南加州的地震危险性：1994至2024年可能发生的地震（一）

我们综合大地测量、地质和地震的信息估算三类地震构造区中破坏性地震的频率。Ａ类区包含的断层有足够的古地震资料来估算条件概率。Ｂ类区内有断层，但没有足够的数据进行条件概率分析。Ｃ类区包含各种或隐伏断层。     

南加州的地震危险性：1994—2024年可能发生的地震

我们综合分析了大地测量、地质以及地震资料来评估南加州３类地震构造带破坏性地震的发生概率。Ａ类地震构造带的断层有充分的古地震数据用于评估发震条件概率。Ｂ类地震构造带的断层缺乏条件概率分析的数据。Ｃ类地震构造带则是转换或隐伏断层。假设在各类地震构造带的具体断层上地震加上特征地震呈随机分布，那末我们的“阶式排列”模型就能适合多种断层地震。在每一地震构造带中，假如用古登堡－里克特震级分布平滑曲线上分配地震     

西秦岭北缘断裂带特征地震平均复发间隔的确定和地震危险性评价

时间相依的地震危险性概率评估方法是最近10a来逐渐发展起来的，是一种将已获得的定量地质资料运用于活动断裂中—长期地震潜势概率评估的方法，从而使得在缺乏历史记载或仪器记录资料，但已获得断层平均滑动速率、同震位错、古地震年代序列等资料的活动断裂段上评估未来的发震概率成为可能。在定量计算活动断裂未来地震危险性的过程中，作为输入参数之一的特征地震平均复发间隔是一个至关重要的参数，它的确定将直接影响到概率计算的结果。对研究断裂上已获得的历史地震资料(H)、地质资料(G)和古地震资料(P)，笔采用了时间可预报(T)和准周期(Q)两种模式分别计算其平均复发间隔，比单一的只假定一种复发模式计算更具有完善性和可靠性。在叙述该方法的同时，以西秦岭北缘断裂为例，详细阐述了该断裂上特征地震平均复发间隔的确定，并在此基础上对西秦岭北缘断裂未来地震潜势作了定量评估。     

2008年和2014年于田地震对周边断层发震概率的影响

大震后区域静态库仑应力变化直接影响地震活动性速率的变化、主震断层外余震和即将失稳断层的发震概率的变化.利用滑移速率和状态相依赖的摩擦定律,结合2008年3月21日于田地震前后的地震活动性水平,定量计算了2008年于田地震后该地区周边断层发震概率的变化,着重解释了2014年于田地震发震的可能根源.此外,本文还对库仑应力明显变化的周边三条断层进行了发震概率的定量计算.贡嘎错断裂中段、贡嘎错断裂西南段和康西瓦断裂中段分别经历了发震概率先降后升、先升后升和先降后降两个阶段,充分显示了库仑应力的细微变化造成的周边断层的危险性的变化.这三条断裂发生7.0级以上地震的发震概率超越95%均需要500年左右;贡嘎错断裂西南段发生中强地震的可能性较大,而康西瓦断裂中段活跃度较低.     

汶川地震对芦山地震及周边 断层发震概率的影响

大震后区域静态库仑应力变化常常被用于解释区域地震活动性速率的变化、 主震断层外余震的发生以及即将失稳断层的地震发生概率的变化. 2013年4月20日芦山M_S7.0地震的发生重新引起了对2008年5月12日汶川M_S8.0大地震的热议. 利用含(滑移)速率和状态的摩擦定律, 结合汶川大地震前后的地震活动性水平, 定量化计算了汶川地震后雅安地区发震概率的变化, 并着重解释了芦山地震发震的可能根源. 此外, 还对库仑应力明显增加的鲜水河断层和熊坡断层进行了发震概率的定量化计算, 计算结果与中国地震台网中心的地震目录基本符合. 鲜水河断层从汶川地震后至今近5年来未发生M>6.0地震, 而M>6.0的发震概率已约为60%; 熊坡断层自汶川地震以来尚未发生M>4.0地震, 芦山地震后M>4.0的发震概率已接近90%. 所以, 我们认为鲜水河断层附近将成为M>6.0地震的重点防范地区, 熊坡地区将来仍旧存在发生中强地震的危险性.      

利用GPS数据估算川滇南部地震(M_S≥6.5)平均复发间隔

利用川滇南部GPS站点速度资料,采用Kriging插值和有限单元中形函数(拉格朗日差值函数)求导原则,计算了川滇南部主应变速率.在此基础上,引入Kostrov地震矩率计算方法,由主应变速率求得了研究区的地震矩率,进而借助于Ward地震平均复发间隔公式计算了研究区地震(MS≥6.5)平均复发间隔.计算结果表明,川滇南部不同震级档地震复发间隔空间分布总体上与区内主要活动断裂展布基本吻合;地震复发间隔低值区主要分布在地震活动水平和滑动速率较高的安宁河—则木河—小江断裂带、丽江—小金河断裂西南段、红河断裂西北段.所得的结果与利用历史地震资料获得的结果基本一致.该方法对于历史地震资料缺乏或不完整地区和活动断层定量研究程度较低的地区有着潜在的应用价值.     

根据南加州的背景地震活动性估计地震危险性

通过分析南加州的历史地震活动性,找到了一种用6.5级或小于6.5级的背景地震活动性计算地震危险性的合理方法。该方法的基本假设是:未来地震在空间上将群集在4级或4级以上历史主震震中附近。通过分析加州去群集的地震目录,计算每个网格内的地震发生率,并对该发生率进行空间光滑处理,以预测未来地震的空间分布。为了寻找合适的空间光滑函数,我们研究了南加州地震震级与距离(r)的相关性,发现其遵循1/rμ幂次率关系,其中μ随着震级增大而增大。我们的研究结果表明,较大的地震在空间上比较小地震更群集。假设地震活动性遵从古登堡-里克特震级分布关系,我们计算了50年超越概率10%的地面峰值加速度。南加州大部分地区的峰值地面加速度值在0.25g至0.35g(g=10m/s2)之间。所得地震动水平一般比用全部震源模型(包括地质和大地测量资料)所得结果的一半还要小。我们还用蒙特卡罗方法计算了危险性图的总体不确定性,发现该地区大多数区域的变化系数为0.24±0.01。     

地震危险性估计的一种尝试

本文根据三角网统一平差和跨断层测量资料，利用位错理论的反演方法，计算了唐山和北京，怀来地区几条主要断层滑动速率和滑动方向，其结果与我们用有限元方法计算的断层应力场配套。并获得三点结果：（１）断层滑动速率大，则断层上庆力高，反之亦然；（２）断层滑动方向与断层应力场方向配套；（３）当跨断层短线大度年变化持续出现线笥关系时，断层浅部与深部滑动一致，而且断层浅部滑速率大，此却表示有发生地震的危险性。     

海城地震后对辽东半岛断层应力场的研究

根据已知的活动断层和地震机制资料,取断裂带为弹塑性材料模型,采用非线性有限单元法计算断层应力场。应用库伦-纳维强度理论作为断裂带上各单元应力释放可能性的判据,在计算过程的每一时间增量步中都可能伴随有某些单元释放应力。以此方法模拟断层应力场的变化和调整过程,根据单元应力调整图象,判断未来应力释放潜伏区。以未来应力释放区的应力圆半径和体积分别与历史上释放过最大应力强度的区域的应力圆半径和体积的比值联合作为估算未来应力释放强弱等级的判据     

利用GPS数据估算川滇南部地震（MSge;6.5）平均复发间隔

利用川滇南部GPS站点速度资料,采用Kriging插值和有限单元中形函数（拉格朗日差值函数）求导原则,计算了川滇南部主应变速率.在此基础上,引入Kostrov地震矩率计算方法,由主应变速率求得了研究区的地震矩率,进而借助于Ward地震平均复发间隔公式计算了研究区地震（MSge;6.5）平均复发间隔.计算结果表明,川滇南部不同震级档地震复发间隔空间分布总体上与区内主要活动断裂展布基本吻合;地震复发间隔低值区主要分布在地震活动水平和滑动速率较高的安宁河——则木河——小江断裂带、丽江——小金河断裂西南段、红河断裂西北段.所得的结果与利用历史地震资料获得的结果基本一致.该方法对于历史地震资料缺乏或不完整地区和活动断层定量研究程度较低的地区有着潜在的应用价值.      

中国东部中强地震潜在震源区地震复发概率分布

本文对中国大陆东部102个中强潜在震源区内1500a以来5—6级地震的复发间隔进行了统计分析,得到了中强地震复发间隔不仅受潜源内断层活动性影响,还与发震构造是否交汇及邻区构造活动等因素有一定关系。中强地震复发间隔大致满足指数分布,通过给出的概率模型可以计算出研究区内各潜在震源区未来一定时间内的发震概率,为地震危险性分析提供一些基础资料。     

南加州地区地震释放的方式

南加州经历了发生在垂直右旋以走滑占优势的圣安德烈斯断层系统上的地震,以及发生在一个由逆断层、斜滑断层、左旋断层和其他类型断层组成的次级断层系统上的地震。应用模式识别和聚类分析的方法来分析1915～1994年间M≥5.5的地震目录。我们用模式识别来找出一组能够表示上述两个系统各自特征并能够区分它们的特性。模式识别和聚类分析这两种方法都表明,当地震活动的两种体系中的任何一种成为主要形式时,则进入了地震释放期。近20年来,次级系统成为活跃的系统,板块在运动方向上的微小变化可能会解释这一现象。在圣安德烈斯系统上的地震释放之前,大盆地或加州湾地区发生了一系列的地震活动。这些事件大致上表明了大盆地地区的扩张和加州湾地区转换断层的扩展和滑动。     

古登堡—里克特分布还是特征地震分布？

古地震和断层滑动速率数据结合加州理工学院和美国地质调查局（ＣＩＴＵＳＧＳ０地震目录（１９４４－１９９２）用于检测沿南加州地区主要走滑断层的震级－频度分布的形态。对于纽波特－英格尔伍德断层、埃尔西诺断层、加洛克断层和圣安德烈斯断层，得到的分布是符合断层行为的特征地震模式的。沿圣哈辛托断层观测到的分布满足古登堡－里克特关系。如果仅注意圣哈辛托断层上由大的历史地震的破裂带或由断层线的清晰阶距标记的断层段     

断层位错引起的应力场变动与地震危险性预测

断层运动引起的应力场影响相邻断层的稳定性, 研究断层相互作用与地震危险性预测有密切关系。按弹性位错理论计算半无限弹性介质中矩形断层错动产生的应力场, 结果表明, 在中国西南与华北地区, 多数后继大地震发生在剪应力Sxy增大和正应力Syy减小区。地震发生概率的增益与作用于断层上的应力增量呈函数关系, 剪应力增加和正应力减少可引起地震触发。定义地震触发活化系数At表示地震活动度变化, At值空间扫描有助于确定具体的危险地点。最后讨论了大范围相互作用问题。      

融合三维断层源和二维潜在震源区的随机抽样概率地震危险性分析算法研发

文中采用蒙特卡罗随机抽样方法,研发了一套融合传统二维潜在震源区(下文简称“潜源”)和三维断层源的概率地震危险性算法。该算法不仅适用于传统的区域面源,同时还能考虑地震的破裂尺度并兼容三维断层源的概率地震危险性计算。文中研发的算法可高效实现断层源地震事件集的三维模拟,并将地震破裂尺度引入到概率地震危险性计算中,显著提高了近断层地区地震危险性计算的合理性。为了提高程序的执行效率,算法采用预先在平面潜源中充填网格点的方式随机模拟地震事件在潜源内的均匀分布。对于椭圆衰减的地震危险性计算,算法采用了预先构建不同震级、距离及不同场点与潜源长轴方向夹角下的短轴距的三维矩阵,通过查表和插值方式直接获得相应场点的短轴距,避免了循环迭代逼近短轴距计算效率低下的问题。分别利用五代图的概率地震危险性程序和文中研发的算法,计算了湖南长-株-潭(长沙-株洲-湘潭)城市群所处的中强地震活动环境的区域地震危险性以及近断层源的常德、株洲2个场点在不同概率水平下(重现期分别为50a、 475a和2 475a)的地震危险性。比较研究表明,五代图的程序低估了三维断层源附近的地震危险性,且随着概率水平的降低,低估的程度越来越高。...     

潜在震源区地震年平均发生率确定方法的再探讨

应用断裂带地震复发条件概率作为潜在震源区空间概率函数来确定潜在震源区地震的年平均发生率，并运用断层分段的结果，依据其给定震级地震的平均复发间隔，计算出了未来５０年地震复发的条件概率。并以南北天山地震带为例进行了计算。结果表明，该方法是可行的，计算结果是适宜的。     

青藏块体东北缘地区断层形变研究

根据青藏块体东北缘地区的跨断层流动水准测量资料,分别从断层形变异常的空间分布特征,不同断裂带上断层形变平均活动速率的分布和断层形变群体性异常在时间上的分布三个方面进行了统计、对比、分析和研究。结果显示,自2002年以来青藏块体东北缘地区的断层形变异常的主体区域逐步由西向东迁移,地震活动也具由西向东迁移的现象;断层平均活动速率也是东部区偏高。但是,断层形变群体异常在时间上的分布显示目前该区域断层形变异常活动的数量和强度均不十分显著,短期内发生强震的可能性不大。本文提出的方法及初步结论对该区域日常地震预测及震情跟踪工作有一定的参考价值。     

山西地震带历史地震序列的统计分析

在工程地震工作中需要知道某地震带或某地区未来100年内的地震活动水平,以便适当选择历史地震的统计时段,从而得到和地震活动水平相适应的不同潜在震源区的各级地震的年平均发生率。 本文利用极值理论、最大熵原理、马尔可夫模型的方法、莫尔纳方法和伯努里模型方法计算了山西地震带未来100年内中强震的年平均发生率、平均重现期大于等于某级地震的个数和发震概率,计算结果表明,山西地震带未来百年内将发生≥6.0级地震3次,发震概率为0.94左右;将发生≥6.5级地震1—2次,发震概率为0.84左右;有可能发生≥7.0级地震,发震概率为0.53左右;发生≥7.5级地震的可能性不大,发震概率为0.32左右;发生≥8.0级地震的可能性很小,发震概率为0.15左右。     

由多个小地震推断的华北地区构造应力场的方向

利用1966——1978年间华北地区区域地震台记录的5级以下地震的初动方向,通过求平均节面解推断出13个分区的地壳构造应力场的主应力轴方向.通过数值试验论证了利用多个断层面随机取向的地震的 P、B、T 轴推断构造应力主轴方向的可能性.讨论了在推断构造应力场方向时,利用多个小地震资料比利用大地震资料所具有的优越性.用尝试法对所有可能解的三维参数空间以555的间隔进行了扫描搜索,改进了扫描方法,节省了计算时间.      

由背景地震活动性估算南加州的地震危险性

我们分析了南加州的历史地震活动性，提出了一种合理的方法来计算由６．５级或稍小一些的背景地震产生的地震危险性。该方法的基本假设是未来的地震在空间上将丛集在震级等于或大于４级的地震主震的附近。我们分析了离散的南加州地震目录按网络计算地震发生率，然后进行平滑，以此计算未来地震地空间分布，为了得到合适的空间平滑函数，我们研究了南加州地震的距离相关性，并发现它们遵多指数关系１／ｒμ。