利用人工波源探测震前波速变化——以溧阳六级地震为例

本文讨论了视波速比=ts11-ts/tp11-tp与介质真实波速比的关系。假设地壳为水平双层结构,上层地壳内包含一个水平延伸的波速异常区.计算了的理论值。结果表明,对于以往用水平传播的直达波测不出异常的某些情况(例如直达波没有穿过异常区;异常区的水平尺度很小等),只要反射波穿过异常区,根据值的变化,仍有可能把异常较为有效地检测出来。 应用这一方法研究了溧阳地震台记录的马鞍山人工爆破资料,发现1979年7月9日溧阳6.0级地震前值呈现负异常,平均幅度约为5%,异常时间为15——17个月。为了解释这一异常,直达波在异常区内的路程应当很短,或者根本不穿过异常区。 本文结果表明,主要使用反射波,可能会改善用人工波源方法观测震前波速变化的前景。      

确定震源位置,发震时刻及区域平均波速的最优化方法

本文详细讨论了利用井下和地面观测直达波到时资料联合确定震源位置,发震时刻及区域平均波速的最优化方法,该方法对震源深度及波速的确定给予特别的重视与处理。理论检验和实际算例表明,用该方法编制的程序定位精度高,计算速度快,可以在地层差异小的地区推广应用。     

我国西部地区一些强震及中强震前后波速异常的初步研究（二）——波速异常区及其特性

本文介绍了根据近地震直达波到时资料确定震前波速异常区（简称孕震区）的方法,并给出了我国西部地区某些较大地震前波速异常区（孕震区）的初步测定结果。探索并讨论了孕震区的一些基本特性,即孕震区的形状、大小,孕震区的定向,主震在孕震区内所处的部位,孕震区内部波速异常状态的分布与发展等。最后还导出了孕震区线度与震源区尺度间的关系式,并作了简单的讨论。     

利用地震走时计算波速与震源深度

利用青海台网记录清晰的P波震相资料,根据单层地壳模型地震走时方程,计算了P波速度和震源深度,得到直达波速度正态分布置信区间为5.96~6.09 km/s,首波波速度置信区间为7.69~8.06 km/s,震源深度置信区间为5.6~5.8 km。     

2015年尼泊尔MS8.1地震震源区S波三维速度结构与强震发生机理研究

利用2001-2003年期间在2015年4月12日尼泊尔M_S8.1级强震震源区流动地震观测记录到的连续波形数据,提取了5~25 s周期的瑞利波相速度频散曲线,并构建了尼泊尔地震震源区二维瑞利波相速度分布图像.以0.5°×0.5°为网格大小将研究区网格化,采用NA算法反演得到尼泊尔地震震源地区三维S波速度结构.结果显示,在上地壳,以主前锋逆冲断裂带（MFT）为界,其以北地区为高波速异常,而其以南为明显低波速异常;在中地壳,以藏南拆离系（STDS）为界,南北两侧速度结构也存在明显差别,以南地区为明显高波速异常,而以北地区为明显低波速异常.这些结构特征说明,印度板块与欧亚板块碰撞挤压作用形成地幔热物质上涌并造成地壳物质部分熔融,并由此形成了东西向拉张的南北向裂谷.2015年尼泊尔M_S8.1级主震和最大余震均发生于高低波速异常过渡区且偏向高波速异常区,暗示了这样的波速异常区易于积累能量孕育强震.主震和最大余震的南侧均存在明显的低波速异常,与主喜马拉雅滑脱断裂带（MHT）相对应,可能代表部分熔融或深部流体作用于主边界断裂带（MBT）附近的MHT断裂带,降低断层面上的有效正应力,从而触发尼泊尔强震及最大余震的发生.主震与最大余震之间的余震分布于高低波速异常变化较为明显的地区,说明研究区内地震的发生受震源区附近的速度结构控制.     

2017年米林6.9级地震震源区速度结构与余震重定位

利用西藏自治区林芝地区的固定地震台站与南迦巴瓦流动测震台站在2017年11月18日至2017年11月24日记录到的430个余震的直达波走时数据反演得到了震源区的三维P波速度、S波速度结构,并利用三维速度结构对余震进行了重定位.成像结果显示,米林地震震源区在0~5km深度内存在低地震波速度异常;在5~15km深度内,存在高地震波速度异常,该高速异常致使震源区西南侧的地震波速度高于东北侧.重定位结果中,余震呈条带状以NW-SE走向展布,震源深度具有西南方向深、东北方向浅的特征.主震位于11km深度处、高地震波速异常体顶部,余震主要分布在高地震波速度与低地震波速度过渡的区域.对成像结果的分析表明,震源区浅部的低速异常具有低泊松比的特性,与富石英的沉积变质杂岩体-东久杂岩单元的岩性特征有关;深部的速度结构特征则可能反映了发震断层上盘地震波速度高,下盘地震波速度低的介质特性.余震重定位结果与成像结果联合表明:此次地震发震断层从11km深度处,东久杂岩体下方的高地震波速度异常顶部开始破裂,继而在5~15km深度内发生后续破裂,后续破裂的发生区域正处于喜马拉雅构造单元与冈底斯构造单元接触的形变区内.此外,根据地震波速度计算的泊松比反映了震源区持续的低泊松比特征,暗示此次地震与流体活动并无直接关系.     

水平层状介质视波速比响应特性的数值模拟

本文用几何地震学方法和多台和达图法, 通过数值模拟讨论了水平层状介质的视波速比对真波速比变化的响应特性。 结果表明: ① 视波速比对真波速比变化的响应特性是介质结构及其动态变化、 震源与监测台网的相对位置有关的复杂函数, 显示了地震波的实际传播途径对提取波速比异常信息的明显影响; ② 检测波速比信息的地震震源深度对视波速比的响应特性有重要的影响, 当介质处于异常状态时, 位于震源区下方的地震其携带出异常信息的能力受到较大限制, 其实质应归于地震波传播路径中非异常部分的作用; ③ 视波速比的响应特性主要是对于介质内部真波速比变化的响应, 在其他条件相同的情况下, 如果介质内部波速变化大而波速比变化小, 一般并不会显示高的视波速比响应特性。 根据这些结果笔者认为, 结合研究区具体的介质结构条件, 发展震源精确定位方法, 深入而具体地研究视波速比对真波速比变化的响应特性问题, 是应用视波速比作为预测地震的前兆方法必须面对的基本问题, 也是可靠地识别视波速比异常必须解决的关键问题。     

隧道工程勘察中的超前预报成像方法研究

针对地下工程领域隧道超前预报地震波波场传播与成像中存在的问题,通过数值模拟,构建二维含低速异常的隧道介质模型,研究隧道弹性波场传播规律和异常体边界成像准确性.首先,利用一阶速度-应力波动方程和高阶交错网格有限差分计算方法,导出隧道超前预报数值模拟的稳定性条件和边界条件,对上述隧道模型进行数值模拟,识别波场特征;其次,利用叠前逆时偏移成像方法,对压制噪音干扰后的波场在互相关成像条件下,对隧道模型中的异常体边界进行逆时偏移成像.研究结果表明：采用高阶交错网格有限差分正演获得异常体边界清晰的反射波和角点产生的散射波;逆时偏移算法获得隧道内异常体准确成像结果,从而大大提高隧道超前预报的分辨率与准确性;靠近掌子面单一震源、多道接收观测系统对异常体成像效果最佳,为隧道内高效数据采集提供理论依据.     

数字化前兆低频前驱波异常特征分析

前驱波是一种暂态信号,是在震源成核过程中发射出的一种低频波,对地震预测而言是一种有重要价值的可靠短临前兆信息.本文提取了黑龙江及邻区3次中强地震前5例水位、竖直摆倾斜数字化低频前驱波异常图像,分析了低频前驱波异常形态、异常特征和异常指标,经初步统计得到了经验公式,探讨了前驱波异常机理,取得了一些新的认识,值得一提的是这些震例均为近场区中强地震前数字化前兆低频前驱波异常,丰富了低频前驱波方法在黑龙江地区地震分析预测工作中的应用.     

强震极震区地震作用的定量评估问题

极震区地震作用的预测与震源区周围岩石半空间中非线性波强度的评估有关。作为弹性波（地震波）辐射源产的震源之形式参数对于工程地震学的目标来说是不足够的。本文详细地研究了在震源的非弹性应变区中岩石的特性。根据实际资料和理论的综合分析,得到了弹塑性波的强度与折合距离的关系式,确定了震源非线性应变区的相对范围,证明了作为弹性波辐射源的震源是一个椭球体,确定了椭球体的尺度及其与平均半径Ｒ０的相关关系。Ｒ０被看     

国内外隧道超前预报技术评析与推介

国内外的隧道地质超前预报技术正在发展之中，目前应用的负视速度法，水平剖面法，TSP、TGP等技术，由于观测方式和资料处理方法比较简单，不能准确确定掌子面前方围岩的波速，从而致使地质界面定位不准确，围岩工程类别划分缺乏依据，亟待改进.TRT与TST技术采用空间观测方式和偏移成像方法，技术比较先进，能解决了掌子面前方围岩速度结构可靠分析的问题，实现了隧道围岩地质结构的精确成像，适合复杂地质条件下的地质超前预报应用.目前的超前预报过于依赖地震方法，实际上地震方法对于解决构造问题比较有效，解决含水性问题不如电磁方法，高密度电法和瞬变电磁方法在超前预报领域会有广阔的应用前景.实际预报工作中要取得好的预报结果，必须提倡综合方法，提倡地质分析与工程物探相结合，地震方法与地磁方法相结合，共同解决不良地质构造、含水构造、含瓦斯气构造的超前预报问题.     

Research status of earthquake forecasting in hydraulicfracturing induced earthquakes

In the new types of industrial activities including unconventional energy extraction associated with shale gas and hot dry rock, gas reservoir operations, CO2 geological storage, undergoing research on induced earthquake forecasting has become one of the forward positions of current seismology. As for the intense actual demand, the immature research on induced earthquake forecasting has already been applied in pre-assessment of site safety and seismic hazard and risk management. This work will review systematically recent advances in earthquake forecasting induced by hydraulic fracturing during industrial production from four aspects: earthquake occurrence probability, maximum expected magnitude forecasting, seismic risk analysis for engineering and social applications and key scientific problems. In terms of earthquake occurrence probability, we introduce statistical forecasting models such as an improved ETAS and non-stationary ETAS and physical forecasting models such as Seismogenic Index (SI) and hydro-mechanism nucleation. Research on maximum expected magnitude forecasting has experienced four stages of linear relationship with net injection volume of fluid, power exponential relationship and physical forecasting regarding fault parameters. For seismic risk analysis, we focus on probabilistic seismic hazard assessment and quantitative geological susceptibility model. Furthermore, this review is extended to key scientific problems that contain obtaining accurate fault scale and environmental stress state of reservoir, critical physical process of runaway rupture, complex mechanism of fault activation as well as physical mechanism and modeling of trailing effect. This work in understanding induced earthquake forecasting may contribute to unconventional energy development and production, seismic hazard mitigation, emergency management and scientific research as a reference.     

地震速度资料在北黄海盆地中的应用

概述了北黄海盆地的区域地质背景和速度分析的原理,通过对北黄海盆地速度谱的解释和计算,得到了层速度、平均速度、砂岩百分含量等信息,利用这些速度资料识别多次波、辨别坳陷区和隆起区,进行时深转换、构造分析以及岩性分析,为北黄海盆地地震资料解释、沉积相分析以及资源量计算提供可靠的依据。     

克孜尔水库大坝的地震安全性评估

通过对克孜尔水库地震活动和地震地质构造背景，地震危险性，地震动力反应等的分析，评估土坝的抗震性能与安全性，并对大坝及库区周围的地质灾害进行了预测。     

辽宁及邻区背景噪声面波群速度结构研究

收集辽宁及邻区59个宽频带地震仪记录的自2012年1月1日至12月31日的背景噪声连续波形垂向记录, 以背景噪声的方法获取辽宁及邻区面波群速度图像。 过程采用互相关的方法提取瑞利面波格林函数, 利用CPS330提取了群速度的频散曲线, 共从1655条频散曲线中筛选出了1233条信噪比较高的频散曲线。 将研究区划分为0.5°×0.5°的网格, 应用的层析成像方法得到了周期为8~40 s的瑞利面波群速度结构分布。 结果表明: 辽宁地区地壳及上地幔存在明显的横向不均匀性。 短周期群速度分布与研究区内断裂带及地质构造地貌形态表现出良好的相关性, 其中8~15 s周期内群速度分布特征与盆地坳陷、 山区隆起对应性较好, 呈“两垒高, 一堑低”的群速度分布特点, 基本与地质构造相吻合, 地震多位于高低速过渡带内。 较长周期20~30 s的群速度在渤海湾-辽东湾中存在低速异常, 显示了渤海湾盆地和下辽河盆地具有较厚的沉积层覆盖。 35~40 s与莫霍面的深度有明显关联性,莫霍面埋深大体呈西厚东薄的特点。 38~40 s周期内郯庐断裂带东侧的低速异常可能说明渤海内存在局部的热物质上涌现象。 本文结果较好地反映了研究区内地貌地质构造情况, 与区域内地壳及上地幔结构的相关研究成果相吻合, 为辽宁及邻区的地震活动构造背景及地震孕育机理提供重要参考资料。     

烟台市及其邻近地区活断层地震危险性评价

本文是"十二五"国家科技支撑计划项目专题(2012BAK19B04-01)"郯庐地震断裂带中段地震活动规律及地震危险区判定研究"部分成果的总结。在分析了烟台市及其邻近地区的地震地质、地球物理、断层综合地球物理探测、探槽开挖、断层活动性鉴定等技术手段获得的反映区域地震构造环境、深部构造背景、活动断裂长期滑动习性的定性和定量资料、历史与现代地震活动性和地球动力学资料的基础上,甄别出了具有发生破坏性地震的活断层段。同时采用定性、定量和综合判定的方法,评价了烟台市及其邻近地区主要活动断裂的地震危险性。本文的研究成果可为胶东半岛地区的地震监测预报、地震区划、震害预测和断层危害性评价提供基础依据。     

基于空间分析技术的海岛地震灾害风险分析研究

我国约有1.1万个海岛,多处于地震活跃带,地震灾害特征明显,目前地震领域研究主要针对城市展开,海岛地震灾害风险的研究较少。此背景下,该研究收集了海岛地震相关的地质和地震数据,形成海岛地震灾害空间数据库;从地震危险性、承灾体易损性和防震减灾能力3个方面构建海岛地震灾害风险评价指标体系;利用ArcGIS空间分析技术,采用熵权法与AHP法相结合建立海岛地震灾害风险综合评价模型,以长岛县、洞头区和东山县为例进行分析,并将海岛地震灾害风险等级划分为4个等级。结果显示:东山县为地震灾害高风险区,洞头区和长岛县为地震灾害较低风险区。该研究对海岛工程抗震规划与设计有重要意义。     

SEISMIC FACIES ANALYSIS CONCEPTS *

Seismic facies analysis makes use of different seismic parameters in order to get other than structural information. A review is given of possibilities and usefulness of seismic facies analysis in oil exploration. A seismic facies unit can be defined as a sedimentary unit which is different from adjacent units in its seismic characteristics. Parameters that should be taken into consideration in the seismic facies analysis are as follows: reflection amplitude, dominant reflection frequency, reflection polarity, interval velocity, reflection continuity, reflection configuration, abundance of reflections, geometry of seismic facies unit, and relationship with other units. Interpretation of seismic facies data may be either direct or indirect. The purpose of the direct interpretation is to find out geological causes responsible for the seismic signature of a seismic facies unit. So, the direct interpretation may be aimed at predicting lithology, fluid content, porosity, relative age, overpressured shales, type of stratification, geometry of the geological body corresponding to the seismic facies unit and its geological setting. The indirect interpretation is intended to reach some conclusions on depositional processes and environments, sediment transport direction, and some aspects of geological evolution (transgression, regression, subsidence, uplift, erosion). The results of the seismic facies analysis may be shown on seismic facies cross-sections and seismic facies maps. Depending on the available seismic data and geological conditions in the area under consideration, the seismic facies maps may be of different types such as general seismic facies maps showing distribution of different seismic facies units, sand-shale ratio maps, direction of cross-bedding and paleo-transport maps etc. Several kinds of seismic facies units and their geological interpretation are discussed as examples of seismic facies analysis.     

天津滨海地区浅层剪切波速与基底构造关系研究

剪切波速是反映土体动力学特性的重要物理量之一,在土木工程抗震中有广泛的应用.本文收集整理了天津滨海地区500余口横波测井资料,在经纬向与垂直向以0.01°×0.01°x1m的三维网格进行线性插值,获得了天津滨海地区近地表剪切波速空间分布的精细图像.根据资料分布与地质构造背景,选取2个代表性波速剖面进行分析.结果表明,滨海地区浅部剪切波速结构具有明显的分层特征与横向不均匀性,进一步的分析认为,不同地质构造单元的速度结构具有明显差异,在大型区域或边界断裂两侧波速结构或受到扰动或受到明显影响,充分显示了天津滨海地区基底构造与断裂活动对晚第四纪沉积发展和地层发育的控制以及对工程地震地质条件评价的影响.     

河北省南部及邻区地壳P波速度结构三维反演

1980—2012年河北省及邻区测震台网地震记录,使用了河北省南部及邻区（34.0°—38.0°N,112.0°—118.0°E）63个固定地震台站和4 540个地震事件,得到27 709条P波到时数据,采用速度结构与地震位置联合反演的方法,获得研究区内地壳P波三维速度结构,重新确定中小地震震源位置。速度结构揭示：研究区域内地壳的P波速度结构存在明显的横向不均匀性,在10—25 km深度上横向不均匀性更加显著;大地震基本发生在速度异常体或高低速交界区域。地震重新定位结果显示：地震P波走时均方根残差（RMS）从1.68 s降到0.82 s;地震呈明显条带状分布,震源深度与地质构造年代具有一定负相关性。