唐山地震前地壳的异常隆起及无震蠕动

根据唐山地区震前11期水准复测资料,对本区的地壳形变的时空变化特征进行了分析.结果表明:唐山地震前1968年-1969年震中区发生了幅度为50毫米、持续时间2年的异常隆起,并在唐山及宝坻附近的唐山断层和蓟运河断层显示出应变积累与无震蠕动叠加的作用.采用了均匀应变积累及弹性位错理论分别计算了唐山、宝坻附近测点由于各处断层蠕动引起的垂直位移理论值,按残差均方根最小的原则确定历年应变积累及蠕动断层参数的最佳值.1969年-1975年唐山地下发生蠕动的断层走向为北东47、倾角87、倾向南东的右旋正断层,断层长度为8公里、宽度6公里、断层上界深度为2公里、走滑与倾滑错距分别为104厘米及8厘米,平均应变积累速度为0.910-7/年.同时得到断层走向、倾向蠕动速度分别为18.6厘米/年及1.4厘米/年.另外由蓟运河断层结果得到.宝坻附近蠕动断层的规模比唐山小,但蠕动速度比唐山大.本文分析了上述异常隆起及蠕动断层与唐山地震的关系,认为地壳的异常隆起是孕震的早期显示,而无震蠕动可能是浅源地震的又一前兆特征.唐山地震经历了长期应变积累-体积膨胀-蠕动-形变反向(或蠕动速度减慢)-发震的过程.      

唐山地震和海城地震前地温的异常变化

本文使用了河北北部和辽宁东部26个气象台站近17年的浅层地温观测资料,其中以唐山、营口、丹东和北京等8个台作为重点,对不同深度的地温资料,进行了较详细的处理和分析。利用数字滤波和频谱分析方法,计算了各台不同深度的地温旬距平曲线,由热传导方程计算了重点台不同深度上的地温旬距平的理论曲线。通过与实测值的对比,讨论了唐山和海城地震前,大范围内地温的变化。初步结果表明:1.唐山地震前,以唐山为中心,自1973年起至1976年4月,80厘米和40厘米地温均出现异常增高现象,80厘米增温幅度大于40厘米,且相位超前。2.海城地震前,1972年初至1975年2月,营口台40和80厘米旬地温距平值出现异常增高;震前2—3个月,丹东台80厘米亦出现增温。文中还计算了唐山地震前七年内地下断层大规模蠕动产生的热能,若取剪切力为1千巴,断层面内升温为0.02℃,数级很小不足以造成浅层地温的明显变化。因此,浅层地温的异常增高,很可能是地下热液通过裂隙上涌,将热能带到近地表所致。     

跨断层位移测量与地震预报

本文以震例、实验成果及粘滑理论,证实跨断层测量已经成为目前中短期预报地震的手段之一,不跨断层测量则效果较差。宁河水准点观测到的唐山地震前“临界破裂前兆蠕滑”,不同于圣安德烈斯蠕动断层震前的加速蠕滑,它是板内首次测到的大震前兆蠕滑,并更强有力地证实国内外各种岩石破裂实验中普遍观测到的前兆蠕动在震前存在。“临界破裂前兆蠕滑”可能是一种必然出现的前兆现象,因此具有一定的理论意义和实用价值。根据跨断层位移测量点预报地震的经验,可将前兆异常分为三级,列出各种干扰,建立构造、前兆二判式。这套判别系统经过验证不仅实用,且为地震预报提出了一条新的思路。     

华北地区震前断层异常活动方式

分析了华北地区跨断层形变资料, 研究了唐山、 大同及张北地震前断层异常活动方式。 结果表明, 震前存在显著的断层异常活动; 断层异常活动方式具有构造控制特征,并与孕震机理有关; 地震孕育过程中有可能出现多次应力集中; 从断层不可逆异常活动地区的分布推测, 唐山地震缓解了延怀地区的地震危险性, 大同地震缓解了紫荆关-狼山断层一线的地震危险性; 张北地震断层异常活动呈松弛变化, 首都圈及邻近地区地震活动将趋于缓解。     

华北地区震前断层水平异常活动特征

分析了首都圈及邻近地区跨断层基线测量资料, 研究了唐山、大同及张北地震前后断层水平异常活动特征。结果表明, 震前在震中外围存在显著的断层水平异常活动, 监测断层水平活动是地震预测的有效手段; 同一测点震前断层水平异常活动具有相似性特征; 唐山地震前在震中附近一定范围内出现的断层水平异常活动, 具有断层预位移性质。     

唐山地震前近震中区地电阻率的震前突变现象

1976年唐山地震前,在距震中250公里范围內已经建立了16个地电台站。震前10天内有几个台站地电阻率在较平静的趋势背景值上出现大幅度突变异常,尽管这些台站占少数,但却集中分布在发震的沧东断裂附近。 根据唐山地震震源机制解结果,以及发震构造和地下水位变化的实际资料说明,地电阻率突变异常的空间分布与唐山地震断层面是一致的,与震前地下水位变化异常带也是吻合的,地下水震前变化在时间上与地电阻率突变的出现是同步的。      

唐山地震区的地壳形变及强震重复时间预测

无论是地震前、还是地震后，在国内所有大震区中，唐山地震区的垂直形变资料都是最丰富的。作者在研究这些资料以后发现，唐山地震区的地壳形形变，在１９６７年以前经历了相当长的缓慢奖速的变化过程，１９６７－１９６９年全区出现了加速上升，紧接着转为快速下降和不稳定变化，根据宁河的流动水准测量资料推测，临震前地震断层发生了无震蠕动。大震发生时，全区出现了大幅度的同震形变。大震发生之后，地壳形变的速率随着余震的衰     

唐山地震前后的应力变化

在距唐山地震震源约百公里的大港油田,以水压致裂法,在深度1000——4000米之间,测定了69次地应力值,对比了1973——1980年大地震前后八年内的应力值变化.在主震前,构造应力场出现明显变化:(1)水平应力梯度降低,即在最大与最小水平主应力方向呈现应力松弛;(2)水平应力与深度的相关系数降低,即构造应力场受到扰动;(3)断层滑动系数增高,断层出现无震蠕动.此外,结合地质构造与应力测量结果,对唐山地震发生过程中的一些异常现象,如无震蠕动、地下水位变化、浅层和外围地区的应力松弛,以及应力沿断层面向深层和闭锁区的转移等,进行了分析和讨论.      

地电场短临预报方法研究

根据1968年注意到震前电场变化与地下水位变化及断层活动有关的理论研究, 认为震前电场变化可能是过滤电势机制引起的。 鉴于地下流体压力分布不均匀、 断层阀作用及地下电流密度与流体流的耦合方程, 特别是由于电场异常显示出快急始慢衰减的特殊图型, 电场异常有的与废油井间歇自喷有关, 有的与流体压力增高有关, 故认为过滤电势作为电场前兆机制是合理的。 实验表明铅板电极可以用来记录电场前兆。 唐山和海城特大地震时和震前, 电场水平分量或垂直分量出现同震效应或震前异常。 利用地电场的异常变化预测地震在国内外均有成功的震例, 地电场法测量技术较为简便, 可做为地震短临预报的一种手段。     

构造地震的局部内应力源模式

本文根据断层在孕震过程中伴随有蠕动这一事实, 利用裂隙位错的数学理论, 提出了一个新的构造地震的震源模式——局部内应力源模式, 其特点是强调了在区域应力场基本不变的条件下因断层蠕动产生的局部内应力在孕震过程中的作用.文中推导了内应力随时间的变化及由此产生的二维准静态应力场和裂端塑性区线度, 并据此对强震前可能出现的前兆异常的时空特征作了估计.      

Preseismic Creep Strains Revealed by Ground Tilt Measurements in Central Italy on the Occasion of the 1997 Umbria-Marche Apennines Earthquake Sequence

-- Daily averaged tilt component data from four sites of the Central Apennines (Italy) revealed intermediate-term tilts of a few months as possible precursors of the seismic sequence occurred in the Umbria-Marche region during 1997. A change was also observed in the secular tectonic trend recorded at one site and referred to the same seismic sequence. The observed intermediate-term preseismic tilts are considered as the manifestation of aseismic creep episodes in the fault materials close to the tilt sites. The mechanism refers to a strain field slowly propagating from the dilatancy (focal) area to the tiltmeters, through rigid crustal blocks separated by weak transition zones with viscoelastic rheology. This propagation is thought to be the cause of the local aseismic fault slip recorded by tiltmeters. In one case such creep strains revealed to have larger amplitude and higher frequency content than those accepted for fault materials, and this was attributed to an amplified response of the heterogeneous ground surface at the site. The existence of a propagating strain field is confirmed by the different onset time delays in the preseismic tilt signals recorded at different distances from the same earthquake. In particular, the onset time delays observed at each tilt site appear to increase with increasing distance of such site from the epicentral area. At greatest distances, where the preseismic strain becomes negligible, the characteristic intermediate-term ground tilts vanish completely.     

唐山地震前的断层滑动及有关的倾斜和水位变化

分析了1976年唐山地震前趋势性的倾斜和水位变化.用传播的断层滑动模式计算了它们的理论波形,得出,除唐山附近的蠕动断层段外,在宁河附近还有一蠕动断层段,断层滑动在地面1公里之下进行,它于1975年2、3月份在塘沽和宁河之间开始,以后沿大致唐山断裂的方向(N30E)逐渐向北东方向扩展,滑动区前沿的传播速率为4——5公里/月,同时位移由0逐步增长到1米左右.最后讨论了唐山地震的震源过程,认为唐山地震(地震滑动)是南北两个蠕动断层段逐步逼近,最终连接致使位移率迅速增长的结果.      

唐山市古楼庄地裂缝成因机制分析

在调查、分析唐山市古楼庄地裂缝的时空分布特征、活动性及其危害的基础上,系统分析了地裂缝形成、发展的内、外动力因素。得出地表地裂缝生成的主要原因是其地下深处可能存在隐伏活动断裂的活动(蠕动),该活动断裂为1976年唐山大地震发震构造—唐山断裂带东支唐山矿F5断层之延伸,而小煤矿采空塌陷加剧了地裂缝的发展,是诱因。从力学原理入手,对地裂缝生成的机制进行了分析,并对地裂缝可能的发展趋势进行了预测。     

唐山7.8级地震前后的断裂运动

本文根据短基线、短水准等测量资料,把唐山地震前后京、津、唐附近活动断裂的运动划分为震前加速、震时滑动和震后调整三个阶段,分析了各阶段的速率变化、活动性质和时空分布等特征,据此讨论了主要由地震蕴育、发生引起的活动断裂位移异常区的构造背景。最后,讨论了它们在地震预报和烈度区划工作中的意义     

Two-step interface and velocity inversion—— Study o e of the Tangshan seismic region

ｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｒｅｃｅｎｔｔｅｎｙｅａｒｓ,ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｔｈｅ３Ｄｃｒｕｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｅｃｔｏｎｉｃｓｈａｖｅｂｅｅｎｐａｉｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｅｎｔｉｏｎ,ｓｔｕｄｉｅｓｏｆｒｅｌｅｖａｎｔｍｅ...     

Two-step interface and velocity inversion

This paper studies the computation method of two-step inversion of interface and velocity in a region. The 3-D interface is described by a segmented incomplete polynomial; while the reconstruction of 3-D velocity is accomplished by the principle of least squares in functional space. The computation is carried out in two steps. The first step is to inverse the shape of 3-D interface; while the second step is to do 3-D velocity inversion by distributing the remaining residual errors of travel time in accordance with their weights. The data of seismic sounding in the Tangshan-Luanxian seismic region are processed, from which the 3-D structural form in depth of the Tangshan seismic region and the 3-D velocity distribution in the crust below the Tangshan-Luanxian seismic region are obtained. The result shows that the deep 3-D structure in the Tangshan seismic region trends NE on the whole and the structure sandwiched between the NE-trending Fengtai-Yejituo fault and the NE-trending Tangshan fault is an uplifted zone of the Moho. In the 3-D velocity structure of middle-lower crust below that region, there is an obvious belt of low-velocity anomaly to exist along the NE-trending Tangshan fault, the position of which tallies with that of the Tangshan seismicity belt. The larger block of low-velocity anomaly near Shaheyi corresponds to a denser earthquake distribution. In that region, there is an NW-trending belt of high-velocity anomaly, probably a buried fault zone. The lower crust below the epicentral region of the Tangshan M _S=7.8 earthquake is a place where the NE-trending belt of low-velocity anomaly meets the NW-trending belt of high-velocity anomaly. The two sets of structures had played an important role in controlling the preparation and occurrence of the M _S=7.8 Tangshan earthquake. Contribution RCEG97006, Research Center of Exploration Geophysics, China Seismological Bureau, China. This project is supported by the Chinese Joint Seismological Science Foundation.     

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。     

唐山地震与震磁效应的最佳观测

根据作者与Hastie和Stacey提出的三维压磁效应模式计算方法,围绕1976年唐山大地震,计算了七种不同断层模式的压磁效应,比较了在不同磁纬处,走向滑动断层的不同走向、倾角和埋深在地面上所引起的压磁异常场。结果表明,震磁效应的可观测性同地震的破裂机制有着紧密的关系。断层倾角45——60对应着最佳观测条件,其压磁异常峰值可高达12nT;在最差观测条件时压磁异常量几乎无法测出,这时断层位于磁纬0处,或走向为E-W,或埋深为10公里左右。在大多数模式中,垂直分量的异常略大于总强度异常,但在磁赤道附近可高达三倍左右。对唐山大地震的计算表明,压磁异常量约3——4nT,其异常大于1nT区域的线性尺度与断层长度之比仅为1.04——1.10。由于压磁场是地震过程的一种弱效应场,目前使用仪器的观测精度不够和磁测点的震中距过大,可能是未测出该地震明显的磁异常的原因。      

地震前地磁垂直分量变化特征及其成因的讨论

本文分析了1976年7月28日唐山7.8级地震和1982年4月14日海原5.5级地震前的地磁变化。指出地震前地磁垂直分量减小的变化可能是高电导带附近的地震地磁前兆的一种特征。同时认为,这种地磁变化的原因可能是由于地幔物质对流导致居里等温面的变化所引起的。