腾冲台强震前地电场线性极化特征

分析了位于云南西南部的腾冲地震台自1986年以来的大地电场记录资料, 分别针对4次远强震和中等地方震前的电场极化特征进行了分析。 结果表明, 在地震发生前3个月的时间内, 电场极化逐渐趋于线性, 而不象正常时段时数据分布比较分散。 地震越强, 其线性极化特征出现得越早。 电场异常的方向性与震中方位有一定关系, 但也与震源区的活动断裂走向有关。 综合分析了异常产生的机理, 认为异常可能来自震源, 而震源区构造是信号传播的最佳通道。 电场的震前线性极化异常具有非常典型的短临性, 对未来地震方位及时间预测具有一定的参考价值。     

河西地区重力变化与2013年门源MS5.1地震研究

基于2010年5月—2013年10月的6期在河西地区流动重力测量资料获得的重力场时空变化结果,分析该区近期重力场变化及与2013年门源MS5.1地震的关系。结果表明：河西地区重力场变化空间分布显示在活动断裂附近重力变化较大,沿祁连山北缘断裂、昌马—门源断裂及庄浪河断裂形成与断裂带走向基本一致的重力变化高梯度带,反映了断裂构造活动引起的重力局部异常变化特征。2013年门源MS5.1地震发生在重力变化的高梯度带附近。     

青藏高原东北缘近期重力与地壳形变综合分析与研究

利用青藏高原东北缘2011—2014年期间的流动重力与GPS观测资料和1970—2011年水准观测获得的垂直运动背景场资料,结合区域地质构造动力环境和区内发生的强震事件,系统分析了区域重力场变化、地壳三维形变与区域构造环境和强震活动的关系,进一步研究和探讨了区域重力场变化与区域三维地壳运动的时空分布特征及其机理。结果表明:1)测区内重力场变化与GPS观测反映的水平运动和水准观测反映的垂直运动在空间上关系密切,地壳形变总体表现为沿水平运动的方向重力增加,高原山地挤压隆升,地面重力减少;断陷盆地相对伸展下沉,地面重力增加,反映了新构造活动的继承性。2)地壳形变场变化与活动断裂密切相关,重力变化和垂直形变等值线走向总体上与呈NWW向的祁连-海原断裂走向基本一致,水平形变也在祁连-海原断裂附近产生明显的左旋走滑运动。3)强震易发生在具有显著重力变化的活动断裂带上,也易发生在沿活动性断裂的断块垂直差异运动强烈或兼有强走滑运动的地方。2016年门源震中附近区域地壳受挤压变形显著、面压缩率和重力剧烈变化的特征最为显著。2013年岷县漳县6.6级地震发生在重力变化高梯度带拐弯的地区,也是面压缩率变化过渡带和垂直形变过渡带地区。4)文中第一作者等曾基于该区地壳形变资料在岷县、门源地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测。基于上述认识,进而强调在研究区形成的一些地壳形变异常部位可能仍存在中长期强震/大震危险背景。     

断层对地下水渗流场特征影响的数值模拟

断层的存在影响着地下流场的运移和分布。 该文建立了一个理想地区的地下含水系统模型, 应用Modflow软件, 考虑断层倾向、 走向、 渗透系数等因素的影响, 采用数值模拟方法研究并探讨了断层对模拟区渗流场水头分布的影响特征。 研究结果表明: ① 倾向不同的断层, 以垂直断层对流场水头值的影响最为显著; ② 不同走向断层对流场的影响, 主要受断层走向与流线夹角的控制, 夹角越大, 对流场的影响越显著; ③ 断层的导水性质对模拟区流场水头值分布的影响较大, 断层表现为导水或阻水性质, 主要取决于断层渗透率与周围介质渗透率的关系; ④ 断层附近的流场梯度变化较大, 距离断层越近, 流场受断层的影响就越明显, 随着离断层距离的增大, 影响效应逐步减弱。 这项研究结果有助于深入认识断层对地下流体动态的影响, 以及对地震前兆特征的解释。     

同场地多方位多极距地电场相关特性

针对5个典型地震震中周边的50余个场地记录到的地电场数据展开分析,计算了各场地不同方位之间的地电场相关系数δ_xy或同方位不同极距之间的地电场相关系数δ_xx,以此表征场地地电场变化的复杂性。结果显示:地震活动平静期间这些场地的地电场相关系数δ_xy和δ_xx 具有相对稳定性,中强地震孕育发生期间震中附近多数场地的δ_xy和δ_xx会出现明显下降,且这种现象具有方向性、时间准同步性,并随着震中距的增加而逐步消失。从机理上推断,δ_xy和δ_xx的下降反映了震中附近局部场地地电场变化的非均匀性。      

与大电流信号有关的华北东部地区地电场空间变化特征的研究

在地震电磁学研究中,电流在地下的流动特征与构造关系是一个非常重要的问题.大范围观测站的分布和强电流源存在的格局为我们研究这个问题提供了机会.本文通过对青岛换流站接地极向地下注入2100~3004 A大电流时华北东部地区21个地电场台站观测的研究,深入认识了地电场信号变化实质.研究表明：①沿着郯庐断裂带方向、跨过郯庐断裂带西南方向、跨过郯庐断裂带北西方向能够记录到地电流信号的特征变化非常大,存在着明显方向性特征和“穴位”现象.②注入大地的电流强度越大,则在观测点记录到的地电流信号强度也越强.③本文研究区域里地电场信号的均匀度并不遵循均匀介质条件下的一般规律,说明地下介质电性非均匀性和各向异性特征明显.④大电流注入地下时能够较正确地反映信号源方位的台站较少,只有安丘台、大山台和新沂台所观测到的方位线可用于确定信号源的位置.本文从点电流源与台站测线布局构成的装置系统、大区域介质非均匀性、台站测区以及附近地区的介质细结构的影响三个方面,通过数值模拟,对上述特征进行了较深入的分析和解释.     

Biot介质中P波与井孔的耦合

依据全频域的Ｂｉｏｔ理论，推导了在Ｂｉｏｔ的流体饱和孔隙介质中，平面Ｐ波垂直井轴入时与井孔相互作用所产生的井内声压场的解析表达式．通过数值计算，对井内声压场出现的共振响应进行了分析．重点研究在不同频率段渗透率对井内声压的影响及偏离井轴记录时声压的变化．结果表明，在井内测量地震波声压，全频域都有明显影响；测量大于５００ＨＺ的地震信号，检波器偏离井轴放置以及方位不同的影响不能忽略；渗透率变化对井内声压的影响程度最大不超过弹性固体情况（零渗透率）下相应声压的１／５．     

基于FLAC3D数值模拟的清徐地裂缝与交城断裂成因关系研究

基于断裂力学理论,应用FLAC3D数值模拟方法对交城断裂活动时附近土体的变形特征进行模拟计算。计算结果表明:断层活动带动上覆土层差异沉降及应力场变化,当断层错动量达到一定程度,断层附近出现拉应力区,土体在拉张应力和自身重力作用下产生垂直差异形变,从而产生地裂缝。将数值模拟结果与方山探槽揭示的地裂缝剖面特征进行对比,二者结果相互印证,说明清徐地裂缝是交城断裂活动的结果,二者具有明显的对应关系,地裂缝为构造成因裂缝。数值模拟结果为研究断裂和地裂缝成因关系提供了佐证。     

应用水位b值动态推算华北中强地震前主应力方向

在计算、统计济阳坳陷区群井水位－气压效率（ｂ）和判定华北断块中强地震前兆动态的基础上,结合井孔所处断裂构造走向,推算了单井ｂ值响应的构造裂纹应力、应变特征,并以群井推算结果研究了震前异常场的主应力方向。初步归纳出华北不同区块中强地震前在济阳坳陷呈现的主压应力方位及不同块区间的演变规律,力图为地下流体的地震预报增添新方法。     

太行山断裂带东南缘地壳三维P波速度结构成像

应用多年地震台网观测数据,使用多震相走时成像方法获得了太行山断裂带东南缘地壳的三维P波速度结构模型。结果表明:速度结构图像在浅部较好地反映了地表地形、地质构造的特征,深部显示地壳速度具有明显的横向变化特征。12km深度以上显示研究区北部太行山隆起区地壳主要呈现为高速区,南部沉降区为低速区,而12km深度以下具有反转的特点。整体显示速度异常的走向大致与邻近活动断裂走向一致。垂直速度剖面显示研究区地壳具有分层特征,上地壳厚约10km,速度横向变化较小;中、下地壳的界面呈现局部上隆或凹陷状,横向起伏变化较大。通过分析速度、断裂与中强地震发生的关系推测研究区具备发生中强震的深部孕震条件。     

长宁MS6.0地震前后地电场秒数据变化特征研究

地电场是地球电磁场的重要组成部分。 本文利用传统的时间序列统计分析方法, 对重庆市所属仙女山地震台的地电场秒采样观测数据变化特性进行了研究和讨论。 结果显示: ① 长宁M_S6.0地震前后, 在距离震中390 km的仙女山地震台, 记录到了地电场异常变化; ② 仙女山台地电场异常变化的平均方位角为N77.55°E, 大约由长宁M_S6.0地震震中位置指向仙女山地震台方向; ③ 仙女山地震台的典型地电场异常变化为间歇性不定周期变化, 在长宁M_S6.0地震发震前8天开始密集出现, 震后第4天以后, 逐步转化为较高频率扰动变化; ④ 仙女山台地电场异常变化成簇出现, 每一簇变化由多组按照非线性规律衰减的阶跃变化信号组合叠加而成。 综合分析认为: 长宁M_S6.0地震前后地电场异常变化, 主要与发震构造裂隙突变和岩体微破裂过程中, 地下流体高压运移产生的过滤电动势有关。     

大地电场台站日变幅年度变化趋势分析

为了直观展示大地电场日变幅年度变化趋势,获取多年尺度下数据变化形态及特征,选取2012-2015年,4个地电台网8个存在潮汐地电场变化的地电台站观测数据,进行去除台阶、异常数据及滤波处理,计算地电场日变幅。结果显示：①2012-2013年大多数台站存在春冬低、夏秋高的日变幅趋势性特征;②2014-2015年存在几种不同日变幅年度变化趋势,同时同一台站不同测道间日变幅变化趋势存在差异性,该变化趋势和差异性的存在可能与地下介质结构变化和介质的非均匀性有一定关系。     

空基和地基近直流电场观测数据背景特征的相关性

研究空基和地基电磁观测数据各自的特点和规律,并探索两者之间变化的相关性,对将空基和地基观测资料综合应用于地震监测研究具有重要的科学意义.本文利用法国DEMETER卫星的电场观测数据和我国甘肃天祝前兆科学试验台阵红沙湾地震台的水平地电场和垂直地电场、四川省地震局成都地震台的水平地电场的观测资料,重点对卫星和地面探测的近直流频段信号进行了综合分析.研究结果表明:(1)卫星直接观测记录的ULF电场观测值没有呈现明显的年变化趋势,但日侧和夜侧的E_z向(卫星运行速度的切线方向)观测数据呈现了一种长期的周期性特征,与地电场观测资料无相关性和同步性;(2)去掉卫星运行切割磁力线所造成的附加电场后所得的电离层电场与地面记录的地电场数据数量级相当,均集中在10^-1～10^-2 mV/m左右,两者具有可比性;(3)去掉卫星运行切割磁力线所造成的附加电场后,夜侧E_y(卫星轨道平面的法线方向)和E_z(卫星运行速度的切线方向)向的电离层电场数据均具有比较清晰的季节性变化趋势,呈现出较为稳定的年变周期,这与水平地电场的年变趋势一致.电离层电场和水平地电场在数量级和年变趋势上都呈现出明显的一致性.     

preliminary discussion on horizontal gravity gradient and its application to seismic gravity precursor research

In this paper, according to the synthetic gravity anomaly of a horizontally infinite cylindrical geologic body, gravity gradient in horizontal direction was calculated by potential field discrete cosine transformation in frequency domain. In the calculation, the minimum curvature method was used to extend edge lines. We found that the gravity gradient field from the potential field transformation was dependable by comparison with synthetic gravity gradient, except the data in the edges. Then, the accumulative horizontal gravity gradients before Lushan M_S7.0 earthquake were calculated for the accumulative gravity anomaly from September 2010 to October 2012. In the north-south direction, gravity gradient in Daofu-Kangding-Shimian and Markang-Lixian-Lushan exhibited a positive high value, and the strike of the high value zone was in line with the strike of Xianshuihe Faults and Markang Faults. In the east-west direction, high value zone was not as obvious as that in the north-south direction. Gravity gradients in the direction along and vertical to the strike of Longmenshan Faults were calculated by the definition of directional derivative. In the along-strike direction, high gravity gradient values appeared in Markang-Lixian areas along Markang Faults and Daofu-Kangding-Shimian areas along Xianshuihe Faults, and extremum appeared in Kangding-Shimian and the area nearby Lixian. In the direction vertical to the strike of Longmenshan fault zone, high gravity gradient values appeared in Lixian-Lushan-Kangding-Shimian areas, and the extremum appeared in the area nearby Kangding. The results indicate that gravity gradient in the direction along and vertical to the strike of faults can better show the relative gravity change on the two sides of faults. Lushan M_S7.0 earthquake is located at the transition zone between the two high value zones of gravity gradient. The total horizontal gravity gradient shows that the location and strike of the high value zone are basically consistent with regional faults, and the extremums of total horizontal gravity gradient appeared nearby Lixian, Kangding and Shimian.     

江苏地区地电暴特征及差异性

利用FFT方法对江苏区域地电场、地磁以及有关台站的钻孔应变数据进行处理,提取频谱特征,对该区各地电台站的地电暴特征进行分析,研究结果表明：①江苏区域地电场各测项地电暴数据与地磁H分量变化趋势接近,但各台地电场不同测项的突跳方向存在各向异性,4个地电台站EW向数据具有一致同向现象,NS向数据有差异性;②由各分量优势周期对应性可知,江苏地区地电场NS向含有的地磁场H分量高于体应变成分,地电场EW向倾向于地磁场H分量与体应变叠加抵消的结果;③当磁暴发生时,地磁H分量变化幅度相同的台站,地电场变化幅度不同,地电台站的地电暴变化特征与其地下结构有关,地下深层阻抗越大,感应电场越大,地电场日变化幅度越大。     

首都圈地区横波分裂与地壳应力场特征

利用宽频带流动地震台阵和首都圈固定台网记录到的近震波形数据，研究了首都圈地区（386°N～410°N，〖JP〗1150°E～1197°E）的横波分裂，给出了快波偏振优势方向的场分布，讨论了首都圈地区的应力场特征. 在此基础上，采用二维线弹性有限元数值模拟方法，探讨了断层不均匀滑动对区域构造应力场的影响. 结果表明：（1）首都圈地区的应力场整体特征表现为NE向的背景应力场和受张家口-蓬莱断裂带控制的NW向的局部应力场；（2）在研究区域的西半部分和中部，最大主压应力方向为NE60°～70°，在唐山大震区及其东部区域，最大主压应力方向近WE向；（3）首都圈地区的局部应力场最大主压应力方向比较一致，基本上都与张家口-蓬莱断裂带走向平行，为120°～130°；〖JP2〗（4）首都圈区域内断层的存在及其郴均匀滑动是研究区内出现大量局部应力场的一个重要原因，张家口-〖JP〗蓬莱断裂带对首都圈局部应力场起着重要的控制作用.      

吉林地区地电场变化特征分析研究

本文在初步介绍了吉林地区地电场观测台网基本概况的基础上, 对该区域记录到的地电场的基本变化特征进行了统计分析。 研究表明: ① 绝大部分台站记录到了比较典型的地电场静日变化, 主要表现为“峰—谷—峰”形态, 该变化形态在时间上具有同步性; ② 所有台站均记录到了比较明显的地电暴同步变化, 呈近似南北分布的几个台站记录到了微弱磁扰的同步变化; ③ 地电场日变化幅度呈现比较明显的年变化规律, 不同台站的地电场日变化幅度具有一定的差异性; ④ 正常工作状态下, 各个台站之间同测向观测数据具有比较好的相关性。     

DIFFERENTIATION DIRECTION OF TELLURIC CURRENTS IN THE SOUTHERN SECTION OF THE TANLU FAULT ZONE

The Tancheng-Lujiang Fault is an important tectonic boundary in eastern China. The southern part of the Tancheng-Lujiang Fault is located south of Baohai Bay, which is an area with a dense population and frequent economic activities. It is worth conducting an in-depth study on the southern section of the fault, especially in the aspect of geophysical exploration and seismicity analysis. Electrical structure detection is an important way to interpret the structural activity of the fault. It can also analyze and explore the influence of the fault on the physical properties of both sides of the fault based on the geoelectrical observation data. In the study area, there are densely distributed stations of geoelectrical observation, including 27 fixed stations distributed along the fault zone from the southern Baohai Bay to Nanjing, Jinagsu Province. The continuous observations and recording of these stations provide a favorable condition for studying the tectonic activity of Tancheng-Lujiang Fault. In the long-term observation of geoelectric observation network, the geoelectric field measurements of long- and short-spacing measuring tracks in the same direction at the same station vary significantly because of the effect of long-term stability of the observation system and the environment near the electrodes. Also, the data curve changes complicatedly and seems to be in a mess. However, there are three basic facts of observation existing in the geoelectric field change: 1)The variation amplitude of the geoelectric field changes observed on the long- and short-spacing measuring tracks in the same direction at the same station(including tidal response changes and the rapid change events such as short periods or pulses)is the same or very close; 2)The E_x and E_y components at the same station always show the same variation in the same time period, or the opposite, which is related to the anisotropy of the medium under the station; 3)The rapid changes of the minute values of the geoelectric field observed at different stations are synchronous in a wide spatial area. In this study, in order to take full advantage of these basic facts, we only use the amplitude variation of geoelectric field with time. Based on the data of 27 geoelectric field observation stations in the study area, we used the current density vector and streamline to characterize telluric current with its divergence and vorticity calculated in the southern Tancheng-Lujiang Fault in this paper. The results show that: 1)the telluric current shows the phenomenon of opposite directional differentiation in the southern part of the fault zone, the direction of the current vector is NE on the east side, while the direction is NW to SW on the west side; (2)The divergence and vorticity of telluric current also show the differentiation phenomenon along the fault, the positive/negative maximum of vorticity and divergence mainly occurs near the fault zone and the direction of alternating positive and negative gradient(or negative gradient)of vorticity or divergence is consistent with the strike of the fault zone. By analyzing the current superposition simulation results and comparing them with previous studies, an interpretation model of the above phenomenon is established in this paper. The results agree with previous studies on the electrical structure of this region. Besides, the results that telluric current differentiates along the fault zone may improve our understanding of the process of deep electrical and material migration.     

甘肃大地电场的变化特征分析

对甘肃省平凉、松山、古丰、山丹、高台、嘉峪关、瓜州7个台站的地电场分钟值、小时值的日变特征进行了对比,对2012年3月地电场小时值进行了频谱分析,同时结合地磁场H分量、分量应变(固体潮)进行了对比分析。结果表明:1地电场静日的日变化都很明显,呈明显"双峰"和"单谷"形态,并且NS向与EW向变化形态基本相同;各台站同测向及相互之间的自相关系数基本在0.85;不同台站之间同测向的相关系数多数在0.75以上;这是地磁场H分量与固体潮共同影响的结果。2通过频谱分析各台站的优势周期主要以12h和8h为主,但存在差异性,谱值最大相差20倍。3各台站的日变幅也不尽相同,其中,差异性主要表现为与地磁场和固体潮影响量的差异性,并与台站的位置、地质构造、电性结构、浅层电阻率等有很大关系。     

大地电场日变化特征

利用后土桥等地震台的大地电场分钟值资料,分析了各方向的日变形态和特征。结果发现,一般各方向日变与地磁场日变近似,出现双峰单谷。而后土桥地震台有别于其他地震台,东西向以半日波为主,出现双峰双谷。