红河断裂热红外高温条带的成因及其与地震活动性关系的探讨

针对2003年发生在云南大姚的两次6级以上地震，利用1999年、2003年和2004年的NOAA卫星资料，对川滇地区（22deg;～33deg;N，97deg;～107deg;E）的热红外影像进行了对比分析解译，对红河断裂高温条带的亮温年变特征作了分段和分区统计分析. 结果表明，红河断裂高温条带的成因与水系和地形等地表环境因素有关，是由下垫面热辐射差异造成的红外影像特征. 但在地震年份，高温条带内的亮温年均值明显高于非地震年份，这说明地震年份断裂的热活动性增强，能够引起高温年变异常. 利用卫星热红外遥感资料，通过监测不同年份之间高温条带的相对活动水平， 可以对这种地震前的断裂热活动性进行监测和异常判断.      

云南地区地热基本特征

本文从实测26口井的地热数据中取得14个大地热流值,认为云南地区地热场具有西高东低,并自西往东呈波浪式逐渐变低的趋势,该区具有高地热特征的地质发展历史。由于该区地处世界两大地震带的过渡地区,具有岛弧型的高地热特征,也具有岛弧地带地震活跃的特点,强震多发生在深大断裂带上。该区不同构造单元中的地热场存在的明显不均一性,影响着地震的孕育和地震的发生,地热场、温泉和地震的分布呈良好的对应关系     

2018年5月28日松原MS5.7地震热红外亮温异常分析

基于2016年5月29日—2018年5月28日中国静止气象卫星FY-2E （FY-2G）的连续亮温观测数据,利用连续小波变换法分析了2018年5月28日松原M_S5.7地震前震中附近（119°E—134°E,40°N—50°N）热红外亮温相对小波能谱的时空演化。结果显示:自2018年2月起,热红外亮温相对小波能谱首先在北西向的第二松花江断裂前郭部分出现高值异常;随后异常范围沿第二松花江断裂前郭部分和扶余—肇东断裂扩展,至2018年3月异常范围及幅值达到峰值;而后异常空间分布逐渐向震中附近收缩成一条NE走向的沿扶余—肇东断裂分布的窄带状区域,异常幅值逐渐降低;最终于４月中旬异常在该区域内消失,其后约40天发生松原M_S5.7地震,震中位于异常区域的边缘。此外,本文还分析了2013年以来研究区域内热红外亮温相对小波能谱高值异常与所发生地震的对应关系,结果显示:在7组异常中有4组异常出现后有地震发生,且此4次地震为该时段内研究区内所发生的所有浅源地震。      

震前卫星红外亮温异常时空演化特征分析

主要利用统计方法建立红外亮温背景场及异常检测模型,来提取2012年华北地区的红外亮温异常信息,并对2012年唐山4.8级地震和宝坻4.0级地震前的异常演化过程进行分析研究。结果表明:背景场方面,红外亮温的多年月背景场具有夏高冬低的年变特征,符合季节变化规律,红外亮温与高程呈负相关关系;基于历年同期亮温偏移指数K值方面,2012年5月28日唐山4.8级地震震前在唐山断裂带以南存在明显强烈的K值异常,在震前8小时达到最大约3.3。6月18日宝坻4.0级地震在震前也存在红外亮温异常现象,但是较弱。     

天山地震带的地壳结构与强震构造环境

以中国西北地区的地震层析成像为基础,研究了天山地震带深部结构的基本特征．结果表明,天山地震带的地壳中部为低速的韧性滑脱层,南天山的断裂深度超过莫霍面,北天山的断裂深度一般只到地壳中部;天山莫霍面的深度一般大于５０ｋｍ,壳－幔边界由宽而缓的速度过渡带构成,中强地震主要位于盆山边界地壳中下部位波速变化较大的区域．帕米尔、南天山和塔里木之间存在一个北北东方向的低速带,乌恰和伽师地震分别位于该低速带东、西两侧的梯度带附近．推测帕米尔、南天山和塔里木之间的相对运动是导致低速带内部物质发生形变并在边界附近产生破裂的主要原因,地幔热物质的侵入对该地区的构造活动起到了重要的动力学作用．     

华北地区中强震前卫星红外亮温变化研究

应用相对功率谱估计方法对华北地区中强地震前静止气象卫星热红外遥感亮温资料进行时频分析, 结果表明: 华北5级以上地震发生前存在显著的亮温热异常, 震前1个月左右异常开始出现, 高值幅值持续时间超过20天, 功率谱幅值最高可以达到平均值的7倍以上, 且发震区域一般位于异常区边缘或异常区域内的断层上。     

STUDY ON DYNAMIC CHANGE OF GRAVITY FIELD IN XIANSHUIHE FAULT ZONE AND THEIR RELATION TO THE OCCURRENCE OF MS ≥ 5.0 EARTHQUAKES

Xianshuihe Fault, a main strong earthquake activity belt in southwest China, begins from Ganzi in the northwest, passes through Luhuo, Daofu, and Kangding, and then extents along the Dadu River valley. The fault is divided into two parts at Shimian, one part turns to south and converses to Anninghe Fault extending further to south, the other part, continuing to extend to southeast, cutting through Xiaoxiangling and then changing to Daliangshan Faults in the north of the Yuexi Basin, has the length of about 400km. Since 1700AD, there have happened 22 earthquakes larger than magnitude 6.0 and 8 earthquakes larger than magnitude 7.0. In this paper, we systematically collated and computed the gravity repetition measurement data along the Xianshuihe fault zone since 1988, and by referring to the anomaly index of gravity field of the predecessor achievements, analyzed the spatial-temporal variation of the regional gravity field and the relation to the occurrence of ≥ M_S5.0 earthquakes. The mechanism of the regional gravity changes is further studied, and also the implication of strong earthquake risk because of the dynamic variation of gravity field in the near future is discussed.The results show that:1)The mobile gravity observation has the ability to detect crustal activity and M_S ≥ 5.0 earthquake events. 2)There is definite correspondence between interannual gravitational field change and the 8 earthquakes among the 13 M_S ≥ 5.0 earthquakes occurring in the surveying area since 1988, which can be determined according to the change of interannual gravitational field. Three M ≥ 6.0 earthquakes occurred 3~4 years after the abnormal image was developed, 4 earthquakes that occurred in the region of no data available were not determined. 3)A significant feature of the spatial-temporal variation of the regional gravity is a north-south run-through image before 2004, and characterized by the alternatively positive or negative variation in different year, the earthquakes of M_S ≥ 5.0 occurring in this period were not distributed along the fault. Gravity variation magnitude indicates that there were two similar crustal material movement waves before 2004, corresponding to the course of earthquake space-time distribution from strong to weak in the study area. After 2010, the variation image shows that the local positive and negative zones are concurrent within a year, different from the image before 2004, and earthquakes of M_S ≥ 5.0 basically occurred on the fault. It is believed that the variation of gravity field since 1988 and the seismic distribution fit with the geodynamic mode of strong and weak stages of the northeast motion of Indian plate. According to the conclusion we can try to optimize gravity anomaly index. After the Kangding earthquake in 2014, the north segment of Moxi Fault was still subject to negative high value changes till 2017 and then the gravity variation was further developed to a four quadrant distribution image. Based on the analysis of this paper and the previous variation trend of gravity field, we believe that the north segment of Moxi Fault has the background of medium-long term, strong or large earthquake risk.     

Expulsion of geopressured hydrothermal system along active faults and its relation to the occurrence of earthquakes in the Shinanogawa seismic belt,Japan

The 1995 Northern Niigata Earthquake (M 6.0) occurred at a shallow depth in the Niigata seismic gap. The anomaly areas in temperature, electrical conductivity and Cl- concentration of groundwater trend northeast as linear distribution in the epicentral area and are approximately coincident with the area of the seismic intensity 6 (JMA scale). The distributions of seismic intensity 6 and groundwater anomalies convincingly imaged the presence of a buried active fault beneath the epicentral area. The occurrence of this earthquake and the anomalies of groundwater were related to the expulsion of geopressured hydrothermal system (GHS). All epicenters of the destructive earthquakes along the Shinanogawa seismic belt are actually located in the buried active fault zones characterized by the areas of temperature and geochemical anomalies of groundwater. These earthquakes might have been triggered by the activity of GHS. The expulsion of GHS along an active fault in combination with the thermal softening of fault     

巴基斯坦曼塞赫拉7.8级地震对中国大陆大震趋势影响的初步研究

讨论了喜马拉雅弧型地震构造带西反射弧地带(简称“西触角区”),大地震活动的基本特征及2005年10月巴基斯坦曼塞赫拉7.8级地震发生后,对中国大陆地震趋势的可能影响。西触角区(N30~45°,E61~80°)大震活动存在显著的时间上10年左右成组性及两次大震时间间隔小于1个月的爆发性,地点上的成丛性,兴都库什深震区的地震有一定先兆意义,与东触角区(N20~29°,E95~102°)大地震也存在较好的相关性。沿欧亚大陆与印度洋、澳州板块碰撞带上印尼苏门答腊8.9级地震后,再次发生巴基斯坦7.8级大地震,显示出这一板缘地震带正处于活跃状态。研究认为未来1~2年应注意西触角区尤其是天山地震带的大震连发的危险性及东触角区(缅甸及川、滇为主)发生响应性大地震的可能性。对中国大陆内部其他地区大震形势的影响可能不大。     

南北地震带中南段断层现今活动

分析了南北地震带中南段流动形变资料,研究了断层现今活动的空间分布及特征。结果表明,红河断裂带、楚雄-通海断裂带及鲜水河断裂带活动水平最高,龙门山断裂带活动最弱;断层活动水平近年总体未见加剧或减缓。研究认为: 强震前区域断层活动加剧;断层突然错动引起的位移在地质资料显示的断层位移中占主要成分;近期南北地震带南段仍将保持近20年强震频发的态势,中段近年有发生6级地震的可能; 楚雄-通海断裂带中段及鲜水河断裂带两端,为值得注意的强震危险区。     

安徽霍山地震区深部电性结构和发震构造特征

霍山地震区位于大别造山带北缘华北板块与扬子板块接触带上,是大别造山带及周边地震活动最频繁、最集中的地区.83个大地电磁测点组成的大地电磁三维阵列覆盖了整个霍山地震区.用多重网格法、印模迭代重构法和非线性共轭梯度法对阵列数据进行三维带地形反演,获得了地震区深部三维电性结构.电性结构显示,北大别、北淮阳区的中上地壳为电阻率1000Ωm以上的高阻区,中下地壳为电阻率数十欧姆米的相对低阻区;六安盆地电阻率整体较低,中地壳存在显著的电阻率为几欧姆米的壳内高导层.北西向的晓天—磨子潭断裂分隔了北大别高阻层和北淮阳高阻层,在浅部向NE倾,深部向SW倾;北东向的落儿岭—土地岭断裂切穿北大别上地壳高阻层.小震双差定位结果表明,地震主要发生在NE向延伸的落儿岭—土地岭断裂附近的北大别、北淮阳中上地壳的高阻区,并集中于NW向的晓天—磨子潭断裂运动所造成的构造薄弱带中;2014年M S4.3霍山地震震源深度较深,位于北大别高阻区内部的电性梯度较大的区域.综合上述结果我们认为,霍山地震区的主要发震断裂为落儿岭—土地岭断裂,断裂的运动变形充分利用了晓天—磨子潭断裂早先活动所形成的构造薄弱带,断裂下方壳源高导体中的流体沿断层传播使断层强度弱化,使得这些薄弱带区易于发生小地震.由于北大别、北淮阳构造区显著高阻层的存在,我们认为霍山地震区存在发生6级以上中强震的深部孕震环境.     

中国大陆几次强地震活动的卫星红外异常分析

通过对 2 0 0 0年在中国大陆发生的 3个 6级以上地震的卫星红外异常特征的初步分析 ,得到了一些有意义的结果 :1)卫星红外异常的分布与地质构造 ,特别是活动断裂的关系密切 ;2 )地震震中常位于红外温度的相对高值异常的边缘或附近 ,异常的发展具有非对称性 ,异常一般都是从震中附近的某一侧向震中区扩展 ;3)红外异常的时空分布规律在不同的地区是不同的 ,异常信息的提取要结合具体的构造条件、地理环境和气象因素进行分析     

日本信浓川地震带超压热水系的喷溢作用与地震活动

信浓川地震带位于日本大地沟北部,地壳运动十分强烈,区内地震主要沿信浓川流域发生,并密集成带,大地构造上处于日本海板块向本州板块俯冲的边界线上。该地震带大多数地震为中强震,且均为浅源地震,地震发生伴随着明显的地下水前兆异常,震中区有强烈的超压热水系的喷溢活动。震中区地下水的温度、电导率以及主要地球化学成分呈线性异常分布,并与地震强弱或地震断裂规模有关,地震断层的规模控制了超压热水系喷溢活动的强度和规模。地震发生与超压热水系喷溢活动有着密切的成生关系,超压热水系喷溢活动使断层发生活动所需应力条件降低,诱发地震发生,同时断层活动为超压热水系向上喷溢提供通道。     

Mathematical simulation of geotemperature field and thermal stress field in Sanjiang region of Yunnan

By the mathematical simulation of geotemperature field, deep quasi-stable thermal state and shallow thermal characteristics are reproduced in Sanjiang region of Yunnan. Faults are treated in two ways, 1) as constant heat source in terms ofq=μτ, that is, the quantity of frictional generated heat is constant, in order to simulate frictional heat generated by fault moving; 2) as heat conduits with high thermal conductivities to simulate such a phenomenon that there exist thermal fluids (for example, magma) in fault zones during tectonic movement. And then, through the simulation of thermal stress, the quantity (several bars to hundred bars) and the pattern of thermal stress vectors are obtained, which provides a new clue to the explanation and prediction of earthquakes. And larger tensional and shear stresses occur where the variation of geotemperature and the thickness of thermal lithosphere gradient belt. The stresses are concentrated in the temperature gradient belt. The shear belts of studied area are temperature gradient belts where the variation of the lithosphere thickness is larger and deep heat flow is high and thermal stresses concentrated. All of these may explain the facts that most of the earthquakes, hot springs occur along the fault zones. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,15, 313–321, 1993. The study was financially supported by Chinese Natural Sciences Funds Item Ancient Tethys Tectonic Evolution in Western Yunnan and by centre for Remote sensing, Ministry of Metallurgy.     

中国大陆现今水平形变动态特征

2001~2004大陆水平应变场大致沿玉树、阿尼玛沁、鲜水河、小江等断裂带形成一条由东西走向转为南北走向的应变高值带.2004~2007高值带向局部收缩,并维持前期高值.新疆于田M_S7.3、四川汶川M_S8.0分别位于该高值带的东段、西段剪应变梯度带上,具备大尺度形变背景.分析认为昆仑山M_S8.1对青藏高原内部块体、川滇块体的相对运动产生重大影响,导致震中两侧一系列断裂带附近区域水平差异运动处于较高水平,印尼M_S8.7地震则有利于上述区域应变能进一步积累.此外,2001~2004、2004~2007应变分布特征总体从无序趋向有序,体现构造应力场经历调整与再积累过程.现阶段太平洋板块、菲律宾板块俯冲作用可能有所增强.     

The Migration Characteristics of Strong Earthquakes on the North-South Seismic Belt and Its Relation with the South Asia Seismic Belt

Migration of strong earthquakes （M≥ 7.0） along the North-South Seismic Belt of China since 1500 AD shows three patterns： Approximately equal time and distance interval migration from N to S, varied patterns of migration from S to N and grouped strong earthquake activity in a certain period over the entire seismic belt. Analysis of strong earthquakes in the past hundred years shows that the seismicity on the North-South Seismic Belt is also associated with strong earthquake activities on the South Asia Seismic Belt which extends from Myanmar to Sumatra, Indonesia. Strong earthquakes on the former belt often lag several months or years behind the quakes occurring on the later belt. So, after the occurrence of the December 26, 2004 Ms8.7 great earthquake off the western coast of Sumatra, Indonesia, the possibility of occurrence of strong earthquakes on the North-South Seismic Belt of China cannot be ignored. The abovementioned migration characteristics of strong earthquakes are related to the northeastward collision and subduction of the India Plate as well as the interaction between the Qinghai-Xizang （Tibet） Plateau and the stable and hard Ordos and Alashan Massifs at its northeastern margin.     

2007年云南泞洱M_S6.4地震前滇西南地区震源动力学参数时空变化特征

本文根据在近震源条件下,利用Brune模式,由昆明数字遥测地震台网观测到的波形资料,测定了2005年1月至2007年5月期间滇西南地区98次ML≥2.5地震的震源动力学参数,分析了在2007年6月3日云南泞洱MS6.4地震前视应力和拐角频率的时空变化特征。泞洱MS6.4地震前,较高视应力(2.5×105 Pa以上)主要分布在红河断裂与无量山断裂之间,较低视应力(2.5×105 Pa以下)在空间的分布则显得较为分散、随机。较低的拐角频率(1.5Hz以下)集中分布在泞洱地震震中东北部的红河断裂与无量山断裂之间,随着频率的增大,分布范围逐渐向西南扩展,直到整个区域,较高的拐角频率(3.5Hz以上)则集中分布在泞洱地震震中西南部的区域内。从视应力和拐角频率的时间变化曲线看,泞洱MS6.4地震前滇西南地区视应力表现出了明显的升高变化过程;含ML3.6以上地震的拐角频率随时间的变化呈下降—上升—下降的复杂过程,ML<3.6地震的拐角频率呈趋势下降过程。     

2017年九寨沟MS7.0地震前热红外亮温异常与盆地效应

以中国静止气象卫星亮温数据为数据基础,采用小波变换和功率谱估计方法进行处理分析,并对处理后的数据进行时空扫描。结果表明:① 在2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震前,沿龙门山断裂带存在一条热红外辐射增温带,其热辐射异常主要分布于四川盆地边缘,异常面积最大可达6×104 km2,九寨沟地震即发生在增温区域的边缘;② 九寨沟地震的相对功率谱时序演化特征显示,2017年7月初相对功率谱幅值迅速升高以后,长时间持续呈高幅值状态,且与过去十年的数据相比相对功率谱较为突出,直到地震后一段时间才恢复;③ 九寨沟地震异常的分布与汶川地震前热辐射异常展布相似,对其它发生在含油气盆地边缘的地震进行综合分析认为,热辐射异常均具有类似盆地形态的特征,反之,这种类似盆地形态的异常与M_S≥6.5地震的对应率为75%;④ 地震盆地效应是位于盆地边缘的、具有不同发震构造的地震表现出相似的热辐射空间展布的主要原因,与地球放气理论机理解释相一致。      

东亚南北地震带大震活动性研究

根据中国南北地震带与青藏-印尼“歹”字型构造带在成因上的联系，提出东亚南北地震带的观点，认为该地震带包含蒙古、中国西部、缅甸和印尼苏门答腊地区。研究了该带大地震活动的同步性、主体活动区的有序转移、大地震之间的多次相关迁移与重复等特征，并划分出了该带的5个大震活跃幕：1887-1912年、1913-1937年、1938-1957年、1958-1976年、1977-2005年。苏门答腊2004年12月26日8．7级和2005年3月29日8．5级巨震标志着该地震带最近一次以主体活动区南移到苏门答腊为特征的活跃时段即将结束。尽管未来一、两年内地震带的中部存在发生7级地震的有利时段，但结合强震图像异常指标反映的孕震状况分析，未来7级地震危险区尚不明朗。     

南北地震带强震复发间隔的估计

通过对南北地震带各主要断裂带历史强震的时空特点研究 ,试图寻找出带内各主要构造带强震的复发和填充特征 ,并在此基础上研究其差异性 ,对未来各带发生强震的危险性作出估计