大规模宏观异常的双重性及其在地震预报中的意义

宏观异常的大规模出现是地壳强烈活动的重要标志 ,常与其后的强震活动相关。中国多次强震短临预测的成功 ,在一定程度上依赖于大规模的宏观异常。然而 ,宏观异常也具有二重性 ,一方面可作为重要的地震短临前兆 ,另一方面也可能是由构造活动引起的 ,不具有前兆的性质。因此 ,在地震预报的科学探索中 ,应大力加强宏观异常的观察、观测、分析与研究 ,识别地震前兆与构造活动异常的区别 ,使宏观异常在地震预报中发挥积极的作用     

震情过程追踪与发震时间的综合概率预报

基于大震前主破裂潜在变化的过程中产生出小震活动、地壳形变异常以及伴随地壳形变而产生出的地下水、水化学、地电阻率等前兆现象随时间变化显示出的动态异常图象,依据河北省及周围地区１９７０年至１９８８年的中强震前的前兆异常资料的研究,提取出了９个前兆异常因子的异常变化规律及特征,并建立了务因子的概率预报模型,同时计算出相应的前兆发生后不同时段内地震发生的概率。最后在多个因子随时间推移而逐次出现前兆异常的情     

历史地震资料与地震的中长期预测

故障诊断模型的基本内容是根据动态系统的外部特征来判断系统内部是否发生故障及确定故障发生的部位、时间和大小。由于故障诊断技术在监测及诊断故障的思路上和地震预报有很多相似之处，因此，把故障诊断技术应用于地震预报是可行的。由于该模型与其他数学模型一样，需要有较多的学习过程，所以历史地震资料在该模型中有重要作用。而其中的鲁棒性故障诊断模型在抑制各子模型的个性，凸现其共性方面有其特有的性质，所以把它作为一种综合模型，能抑制各子模型的个性，突出在地震预测方面的共性，从而提高预测的精确性。本文根据一个实例，说明了这种综合性模型的可行性。在文章的最后，由信息量的分析，说明了模型的鲁棒性特征。     

Two categories of earthquake precursors,physical and tectonic,and their roles in intermediate-term earthquake prediction

I suggest that earthquake precursors can be divided into two major categories, physical and tectonic. I define physical precursor to be a direct or indirect indication of initiation or progression of an irreversible rupture-generating physical process within the preparation zone of a forthcoming earthquake. Tectonic precursor is defined as a manifestation of tectonic movement which takes place outside the preparation zone of an impending earthquake as a link in a chain of particular local tectonism in each individual area preceding the earthquake.Most intermediate-term, short-term and immediate precursors of various disciplines within the source regions of main shocks are considered physical ones. Some precursory crustal deformations around the source regions are, however, possibly tectonic precursors, because they may be caused by episodic plate motions or resultant block movements in the neighboring regions of the fault segments that will break. A possible example of this phenomena is the anomalous crustal uplift in the Izu Peninsula, Japan, before the 1978 Izu-Oshima earthquake ofM _s 6.8. Some precursory changes in seismicity patterns in wide areas surrounding source regions also seem to be tectonic precursors, because they were probably caused by the particular tectonic setting of each region. A typical example is a so-called doughnut pattern before the 1923 Kanto, Japan, earthquake ofM _s 8.2.Although most studies on earthquake precursors so far seem to regard implicitly all precursory phenomena observed as physical ones, the two categories should be distinguished carefully when statistical analysis or physical modeling is carried out based on reported precursory phenomena. In active plate boundary zones, where a practical strategy for earthquake prediction may well be different from that in intraplate regions, tectonic precursors can be powerful additional tools for intermediate-term earthquake prediction.     

西藏玛尼7.5级震与云南的远场前兆异常

远场前兆,是一种场兆,它是地壳构造活动的反映,往往也是强震连发的异常表现,它显示区域构造应力场的增强作用。１９９６年２月３日丽江７．０级大震后,云南省的前兆异常突出。前兆异常分布广,异常种类也多;有新的趋势性异常出现,持续多年的继承性异常也很多,有些前兆异常幅度类似于孟连、武定、丽江三次强震前的异常图象。１９９７年７～９月,这些趋势性异常或继承性异常出现转折与恢复,一些短期异常也趋于结束。如果说云     

应重视大地震预测物理基础的研究

1973年美国肖尔兹(Scholz C H)等在Science杂志上发表了“地震预测的物理基础”一文, 近几十年来世界上地震预测研究的实践并未证实该论文的科学性。 2010年肖尔兹又在Science杂志上发表了“预测之谜”的论文, 指出“现在还不能预报”地震, 他本人已否定了以前提出的地震预测物理基础的研究结果。 本文分析了肖尔兹等人以前提出的“物理基础”在科学上不能成立的原因。 地震预测研究的重点是大地震的预测, 本文指出, 大地震与小地震的不同之处在于: 大地震的初始破裂发生后会有一个长时间的断层动态破裂过程, 该过程使大地震的尺度很大。 大地震预测的最难之处就在于动态破裂过程开始后, 我们无法预测破裂会扩展到多大才会停止, 无法预测地震的大小。 在由破裂动态扩展形成的大尺度的断层面上, 在初始破裂发生前, 那里的应力并没有达到当地的静态破裂强度(或静摩擦限), 因而那里不会出现由小岩样实验结果所预言的“前兆”。 鉴于以前关于地震预测物理基础的研究结果不再适用了, 我们需要研究新的大地震预测的物理基础是什么。 关于这个问题本文提出一点初步思考, 主要依据大地形变测量、 地震活动及地质断层研究相结合的方法, 勘查近期活动断蹭的闭锁段, 这是个值得重点研究的方向。     

川滇地区重力场动态变化及其强震危险含义

基于川滇地区2011—2014年的重力复测资料,系统分析了区域重力场时-空动态变化及其与2012年云南彝良MS5.7、2013年四川芦山MS7.0、2014年云南鲁甸MS6.5和四川康定MS6.3地震发生的关系.结合GPS、水准观测成果和区域地质构造动力环境,进一步研究了区域重力场变化的时空分布特征及其机理,讨论了近期区域重力场动态变化的强震危险含义.结果表明:1重力变化与川滇地区断裂构造活动存在密切空间联系,重力变化较好地反映了伴随活动断层的物质迁移和构造变形引起的地表重力变化效应.2重力资料对测区内2012年以来发生的4次MS5.7以上强震均有较好反映,地震前震中区及其附近观测到明显的区域性重力异常及重力变化高梯度带,可能是地震孕育过程中观测到的重力前兆信息.3区域重力场动态演化大体反映了青藏高原物质东流的动态效应,龙门山断裂带地壳受挤压隆起、面压缩率和重力上升变化的特征最为显著.4重力场的空间分布及其随时间变化与地壳垂直与水平运动及地质构造活动等观测结果有一定的对应关系,强震易发生在重力变化四象限分布中心地带或正、负异常区过渡的高梯度带上,研究区的一些重力异常部位仍存在中-长期大震危险背景.     

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.     

地震活动因子预测方法在华北地区的应用研究

为探索地震活动性前兆异常图像在1年尺度上的时空演化特征,应用地震活动因子预测方法,对华北地区进行了全时空扫描分析,筛选出对应效果较好的4个因子进行了全程统计。结果表明,震前1年左右扫描区域内异常小区由多到少到发震的现象,以及发震构造单元的异常小区所占比例较高的现象。归纳出根据异常小区数从多-少-发震的时间预测方法和根据构造单元的异常小区高比值的地点预测方法,它是利用地震活动因子进行预测的更易于识别的时空异常特征指标,经R值评分检验在一定程度上提高了预报效能。     

地震前兆与短临预报探索

针对地震短临预报面临的科学问题,分析研究了地震前兆(近场前兆、远场前兆和大尺度动态前兆)预报地震的物理基础;总结了地震短临前兆时空演化特征和同步耦合现象。高空技术在地震前兆观测中的应用将有利于短临预报实践与探索。     

地震前兆含义,科学问题与研究途径的研讨

地震前兆的研究已经取得了很大的进展,地震前兆的复杂性引起了广泛的关注,对地震预报、有关科学问题和探索途径的研究现状及其前景有各种评价。文章认为由于一些科学问题没有解决,尽管对中缅边境１９９５年７月连７．３级地震作出了成功预报,经验性预报有一定的局限性,文中讨论了广义地震前兆和狭义地震前兆,广义地震前兆包含二类前兆：场兆和源兆;而狭义前兆仅指后者。大陆震例前兆的系统研究证实了广义地震前兆的存在,然而     

地震构造活动的模拟试验

本在活动构造考察及研究的基础上，采用先进的精密仪器仪表，在模拟试验中自控制监测构造活动情况，深入研究地震前后的断裂运行特征及其与地震的关系，这对圈定地震危险区和判定可能发生强震的破裂段，为国民经济建设提供可靠的依据，对逐步实现地震预报，最大限度地减轻地震灾害，均具有重要实际的意义     

概率方法应用于地震短期预测的探索

根据爆发地震平静两项活动性前兆的统计结果,对地震发生的背景概率、条件概率和概率增益进行了估计,给和北地震发生前发震概率逐步增加时间过程,由背景概率Ｐ（Ｅ）增至中期前兆Ａ出现后的条件概率Ｐ（Ｅ／Ａ）,再增至短期前铛Ｂ（平静）出现后的联合条件概率Ｐ（Ｅ／Ａ）。结果表明,在１９９７年１２月１７日后的一个月内,华北地区发生６级以上的条件这３８％,概率增益超过２０,对概率预测结果的使用进行了探讨,提出应充分     

云南及邻区环境剪应力场时间分布与强震活动

对云南及邻区环境剪应力场时间变化作了分析研究,表明因高剪应力值地震在时间上的集中分布,而形成了环境剪应力场显著增强的时段。高剪应力值地震的发生是构造应力场增强的直接表征,环境剪应力场高值分布区和高剪应力值地震集中发生时段的出现,与强震活动的时空分布密切相关。追踪分析环境剪应力场的时间变化,是地震危险性中、短期预测的行之有效的一种方法。环境剪应力场不同时间段的变化,可能为地震的中期和短期预测提供相应的应力场前兆性变化判据。     

强震成组孕育,成组发生过程中相互间影响的研究

中国大陆地震具有成组活动的特征，成组强震活动之间有增震和减震作用，本文应用构造块体成组孕育的理论模型讨论了成组强震活动间的相互影响及其物理机制，通过强震成组孕育，成组发生的理论模型分析了一次地震发生对其它震源区应力变化的影响，对前兆复杂性的影响，及此类模型在地震预报工作中的应用。把强震成组孕育和活动的模型应用到危险性分析和地震长期预报研究领域将对地震预报实践起到一定的指导意义。     

构造地震的前兆理论——震源孕育的膨胀-蠕动模式

较详细地讨论了构造地震的震源孕育情况;在考虑了动摩擦效应后,进一步对震源孕育过程和各种物理量的变化规律进行了分析和计算,提出了震源孕育的膨张一蠕动模式.该模式将孕震过程划分为:弹性变形、非弹性变形（膨胀）、前兆蠕动（断层面局部破裂）、加速蠕动（短期和临震）、整体错动（断层面全部破裂）--发震、震后调整等六个阶段.最后讨论了两类不同前兆、蠕裂和崩裂、非弹性变形（膨胀）速度的变化、各种前兆异常的基本形态、短临前兆的物理基础等问题.研究结果表明,膨胀-蠕动模式可能是认识地震前兆现象本质和发展预报技术的一个物理和力学基础.     

关于地电阻率短临机制与应用的研究

在地震预报研究中，中长期预报的研究固然需要，但更有实际意义的应是短临预报的探索。但至今对短临预报问题的解决取得进展甚少。本文根据断裂力学观点，分析研究了大量的实测资料，发现地电阻率的突变与地下介质的破裂存在着一定联系。统计结果表明，一旦有台站出现突变，未来一个月内将有６０％以上可能，在其周围附近发生地震。因此，地电阻率的加减速变化所引起的地电突变是有可能作为震兆予以考虑。这些变化特征，不但在云南地     

唐山地震前兆的时空演化及中短期标志

本对唐山地震前形变场、应力应变场、重磁电变化场、地下流体变化场的空间分布及时间演化进行了系统分析,探讨了前兆空间分布与构造环境的内在关系、各类前兆出现顺序与孕震环境的内在关系,以及各类前兆的相关性;在综合大量前兆时间演化特征的基础上提出了唐山地震中短临过渡指标,为研究有关地震前兆图象分布规律及提取前兆判据提供了一定依据。     

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     

龙门山和鲜水河断裂带对区域构造加载作用的动态响应

为了研究汶川地震和鲜水河断裂带上的地震之间是否有触发作用及区域构造加载作用在这些地震发生过程中对应力场的影响.我们以汶川地震和鲜水河断裂带所在区域上的共7次地震为研究对象,区域构造加载作用由GPS速度边界近似,用分裂节点技术模拟上地壳地震的发生,并采用三维黏弹性有限元方法,模拟库仑应力的演化.研究结果表明:鲜水河断裂带上的地震震前积累的库仑应力的17%~38%来自区域构造加载的持续作用,其他的地震形变引起的库仑应力的积累约占49%~67%,故地震触发作用明显(除1948年理塘地震和1973年炉霍地震外);而汶川地震震前1893—1981年发生的地震释放了该区部分库仑应力,不可能对汶川地震有触发作用.汶川地震的库仑应力积累可能主要来自区域构造加载作用,地震发生以后几乎释放了所在区域的所有库仑应力,形成新的格局.