丽江地震前后重力场变化的有限矩形位错模型分析

研究了用有限矩形位错模型计算地壳形变引起的地面重力场变化的方法．以丽江MＳ7.0地震为例，讨论了确定用于模型计算的断层面参数的原则，并给出了结果．计算和分析了不同类型位错引起的重力场变化图象特征，并与丽江地震前后观测到的重力场变化进行比较．结果表明，在发震断层有限范围内模型可解释同震重力场的变化，但模型对于更大空间范围上的重力场变化并不能给出很好地解释.      

研究现今地壳运动和强震机理的一种方法

本文阐述了地壳形变与密度变化耦合运动的基本理论，分析了地壳形变与密度变化耦合运动引起的重力时间变化.断层位错运动是地壳形变与密度变化耦合运动的特殊形式.利用重复重力观测数据，选用稳健算法反演研究了1985-2002年滇西地震实验场主要断裂运动的时间分布和强震响应特征，获得了不同类型强震孕育过程图像.     

利用动态时间规整方法实现不同时间长度地震观测资料的形态匹配

本文将动态时间规整方法引入到地震观测资料的形态匹配分析中,以解决因时间尺度不一致的两列观测数据无法定量比对的问题。基于动态时间规整技术方法原理,通过测试数据验证了动态时间规整方法的可行性,并利用云南西部地区的断层实际观测数据,分析了1996年丽江M_S7.0地震前的跨断层观测数据异常形态与当前数据异常形态的相似性问题。结果表明:① 动态时间规整方法可用于地震资料时间长度不一致时的相似性匹配;② 时间不一致的两列观测数据可用累积规整路径距离来定量表征,累积距离越短,曲线形态越一致;③ 动态时间规整方法可用于给定模板的前兆数据相似度的计算机自动提取,可提高当前仅依靠人工判别的工作效率;④ 从模式识别的角度考虑,当前下关跨断层水准观测数据变化形态与1996年丽江M_S7.0地震和2008年汶川M_S8.0地震前的水准数据变化形态较为一致。      

从地壳运行角度分析大陆强震机理的一种物理方法

为了从地壳运行角度利用重复大地测量数据分析大陆强震机理，提出了利用反映地壳内部密度变化或时变的物理量来分析强震发生的密度变化机理的一种物理方法：（1）介绍了地球内部密度时变的一般理论和单层密度时理论，提出了分步迭代算法；（2）简要分析了断层位错引起的单层密度变化效应；（3）分析了1996年丽江7级地震前震区南部地壳密度时变（变化）的特征,（4）初步探讨了强震孕育过程中可能的地壳内部密度时变（变化）前兆模式或发震机制。     

唐山大地震孕育过程的数值模拟研究

根据1976年唐山7.8级地震的前兆资料，结合岩石破裂物理、震源物理、构造物理、地震前兆、地震力源、地壳结构等方面的研究结果，采用含有菱形硬包体的饱和水孔隙介质模型，数值模拟了唐山大地震的孕育过程．首先导出了考虑岩石非弹性体积膨胀和应变软化、孔隙水渗透的固-液两相介质的孕震动力学方程组，提出了用增量形式求解该方程组的有限差分法，然后计算模拟了硬包体内含有断层软弱带时的唐山大震的孕育过程，及其时空变化特征．数值模拟结果表明，唐山大地震的孕育主要经历了弹性积累、早期非弹性体积膨胀、断层第1次加速软化(加速破坏和蠕滑)、天津-宁河一带第2次非弹性膨胀、断层第2次加速软化(临震加速破坏和蠕滑)和发震等过程．这里，与断层的加速破坏相对应，孕震介质的某些部分出现了非弹性膨胀的弹性恢复和二次非弹性膨胀．与前兆观测资料比较分析可以发现，上述模拟结果可以比较好地解释实际观测资料的变化特征．同时，数值模拟还进一步揭示了唐山地震孕育场的时空变化规律和复杂图象，为地震前兆场变化的物理机制的研究奠定了基础．      

利用重力资料反演京津唐张地区震质中

流动重力观测结果显示，地震孕育过程中重力变化最大处往往不与震中重合，美国科学家J.T.Kuo（郭宗汾）提出了孕震体质量变化中心震质源(hypocentroid)和其在地表的投影震质中(epicentroid)的概念．本文采用球、椭球和圆柱体等3种旋转体模型模拟孕震体，分别计算孕震体均匀膨胀引起的表面重力变化模型，并利用最小二乘法对1981～2000年发生在京津唐张测网内16次M>4.0地震进行震质中迭代反演. 计算精度表明，圆柱体模型为三者中的最隹模型．研究了震中、震质中与断层之间的位置关系，发现京津唐张地区M4~5地震震质中与震中的距离在0~40 km之间，震中一般发生在断层末端，或断层交汇处；而震质中大都发生在断层间的块体内，且成丛分布．这意味着区域内存在小范围的构造——地震孵化区，一次次地震在孵化区内孵化，但却在其周围发生．其间，断层的存在起着重要的控制作用．      

从地壳运动角度分析大陆强震机理的一种物理方法

为了从地壳运动角度利用重复大地测量数据分析大陆强震机理,提出了利用反映地壳内部密度变化或时变的物理量来分析强震发生的密度变化机理的一种物理方法(1)介绍了地球内部密度时变的一般理论和单层密度时变理论,提出了分步迭代算法;(2)简要分析了断层位错引起的单层密度变化效应;(3)分析了1996年丽江7级地震前震区南部地壳密度时变(变化)的特征;(4)初步探讨了强震孕育过程中可能的地壳内部密度时变(变化)前兆模式或发震机制.     

日本中部伊豆半岛东部地震的震磁模型

4次破坏性地震所伴随的震磁变化用压磁效应作了解释,这些变化是在日本中部伊豆半岛东部观察到的。大部分数据由重复测量获得。虽然这些数据受到电力火车噪音的影响,但在靠近地震断裂的测点上观测到了有意义的地磁变化。1978年伊豆半岛附近地震(M7.0)与1980年伊豆半岛东部近海地震(M6.7)的同震变化都可由压磁模型得到很好的解释。在靠近1976年河津地震(M5.4)震中的一个测点上观测到高达5nT的总强度变化。该变化不能由单断裂模型解释,由此提出了一个双断裂模型。对于1978年东伊豆地震(M4.9),在KWZ台观察到显著前兆性的与同震的总强度变化。KWZ台很靠近伊豆大岛附近地震(M7.0)的隐伏分支断裂,M7.0地震发生时此断裂存在无震移动。M4.9地震的前兆磁变化被描述为是这条隐伏断层的无震断裂。而M4.9地震的同震回弹扩大了断层滑动面。这意味着我们通过磁场观察到了地震成核带的形成过程。     

丽江地震后形变场变化与中强地震之间关系的研究

研究了1996年2月3日丽江7．0级地震前后云南地区断层观测及地倾斜观测的特点与中强地震活动之间的关系。研究结果表明，丽江地震后云南地区断层基线变化幅度与地震活动水平具有较强的相关性，地震活动水平和形变变化幅度基本上逐年减弱；丽江地震后5年内中强地震都发生在快速变形以后恢复的时间段内；而5年之后，中强地震则往往发生在一些快速变化的极值点时刻附近。在对每次中强地震前形变特征分析的基础上，归纳了短期形变前兆的非同步性、非遍历性、不可重复性及无记忆性等特性。     

1996年丽江MS7.0地震的断层活动位移协调比分析

丽江流动跨断层形变观测场地(下文简称丽江场地)位于丽江市古城北象山脚下,跨洱源—鹤庆断裂(中生代形成的逆走滑活动断层),观测点位均为基岩点,观测环境良好,周围无明显干扰.该场地于1982年2月开始观测,观测周期1—2个月,资料较连续、稳定.依据断层活动位移协调比概念,对丽江场地观测资料进行精细化处理,计算该场地协调比序列,分析判断1996年2月3日丽江MS 7.0地震及7月2日丽江MS 5.2较强余震发生前的异常现象是否为短临形变前兆异常.     

Study on a gravity precursor mode of the M_S=7.0 Lijiang earthquake

Introduction Earthquake prediction must be based on some kind of precursors. The precursors are some things that will indicate a shock occurrence (MEI, et al, 1993). The information of earthquake precursors comes from a deep-seated interior of crust. Therefore the analysis and pick-up of pre-cursory information should be based on the internal process of crustal movement, which includes the earthquake preparation. Being the weak parts of crust, the slip and dislocation of faults can cause cru…     

Study on a gravity precursor mode of the <Emphasis Type="Italic">M</Emphasis><Subscript>s</Subscript>=7.0 Lijiang earthquake

To study the seismogeny process or the precursory behavior of the 1976 M _S=7.0 Lijiang earthquake, we analyze the repeat gravity data with high precision from the Western Yunnan Earthquake Prediction Experiment Area (WYEPEA) and the related results of geology and geophysics survey in this paper. Considering the gross errors caused by observation data and model difference, we have firstly inverted the slip distribution of the main active faults with time based on the robust Bayesian least squares estimation and multi-fault dislocation model. The results show that the slip changes of the faults with time from 1990 to 1997 obviously reflect the preparation process of the Lijiang earthquake. The images of main precursor mode have the characteristic of main shock-after shock type, which is agreement to the model of coupling movement between crust density and crust deformation (DD mode of coupling movement).     

Study on a gravity precursor mode of the Ms=7.0 Lijiang earthquake

To study the seismogeny process or the precursory behavior of the 1976Ms=7.0 Lijiang earthquake,we analyze the repeat gravity data with high precision from the Westem Yunnan Earthquake Prediction Experiment Area(WYEPEA)and the relted results of geology and geophysics survey in this paper.Considering the gross errors caused by observation data and model difference,we have firstly inverted the slip distribution of the main active faults with time based on the robust Bayesian least squares estimation and multi-fault dislocation model.The re-sults show that the slip changes of the faults with time from 1990to 1997obviously reflect the preparation process of the Lijiang earthquake.The images of main precursor mode have the characteristic of main shock-after shock type,which is agreement to the model of coupling movement tetween crust density and crust deformation(DD mode of coupling movement).     

丽江M_S7.0地震余震深度揭示出的中地壳脆塑性转化特征

1996年丽江MS7.0地震的余震深度分布明显具有时间依赖性,主震发生后短时间内余震震源深度较深,随着时间的延续,余震震源深度变得越来越浅。余震的这种深度分布受地壳脆塑性转化带深度控制,而脆塑性转化带的深度变化与地震前后断层的应变速率有关。由震后GPS地表变形数据得到的地表变形模型表明,震后地表变形主要来自地壳深部,震后滑动与地壳深部弹性松弛有关。根据鲜水河断层地表的滑动数据和按Marone's(1991)给出的方程确定的震后滑动模型,估计的应变速率显示,主震发生后应变速率较高,随时间延续,应变速率逐渐下降。基于地壳P波速度结构和利用热流数据估计的丽江地区地壳温度,采用含水石英的塑性流变参数,估计了中地壳脆塑性转化带深度随震后应变速率的变化。结果表明,主震震源深度与余震深度分布下限与中地壳脆塑性转化带的深度随时间变化趋势一致。由于断层的震后快速滑动致使断层带深部具有很高的应变速率,高应变速率引起断层脆塑性转化带深度下移,主震之后短时间内发生了较深的余震;随着震后时间的延续,断层逐渐进入蠕变阶段,断层滑动速率逐渐减小,地壳应变速率逐渐降低,断层脆塑性转化带也逐渐恢复到间震期的深度,相应余震深度随之变化。因此,余震分布的深度变化是中地壳流变结构和脆塑性转化带深度变化的直接反映。     

活动断层的滑动样式与段落类型初析

通过历史地震破裂、古地震重复和断层活动特征等实例的研究,揭示出活动断层至少存在8种滑动样式及其相应的段落。这些段落以滑动特征而论可归纳为稳定型、暂时型、随变型和萎缩型4大类,而据发震特点则可分为典型特征地震型、广义特征地震型和非特征地震型。稳定型段落为活动断层的最重要、最普遍的类型     

丽江7.0级地震震源环境及其破裂过程讨论

本通过对丽江Ｍｓ７．０地震发生环境和破裂过程的分析讨论，得到以下认识：丽江地震发生在滇西北裂陷区北部块体内，这是一个由三组深断裂切割包围的三角形断块，断块内发育有裂陷盆地（大具－丽江裂陷盆地）；该区除了水平应力作用外，还有很强的来自地幔物质上隆引起的垂直应力作用；主余震分布在地壳一个由相对低速区包围的高速区内。地壳介质结构横向非均匀性－地壳高速块体的存在，可能是丽江地震震源成核的重要成因。丽江７     

用跨断层形变资料分析鲜水河断裂西北段的运动特征

本文利用主成分分析、震间位错反演和小波技术分析了鲜水河断裂西北段的跨断层形变资料(1986—2013).结果表明:以左旋走滑为主的断层长期运动为跨断层资料的主要信息,且符合负指数函数的运动规律,随着断层深度的增加,滑动量逐渐减弱.从炉霍段、道孚段到乾宁段,断层闭锁程度逐渐增强.2001年昆仑山M8.1地震发生后,鲜水河断裂西北段地壳浅层(地表以下30km)的左旋走滑明显减弱,到2013年的累积减弱量为3~13mm.5·12汶川M8.0地震发生前,断层滑动出现周期4~5年的增强信号.4·20芦山M7.0地震发生前,断层滑动首先出现低频信号(4~5年周期)增强,随着地震发生临近,强信号频率逐渐升高,直到出现周期为1年的强信号.     

THE SEISMOGENIC ENVIRONMENT ANALYSIS OF LUDIAN MS6.5 EARTHQUAKE USING GRAVITY DATA

The main rupture of Ludian M_S6.5 earthquake is directed to the northwest, which occurred in the east of Xianshuihe-Xiaojiang fault zone. The epicenter is in the transitional zone of the Sichuan-Yunnan block and the South China block, where there are many slip and nappe structures. Some controversy still remains on the earthquake tectonic environment. So, Bouguer gravity anomalies calculated by EGM2008 were broken down into 1-5 ranks using the way of Discrete Wavelet Transform(DWT), then we get the lateral heterogeneity in different depths of the crust. The distribution characteristics of Bouguer gravity anomaly are analyzed using measured gravity profile data. We also get its normalized full gradient(NFG)picture, and study the differences between different depths in crust. The results show that: (1)the characteristic of Buoguer gravity anomaly in southwest to northeast is high-low-high between the Lianfeng Fault(LFF)and Zhaotong-Ludian Fault(ZLF). The mainshock and aftershocks are distributed in the middle of the low-value zone, which means that the east moving materials of Qinghai-Tibet plateau broke through the southern section of Lianfeng Fault(LFF), moving along the Baogunao-Xiaohe zone(low-value belt)to the southeast, stopped by the Zhaotong-Ludian Fault(ZLF), and then earthquake occurred.(2)The third-order discrete wavelet transform(DWT)details show that: there is a good consistency between the negative gravity anomaly in upper crust and the distribution of major faults, which reflects that the rupture caused by the movements of the faults in crust has reduced gravity anomaly. There is a NW-trending negative anomaly belt near the epicenter, which may has some relationship to the southward development of the Daliangshan Fault(DLSF). So we speculate that the southward movement of Daliangshan Fault is the main direct force source of Ludian earthquake.(3)In the picture of the fourth-order DWT details, there is an obvious positive gravity anomaly under the epicenter of Ludian earthquake, which confirms the presence of a high-density body in the middle crust. While the fifth-order DWT details show that: A positive anomaly belt is below the epicenter too, which may be caused by mantle material intruding to the lower crust. Tensile force in crust caused by mantle uplift and extrusion-torsion force caused by Indian plate push are the main force source in the tensile and strike slip movement of the Ludian earthquake.(4)The normalized total gradient of Bouguer gravity anomalies of Huili-Ludian-Zhaotong profile shows that: there is obvious ‘deformation’ in the Xiaojiang fault zone which dips to the east and controls the local crust movement. There is a local ‘constant body’ at the bottom of the epicenter. The stable constant body in density has limiting effects to the earthquake rupture, which is the reason that the earthquake rupture' scale in strike and in depth are limited.(5)The ability of earthquake preparation in Zhaotong-Ludian Fault is lower than the Xianshuihe-Xiaojiang fault zone, and the maximum earthquake capacity in this area should be around magnitude 7.     

Negative Dislocation Model and the Movement Pattern of a Fault:Determination of Potential Earthquake Sources in Western Yunnan

To determine the locked and slip parts on a fault,we simulated the movement pattern of the fault with a combined model consisting of a negative dislocation in the locked area superimposed on a relative movement between two sides of the fault.In this way,we determined the locked parts of faults by inversion with multiple epochs of geodetic data.In this paper,we have determined the movement patterns of four main faults in western Yunnan by inversion with two epochs of geodetic surveys and some crossing-fault observations.From the inversion result,we have identified the areas around Dali and Xiangyun to be the locked area,which is regarded as a sign of potential earthquake sources.