用地震量子模型分析大震前b值变化特征

地震孕育是一个复杂的动力学过程,目前我们还不能写出地震动力学方程组,但可以通过数学物理实验方法,建立简化而实际的地震模型,来重现地震活动的基本规律。关于这方面的研究成果已有很多,如滑块模型、细胞自动机模型、非弹性单元(元件)模型等。上述模型虽可被用来模拟地震过程,得到类似于实际地震活动的一些特征,但模型本身并不是直接使用震源介质物理力学参数,如滑块模型、细胞自动机模型中细胞(或单元)基于数学或物理假定被赋予假定的尺度与阀值,失稳条件完全依赖指定的阀值,并假定失稳后能量均匀传递给四周,这些假定也没有更多的考虑真实的震源物理规律及震源介质力学参数,因而许多结果缺少直接明确的物理意义。     

断层地震扩容前兆现象的地震量子模型分析

一引言通过数学物理实验方法,建立简化而实际的地震模型,来重现地震活动的基本规律,目前这方面的研究成果已有很多。如滑块模型、细胞自动机模型、非弹性单元(元件)模型等,并得到了一些有意义的结论和认识,如较好地解释了Gutenberg-Richter公式所表示的震级与频度关系及大震发生的时间间隔等。但模型的细胞(或单元)基于数学或物理假定被赋予假定的尺度与阈值,失稳条件完全依赖指定的阈值,并假定失稳后能量均匀传递给四周,这些假定也没有更多的考虑真实的震源物理规律及震源介质力学参数,因而许多结果缺少直接明朗的物理意义。     

可可西里——东昆仑活动构造带强震活动研究

青海昆仑山口西 8.1级地震发生在具有新生性特征的可可西里—东昆仑活动断裂带上。该断裂带在 190 0年以来的 10 0多年中经历了一个强震活动过程。在该强震活动过程中 ,地震沿整个可可西里—东昆仑活动构造带分段破裂 ,强震的破裂长度和震级之间大致满足对数线性的统计关系 ,强震活动呈现指数型时间分布的加速特征。这种强震加速活动特征可以用含多个震源体的孕震系统的强震成组活动模型给予解释。     

江西九江—瑞昌地震序列特征、震源机制和断层破裂过程分析

本文根据重新定位、震源机制、地震矩张量、断层规模等结果估算了主震断层面的面积、应力降、地震波释放能量等震源动力学参数。结合震源区附近地震地质、断裂带分布、初步探讨了九江—瑞昌地震所处的地震活动带、与构造断裂带的关系,并描述了断层破裂过程的时空特征。     

全球大地震时空分布与动力学机制的初步研究

文中根据最新的全球大震资料划分了 10 0a来全球特大地震的时空演化过程 ,表现为环太平洋带与近纬向活动带两种强震分布图像 ,以 2 0a左右的时间段交替出现。逆冲和引张型地震释放了全球强震能量的主要部分。逆冲型地震主要发生在环太平洋地震带上 ,在喜马拉雅碰撞边界和巽他弧也有发生。引张型地震主要出现在洋脊和裂谷地区。而走滑型地震主要分布在东亚大陆内部、北美板块西边界和加勒比板块的周边、西南太平洋带、以及地中海 -喜马拉雅带部分区域 ,呈近纬向分布。地幔对流的垂直运动与水平运动分量的比率 ,决定了逆冲、引张与走滑型强震的能量释放份额。地幔运动在地表体现在逆冲、引张与走滑型强震空间分布的区域差异性。这种差异在时间上的演化形成了全球强震活动环太平带与近纬向分布图像的交替出现。     

江西九江地震系列和福建地区地震活动研究

本文将福建地区及2005年11月26日江西九江Ml6.0*级(Ms5.7**)地震系列以及台湾海峡等相关区域划分出9个结点区。通过对结点区地震活动与周边(包括台湾等)4次有影响的≥6级强震对比研究,得到以下认识:1)强震能量和距离结点远近是影响异常幅度的两项主要因素。7级大震前后,在该区多个结点地震活动出现同步变化。6级地震则不明显。2)大震发生前大面积异常,半径约达200公里。小震活动增强首先从外围开始,大震源区及其附近则经历1段相对平静期,直到震前半年左右小震活动才开始增强,形成平静——密集——发震的特点。3)福建地区中小地震活动异常,于九江地区6级地震前,较台湾海峡6级地震前显著,前者对福建地区地震活动的影响较后者稍大。4)部分较敏感的结点区,中强地震发生前小震活动有异常表现,可作为本结点区域内的预报参考。以上研究结果,可供福建地区4——5.9级中强地震,周围地区6——6.9级强震以及台海地区≥7级大震中长期监测的参考。     

震源区能量积累和释放过程的熵模型基本特征(英文)

在地震活动区的局部地壳地震活动性很大程度上是随机的,但在某些情况下,小的地方震的震级时间序列却具有确定性的分量,此分量很可能与一个大地震的成核有关。当小地震事件中最大的事件变小,最小的事件变大,并且它们的差别不断地减小,这个分量在地震记录上就表现为由震级的两个反向实时趋势产生的所谓能量楔。在一个大的成核事件的震源区,利用相图法,笔者依据非线性动力学已经解释了地震过程的演化和小震的大小分布。模拟地震过程的这种新的处理方法和数学模型已经被应用于来自世界各地区的大批地震目录数据,特别是中国的地震数据。     

岩石应力应变全过程的声发射及分形与混沌特征

试验研究了岩石应力-应变全过程的声发射特征,得到岩石试件在初始压密和弹性阶段撞击数少、能量低、振幅小、无事件数产生;应变硬化阶段撞击数骤增、能量高、振幅大、有大量事件数产生;应变软化阶段撞击数骤减、能量低、振幅小、有事件产生。因岩石每个变形阶段产生的声发射特征不同,则可以用声发射方法研究岩石的微观损伤演化和预测现场工程岩体的宏观断裂失稳过程。根据岩石声发射损伤三维定位的试验研究结果,其损伤的发展具有分形特征和统计自相似性,且岩石声发射事件数的演化过程可以用触发-生长-触发的链式生长模型来描述,通过事件数可以观察岩石微裂纹的演化过程,且岩石微裂纹的演化可用Logistic方程来描述,因而岩石的损伤演化具有分叉和混沌特征。     

汶川M_s 8.0级地震强震记录所揭示的地震断层特征分析

基于2008年5月12日汶川Ms8.0级地震的强震台站记录,对比发震断层两侧的峰值加速度与地表破裂带上同震位移的分布特点,探讨了地震动强度分布特征与地表破裂位移分布之间的相关关系。分析近断层典型台站的强震动记录时程特征,获得了强地震动记录中所包含的断层破裂过程和破裂习性信息,从强震观测记录的角度进一步证实了汶川地震主震的多次破裂特征。结果表明,汶川地震主震至少包含了4次地震破裂事件,最主要的前两次破裂事件分别对应映秀—北川断裂段和北川—南坝断裂段的破裂过程,后两次破裂事件释放的能量相对较小,应该是第二次破裂过程触发局部次级破裂所引起的。此外,垂直于断层的峰值加速度剖面揭示的发震断层的高倾角逆冲特性,与地震地质调查和小震精定位等确定的相应结果是一致的。     

华北平原及其邻近地区强震构造环境与地震活动趋势分析

一、地震活动性特征公元1000年以来华北平原及其邻近地区共发生M_s≥5级地震200余次,其中6级以上地震36次,7级以上地震10次。6级以上地震几乎无例外分布在区内北东—北北东向和北西向主要活动断裂带上,7级以上地震发生在北东—北北东向和北西向断裂带的交汇部位,反映出强震的发生与断裂带构造活动有直接成因关系。研究表明有史料记载以来,华北平原及其邻近地区M≥6地震的时空分布是不均匀的。在时间上,地震活动强度和频度有明显的涨落特点,反映地震活动准周     

巴颜喀喇断块边界断裂强震活动分析

断裂带上的地震活动,尤其是现代强震活动,一直是活动构造研究的重要内容.随着研究的深入,研究的对象也从一条断裂带上的强震活动,发展到多条断裂带所构成的空间内的强震活动和断块的强震活动.汶川地震和玉树地震后,巴颜喀喇断块的活动引起了广泛的关注.本文从巴颜喀喇断块整体运动的角度出发,根据断块周边各条断裂带上1900年以来的历史强震记录(Ms≥7)和现代强震活动,分析了断块的地震活动及其准周期性、震源机制、最大震级以及边界走滑断裂与强震活动的关系,主要的认识有:①1900年以来,地震活动呈现出3个地震系列,即:1923～1937年叠溪—花石峡地震系列、1947～1976年达日—炉霍地震系列和1997年开始的昆仑汶川地震系列;②地震系列之间的时间间隔和每一次地震系列持续时间有较大的差异,达日—炉霍地震系列与前后两次地震系列差别较大,而昆仑—汶川地震系列尚未结束;③经过2次8级和8级以上大地震之后,昆仑汶川地震系列虽然尚未结束,今后还可能发生较大地震,但是巴颜喀喇断块很可能已经历了本地震系列的大释放阶段,在该地震系列时间范围内大释放阶段之后的地震震级将小于大释放阶段的震级;④走滑断裂是控制巴颜喀喇断块运动的主要边界断裂,走滑型强震是地震系列的主体;⑤印度板块向北存在一个强烈的推挤过程,是使这些边界断裂带从孕震到真正发生强震的重要条件.     

推移式滑坡演化过程模型试验与数值模拟研究

利用MTS电液伺服加载与控制系统对推移式滑坡物理模型后缘进行了分级推力加载,完成了推移式滑坡演化全过程的模拟。基于三维激光扫描技术对滑体表面的位移和变形进行了高精度、全方位、非连续性监测。采用多重分形基本理论对监测点云数据进行了系统分析,从试验的角度探讨了推移式滑坡演化过程中位移多重分形维数的变化特征。模型试验结果表明：推移式滑坡变形破坏以沿滑带发生的整体滑移为主,并表现出明显的演化阶段性特征,大致可划分为3个阶段：（1）后缘压缩阶段：滑坡模型表面变形体现为后缘土体的局部前移与隆起,整体变形小,多重分形维数成降维的特征,降维过程中未发生突变、有序性好;（2）匀速变形阶段：滑坡模型表面产生了明显的位移,变形不断向前和向两侧发展,前缘、中部滑体发生隆起现象,多重分形维数表现出先减后增的趋势;（3）加速变形阶段：滑坡模型表面体现出持续、快速、变化鲜明的整体变形特征,伴随出现滑坡模型中前部隆起带及横向、纵向的隆胀裂缝,多重分形维数成增维趋势。基于模型试验,利用FLAC3D进行了推移式滑坡演化过程的动态数值模拟,验证了滑坡演化的阶段性特征,揭示了推移式滑坡演化过程中稳定性系数非线性递减的规律。     

滑坡活动时空结构的信息维特征及其工程地质意义

据分形理论,系统地研究了滑坡活动时空分布的信息维（Ｄ１）特征。从滑坡活动信息维的变化特征看,在信息维的急剧变化阶段,对应着一个滑坡活动的高潮期,分维的变化真实地反映了滑坡活动的动态演化过程,降维现象可作为滑坡时间预测的判据。     

基于集集强震群序列地震特征的地震追踪预测

分析集集强震群前余震序列的 7年 (1993/ 0 9/ 2 1— 2 0 0 0 / 0 9/ 2 0 )中震级规模在M =3 0以上的地震目录 ,可以找到前震类型、孕震空区特征、孕震条带特征、前震丛集性活动与信号震特征、主震前平静以及余震序列的二次余震等至少 6项清楚的地震序列特征。利用已发展出的年度强震趋势分析步骤的经验 ,佐以依据地震序列特征进一步加以追踪的观念 ,以集集地震序列分析为例 ,试图将地震趋势分析由年的时间尺度 ,追踪到更短的月的时间范围 ;并尝试建立台湾地区西部地震带浅源强震的追踪分析步骤 ,并为以测震学为基础的地震预测提供逼近短临时间尺度的分析方法。     

2021年5月21日漾濞MS6.4地震的发震断层及其破裂特征: 地震序列的重定位分析结果

据中国地震台网测定，2021年5月21日21时48分在云南省大理州漾濞县发生M_S6.4地震，及时查明此次地震的发震构造及震源破裂特征，可为认识该区孕震条件和判别未来强震危险性提供关键依据。采用双差定位方法对漾濞地震序列进行重新定位，得到3863次地震事件的精确震源位置。结果显示:漾濞地震序列整体呈北西—南东向分布，长约25 km；整体走向135°；M_S6.4主震震中位置为25.688°N，99.877°E；震源深度约9.6 km。综合地震序列深度剖面和震源机制解结果可知，发震断层应为北西走向、整体向西南方向陡倾的右旋走滑断层，倾角具有自北西向南东逐渐变缓的趋势。进一步分析地震序列的时空演化过程发现，该地震具有典型的"前震-主震-余震型"地震序列活动特点，其破裂过程主要包括3个阶段。破裂成核阶段:首先在发震断层10~12 km深度处相对脆弱部位产生小尺度破裂，之后失稳加速破裂，发生M_S5.6地震；主震破裂阶段:在构造应力场持续加载和周围小尺度破裂的共同影响下，促使浅部较高强度断层闭锁区破裂，形成M_S6.4主震；尾端拉张破裂阶段:主震破裂向东南扩展过程中，在东南端形成与之呈马尾状斜交的、具有正断性质的次级破裂，并产生M_S5.2余震。而且此次地震还在源区北东侧触发了北北东向的左旋走滑破裂。综合分析认为，漾濞地震是兰坪-思茅地块内部北西向草坪断裂在近南北向区域应力挤压作用下发生右旋走滑运动的结果，具有明显的新生断裂特征。近年来兰坪-思茅地块内部一系列中强地震的发生表明，青藏高原物质向东南持续挤出的过程中，遇到该地块的阻挡，正在导致地块内部早期断层贯通形成新的活动断裂。因此，川滇地块西南边界带上或相邻地块内部老断层的复活和新生断裂的产生是区域中强地震危险性分析评价中值得关注的重要课题，同时建议需重视未来该区中强地震进一步向东南和向北的迁移或扩展的可能性。      

太原盆地应力场演化与强震关系的数值模拟研究

近年来,太原盆地内尽管没有强震发生,小震却异常活跃,而研究太原盆地构造应力场的分布和演化规律的工作比较少.采用有限元数值方法,综合考虑区域地质构造差异、主要活动断裂带、地形起伏和岩石圈分层结构,引入深部速度结构,建立包含太原盆地在内的山西地区三维粘弹性模型.以GPS观测值和最大主压应力方向测量值为约束条件,重建研究区现今构造背景应力场.在此基础上,依次模拟了自公元512年以来太原盆地6级以上和山西地震带7级以上历史强震序列.计算结果显示,太原盆地内的3次6级以上历史地震均落在应力场增加值大于0.01 MPa的区域,盆地近年来小震空间分布与现今应力增加值大于0.01 MPa的区域有较好的对应关系.研究表明:山西地震带内历史强震序列和长期构造加载对太原盆地内3次历史强震均有促进作用,太原盆地的地震活动性明显受区域当前应力水平的控制.      

伊通——舒兰断裂带的演化过程及其邻近地区地震危险区的模拟

本文主要讨论了伊舒带的主要特征及其发展演化的历史过程。作者认为,晚期伊舒断裂带是郯庐断裂带的一个分支断裂,它经过了长期而复杂的演化过程,根据力学性质和活动方式的演变,演化过程被划分为四个阶段:最初是左旋剪切断裂,其后演变为压性断裂,第三期是右旋剪切断裂,最后形成右旋张剪性断裂。文中对最新期应力场进行了模拟,获得了伊舒断裂带邻近地区能量等值线 图和能量集中区,根据实验结果和历史地震资料对地震危险区进行了划分。     

储集层中高压流体引爆强地震的机理——以5.12汶川地震为例

目前产生地震的机制仍以弹性回跳说为主:地震是因为断层错断使岩层的弹性能释放而引发。但越来越多的学者开始质疑,仅断层错断后的弹性能,是否真能达到实际地震所释放的巨大能量。因此,有必要探讨地震初动后破坏性强震的性质及其真正的能量来源。文章根据沉积地层中的储集层及其压力的特点分析得出,储集层内含有大量的高压流体,其压力在一定条件下可以释放出来,产生流体物理爆炸,有可能是强震能量的重要组成部分。通过计算得出,当断层破裂并刺穿面积较大的储集层时,其压力释放所产生的弹性能可以达到震级8.0以上地震所释放的能量;人为的工程活动也可引发小规模的流体压力的释放现象,如钻井时的井喷、水力压裂会诱发有感地震等。同时,文章根据对距离震中较近的地震台的波形及传播射线路径分析认为,强震波动可能不是横波S波,而是涨缩波P波,据此不能排除强震是由爆炸所致。综合汶川地震多个台站记录到的地震波的时间域和频率域特征、地面观测到的爆炸现象、地震后科学钻探获得的岩心等大量直接或间接证据,说明了这种流体爆炸能量释放的可能性。最后,文章提出了地震活动可分为三个阶段:微破裂阶段Ⅰ,该阶段有流体活动,并可产生动电效应,但未触发地震初动;地震初动后的断裂破裂阶段Ⅱ;由流体压力释放产生地震强震阶段Ⅲ。      

复杂金属矿体地震波正演模拟研究-以庐枞罗河-泥河-大包庄矿床为例

地震勘探在金属矿勘查中发挥越来越重要的作用,但复杂的介质结构和矿体形态通常使金属矿地震解释异常困难,为深入研究复杂金属矿体的地震波场特征,有效开展金属矿地震解释,本文以庐枞矿集区的罗河、泥河和大包庄矿床为例,在详细开展物性测量和地质与地球物理建模的基础上,对均匀介质复杂矿体模型、简化矿体模型和随机介质简化矿体模型进行了...     

中国大陆科学钻探主孔流体地球化学异常与远强震的关系

2001年11月14日发生的昆仑山口西 M_s 8.1级地震和2004年12月26日发生的印度尼西亚苏门答腊 M_s 8.7级地震前后,中国大陆科学钻探(CCSD)主孔流体组成出现明显的异常。两次远强震前后的流体异常幅度很大,并具有相似的演化趋势。异常始于震前2-7天,He、N_2/O_2、He/Ar、N_2/Ar 为负异常,Ar/O_2为正异常。远强震前后流体异常特征与 CCSD附近小震前后流体异常特征具有明显的区别,表明昆仑山口西 M_s 8.1级地震前后和苏门答腊 M_s 8.7级地震前后的 CCSD 主孔流体异常可能与两次远强震相关。认为 CCSD 主孔中的 He、N_2、Ar 是记录远强震的敏感载体,可能记录了震前长周期波传播至 CCSD 主孔时激发的流体变化,反映了震源区的应力变化,也可能反映了区域构造活动乃至地球深部构造活动产生的场兆、源兆信息。