强烈地震震源破裂和深层过程与地震短临预测探索

强烈地震震源区和其周边地域的介质,在力源作用下开始破裂,即微破裂,而当其在应力不断积累、逐渐发展并形成具有一定规模的“破裂链”时,即应力集中达到临界状态时,震源介质所积累的巨大能量以波动的形式瞬间释放,并冲出地表发生地震,且在地表产生一系列的破坏和大型断裂.在强烈地震发生后依据设定的初始模型和远、近地震台网记录,通过震源机制解计算,可求得震源介质的破裂长度和破裂过程.事实表明,一系列大地震的“孕育”、发生和发展,由震源深处到地表均呈现出强烈的破裂效应,其破裂长度可由几公里、几十公里、乃至千余公里长.有的地震在发生前确亦存在着破裂响应和迹象.为此,若在地表和深井中能进行破裂效应的观测,以捕捉初始微破裂和其形成“破裂链”的动力过程,这对于短临地震预测可能是一个十分重要的途径.     

强烈地震孕育与发生的地点、时间及强度预测的思考与探讨

进入21世纪以来,全球范围内强烈地震频频发生,势已进入到一个新的地震活动时期.我国大陆内部、周边和台湾岛内一系列强烈地震(M_S≥6.5)的发生,特别是2008年5月12日汶川M_S8.0大地震的突发与其震前的异常平静表明:地表与上地壳均未见有明显的或确切能构成短、临强烈地震预测的浅表层活动过程,大地震由深部壳、幔物质运动,即深层动力过程所致.基于对强烈地震孕育、发生和发展的初步研究提出:(1)面对强烈地震的预测必须强化震源深部介质和构造环境的研究与探索,以达对未来地震发生地点的预测.(2)在地震强烈活动地区长期坚守介质破裂效应及其派生物理响应的井中观测,即"抚模"震源区介质与结构的动态"脉搏",以达对地震发生时间的逐步逼近或预测.(3)深入剖析强烈地震活动区、带、点的深、浅层空间结构与动力过程,历史地震在地震活动地域的纵向和横向的分布特征及可靠前兆信息的同步性经验和统计效应与发展态势,以对未来强烈地震发生强度的估计.这三个方面均必须以地壳深部信息的采集和研究为前提,是地震学和地震预测深化研究与探索的必经之途！     

衰减、场地响应等地震波传播信息综合研究

地震激发的波,经过传播路径、仪器、场地等因素的调制作用成为台站地震记录,即台站记录是震源、路径、仪器、场地等多种因素的耦合,而基于地震记录研究震源信息、路径衰减、场地响应等则是逆向的解耦过程。基于地震学理论、通过各种计算技术,从地震波形资料中解析出关于地震震源力学参数、地震波传播介质及台站场地响应信息是地震研究的重要内容,也是认识地震孕育、发生、发展过程,了解地震孕育背景构造特征等的有效途径。本文在地震学前沿理论方法的基础上使用最新计算机技术开展了以下3个方面的工作。     

云南地区S波非弹性衰减Qem值研究/

地震波衰减性质的研究是地震学研究的重要课题.地震台站(地震仪)记录到的地震波,包含了地震震源效应、地震波的传播路径效应、台站场地响应及仪器响应.在使用地震波资料研究震源性质时,必须要扣除地震波传播路径效应、台站场地响应及仪器响应的影响.地震波传播的路径效应(地震波衰减),除了随距离存在几何衰减外,还有一个重要的影响因素--即介质的非弹性衰减,用介质品质因子Q值来度量.Q值是地球介质的基本物理参数之一,是对地震进行定量和研究震源性质(如震源参数的测定等)所必需的重要参数,在震源物理和工程地震研究中具有重要应用价值.     

利用地震观测资料预测震源区应力变化研究进展综述

地震的孕育和发生除了与区域背景构造应力的增长变动有关,也是震源区应力增长及破裂发展的结果.因此地震观测资料必然携带有震源区应力应变增长及破裂发展的信息.随着数字地震观测台网的普及和数字地震仪性能的提高,用地震观测资料进行震源区应力变化和破裂过程的研究已成为国际地震学界的研究热点.本文综述了岩石静态应力状态的变化对地震波传播与衰减的影响,及其对地震孕育和激发的作用;主要介绍了利用地震观测资料预测震源区应力变化的主要研究方法和目前的进展;讨论了该研究领域未来的发展前景,作为进一步研究的基础.     

《中国西南地区近震源强地面运动特征》一书评介

近震源强地面运动的观测与研究已成为当前地震学和工程地震学中最重要的研究课题之一。由于地震发生机制的多样性、地震波传播所经过地壳介质和地质构造的复杂性,从近震源处观测、分析震源区的介质特征、震源的环境和地震的发展过程,从而研究地震的成因和对地震的发生进行预测具有重要的意义。同时因为     

新疆北天山地区中强震前单台地震波参数异常特征研究

强地震的孕育过程也是孕震介质的形成过程,在强震前震源附近小地震的地震波运动学,动力学特征的变化过程,则反映了孕震介质的变化过程,为研究地震的孕育,发展和发生的过程,采用单台地震波振幅比,尾波持续时间比,尾波衰减系数这３项地震波参数作为地震学短期前兆指标,分析其震兆特征,从而达到监测孕震介质变化的目的,研究结果表明,单台地震波参数能够有效地发现地震的前兆,但地震波参数的前兆图像复杂多变,不具有统一的     

显著地震与引潮力的关系

前言地震是构造活动的产物,后者包含着深层应力状态和介质性质的丰富信息。在大地震的孕育过程中,岩石破裂和变形由无序向有序转化,导致前震的发生也由无规律向有规律转化。本文所使用的引潮力夹角的计算方法,是对显著地震发生规律的一种探讨。由于青海地震活动水平比较高,显著地震的活动水平不一致,受到不同区域地震监测能力不一的限制,本文取ML4为显著地震的震级下限。1研究思路大地震的孕育和发生是震源区及其附近地壳应变能的积累和快速释放的过程。地震孕育后期,震源区及其附近应变能高度积累,处于不稳定的临界状态,因此,地震短临预报…     

沙城台波速比变化特征

正地震波携带了地球内部的大量信息。在地震的孕育过程中,孕震区介质的物理状态会产生一系列变化,如发生微破裂、扩容、塑性硬化及相变等,地震波通过震源区时,波速也会发生变化,这是利用波速比异常预测地震的重要依据。近年来,随着观测条件的显著改善和新技术方法的引入,地震数据精度不断提高,对中强地震前后波速比变化现象和特征的研究又引起了广泛关注。单台多震和达法计算地震平均波速比是由单台记录的多次地震事件进行计算,根据台     

基于等矩反投影方法的地震破裂过程研究

<正>随着地震观测技术的进步,人们对地震震源的认识也在不断深入。当所考虑的地震波特征波长小于震源的总的特征尺度时,整个地震可以看成是多个"子事件"组成,每个"子事件"可以看成一个点源,随着破裂的传播,点源的位置发生移动,地震仪记录到的地面运动是所有这些点源引起的运动的延时叠加,这就涉及到地震的破裂过程问题。地震破裂过程是一个非常复杂的问题,由于构成断层的物质的非均匀性,能量辐射源传播的速度不断发生变化,所用的地震波波长越短,越有可能得到震源破裂过程的细节。目前,     

浙江省北部及邻区中强地震前地倾斜异常特征及其预测意义

解释并讨论了湖州和宁波台１９９３年以来的地倾斜资料,总结了震前有异常显示的６次地震。发现：①异常在现场记录资料中均有显示,异常形态的识别对预报地震有重要的意义;②能观测到异常全过程的倾斜仪与震中的距离基本符合式ｌｇＤｊ＝０．３０３（ＭＳ＋１．６）给出的监测能力半径,大于这个半径的台有时也能观测到异常,但多为短临异常。如果震前记录到异常的全过程,则利用单台资料可能对地震三要素进行预测。     

Some space gravity formulas and the dimensions and the mass of the Earth

Summary Adopting thePizzetti-Somigliana method and using elliptic integrals we have obtained closed formulas for the space gravity field in which one of the equipotential surfaces is a triaxial ellipsoid. The same formulas are also obtained in first approximation of the equatorial flattening avoiding the use of the elliptic integrals. Using data from satellites and Earth gravity data the gravitational and geometric bulge of the Earth's equator are computed. On the basis of these results and on the basis of recent gravity data taken around the equator between the longitudes 50° to 100° E, 155° to 180° E, and 145° to 180° W, we question the advantage of using a triaxial gravity formula and a triaxial ellipsoid in geodesy. Closed formulas for the space field in which a biaxial ellipsoid is an equipotential surface are also derived in polar coordinates and its parameters are specialized to give the international gravity formula values on the international ellipsoid. The possibility to compute the Earth's dimensions from the present Earth gravity data is the discussed and the value ofMG=(3.98603×10²⁰ cm³ sec^–2) (M mass of the Earth,G gravitational constant) is computed. The agreement of this value with others computed from the mean distance Earth-Moon is discussed. The Legendre polinomials series expansion of the gravitational potential is also added. In this series the coefficients of the polinomials are closed formulas in terms of the flattening andMG.Publication Number 327, and Istituto di Geodesia e Geofisica of Università di Trieste.     

Pore water testing and analysis: the good,the bad,and the ugly

The increasingly common practice of collecting and assessing sediment pore water as a primary measure of sediment quality is reviewed. Good features of this practice include: pore water is a key exposure route for some organisms associated with sediments; pore water testing eliminates particle size effects; pore water analyses and tests can provide useful information regarding contamination and pollution. Bad features include: pore water is not the only exposure route; pore water tests lack chemical or biological realism: their "sensitivity" relative to other tests may be meaningless due to manipulation and laboratory artifacts; many sediment and surface dwelling organisms are not directly influenced by pore water. Bad features can become ugly if: other exposure pathways are not considered (for toxicity or bioaccumulation); manipulation techniques are not appropriate; pore water tests are inappropriately linked to population-level effects. Pore water testing and analyses can be effective tools provided their limitations are well understood by researchers and managers.     

喜马拉雅地区与天山地区地壳强地震的孕震因素探讨

利用哈佛大学GCMT数据中心和前人积累的历史地震资料(1962~2016年M W>4.0地震)以及Crust2.0地壳结构统计分析了喜马拉雅地区、天山地区的地壳区域构造与地震活动间的相关性。此外,利用GFZ地学研究中心提供的静态卫星重力模型GGM03S/EGM2008和地形模型Topo计算了2个地区的各类重力异常场,同时还模拟了不同地壳弹性参数下的重力异常场,结果表明喜马拉雅地区重力异常场在水平、垂直方向的梯度特征远大于天山地区的异常特征,且喜马拉雅地区的有效弹性板厚度Te(6~15km)小于天山地区的有效弹性板厚度Te(20~30km)。最后,利用喜马拉雅地区与天山地区的GPS震间三维形变场约束了断层运动模型,结果显示两者主前缘断裂的断层闭锁深度及应力积累状态存在较大的差异。因此认为,造成青藏高原及邻区的边界地壳区域地震活动性差异的动力学因素,与地壳有效弹性板厚度、孕震断层参数及区域应力积累状态等密切相关。     

地震活动性与日月引潮力相关性统计分析

基于ISC地震记录,利用天体动力学中二体问题的轨道方程和摄动理论,确定发震时刻太阳在地面的投影点位置,并进一步计算出太阳相对震中的地心天顶距,将地震按天顶距的大小进行统计,得到地震的太阳天顶距地震频度分布。同样的方法,可得地震的月球天顶距地震频度分布。统计发现:地震的太阳天顶距地震频度和月球天顶距地震频度分布表现出一致的规律性,且较大地震和小地震的活动规律不同,较大地震丛集发生在太阳(月球)天顶距0°和180°附近,与地面引潮力的绝对值分布有较好的一致性;而小地震多丛集在太阳(月球)天顶距60°和120°附近。在此基础上,我们对地震的日月天顶距同时进行统计,建立了日月天顶距地震概率密度分布,结果表明,日月投影点及其对蹠点周围,较大地震发生的概率较高。     

New paleomagnetic data on the Anabar Uplift and the Uchur-Maya region and their implications for the paleogeography and geological correlation of the Riphean of the Siberian Platform

The results of paleomagnetic studies of the reference sections of the Riphean and Late Proterozoic intrusive bodies of two remote areas of the Siberian Platform are presented. Within the limits of the Uchur-Maya region the sedimentary rocks of the Gonam, Omakhta, Ennin and Konder formations were studied; and the Riphean sedimentary rocks of the Burdur and Kotuykan formations on the northern and western slopes of the Anabar Uplift and, also, the Late Proterozoic intrusive complexes, located in the basins of the Fomich, Magan, Dzhogdzho and Kotuykan Rivers were studied. The paleomagnetic poles obtained in the course of this work and the present-day geochronological data give grounds to assume that: (1) the accumulation of the Riphean of the Anabar Uplift occurred after the formation of the Uchurskaya series of the Uchur-Maya region and was completed in approximately 1.5 Ga; (2) the Konder layers, compared according to the correlation pattern accepted at the present time [Semikhatov and Serebryakov, 1983] with the bottoms of the Totta formation, can be related to the appreciably more ancient stratigraphic level; (3) the intrusion of the studied intrusive bodies of the northern and western slopes of the Anabar Uplift occurred nonsimultaneously, although within close time intervals of approximately 1.5 Ga. The estimates of the kinematic parameters of the drift of the Siberian Platform within an interval of 1.7–1.0 Ga is carried out.     

太行山与燕山交汇部位的地壳厚度与泊松比分布特征

本文搜集了2001—2013年间在太行山与燕山构造带交汇部位先后布设的4个宽频带流动地震台阵和首都圈固定地震台网共192个台站记录到的全球5.5级以上远震事件波形资料,综合采用接收函数H-κ和CCP叠加分析获得了134个基岩台站下方的地壳厚度和泊松比结果.综合分析与前人研究相吻合但更加精细的地壳约束分布信息,发现研究区域的地壳厚度和泊松比在整体上呈现出从西北到东南方向渐变的特征,在南北重力梯度带两侧及其附近呈现出明显的小尺度地壳结构和物质组分的差异,且可明显区分出太行山地区和燕山构造带及盆山交界处的地壳厚度与泊松比的相对差异,这可能反映了这些地区在华北克拉通的构造演化过程中所经历的不同地壳改造过程.     

Crustal and upper mantle structure and the deep seismogenic environment in the source regions of the Lushan earthquake and the Wenchuan earthquake

Following the M w 7.9 Wenchuan earthquake, the M w 6.6 Lushan earthquake is another devastating earthquake that struck the Longmenshan Fault Zone (LFZ) and caused severe damages. In this study, we collected continuous broadband ambient noise seismic data and earthquake event data from Chinese provincial digital seismic network, and then utilized ambient noise tomography method and receiver function method to obtain high resolution shear wave velocity structure, crustal thickness, and Poisson ratio in the earthquake source region and its surroundings. Based on the tomography images and the receiver function results, we further analyzed the deep seismogenic environment of the LFZ and its neighborhood. We reveal three main findings: (1) There is big contrast of the shear wave velocities across the LFZ. (2) Both the Lushan earthquake and the Wenchuan earthquake occurred in the regions where crustal shear wave velocity and crustal thickness change dramatically. The rupture faults and the aftershock zones are also concentrated in the areas where the lateral gradients of crustal seismic wave speed and crustal thickness change significantly, and the focal depths of the earthquakes are concentrated in the transitional depths where shear wave velocities change dramatically from laterally uniform to laterally non-uniform. (3) The Wenchuan earthquake and its aftershocks occurred in low Poisson ratio region, while the Lushan earthquake sequences are located in high Poisson ratio zone. We proposed that the effect of the dramatic lateral variation of shear wave velocity, and the gravity potential energy differences caused by the big contrast in the topography and the crustal thickness across the LFZ may constitute the seismogenic environment for the strong earthquakes in the LFZ, and the Poisson ratio difference between the rocks in the south and north segments of the Longmenshan Fault zone may explain the 5 years delay of the occurrence of the Lushan earthquake than the Wenchuan earthquake.     

福建沿海、台湾海峡GPS观测分析及地球动力学特征研究

利用 3期GPS联测结果所获得的福建沿海地壳水平运动信息 ,采用ITRF94全球框架为基础的GPS测站地壳运动模型及其处理软件 ,对所获得的观测数据进行处理和精度分析。得到福建省高精度的GPS测站大地坐标、边长及其位移矢量 ,其精度达到 1 7×10 - 8。计算了福建地壳运动速率、主应变率 ,东西与南北向线应变率、面应变率、剪应变率、大地转动率和最大剪应变率等值线并给出了它们的分布图象。根据多年形变和现今GPS观测资料 ,分析福建地壳垂直运动与水平运动 ,显示区域应力场优势分布特征。最后 ,对福建沿海及台湾海峡地壳动力学特征作了初步的探讨