文安5.1级地震前后不同时间尺度的重力变化分析

系统深入地分析了2005～2009年华北地区流动重力观测资料,提取2006年河北省文安县MS5.1地震前后0.5a、1a等不同时间尺度可靠的重力场动态变化信息,研究其与地震活动的关系。结果显示:文安地震孕育阶段,测区出现较大范围的区域性重力异常,并产生与地震孕育有关的局部重力异常区及重力变化高梯度带。重力场动态图像较清晰地反映了区域重力场的有序性演化与地震活动。     

2014年景谷6.6级地震前重力场异常特征研究

地震的孕育发生过程伴随着构造运动、物质迁移和密度变化,将引起地球重力场变化,流动重力重复观测有可能捕捉到与地震孕育有关的前兆信息,从而为中短期地震预测提供重要依据。对云南地区流动重力观测资料进行整体计算分析,研究了2014年10月7日云南景谷6.6级地震前区域重力场动态演化特征,并利用小波多尺度分解技术对布格重力异常和区域重力场动态变化进行分解,并选取合适的小波基分离得到不同深度场源特征的地壳介质横向不均匀性。结果表明,EGM2008布格重力异常数据和实测重力数据的小波多尺度结果较为一致。对比分析发现,此次景谷地震发生在区域重力场负异常的边缘,由负向正变化的高梯度带附近。基于小波多尺度分解的重力场图像能较清晰地反映2014年景谷6.6级地震孕育、发生过程中震中区域深部物质密度变化引起的异常,为地球构造运动及孕震机理研究提供一定参考。     

四川地区流动重力资料的位场 分离与异常特征提取

用于监测四川地区重力场随时间变化的流动重力测网于2008年5月12日汶川M_S8.0地震后进行了全面改造, 形成了新的闭合环线并对整网点位每年实施2次重力观测工作. 该文以2010—2012年获取的5期流动重力资料为基础, 分别采用小波多尺度分解和三维视密度反演等位场分离方法, 对测区内重力场的动态变化进行多层次分解及异常特征提取, 以探求四川测区范围内重力异常动态变化特征以及地震前后不同深度范围内密度变化情况与重力场响应之间的关系. 结果表明, 对同一期资料进行小波分解得到不同阶次的细节图像, 揭示了不同深度处重力异常动态变化特征; 分解结果同时也表明了四川测区范围内重力场的变化形态与川内特有的断裂构造格架和深部结构环境及过渡带特征密切相关. 通过对不同时期的差分重力异常资料进行三维视密度反演对比研究发现, 在地震前后四川测区范围内由浅到深密度变化呈现出不同程度的差异, 震区附近出现较为明显的横向密度变化特征且浅层物质密度局部性的异常变化差异较为突出, 测区范围内中上地壳深度层密度反演切片显示出的趋势性差异基本上反映了地震前后测区内地下物质的动态变化趋势, 因此, 深刻认识不同深度范围内重力场的动态演化特征, 对研究壳内物质密度变化以及与地震的孕育和发展有关的深部介质环境具有积极的意义.      

基于变差函数的插值方法计算华北地区重力场变化

定点重复重力测量是获取区域重力场变化的主要手段之一, 重力场特征与地形起伏、 构造走向等因素相关。 以华北地区为例, 考虑区域内地形和构造的北东向分布规律, 从EGM2008重力模型中拟合各向异性变差函数参数, 利用变差函数网格化插值, 对华北地区2009—2013年期间重力场观测数据进行网格化重建, 获取华北地区重力场时空变化结果。 研究结果表明基于区域地形、 构造特征的各向异性变差函数插值方法, 获得的空间重力场变化在重力异常梯级带上更加明显, 重力变化与活动构造分布具有更好的一致性。 本文研究方法对于恢复区域时空重力场异常具有重要意义, 有助于提高应用重力资料划分潜在地震危险区空间位置的精度, 为华北地区震情研判和构建地震预报定量指标体系提供可靠的地球物理场数据。     

鄂尔多斯地块及邻区重力均衡研究

为更加精细地了解鄂尔多斯及其邻区的地壳均衡状态,本文在考虑地壳密度横向变化的基础上计算了该区域的重力均衡异常。首先,利用研究区内重力异常和真实莫霍面深度进行反演得到壳幔密度差分布,以艾里均衡理论为基础计算了莫霍面的理论深度;其次,通过莫霍深度理论值与真实值对比来获得研究区的重力均衡异常;最后,结合区内地震分布,讨论了重力均衡异常与地震活动的关系。结果表明:研究区内盆地以负均衡异常为主,山地则表现为正均衡异常,鄂尔多斯地块内部基本均衡;研究区内中强地震主要分布在重力均衡异常梯度带上。      

利用重震资料研究豫北及邻区地壳结构特征与地震分布

文中利用小波多尺度分解方法对豫北及邻区重力场进行了波场分离,得到多阶重力小波细节及区域重力场信息。随后利用Parker法密度界面反演对该区Moho界面进行了反演分析。通过对不同阶次小波细节的分析研究,并结合该区内已有3条地震测深剖面资料,对该区地壳深部结构进行了深入研究。结果表明,研究区壳内结构以隆坳相伴的密度非均匀分布为主,其密度在横向和纵向上均存在明显的非均匀性。其中,中上地壳重力场特征与地表地形地貌特征具有对应关系,中下地壳以大尺度的高、低重力异常为主,几个主要的凹陷盆地表现出低速低密的特征。同时Moho面埋深起伏变化较大,形成了区域地壳厚度的分块构造格局。其中,研究区内Moho面起伏比较大的区域位于盆地向太行山过渡地带,为Moho面陡变带。盆地区Moho面整体以上隆为主,但存在局部起伏变化,地壳厚度最小约31km,最大约37km;由于重力均衡作用,西北部太行山区地壳厚度较大,约41km,但地壳平均密度较低。研究区的地震多发生在局部存在Moho面上凸区附近密度变化的过渡带周缘,孕震机制可能与上地幔物质上涌底侵、中下地壳存在低速低密结构以及深大断裂的贯通有一定关系。同时深大断裂也对区域地震分布起到了控制性作用。     

尼泊尔MS 8.1地震与青藏高原周边地区多尺度重力场特性分析

通过分析EGM2008模型提取的青藏高原及周边地区重力场细节信息,概述了尼泊尔M_S 8.1地震的均衡重力异常特征,并结合GPS数据对研究区的动力学进行综合分析。结果表明,在喜马拉雅山脉地震带区存在重力的正、负值异常区及梯度带,这与该研究区局部应力应变积累、构造活动加剧、深部物质向研究区迁移以及研究区局部密度增高有关。     

青藏高原东南缘多尺度重力场及构造含义

本文基于EGM2008重力场模型研究了青藏高原东南缘均衡重力异常和多尺度的布格重力异常特征, 以鲁甸和景谷地震为例, 认识其深部构造环境和动力学过程, 为该区域的构造运动和地震孕育环境研究提供依据。 结果表明, 研究区布格重力异常和均衡重力异常与地质构造格局相关性较好, 川滇地块剧烈的区域布格重力异常和非均衡状态与其强烈的地壳变形、 断裂及地震活动密切相关。 强震多分布在断裂带两侧重力异常的过渡地带和高梯度带, 断裂带两侧横向和垂向的显著介质密度差异是强震孕育的深部构造背景。 布格重力异常和均衡重力异常揭示的鲁甸、 景谷震源区深浅差异性的重力异常特征, 暗示鲁甸和景谷地震孕震环境的不同。     

尼泊尔M_S 8.1地震与青藏高原周边地区多尺度重力场特征分析

通过分析EGM2008模型提取的青藏高原及周边地区重力场细节信息,概述了尼泊尔MS8.1地震的均衡重力异常特征,并结合GPS数据对研究区的动力学进行综合分析。结果表明,在喜马拉雅山脉地震带区存在重力的正、负值异常区及梯度带,这与该研究区局部应力应变积累、构造活动加剧、深部物质向研究区迁移以及研究区局部密度增高有关。     

伽师及其邻近地区重力场动态演化特征初步分析

通过对伽师及邻近地区2005~2007年5期流动重力测量资料的系统分析,研究了该区域重力场的时空动态演化特征。结果表明,重力变化与构造环境变化有关,地震孕育发生阶段,重力场将有明显的异常变化。地震多发于重力变化正负值交替的零线附近,正负重力异常变化梯度带的附近是物质增减差异剧烈的地区,能量易于积累,从而产生地震。与GPS观测结果相互印证,表明受大的构造背景影响,测区内重力异常的正负值分布反映了区域间的应力挤压作用。     

大别造山带东段重力异常多尺度分解及其构造意义

文中通过多源数据融合、模型构建、数据试验、二维离散小波变换和功率谱分析等方法获取了大别造山带东段深、浅部场源布格异常及其场源似深度,并结合地壳结构、地质构造、岩石圈有效弹性厚度和地震活动等资料,讨论了地壳深、浅部的结构特征及地震活动构造背景。结果表明,低频布格异常显示大别造山带东段与华北地块间深部构造缝合带在东部应位于青山-晓天断裂前缘,在落儿岭-土地岭断裂和商城-麻城断裂之间向N偏移至梅山-龙河口断裂之下,造山带南侧与扬子地块间深部构造缝合带位于襄樊-广济断裂以北约20km,造山带东侧与扬子地块间的深部构造转换带位于郯庐断裂带之下,造山带东段腹地显著的低频布格异常低值表明对应部位的莫霍面存在明显下凹,造山带内部的布格异常高梯度带表明其深部结构不完整;高频布格异常揭示肥中断裂、六安-合肥断裂、肥西-韩摆渡断裂和郯庐断裂带等主要断裂对地壳中上部密度结构的影响明显,落儿岭-土地岭断裂对地壳中上部密度结构的影响范围向N延伸至肥西-韩摆渡断裂前缘。结合地震活动资料进一步分析认为,大别造山带东段与华北地块在青山-晓天断裂前缘附近接触和相互作用,且大别造山带东段地壳深、浅部结构均不完整,不利于应力积累,趋向于在断裂交错的脆弱部位频繁释放应力,是霍山地区小地震活动频繁的主要原因。     

南北地震带中段深部构造与地震

南北地震带中段位于中国大腹部，是青藏块体、华北块体和扬子块体的中间枢纽部位。根据该区布格重力异常图，采用Ｐａｒｋｅｒ’ｓ三维位场方法进行莫氏面反演并计算该区不同窗口的剩余场推断和解释了条岩石圈断裂，进而研究它们与地震的关系。     

TRANSVERSE STRUCTURES FEATURES OF DIFFERENT DEPTHS DERIVED FROM BOUGUER GRAVITY ANOMALIES IN THE SOUTHERN SEGMENT OF TAN-LU FAULT ZONE

To research the faults distribution and deep structures in the southern segment of Tan-Lu fault zone(TLFZ) and its adjacent area, this paper collects the Bouguer gravity data and makes separation by the multi-scale wavelet analysis method to analyze the crustal transverse structure of different depths. Meanwhile Moho interface is inversed by Parker variable density model. Research indicates that the southern segment of TLFZ behaves as a NNE-directed large-scale regional field gravity gradient zone, which separates the west North China-Dabie orogen block and the east Yangtze block, cutting the whole crust and lithosphere mantle. There are quite differences of density structures and tectonic features between both sides of this gradient belt. The sedimentary and upper crustal density structure is complex. The two east branches of TLFZ behave as linear gravity anomalous belt throughout the region, whereas the two west branches of TLFZ continue to extend after truncating the EW-trending gravity anomaly body. The lower crustal density structure is relatively simple. TLFZ behaves as a broad and gentle low abnormal belt, which reflects the Cretaceous-Paleogene extension environment caused graben structure. The two west branches of TLFZ, running through Hefei city, extend southward along the west margin of Feidong depression and pinch out in Shucheng area due to the high density trap occlusions in the south of Shucheng. The Feizhong Fault, Liu'an-Hefei Fault, and Feixi-Hanbaidu Fault intersect the two west branch faults of TLFZ without extending to the east. Recent epicenters are mainly located in conversion zones between the high-density and the low-density anomaly, especially in TLFZ and the junction of the faults, where earthquakes frequently occurred in the upper and middle crust. As strong earthquakes rarely occur in the southern segment of TLFZ, considering its deep feature of abrupt change of the Moho and intersections with many EW-trending faults, the hazard of strong earthquake cannot be ignored.     

CHARACTERISTICS OF MULTI-SCALE GRAVITY FIELD VARIATION AND SEISMOGENIC MECHANISM ANALYSIS IN THE SOUTHEASTERN TIBETAN PLATEAU

As the most basic geophysical field, the earth gravity field has achieved wide attention, and its spatial anomaly characteristics and dynamic variation can provide important scientific basis for studying the internal structure and dynamics of the Earth. Based on the mobile gravity observation data of the southeastern Tibetan plateau from 2013 to 2016, the dynamic variation tendency and anomaly characteristics of the regional gravity field in different temporal resolutions are obtained before and after the Ludian and Jinggu earthquakes in the study area respectively. The method of wavelet multi-scale decomposition is used to analyze the relationships of gravity field variation with the earth movement, material density change, and strong earthquake preparation. The deep material variation, dynamic process and the mechanism of earthquake inoculation in the southeastern Tibetan plateau are further discussed. Results indicate that the gravity field variation in the source region before the Ludian and Jinggu earthquake respectively is characterized by obvious positive and negative anomalous transition zone and gradient zone that are consistent with the direction of fault tectonics, suggesting the strong crustal movement and mass migration during the earthquake incubation period. The result of wavelet multi-scale decomposition of the gravity field during the period from September 2013 to April 2014 shows that the gravity field variation at different depth and space scale in the crust and upper mantle of the southeastern Tibetan plateau is significantly correlated with seismic distribution and the location of active fault zone. This indicates that the earthquake inoculation in the study area is closely related to the fault movement and the distribution of material density in the crust and upper mantle, which may be affected by the complex deep dynamic process of the material migration in the crust and mantle. The characteristic that strong earthquakes always occur near positive and negative anomaly transition zones and gradient zones of gravity field change is preliminarily explained, based on the dynamic process of material migration in the crust and upper mantle of the southeastern Tibetan plateau. The research results of this paper have some reference value to the study on the earth movement and seismogenic mechanism.     

川滇地区地壳密度变化与强震孕育关系

为研究川滇地区地壳密度的时空演化特征与强震孕育的关系,本文基于2011—2014年川滇地区的重力复测资料,利用阻尼最小二乘反演算法,获得了川滇地区0—50 km深度范围内分辨率为55 km×55 km×10 km （长×宽×高）的三维动态密度变化模型。以所获取的动态密度变化为依据,分析了川滇地区三维密度变化特征与2013年四川芦山M_S7.0、2014年云南鲁甸M_S6.5和四川康定M_S6.3地震的关系,并由此对强震重点构造部位的深部地壳结构特征、孕震背景及区域动力学过程进行了深入分析。结果显示:川滇地区出现多个与主要活动断裂带展布方向基本一致的密度变化高梯度带,在三次地震的震中区及其附近观测到明显的区域性密度变化异常。15—35 km深度范围内的密度变化水平剖面显示:强震容易发生在上地壳密度变化正、负异常过渡的高梯度带和密度变化四象限分布的中心;中地壳深度密度变化低异常是强震孕育的主要介质条件;下地壳深度密度变化低异常或密度变化高梯度带均有可能是孕育地震的主要介质结构。0—50 km深度的垂直剖面上的密度变化结果显示,地震震中区及附近浅部、深部地壳呈现解耦变化。壳内垂向正负密度变化过渡带可能是强震孕育的又一个主要特征构造。      

华北地区重力场变化特征研究

通过对1992~2008年间各期观测资料进行全时空扫描,分析华北地区网区重力场的演化特征,总结震前异常的形态、持续时间和变化幅度,指出重力场空间变化易于发生地震的部位,并对一些问题进行讨论。结果显示:华北地区重力场总体变化不具明确规律性;大量测点存在明显的背景性趋势性异常变化;重力场变化与网区及周边地区中强地震的活动联系密切,较明显的重力场异常反应多发生在震前2年左右时间,且常伴有大面积高值异常区出现。重力变化"0"线、高梯度带、异常中心(含极值)附近是重力场空间变化易于发震的部位。     

湖南深部地球物理场特征与地震的关系

通过资料收集和整理,对湖南深部地球物理场布格重力异常、航磁异常、莫霍面、地热场和地壳结构反映出来的特征进行了总结和分析,同时对湖南历史地震（Ms≥434级）和近代地震（ML≥3.0级）与这些深部地球物理场特征的关系进行了讨论。结果表明：湖南地震活动的空间分布与深部地球物理场特征有一定的内在关联,有较好的对应关系。     

GOCE卫星监测的中国区域重力异常

介绍了利用最新一代重力卫星GOCE(Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer)重力场模型数据计算重力异常的原理和方法,采用最新发布的GOCE重力场模型数据(2009年10月-2010年7月)计算了中国区域(70°～130°E,15°～55°N)的重力异常,为了进一步分析重力异常与区域地质构造及地震活动性的对应关系,将计算结果与中国区域地形、地震活动区域等资料进行了对比分析,结果表明利用GOCE重力场模型数据计算的重力异常能够较好的反映区域地质构造分布特征,而且强震震中通常位于重力异常变化剧烈的高梯度带上.     

临汾强震区地壳结构及发震背景研究

以诸城—宜川深地震测深速度剖面为约束, 对沿该剖面得到的高精度重力数据进行拟合, 并对临汾强震区平面布格重力异常进行处理, 得到了该地区地壳密度结构及平面重力异常分布． 利用上述结果分析了临汾强震区的地壳结构及构造环境, 结合前人相关研究成果, 认为临汾强震区地壳中存在塑性相对较强的介质, 洪洞和临汾两次历史地震皆发生在其与周边弹性介质的转换边界上． 另外, 临汾凹陷南北两侧局部构造环境存在差异, 在区域应力场作用下, 导致了洪洞地震和临汾地震的发生. 两次地震在发震时间、 地点和震级等地震要素上有所不同．