美国Landers地震和Hector Mine地震前震源机制与主震机制一致现象的研究

用美国南加州地区的震源机制资料,研究了以1992年Landers M.7.3和1999年Hector Mine M,7.1地震矩心为圆心,分别以300、250、200、150、100和50km为半径的圆形区域内10年内地震震源机制相对主震震源机制平均空间旋转角的变化.结果表明,两个地震前均有小震震源机制趋于主震机制的现象.震前小震震源机制与主震震源机制的平均空间旋转角约在大震前半年开始减小,搜索平均空间旋转角降低的最优半径分别为250km和100km.震前所出现的平均空间旋转角最小值均低于其2倍标准差.该标准似乎可以作为大地震危险性增加的判据.     

以克罗地亚MS6.4地震为例检验震前应力集中现象

为检验大震发生之前是否有应力集中现象,本研究以2020年克罗地亚MS6.4地震及其序列为例,采用比较地震序列的震源机制之间最小空间旋转角的方法来研究应力变化关系.最终发现,主震发生前的一段时间内,该地区发生的不同地震之间的震源机制中心解有趋近主震震源机制中心解的趋势;主震之后,余震的震源机制和主震震源机制之间的差别逐渐增大,并离散开来.此变化趋势一方面是对"应力集中和应变能释放"假说的印证,另一方面则间接说明了该地区的应力分布.由于此次大地震的发生而进行了局部调整,致使局部应力集中趋于平缓,该地区的区域构造板块或许开始进入到下一个应力积累阶段.     

张北5.6级强余震宏观烈度考察

在对1999年3月11日张北5.6级强余震宏观烈度考察的基础上形成宏观烈度考察报告,并对此次地震的宏观烈度进行了分析;我们认为此次地震属1998年6.2级地震的一次强余震,但和6.2级地震有不同的震源机制.     

中国地震科学实验场人工智能实时地震监测分析系统的应用与展望

"智能地动"(EarthX)系统是目前国际上唯一实时运行的人工智能地震监测系统.2018年12月起,"智能地动"系统在中国地震科学实验场试运行,实时处理川滇地区123个地震台站数据.该系统利用人工智能技术自动检测、拾取震相进而定位地震,在第一个台站接收到P波后数秒内快速产出地震的震源位置和震级,自发震时刻开始计算,平均定位仅用时28.9 s.此外,系统还使用全波形拟合的方法,在1～3分钟左右快速产出震源机制解和矩震级,而无须任何人工干预.EarthX系统在2020年1月1日至2020年8月4日期间,共记录地震897次,产出M3.0以上地震震源机制解81次.基本实现了3级以上地震的自动定位和震源机制解的产出,机制解的平均产出时间为震后103.8 s,弥补了当前地震监测台网不能产出地震震源机制解的空白.通过EarthX系统的推广应用,可逐步取代传统的地震监测发布手段,将台网人员从繁重的地震数据处理工作中解放出来.     

同一地震多个震源机制中心解的确定

一个地震发生后,根据不同方法和资料可以求出地震的震源机制解.由于采用的方法和选择资料不同,得到的震源机制会有一定差别.为解决在多个震源机制解中确定一个合适的震源机制解进行后续分析的需求,首先推导了表示两个震源机制差别的最小空间旋转角,采用示例验证了最小空间旋转角表达了两个震源机制的差别.为找到一个与多个震源机制差别的平方和最小的震源机制,将待定震源机制与所有震源机制的最小空间旋转角的平方和作为目标函数,并且将非线性的最小空间旋转角的平方和线性化,采用Levenberg-Marquardt方法给出了求解方法.根据这种方法,给出了2008年汶川地震和2018年新疆精河地震的中心震源机制解.该方法为在多个已经求出的震源机制中确定中心解,从而进行其他诸如应力触发、地球动力学分析等提供了工具.     

高温高压下蛇纹石电学性质的阻抗谱分析

在2.5～4.0 GPa, 220～780℃下测定了蛇纹石的电导率, 并用阻抗谱分析了其微观电传导机制. 结果表明, 脱水前, 在阻抗谱上只出现代表颗粒内部传导机制的弧 Ⅰ, 且在高压下这种机制起主导作用. 脱水初期, 阻抗谱上开始出现代表颗粒边缘传导机制的弧Ⅱ. 脱水后, 因自由水形成了高导性网络, 电导率不再依赖于频率, 总电导率以自由水形成的网络的离子传导为主. 蛇纹石的脱水作用可使电导率增大, 通过这一机制可形成地球内部的高导层.     

一次北京大暴雨过程低空东南风气流形成机制的数值研究

2002年6月24~25日,北京门头沟附近发生了一次大暴雨过程.观测资料和数值模拟均发现,在暴雨发生前和发生过程中,北京地区边界层内出现了一支强盛的东南风气流.东南风气流沿太行山东坡爬升,触发了对流.为探讨这支低空东南风气流的形成原因,本文通过数值模拟和敏感性试验,对这支东南风气流的形成机制进行了研究.结果表明,这支低层东南风气流是一支冷湿的、伴有较强风速辐合的气流,主要是在天气尺度系统作用下生成的.东南风气流形成过程中,地表感热加热作用对其强度有加强作用.大暴雨开始后的潜热加热作用对这支东南风气流有正反馈作用,使气流的强度大大增强,因此,在降水开始后气流强度也增强,降水最强时低空急流的强度达最强.暴雨开始后,由于夜间地表降温造成山风效应,导致在北京西部山脚下出现偏北风.     

沙尘暴起电的风洞模拟实验研究

沙尘暴过境经常有放电现象并对人类造成危害. 在回顾国内外沙尘暴起电研究现状的基础上, 利用大型风洞对沙尘暴中蠕移跃移扬沙、悬移扬沙和加水悬移扬沙的电场状况进行了模拟实验. 根据测定结果, 对电场结构和形成机制作了分析讨论, 对电荷量和电场力分别进行了测量和计算. 最后得出几点结论.     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因机制

鄂尔多斯盆地东缘煤层气开发在过去近20年的时间,并没有取得实质性进展,确定气体成因和来源对煤层气勘探选区及开发具有指导意义.本文测试了37组煤层气碳同位素数据,讨论了鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因,并从煤的热成熟度和盆地水动力条件方面讨论了煤层气成因的机制.结果表明,鄂尔多斯盆地东缘甲烷碳同位素分布在70.5‰～36.19‰,由北向南明显呈偏重趋势,边浅部为次生生物气与热成因混合气,而中深部为热成因气,这一现象的形成主要受控于盆地的煤阶展布规律和地下水动力场.首先,从全国煤的热成熟度与煤层甲烷成因关系得出,鄂尔多斯盆地东缘以中煤阶煤为主,镜质体反射率Rmax分布在0.5%～2.0%,如果具备适当的水动力条件可形成次生生物气与热成因气混合的煤层气藏;与此同时,鄂尔多斯盆地东缘边浅部煤层埋藏浅,露头发育,大气降水及其他地表水携带细菌补给煤层,使煤中有机化合物发生新陈代谢生成甲烷和二氧化碳,在存在圈闭机制的区域,如柳林和韩城,现今含气量比较高.     

于田2008年和2014年两次MS7.3地震孕育的应力环境

2008年3月21日新疆于田发生M_S7.3级地震,2014年2月12日于田再次发生M_S7.3级地震,两次地震相距约110 km.但是,前者震源机制为正断层,后者震源机制为左旋走滑断层.为进一步探讨这两次地震的孕育应力环境、发震机制及其动力学成因,本文进行三维有限元数值试验分析,计算了该区域在GPS约束条件下的速度场、应力和应变场变化,并与实际观测资料进行对比.数值计算得到的区域内几条主要大的走滑断层错动性质,与实际地质观察到的断层左旋或右旋性质吻合,验证了计算结果的可靠性.结果表明于田及其临近区域整体上处于北东-南西向挤压和北西-南东向拉张状态.在GPS速度约束条件下,2008年于田地震震中区域最大主张应变率大于最大主压应变率,处于以拉张为主的应力状态,NE走向断层受到北东-南西方向的拉应力作用,从而形成正断层;2014年于田地震处于拉张应变率与压应变率几乎一致的区域,NEE走向断层在NE-SW主压应力和NW-SE主张应力作用下发生左旋走滑.     

水温微动态形成的水热动力学与地热动力学机制

以井-含水层热系统分析为基础,结合井水温度(水温)动态观测到的实际结果,提出了水温微动态形成的两类基本机制,即水热动力学机制与地热动力学机制.水热动力学机制指井水温度的动态是由于水流动产生的热对流引起的变化;地热动力学机制指井区岩土中大地热流作用或热传导引起的井水温度变化.结果表明,多数同震响应是水热动力学机制下生成的水温微动态;水温的震后效应或变化则多是热传导或深部热流变化引起的,属于地热动力学机制下生成的水温微动态.少数水温微动态特征较为复杂,多是源于井-含水层系统中包含有多个水文地质特征差异明显的含水层,尚不能简单地用水热或地热动力学机制予以解释.     

2008年汶川地震前震源区的异常应力状态

我们收集了紫坪铺水库区域台网记录到的2004年8月16日至2008年5月12日汶川地震前发生在震中区及附近区域的486个小震震源机制资料,运用碎裂分析法对这些震源机制数据进行分析,获得了汶川地震前3年多时间内震源区应力水平随时间的演化过程.结果显示,强震发生前震源及附近区域约在2007年6月发生了应力突变,出现了2个应力异常高值区,其形成过程同时伴随着龙门山中央断裂的应力水平降低,最终强震发生在高应力区和低应力区之间的应力梯度带上.汶川地震前应力状态的演化过程,类似于实验研究中出现的非均匀断层失稳前的地震成核现象,符合地震成核的宏观表现.巴颜喀拉块体的南边界-鲜水河断裂的短基线测量也显示出,在同一时间段鲜水河断裂南段由左旋滑动转为异常的右旋错动,反映了汶川强震前整个巴颜喀拉块体有向东加速运动的异常过程.     

华北地区地震震源机制分区特征

利用华北地区(北纬36°—42°;东经111°—125°范围)2010年1月至2014年6月≥ML2.5的918个地震事件波形资料,采用FOCMEC方法计算震源机制,根据参与计算的清晰初动数量及振幅个数,以及在分别采用5°、10°、15°不同步长搜索震源机制解结果必须为同一组接近解的原则,我们共得到572个可靠的震源机制解.对于震级相对较大且波形低频部分信噪比较好的地震,同时采用TDMT全波形反演方法反演了矩张量,最终得到14个地震的矩张量,并与利用FOCMEC方法得到的震源机制解进行了比较.同时我们还搜集了1937年以来华北地区中强地震的震源机制解结果.根据震源机制类型特征及构造特点,我们从空间上对震源机制结果进行了分区分析.结果表明:研究区内中小地震的震源机制类型相对复杂,但仍能看出中小地震震源机制有显著的分区特征,震源机制主要类型是正断型和走滑型,并且大部分正断型震源机制分布在山西断陷带、唐山老震区、海城老震区内.该现象表明研究区内主要变形以平移和拉张为主;同时通过大于4级以上地震震源机制类型主要为走滑型可得出,走滑型应力在华北地区应力场上占绝对优势,但是局部地区的正断型应力也比较显著,比如山西断陷带、海城老震区、唐山老震区、渤海内(烟台—蓬莱段局部地区).     

西南地区1900—1970年历史地震震源参数推断及结果的不确定性分析

西南地区处于青藏高原东缘川滇、巴颜喀拉和华南三大活动块体的交接部位,是我国地震活动最强烈的地区之一.然而该区大多数历史地震震源参数均存在缺失或者不准确的问题.本文主要通过以下三点工作:(1)基于西南地区地震地质及区域构造应力场研究结果,推断了西南地区M≥6.0的部分历史地震(1900年至1970年)断层面参数,并对结果的不确定性进行了分析,发现该推断断层面参数的方法在西南地区复杂的构造应力场条件下的适用程度有限;(2)使用1900年至1970年之间Shide Circulars (British Association for the Advancement of Science, Seismological Committee (BAASSC), 1900—1912),《国际地震资料汇编》(ISS)和EHB Bulletin的P波和S波到时,对该时间范围内41个地震事件重新定位,得到了其中32个地震事件的可靠定位结果;(3)使用1933年(ISS从1933年开始收录P波初动记录)至1970年之间ISS的P波初动,对该时间范围内的29个地震事件求解震源机制解,得到了其中14个地震事件的震源机制解的可靠结果,从而丰富了西南地区1900年来历史强震目录震源参数资料.     

大震前显示的地震震源机制趋于一致的变化

在构造应力场的制约下强震孕育过程中特定阶段, 震源区中小地震震源机制与构造应力场的方向大体一致, 根据这一特点, 定义各个震源机制解的P轴, B轴, T轴和构造应力场的3个应力主轴在3维空间的夹角之和为一致性参数a, 研究强震前应力场变化特征。 对2006年11月15日千岛岛弧M_W8.3地震和2001年6月23日秘鲁M_W8.4地震研究表明, 大震发生前孕震区一致性参数a比较低, 震源机制与构造应力场的差异较小, 说明这些前震受到了震源区应力场的统一作用, 而主震发生之后震源机制解的一致性参数比较高, 说明后续发生的地震的震源机制散乱, 表明背景应力场的控制作用开始减弱。     

台湾及东部海域强震活动性研究及其对大陆强震的预测意义

研究了 1900年以来台湾及东部海域强震 (M≥ 7)时空分布特征,收集和测定了 1933年以来强震震源机制解。 结果表明,台湾及东部海域存在 3个强震活动带及 4个活跃时段。 29个强震震源机制解较好地反映了 3个地震活动带的区域应力场特征和力源。 研究认为,台湾及东部海域自 1986年开始的第四活跃时段与大陆地区强震活动的第五活跃期有同期活动特点。 据推测,我国大陆和台湾的强震活动可能还要持续一段时间。     

华北4次中、强地震前震源区及其附近应力场的变化

使用小震机制解资料 ,分析了 1975年海城 7 3级和 1976年唐山 7 8级强震及 1983年菏泽 5 9级和 1995年苍山 5 2级中强震前 ,震源区及其周围不同构造部位应力场的时、空变化 ,证实震前震源区附近应力场曾有某些异常改变 ,如唐山强震前震源区周围出现长达 4a多的小震机制解主应力轴一致性取向的现象 ,菏泽地震前小震机制解P轴“集中—转向” ,苍山地震前P轴偏转且一致性增强。同时还发现 ,唐山地震前应力场异常变化开始时间可能早于 1972年 ;震源区内的陡河台与源外区的昌黎台小震综合机制解反映出震前的受力差异 ;震源断层附近不同应力区内震源机制解和地震活动有时空动态差异。这些现象一定程度上提供了不同构造条件和应力背景下 ,中、强震前震源区不同构造部位力学状态的改变或地震孕育过程的信息 ,对研究不同地震的孕震过程及差异有一定意义。     

滇中地区震源机制一致性参数时空分布与强震活动

利用云南数字地震台网记录到的地震直达波Pg、Sg振幅资料,采用层状介质中点源位错模型的广义透射系数的快速算法,计算理论地震图的Pg、Sg最大振幅比值,将其与观测值拟合,反演得到1999年至2009年11月14日滇中地区206个中小地震的震源机制解,计算震源机制解应力主轴与相应的区域构造应力场主轴之间的一致性参数,分析震源机制一致性参数时空分布与强震活动的关系.分析表明,强震发生前3年至数月,强震震源区附近出现多个震源释放应力场与区域应力场一致或接近的中小地震,强震就发生在中小震震源机制一致性参数低值分布区内或其边缘附近.     

辽河西部凹陷稠油成因机制

为揭示我国最大的稠油生产基地—辽河西部凹陷稠油的成因机制,采集该区65个原油、35个烃源岩及36个储层样品,进行了详细的地球化学、生物地球化学分析.对高升典型未熟-低熟稠油藏的解剖揭示,原油物性与成熟度关系并不明显,原生成因不是研究区稠油形成的主要机制.稠油烃类组成与相对分布的变化、25-降藿烷系列的检测、原油的高酸值特征一致反映,原油遭受过不同程度的次生改造;储层颗粒内层吸附烃和包裹体全扫描荧光指纹显示正常油特征,与储层游离烃的降解油特征形成鲜明对照,进一步揭示稠油的次生成因.对7个原油中细菌微生物的检测反映,耐热厌氧细菌可能是研究区生物降解的主要生物类型,与高升、雷家地区浅层工业气藏携带厌氧菌降解成因天然气特征相吻合.生物降解主要发生在油水界面,活跃的地下水为细菌类微生物的迁移、营养物质的传递提供了良好条件.生物降解、水洗与氧化作用分别是研究区原油稠化的关键机制、原油降解的条件与细菌微生物的新陈代谢方式,三者是原油稠化的主要成因机制.本研究为稠油成因机理研究提供了方法与证据,为浅层生物气藏的勘探开发提供了思路.     

地球热平衡机制与地壳运动及地震预报的探讨

震前温度异常升高表明了地球内部热能在震区集聚的事实,这是理解判断地震成因和发震机制的关键所在. 根据地壳中存在局部热能集聚和岩层突然大幅升温的事实,推断火山喷发与地震发生过程的机制原理:①火山喷发过程:地幔物质岩浆上涌,在靠近地表的岩层中形成岩浆包或岩浆房并持续扩大体积融化周围岩层,最终从某一点或几点冲出地表,形成火山喷发.