江苏及南黄海中强地震的中期预报探索

本文根据区域中强地震活动的主要特征,周期性、丛集性、重复性和迁移规律,中强地震前的前震活动图象,前震环形空区,前震“时—空弯形”平静区和前震条带与近期小震活动出现的异常图象的相似性,对中强地震预报的方法进行了探索     

南黄海两次中强震的前兆性空区

南黄海近期发生的两次中强震震前都出现了孕震空区。它们先后存在于同一个背景空区之中,并且具有相似的动态演变过程。这种现象可能与南黄海地区强震活动的成丛性有关。认真研究背景空区和孕震空区之间的有机联系,可能是实现地震长期预报向中期预报过渡的一条途径。南黄海近期两次中强震前的地震活动性图象具有较好的可重现性,这对于该区今后的震情监视具有现实意义。     

邢台地震前的地震活动特征

本文从背景性地震活动、地震空区、震前平静、前震等地震活动的基本特征出发,分析了邢台地震的震前特征。结果表明,邢台地震是发生在华北地震区地震活动增强的背景中,震前几十年存在着中强地震空区,地震活动的纬向分布说明中小地震也可能存在地震活动空区。邢台地震有着丰富的前震活动,而震前区域地震活动的平静却不甚明显。在分析基本特征的基础上,用粗糙模式探讨了地震过程的物理机制。     

地震空区与逼近地震(续)

本文在《地震空区与逼近地震》一文(以下简称上篇)的基础上,分析了1970——1980年间我国大陆上所有资料较完整的6.0级以上的地震,以及60年代的两次7级以上地震的震例.结果表明,上篇所得的关于背景空区、孕震空区及逼近地震的结论具有普遍意义.本文在大量资料的基础上,充实了上篇论文的内容,并重新计算了上篇所得的经验公式.本篇指出,判别孕震空区有三个标志:(1)随着孕震空区的形成,空区及邻近区域的地震应变释放应出现加速;(2)孕震空区内外地震频度比(N外+1)/(N内+1)在孕震空区的形成过程中应出现峰值;(3)在背景空区形成前,未来主震震源区内常常发生一些中等强度的早期前震.此外,本文发现在孕震空区形成的过程中,孕震空区及其邻近区域的地震所释放能量的1/3次方的和 sum;E1/3与孕震空区长轴的对数线性相关,所得经验公式可作为发生逼近地震的时间判据.最后本文讨论了孕震空区尺度的物理解释和逼近地震的成因.      

两次溧阳中等强度地震前空区、活化图象的统计特征

本文对1974年和1979年两次溧阳中等地震(近震震级分别为5.8、6.3)前的小地震空区、活化图象的动态特征进行了统计分析。假设单位时间的发震次数服从泊松分布,并利用其检验各时段小地震频数的概率,表明震前活化、复活期的频数剧增不是随机因素引起,而属时间分布异常;同时引入描述地震聚散性的参数——平面集中度Pr,对小震活动不同时段(纯空白区除外)计算结果表明,溧阳6.3级地震前的园环形空区阶段Pr值最大,即平面分布异常显著。文章最后讨论了震前空区、活化图象显著与否,与其背景地震活动水平高低有关,在地震预报实践中,必须注意在不同地区寻找不同的显著性指标。     

苍山5.2级地震前的R（t）图异常特征及其时间变化

研究了１９９５年苍山５．２级地震前地震时空分布参数Ｒ（ｔ）图的异常变化,由Ｒ（ｔ）图清楚的反映出苍山５．２级地震前地震活动的三个阶段性发展特征。即早期地震活动增强,形成大的孕震空区;中期在上述背景上震活动再次向外围扩散并收缩,地震活动逐渐减弱,孕震空区缩小;晚期地震活动出现短平静;临震前１８天孕震空区内出现３个特征前震,在孕震空区内形成临震地震线。     

我国西部地区一些强震前地震活动图象的初步研究

本文分两个部分研究了我国西部滇、川、甘地区一些强震发生前周围地区中强地震和小地震的活动特征。 首先研究了强震前周围地区中强地震围空区的一般形态、围空区形成时间与强震震级的关系、形成地震围空区各阶段的持续时间以及地震围空区特征与地质背景条件的关系。 其次还研究了近年来川、滇地区一些强震发生前震区及其周围地区3级以上小地震的活动特征。并从强震前震区及其周围地区小地震的空间分布图象,小地震的频度和强度随时间变化的特征以及有无直接前震等方面探讨了发生在“块间”地区和“块内”地区强震的不同特点。发现发生在“块间”地区的强震,震前小震活动性很低,形成“空区”,多无直接前震。而发生在“块内”地区的强震,震前小震活动性高,形成“条带”状分布,震前从几秒到几个月内有3.0—5.5级的直接前震活动。发生在“块间”地区和“块内”地区的强震前小震活动具有的这种不同的特征可能与发震地区的构造、结构条件、应力状态以及边界条件有关。     

云南地区 M6.7地震前的中强地震活动/

本文分析了云南地区(通海、永善、龙陵、宁蒗、普洱)五次 Ms6.7大震前的中强地震活动,发现:(1)大震前一年或稍长一点时间内中强地震活动明显加强,年频度达 n(MS4)20次/年,n(MS5)6次/年;(2)同时区域内 b 值相应下降;(3)大震前数月至一年内中强地震活动由原来的大范围散布状态逐渐向未来震中收缩,有的地震(如龙陵、通海地震)的前震,收缩为交叉带状.这些特征可能与云南地区的地壳构造格局和孕震过程有关,文中称这些中强地震为广义前震。      

南美西海岸(智利)地震科学研究回顾及其对地震监测预报的启示

智利俯冲带是全球地震活动最为活跃的地区之一,2010年以来已经发生了3次8级强震。本文在调研了该地区地震地质、历史地震、运动学特征等方面研究成果的基础上,梳理了其中与地震预测预报有关的观测现象,总结了相关科学问题的研究进展和认识过程。结果显示:(1)智利俯冲带历史地震记录丰富,基于现代大地测量的断层震间闭锁研究深入,近年来多次8级地震均发生在历史地震破裂空段和滑动亏损较大的强闭锁区;(2) 2010年Maule M_W8.8地震和2014年Iquique M_W8.1地震震前均有不同程度的前兆变化,Maule M_W8.8地震前主要是"一类空区"和"二类空区"的嵌套;而Iquique M_W8.1地震前还伴有b值持续降低,前震活动频繁,GPS时间序列瞬态变化等一系列短临异常变化;(3)同震位错和震间闭锁的空间分布显示智利俯冲带断层摩擦性质复杂;(4)孕震物理力学机制复杂,不同学者不同方法之间还存在一些认识争议。     

地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究（三）──强震孕育时地震活动与地壳形变场异常及机制

从华北３７次Ｍ≥６．０地震前的地震活动图象异常，以及１９５４～１９９２年首都圈地壳形变图象研究中，提炼出强震前的异常特征；对强震前的地震活动图象异常与地壳形变异常进行对比分析．结果发现：①强震前出现地震活动的增强与地壳形变速率的增大；②震前数年环绕强震震中出现孕震空区与形变空区；③在图象动力学参数方面都表现出信息维的减小，表明地壳形变局部化随着时间而增加，是反映强震孕育阶段的重要现象和参量．最后，应用非均匀介质中非均匀坚固体孕震模式，对强震前地震活动图象与地壳形变图象异常物理机制给予了统一解释．     

运用细胞自动机模型模拟强震前地震活动时间演化过程

强震发生前震源及其周围地区可能会出现前震活动, 这种前震活动可以分为二种: 一种为连续型, 即前震的频度或震级随时间渐渐增大, 直至主震发生; 另一种为不连续型, 前震的频度和震级先增大后减小, 然后发震。 这种现象不但在破裂声发射试验中观测到, 也在中国大陆地区多次强震前被观测到。 文中基于细胞自动机模型, 引入时间-状态依从摩擦本构关系, 即把自组织非线性系统的普适特征与真实断层摩擦的具体特征结合起来, 研究了强震前短期前兆地震活动的时间演化过程的机理。 文中研究了模型中各参数对模拟事件时间过程的影响, 结果表明, 静摩擦强度在断层上的分布, 或是说静摩擦系数的离散程度直接影响强震前地震活动时间演化过程。     

前震序列与一般小震群活动规律的探讨

研究前震序列的活动规律及其与一般小震群的区别,对于研究地震孕育过程及地震预报都是有益的。为此,我们处理了我国近十几年来资料较详细的17个地震,发现其前震活动是在主震前较早时间就开始的,它与波速变化似有某种对应关系。选择主震前适当的时间间隔,其中的前震频数一般随时间接近主震而按指数增长。并且,大地震的一个4级以上前震与一般小震群中的同量级地震发生前的应变释放速率是不同的。     

中国大陆共轭破裂强震

依据地震破裂、地震形变带、前震和余震分布,对中国大陆共轭破裂强震进行了初步研究。结果表明,强震共轭破裂现象较普遍,据资料至少有12个单强震、7个双主震和2个主震——强余震为共轭破裂强震。其共轭破裂特征在地震形变带展布、烈度等震线形态、前震和余震分布等方面表现明显。另外,共轭破裂强震具有共轭破裂面方位之一多为北北西向、双主震之间和主——强余震之间相隔时间为“7”和“9”的节律这2个主要的共同点。     

前震研究进展综述

简要介绍了当前国内外前震研究领域的一些进展。对比了不同前震定义条件下前震序列的共性特征,对几种主要的前震机理及主要的前震识别方法进行了简要综述,对其特点及存在的问题进行了评述和讨论。前震指主震之前在主震断层面上、紧邻主震破裂起始点发生的小地震。主震发生之前的一系列前震活动构成前震序列。在不同的前震定义条件下,具有“直接前震”的震例比例从10%至40%不等。理论上前震可用级联应力触发或预滑动模型进行解释。前震空间上主要集中分布在距离主震10~75km范围内,但其时间分布形式非常复杂,大多发生在主震前1~2天,部分前震序列的地震活动率显示明显的加速特征,但许多前震序列单独来看却往往显示主-余型序列的衰减特征。序列地震震源机制一致、序列b值偏低是前震序列最突出的特征。前震的发生与主震破裂形式和构造环境似有一定关系,在有限的前震震例中,逆冲型主震似乎具有相对更多的前震。部分震例的研究结果显示,随主震的临近,前震震源深度有逐渐下迁的特点。到目前为止,震前很难判定一次地震或一个地震序列是否前震或前震序列,所使用的前震识别主要有基于统计类比的方法、基于震源机制一致及衍生的相关方法以及基于对地震成核过程精细检测的方法。从现有不多的震例研究结果来看,尽管地震时空丛集和震源机制高度一致是前震序列的最显著特征,但却不是判定前震序列的充分条件。由于成核的破裂扩展速度和滑动位移有随时间较快增大的趋势,因而基于对地震成核过程精细检测的方法有望在前震识别中发挥更为重要的作用,但需更多震例进行验证。     

1975年2月4日海城地震(M=7.3)的前震系列/

我们研究了1975年2月4日海城地震(M=7.3)前震的定位及其辐射图象.用六个区域台的到时,相对于一次参考地震,将前震及主震进行了定位.这组前震开始相互很接近,然后随时间及其分布有一定的延伸.最大前震前,前震均位于直径约两公里的小体积内,而在最大前震后,其活动则向北西和南东方向扩展,形成六公里长的在北西方向上伸展的分布带.初动及 P 波 S 波振幅比表明,在前震系列中有两种不同的断裂机制.我们推测这两种辐射图象可能和前震处于分布带的不同部位有关.可能主震震源不处于前震震源所决定的断层上,而是位于这组前震南面6公里、且较这组前震浅几公里处.我们认为,在垂直于主震破裂面及前震分布带走向的方向上,前震和主震相距这么大的距离,可能是由于主震时产生滑动的断层是以雁行排列的.分析了在前震期间断层上滑动所引起的应力变化,认为由前震引起的主震断层上剪应力的增加是很小的.因之由前震直接触发主震的可能性不大.      

云南地区强震的短临中强前震序列特征初探

对1965￣2003年云南地区强震前3个月内发生过的短临中强前震进行整理,将其按距离主震发生时间分为直接前震、临震前震与短期前震三类,然后通过地震序列动态分析地震活动,发现各类前震有以下显著特征:(1)直接前震:3、4级地震时间间隔临震时骤减;将地震序列从时间上分成三等分后,第二时段的地震频次没有明显衰减。(2)临震前震:震后第一天地震的频次较高而第二天相对过低,同时同一台站P波初动符号基本上一致或振幅比稳定在某一范围。(3)短期前震:震后10天前震频度衰减至零;20-30天左右地震频度骤增,同时h、p值也反应出类似的特征,30天h值迅速减小接近1或小于1,而b值基本稳定且均低于区域背景值。     

前震研究进展综述

介绍了当前国内外前震研究领域的一些进展。 对比了不同前震定义条件下前震序列的共性特征, 对几种主要的前震机理及主要的前震识别方法进行了简要综述, 对其特点及存在的问题进行了评述和讨论。 前震指主震之前在主震断层面上、 紧邻主震破裂起始点发生的小地震。 主震发生之前的一系列前震活动构成前震序列。 在不同的前震定义条件下, 具有“直接前震”的震例比例从10%至40%不等。 理论上前震可用级联应力触发或预滑动模型进行解释。 前震空间上主要集中分布在距离主震10~75 km范围内, 但其时间分布形式复杂, 大多发生在主震前1~2天, 部分前震序列的地震活动率显示明显的加速特征, 但许多前震序列单独来看却往往显示主-余型序列的衰减特征。 序列地震震源机制一致、 序列b值偏低是前震序列最突出的特征。 前震的发生与主震破裂形式和构造环境似有一定关系, 在有限的前震震例中, 逆冲型主震似乎具有相对较多的前震。 部分震例的研究结果显示, 随主震的临近, 前震震源深度有逐渐下迁的特点。 到目前为止, 震前很难判定一次地震或一个地震序列是否为前震或前震序列, 所使用的前震识别主要有基于统计类比的方法、 基于震源机制一致及衍生的相关方法以及基于对地震成核过程精细检测的方法。 从现有不多的震例研究结果来看, 尽管地震时空丛集和震源机制高度一致是前震序列的最显著特征, 但却不是判定前震序列的充分条件。 由于成核的破裂扩展速度和滑动位移有随时间较快增大的趋势, 因而基于对地震成核过程精细检测的方法有望在前震识别中发挥更为重要的作用, 但需更多震例进行验证。     

Tracing the Forecast of Earthquakes Based on the Seismicity Characteristics of the Chi-Chi Strong Earthquake Swarm Sequence

The data of earthquakes with M≥3.0 during the 7 years from September 21, 1993 to September 20, 2000 recorded by the Taiwan Central Weather Bureau (CWB) show that there were 6 types of clear characteristics of seismicity during the Chi-Chi strong earthquake swarm of September 21. These 6 types of characteristics are (1) foreshock types, (2) seismic gaps, (3) seismic bands, (4) clustering activity of foreshocks and signal shock, (5) quiescence before the main shock and (6) secondary aftershocks in the aftershock sequence. Using the procedures for analyzing the yearly strong earthquake tendency, further tracing based on the earthquake sequence characteristics, and taking the Chi-Chi earthquake sequence as an example, tracing analysis of the earthquake tendency was attempted using the shorter time range of monthly rather than in a yearly time scale. An attempt was made to establish the procedures for tracing analysis of shallow-focus earthquakes in the seismic belt of western Taiwan. It is hoped that this can provide an analystical method for approaching the short-imminent time scale of seismometry-based earthquake forecasting.     

前震或广义前震识别的频谱偏移法及其应用研究

在前期研究工作的基础上,本文提出了一种前震或广义前震识别的频谱偏移法。其判定指标为,正常背景的中等地震事件频谱较宽,而具有前震或广义前震性质的中等地震具有频带变窄且向低频端偏移集中的特征。究其根源可能与强震前震源区或主震相关区域亚稳态扩展破裂或区域介质破碎损伤、裂隙扩展成核等过程有关。对2010年4月14日青海玉树7.1级、2014年2月12日新疆于田7.3级等地震前震的计算结果显示,2次前震的频谱都发生了偏移,与非前震性同等震级地震频谱差异明显。     

前兆地震活动图象及其在地震预报中的作用

本文根据长、中和短期预报研究对主要地震活动图象加以归类和简述。结果表明:(1)利用地震活动图象进行中、短期预报,预报时间量程可能达到1、2年,甚至几个月,但要进一步缩短预报的时间尺度就十分困难,除非有明显的前震序列活动;(2)地震活动图象分析,对于辨认未来主震(尤其是强主震)的位置是有效的;(3)强震和中强震前的图象特点是有区别的,据此,可以大概估计未来主震的震级。不过图象的空间尺度与主震震级无明显的相关性;(4)信号震、前兆震群和前震(包括早期前震)的确定应考虑到异常的地震活动时空图象。