0.15～0.40,不同轮回事件的震级在平均震级0.5级之内变化．第2种行为的复发间隔内在不确定性大多为平均间隔的0.19～0.40,相继轮回事件的最大震级差可达1.7级．另外,少数情况下第1种行为可与第2种或者滑动可预报行为共存．      

东昆仑活动断裂带东段古地震活动特征

东昆仑活动断裂托索湖——玛曲以东肯定那一带， 可据阿尼玛卿玛积峰为界再分为花石峡段和玛沁段两个在几何上不连续的段落. 两段在表征断层全新世活动特征的古地震事件方面有明显差异， 花石峡段的地震活动性明显高于玛沁段的地震活动性. 古地震研究表明， 花石峡段上3次强震活动相邻两次地震发生的时间间隔分别约为500 a和640 a， 玛沁段上最近两次古地震事件间大致有1 000 a左右的时间间隔. 根据断层平均滑动速率计算的花石峡段7.5级地震的平均复发间隔为411~608 a， 相对应的同震平均水平位错约为（5.75plusmn;0.57）m. 虽然玛沁段的地震活动性较弱， 但由于该段上最近一次地震事件离现在较为久远， 已经积累的应变能应该使我们对其未来地震危险性的分析有足够重视.      

东昆仑断裂带东段玛曲断裂古地震初步研究

东昆仑活动断裂是青藏高原东北部一条重要的NWW向边界断裂。玛曲断裂位于东昆仑断裂带的最东段。本文通过3个古地震剖面揭示出东昆仑断裂东段玛曲断裂全新世共有4次古地震事件。最新一次古地震事件为距今(1730±50)～(1802±52)a,第二次古地震的时间为距今(3736±57)～(4641±60)a;第三次为距今(8590±70)a;第四次为距今(12200±1700)a。其中第一次和第二次古地震事件的时间较为可靠,两次古地震事件之间的复发间隔为2400a左右,由此认为东昆仑断裂带东段的古震事件之间的复发间隔为2400a左右,古地震的离逝时间为距今(1730±50)～(1802±52)a。     

兰州马衔山北缘断裂带古地震初步研究

兰州马衔山北缘断裂带为一条全新世活动断裂 ,大致由 4条次级断裂段组成 .沿断裂带发现了多期古地震事件 ,其活动具有时空不均匀性 .其中东段的马衔山段可以确定 2次古地震事件 ,距今 5850± 50 0aB .P .,2 0 60± 42 0aB .P .,复发间隔约 380 0a ;震级 7～ 7.5级左右 .中段的七道梁段发现 2次古地震事件 ,距今 1 682 0± 80aB .P .,1 0 80 0± 1 40aB .P ..西段的雾宿山咸水沟段可以确定一次古地震事件 ,其年代为 1 2 45± 560aB .P .,结合史料考证结果 ,认为就是 1 1 2 5年兰州 7级地震 .从古地震活动年代及复发间隔分析 ,马衔山北缘断裂带未来的强震危险段应为东段的马衔山段和西段的雾宿山咸水沟段 .     

中国大陆活动断裂大震复发间隔

通过重新编制活动断层定量参数数据库,利用中国大陆活动断裂定量资料评估了中国大陆活动断裂(段)的大震复发间隔,给出了青藏、新疆、华北3个构造区的大震复发间隔分布特征。研究结果表明,青藏高原活动断裂M7.5级以上大震复发间隔远小于华北和新疆。青藏高原从几100a到2000a,而华北和新疆则从2000a到5000a。大震复发间隔与断层滑动速率成反比,边界断裂的大震复发间隔通常比块体内部断裂短,比例关系大体为1:1.5—2.0。大震复发间隔与断裂性质相关,走滑断层的复发间隔小于逆走滑断层,逆走滑断层小于逆断层,比例关系大体为1:1.5—2.5。现有的定量数据汇编成果和大震复发间隔估计以及统计结果,既可作为地震危险性分析的重要参数,又可作为构造类比研究的参考信息。     

地震失稳的滑动－弱化模式与大地震复发间隔估计

在考虑地震失稳的滑动－弱化特征后，研究了估计大地震重复间隔的问题，建议了一种计算大地震重复间隔的方法，给出了计算复发间隔的公式。同时，应用这个方法计算了海原断裂带、华山山前断裂带、贺兰山东麓断裂带和小江西支断裂带的８级大震复发间隔，它们分别为３４６６年、２０４３年、２６８８年和９７５年。这些数值与古地震研究给出的实际古地震复发间隔甚为一致，说明建议的计算方法可以应用于活动断裂地震复发时间和地震危险性的估计。     

海原断裂带M6.7地震概率及其震级分布

海原断裂是中国西部的一条重要活动走滑断裂带，1920年沿该带发生的8.5级大震形成了长达230 km的地表破裂带和10 m的左旋走滑位移. 近10余年来，国内外学者对海原断裂开展了古地震研究，揭示出大量的古地震事件，为研究该断裂带上强震复发规律提供了重要的基础资料.本文利用这些古地震资料，采用泊松模型和布朗过程时间模型（Brownian passage time model），并考虑海原断裂带3个段落组合的不同尺度的破裂（单段破裂、双段破裂和全带破裂），经加权分析计算得到了海原断裂带未来百年强震（M6.7）复发的可能性及其震级分布. 计算结果表明，海原断裂带未来百年M6.7地震发生的可能性为0.035.