岩石流变模型在孕震过程和前兆研究中的应用

本文用岩石流变模型讨论了地震孕育过程,以定常应变速率为地震孕育过程的基本条件.在解析解的基础上,计算了孕震过程中应力、应变、应变速率和能量等各种特征量随时间的变化曲线.在此基础上,分析了地震孕育过程的阶段性.本文还着重讨论了孕震过程中的各种前兆现象,探讨了多种前兆异常的综合机制,并初步给出了前兆现象和孕震过程之间的可能联系.      

2021年甘肃阿克塞5.5级地震前区域地壳变形异常特征分析

为研究2021年甘肃阿克塞5.5级地震前震中周边的地壳变形运动特征,根据CMONOC提供的GPS观测资料,通过GPS速度场、面应变率场和站间基线时间序列分析,探讨了震前的地壳变形特征。研究结果表明,震中处于发震断层西南侧远场速度大、近场速度小且断裂两侧速度场方向明显不同的位置,同时位于与发震构造类型一致的面应变率场的压缩高值区,即挤压应变累积区。跨发震断裂的基线长度在震前3年多时间出现的转折变化,表明震前发震断裂两侧左旋走滑速率明显减缓;而断裂两侧的挤压速率有所加快则反映出本次地震前震中区域存在一定程度的应变能积累。研究结果有助于认识该地震的孕震过程,并可为相似构造类型区域的强震预测提供参考依据。     

The Geodynamic Mechanism of the M_S8.0 Wenchuan Earthquake

Located on the east boundary of Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau, the M_S8.0 Wenchuan earthquake is the strongest event to hit the active block since the 2001 Kunlun Mountains Pass earthquake. In this study, a simplified source model of the Wenchuan earthquake is constructed based on the deep/shallow tectonic settings and crust/mantle structure features of the Longmenshan thrust fault zone. On the basis of dynamic model abstraction, we construct a system of dynamical equations for the seismogenic process and obtain the analytical expressions of stress and strain in the seismogenic process. A preliminary study of the seismogenic process of the M_S8.0 Wenchuan earthquake, based on the analytical solution of the model and observation of tectonic deformation in the Longmenshan region, indicates that the seismogenic process of the Wenchuan earthquake took place over a period of more than 3200 years. The slow process of seismogeny and the long recurrence period of strong earthquakes are attributed to the low deformation rate of the Longmenshan tectonic zone.     

震前应变固体潮畸变的物理模式

本文根据岩石力学及固体潮理论，建立了孕震期弹性物体应变固体潮的物理模式，给出了其数学公式。通过分析潮汐应力与寻震应力的合力随潮汐力相位的变化，从物理本质上讨论了不同应力阶段应变固体潮曲线的形态特征；讨论了震前不同异常时期，应变固体潮畸变的不同特．点；并对震例进行了分析，同时，对应变固体潮畸变与地震三要素预报作了初步探讨。     

流变介质中亚临界扩展前地震孕育过程的能量积累

本文用流变断裂力学研究了地震孕育过程.与弹性力学不同,它是一个不可逆的时空过程.由于介质的粘性,外力功的一部分花在粘性耗散上,只有弹性应变能是地震发生及震后过程可利用的能量.我们将弹性应变能从总能量中分离出来,并就标准线性体给出了简洁公式.以海城地震为例,计算了两个共线不等长断层在地震孕育过程中其周围区域的应力场和能量场的时空变化图象及应变能积累曲线.结果表明,应变能分布复杂,在时间和空间上都很不均匀,能量积累在孕震初期较快而在后期渐趋平缓.由此讨论了某些地震前兆,认为当能量增加速率较大时某些早期前兆可能出现,比如唐山地震10年前出现的某些异常可能就是这种早期前兆表现.     

流变介质中亚临界扩展前地震孕育过程的能量积累

本文用流变断裂力学研究了地震孕育过程.与弹性力学不同,它是一个不可逆的时空过程.由于介质的粘性,外力功的一部分花在粘性耗散上,只有弹性应变能是地震发生及震后过程可利用的能量.我们将弹性应变能从总能量中分离出来,并就标准线性体给出了简洁公式.以海城地震为例,计算了两个共线不等长断层在地震孕育过程中其周围区域的应力场和能量场的时空变化图象及应变能积累曲线.结果表明,应变能分布复杂,在时间和空间上都很不均匀,能量积累在孕震初期较快而在后期渐趋平缓.由此讨论了某些地震前兆,认为当能量增加速率较大时某些早期前兆可能出现,比如唐山地震10年前出现的某些异常可能就是这种早期前兆表现.     

GPS观测结果反映的尼泊尔M_w7.8地震孕震特征

针对2015年4月25日尼泊尔Mw7.8地震的孕震特征,本文首先对覆盖尼泊尔及周边地区的5套GPS水平速度场结果进行了融合,得到了近似统一参考框架下的速度场结果;在此基础上通过对此次地震震源区及周边地区的速度场、应变率场、基线时间序列分析,识别了震前变形特征.GPS应变率场结果显示,喜马拉雅主边界断裂存在大范围挤压应变积累,震源区处于近南北向应变积累高值过渡区.跨喜马拉雅构造带的GPS基线时间序列结果表现为持续缩短现象,表明印度板块与欧亚板块之间的持续挤压变形特征,2012年以来的缩短增强现象反映了印度板块对青藏块体的推挤增强作用明显.距离震中较近的西藏南部GPS同震位移结果以南向运动为主且指向震中,反映了青藏高原存在逆冲应变释放现象.综合此次尼泊尔地震前变形和同震应变释放特征,认为此次地震的孕震区域和同震应变释放区域均较大,将会对青藏高原的地壳变形与强震孕育产生深远影响.     

云南地区强震前中小地震活跃—平静的定量计算

以累计频度定量计算方法 ,讨论了云南地区 1970年以来 ,各个强震孕震区的地震活动非线性度ZL值的时间进程曲线 ,系统计算了Ms≥ 6 3级强震前的ZL值曲线 ,结果表明 :强震前地震活动非线性度ZL值异常表现出的地震孕震区的地震平静—活跃或活跃—平静过程至少出现一次 ,且震例中的 83 %开始出现平静(活跃 )的时间为强震前 1～ 2 12 年 ,强震前半年左右结束出现活跃 (平静 )。     

唐山地震发震构造的浅层地震探测

利用浅层地震探测方法,研究了唐山地震区１年前出现在卫星图像上的异常现象与发震构造的关系,探讨地震中长期预测的途径。结果表明：唐山地震断层是一条倾向ＮＷ的右旋走滑第四纪同生断裂,它错断了全新统,晚更新统,中更新统,和早更新统地层。     

2015年4月25日尼泊尔M_w7.8地震孕育过程分析与震后趋势研判

基于作者提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论及板间地震区划分原则,划分了伊斯兰堡—加德满都地震区.从孕育周期界定与主震事件判识角度,分析了该地震区大(巨)震事件的孕育过程,研判了其未来震情.结果表明:伊斯兰堡—加德满都地震区至少已经历三个完整的孕育周期,是一个Mw8.3~8.6地震危险区;2015年4月25日尼泊尔Mw7.8地震,是该区当前孕育周期第三锁固段损伤累积至峰值强度点时发生的一次标志性大震事件;2015年5月12日尼泊尔Mw7.3地震发生后,该地震区再次处于临界状态,将发生Mw8.0~8.2地震.     

基于GPS技术的2016年呼图壁M_S6.2地震形变特征研究

利用2013~2017年3期GPS观测资料,通过结合区域构造背景分析呼图壁MS6.2地震震中及附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率动态变化特征。结果表明,呼图壁地震前发震构造南部区域地壳速率高于北部区域运动速率,造成发震构造两盘运动速率不同,地壳能量积蓄。呼图壁地震释放了区域积蓄的应变能量,由于区域构造因素,影响范围较小。震前震中附近区域处于压缩环境,易于聚集应变能量;震时震中区出现面膨胀等值线密集高梯度带,是地壳应变能量交换和释放剧烈区域。震中区最大剪应变变化不大,反映呼图壁地震逆冲性质,最大剪应变高值区对地震危险性有预示作用。     

孕震空区的环境应力特征及其机理探讨

利用地震波资料对几个典型震例孕震空区的环境应力特征进行了研究, 并对其机理进行了探讨。 研究结果显示, 逼近地震的环境应力值高于同时期构成空区的一般性(非主震震源区附近)小震, 发生在未来主震震源区及附近小震的环境应力值较高等。 上述结果的机理可用坚固体模型来解释。 研究结果有助于提高孕震空区的预报效能, 进一步提高对地震孕育过程中力学机理的认识。     

景泰5.9级地震的断层形变异常及中短期预报

初步研究了2000年6月6日甘肃景泰5.9级地震蕴育过程中近源区及外围地区断层形变异常的时空分布特征:震前断层形变异常分布范围广、异常形态复杂，断层形变（应变）类信息指标图象异常区明显．不同地域断层形变异常形态及幅度存在显著差异，与异常所处的构造部位密切相关:海原断裂带西段出现的，，相断层形变异常，显示了近源区断层运动由准线性走向非线性的过程，与断层形变（应变）类信息指标高值异常区相配合，反映蕴震区应变积累程度高；而构造汇聚部位的六盘山断裂带等远场区较大幅度的突跳尖点异常，并不反映所在地的应变积累，而可能是蕴震过程区域构造应力场增强的一个标志．在此基础上，结合对景泰5.9级地震中短期预报经验教训的初步总结，研究和探讨了断层形变异常在震情判定中的应用．      

Fault deformation anomaly and intermediate and short-term prediction of the Jingtai M_s=5.9 earthquake

IntroductionOn June 6, 2000, an earthquake of MS=5.9 occurred in Jingtai county, Gansu Province. The epicenter (37.1(N, 104.0(E) was located in Maomaoshan-Laohushan zone of the western segment of Liupanshan-Haiyuan fault along the northeastern margin of Qinghai-Xizang Plateau, where is the middle-eastern part of crustal deformation monitoring area of Gansu-Ningxia- Qinghai region. There are more than 50 spanning-fault mobile monitoring sites in the earthquake area and its vicinity (Fig…     

川滇地区未来强震预测与汶川Mw7.9级地震孕震过程分析

根据作者提出的孕震时空区域划分原则,确定了川滇地区地震区(带)划分的合理方案.运用孕震断层多锁固段脆性破裂理论与相关预测方法,给出了各地震区(带)未来强震的四要素预测结果.结果表明,除西昌、丽江与鲜水河地震区在较长一段时间内无破坏性地震发生外,其他地震区都将有破坏性地震发生.本文还分析了汶川大地震的孕震过程.结果表明:导致2008年5月12日汶川M_w7.9级地震的最直接原因,是1976年发生在松潘-平武的M_S7.2级双震震群事件.     

Patterns and regularity of ring distribution of seismic activity before great earthquakes in China

A systematic study on “ring phenomena” frequently occurring before great earthquakes has made in this paper, which has analyzed the features of ring distributions before 16 great earthquakes and part of large earthquakes in China and its boundary areas, and discussed their features of generality, regularity and predictive meaning. The results have showed that moderate earthquakes or larger earthquakes distribute around the epicenter like a ring from decades to hundred years before the great earthquakes of magnitude more than 7, which is a general phenomenon of great earthquakes without an exception. The active ring generally occurs in the areas from hundreds to thousands of kilometers from the epicenter (according to the magnitude). The seismicity in the ring has three basic stages with different features. in the first stage, seismicity remains at low level and the earthquakes distribute scatteredly, while the source area of the future great earthquake remains quiet; in the second stage, the seismicity strengthens, whose frequency, intensity, concentrated degree, released rate of strain and ratio of distributed area etc. increase, while the quiet area decreases or disappears; in the third stage, the seismicity is weaker than in the former stage, and the quiet area appears again. The source area surrounded by the active ring might have three periods of activity (called as early-term, medium-term and late-term foreshocks activity). The length of the quiet area undergoes the process from large to small, then to large. Therefore, we can estimate the occurring place, magnitude and seismogenic stage of great earthquake according to the area, length and the seismicity in the active ring, which is valuable to make a long-term prediction of great earthquakes. At last, we had a preliminary discussion on the mechanism of active ring formation.     

跨断层“点-线-面”研究方法及在震例分析中的应用

基于青藏高原东北缘地区跨断层短水准资料, 采用形变异常强度、 断层合成速率和断层形变趋势累积等多种研究方法, 利用“点-线-面”相结合的研究思路, 全面分析了2013年岷县漳县M_S6.6地震前的应变背景、 断层活动和短期形变特征。 结果显示: ① 该地震处于垂直形变累积率的高值区, 应变积累程度较高; ② 断裂带之间存在显著的运动差异, 发震断裂震前中短期运动速率显著增强, 并造成区域运动的不均衡, 西秦岭局部地区应变积累增加; ③ 随着强震的逼近, 震前显著异常场地分布明显向近震区迁移和集中, 且异常强度也随之增大。 以上结果对强震发生危险地点和发生时间有短期指示意义, 因此, “点-线-面”相结合的研究方法有利于认识地震前兆信息, 对地震孕育背景判定及地震危险性分析具有重要意义。     

昆仑山口西8.1级地震的崩塌发育特点

昆仑山口西8．1级地震造成20余处崩塌体或崩塌带，主要分布在地震地表破裂带附近，以库赛湖以西为主。崩塌可分为基岩崩塌、土体崩塌、冰体崩塌、雪崩4种类型。本文对崩塌的空间分布和发育特点进行了分析，通过与其它大地震相比，认为本次地震崩塌规模较小，除介质岩性、地形地貌、气候等因素外，地震动不十分强烈是崩塌规模偏小的重要原因。这种地表破裂带长而地震动偏弱的现象，是本次地震破裂的重要特点，可能与先存断裂的结构有关。     

1976年云南龙陵7．4级地震序列分析

地震成核是地震孕育过程中的一个至关重要的阶段，加速是成核过程的一个属性，也是地震失稳破裂的一个必要条件．地震加速释放是成核在脆性层中的大地震的普遍前兆，且可将该加速过程简要地概括为地震释放速率正比于失稳破裂剩余时间的负幂．基于这一原理，对１９７６年５月２９日云南龙陵Ｍ_ｓ７．４级地震序列进行回顾性分析，表明主震及后续显著地震的失稳破裂时间和震级可成功地被估算，但要求所测系数ｒ^２     

量纲分析应用于地震预测的探索

加卸载响应比(LURR)的基本思路是希望能够通过刻画震源区介质的损伤程度,反映地震孕育的进程,从而预测地震.近30年来,很多人对加卸载响应比做了大量基础研究,取得了一系列新的进展.加卸载响应比在地震预测实践中也取得了一定的效果,异常区与地震发生的位置有较好的对应性,但是预测效果仍不够理想.究其原因主要是:在实际预测中对当地的地球物理情况考虑的不够.本文采用量纲分析与加卸载响应比结合的方法,综合考虑当地的地球物理情况,例如剪应变率和平均地震波能量等因素的影响.文中选取1970年以来发生在中国大陆的34个震例资料,通过分析得到了与发震震级和时间相关的无量纲量π₁和π₃,根据对实际数据的拟合,π₁和π₃均与震级成指数关系.在应用于地震预测实践时,首先根据LURR空间扫描结果选取异常区,然后确定异常区的地球物理参数,通过π₁确定震级M,再由π₃确定发震时间T.