环境地球科学之滑坡地震地质学

本文提出滑坡地震地质学学科概念,属于环境地球科学学科范畴。滑坡地震地质学是研究地震荷载下滑坡发生机理、分布与演化规律的学科;也是借助地震滑坡解决地震地质问题的学科。它是地质灾害学、地震地质学、工程地质学之间的一门交叉边缘学科。其也与固体地球物理学、构造地质学、构造地貌学、环境地质学、数值计算、地理信息系统、遥感、统计分析等学科密切相关。文章从科研层面与应用层面的分类大体构建了滑坡地震地质学的研究框架与体系。科研层面的目的是探索地震滑坡规律,应用层面的目的是地震滑坡防灾减灾。根据科研与应用层面的研究目的,将其研究内容大体分为两部分:（1）研究地震滑坡发生机制、分布样式、演化规律等;（2）建立地震滑坡与地震、发震构造、地震破裂过程等的关系式,进而利用地震滑坡解决地震地质问题,如地震问题（地震参数、地震动强度、地震烈度）、发震构造问题（性质、破裂过程）、地质问题（震区地貌演化）等。最后,从地震滑坡数据库,全球范围多震例的地震滑坡分析,地震滑坡与地震地质对象关联的机理研究,地震滑坡演化规律等方面对该学科进行了展望。总之,考虑到随着遥感与GIS等技术的发展成熟、地震滑坡防灾减灾的越来越迫切的需求、多学科的融合交叉的发展趋势等方面,滑坡地震地质学势必会受到越来越广泛的关注。     

西南地区地震滑坡坡度分布特征研究

西南是我国地震滑坡多发区。根据汶川地震、庐霍地震、松潘一平武地震和昭通地震诱发的典型地震滑坡的调查和资料分析,结果表明不同地震诱发的滑坡坡度频率分布存在一定的差异,而地震滑坡与降雨滑坡坡度频率分布的差异较大,其分布规律遵循Logistic分布。通过Logistic分布函数分别建立了典型地震滑坡和区域地震滑坡坡度分布的定量评价方法,可为滑坡影响因子的定量计算、评价提供参考。     

京津冀地区历史地震事件时空特征研究

受环太平洋地震带影响,华北平原地区地震频发,尤其是处于中国首都经济圈的京津冀地区的地震事件备受关注。通过对历史文献资料及地震台网记录中的地震事件统计、分析,重建该地区地震事件历史并获取其潜在的空间分布特征及时间规律,对未来地震事件的早期预警具有重要参考意义。分析结果表明,公元前231年至公元2018年期间京津冀地区发生的1044起地震事件中,以有感地震和中强地震为主,小地震、强烈地震以及大地震发生频次较低。地震记录完整性分析结果表明,除小地震外,其他等级地震记录自公元1400年以来基本完整。在空间分布上,京津冀地区历史地震呈"T"字形分布,沿1条北西—南东走向地震带和1条北东—南西走向地震带分布。在时间上,京津冀地区地震事件呈现出阶段性的变化,在公元1480—1680年间以及1950年以来2个时间段内较为活跃,发生频率较高,频谱分析结果进一步表明地震记录存在45年的复发周期。在月际尺度上,地震事件同样存在季节性差异且多发于夏秋季节,同时地震密集区域在年内呈现出自西向东迁移的现象。最后,根据历史地震事件发生的时间规律,在未来一段时间内京津冀地区仍将处于地震活跃期,存在发生强震的风险。     

测井约束地震反演分辨率及反演策略探讨

从地震反演的本质出发,分析了测井约束地震反演的分辨率与地震资料本身分辨率之间的关系,探讨了测井约束地震反演的基本策略,指出将地震属性技术、地震地层学研究方法应用于测井约束地震反演可以提高反演效果及可靠性。     

利用地震相分析方法圈定煤层变焦区

三维地震数据体中,地震波形的总体变化源于地质体构造、岩性的综合反映,因此地震波形的总体变化是一个很重要的地震属性。然而,传统的岩性解释手段(例如波阻抗反演和地震属性技术等)忽略了地震波形的整体变化及其分布规律。利用地震波形的变化来建立地震相,在一定程度上能够弥补这一缺陷。利用地震波形划分地震相就是通过神经网络分析将地震信号按照波形进行分类,不同的类反映不同的岩性地质体。基于波形划分地震相原理,介绍了利用Stratimagic地震地层解释系统进行地震相划分的一般流程和关键参数的设置,并以淄博矿业集团葛亭煤矿某采区为例,对其3煤层变焦区进行了圈定。     

从地震预测整体观看中国四川汶川特大地震

地震预测是世界性的难题．为此需要广泛的探索。笔者认为,李四光开创的地震科学研究思路是值得继承和发展的。 1962年广东新丰江地震以后,李四光十分重视地震工作,同年即在广东建立了第一支专业的地震研究队伍。1965年组建了西南地震地质大队,发表了《关于地震地质工作问题》一文。     

京津冀地区历史地震事件时空特征研究*

受环太平洋地震带影响,华北平原地区地震频发,尤其是处于中国首都经济圈的京津冀地区的地震事件备受关注。通过对历史文献资料及地震台网记录中的地震事件统计、分析,重建该地区地震事件历史并获取其潜在的空间分布特征及时间规律,对未来地震事件的早期预警具有重要参考意义。分析结果表明,公元前231年至公元2018年期间京津冀地区发生的1044起地震事件中,以有感地震和中强地震为主,小地震、强烈地震以及大地震发生频次较低。地震记录完整性分析结果表明,除小地震外,其他等级地震记录自公元1400年以来基本完整。在空间分布上,京津冀地区历史地震呈“T”字形分布,沿1条北西—南东走向地震带和1条北东—南西走向地震带分布。在时间上,京津冀地区地震事件呈现出阶段性的变化,在公元1480—1680年间以及1950年以来2个时间段内较为活跃,发生频率较高,频谱分析结果进一步表明地震记录存在45年的复发周期。在月际尺度上,地震事件同样存在季节性差异且多发于夏秋季节,同时地震密集区域在年内呈现出自西向东迁移的现象。最后,根据历史地震事件发生的时间规律,在未来一段时间内京津冀地区仍将处于地震活跃期,存在发生强震的风险。     

渤海湾盆地辽东湾地区古近系地震相研究

对辽东湾地区古近系地层进行了研究,选择了可信度较高的地震反射内部结构和外部形态,辅助地震反射振幅、连续性等参数,对地震相进行了划分命名。在研究区6个地震层序中共识别出平行—亚平行席状地震相、前积地震相、楔状地震相、充填状地震相、透镜状地震相、丘状地震相及乱岗状地震相等多种类型。这些地震相在平面分布上具有差异性,在垂向演化上具有继承性。将地震相转变为沉积相,划分出了湖泊沉积环境的深湖—半深湖、滨浅湖、扇三角洲、近岸水下扇、三角洲、浊积扇等沉积相,预测出了有利沉积相带。     

青海玉树活动断裂带的多期古地震滑坡及其年龄

2010年青海玉树Ms 7.1级地震发生后,笔者在开展玉树灾区地震地质灾害调查中发现13处古地震滑坡遗迹。调查结果表明,玉树古地震滑坡主要集中分布在玉树活动断层两侧5km范围内,规模普遍较大,多具有多期活动特征,且与周围古地震相伴生,空间上体现出发震断层对其发育的控制作用。同时,古地震滑坡地形地貌、沉积特征、年代学特征等方面的证据表明,其常具有原地复发的特征。据古地震滑坡堆积体的AMS14C测年结果,认为目前发现的典型古地震滑坡主要发生在全新世中晚期,并集中分布在5个时期,与古地震探槽揭示的古地震事件期次及发生年代具有较好的对应关系。进一步对比古滑坡规模和分布范围,发现玉树断裂带在全新世中晚期发生2次规模较大的古地震滑坡事件,与地震探槽揭示的古地震特点相符。研究结果表明,群发性古地震滑坡是识别古地震事件的重要地貌标志,可从年代学上揭示古地震事件发生的具体时间,对于补充古地震事件资料和恢复古地震在时间与强度上的分布都具有重要意义。     

利用井间地震提高地面地震资料分辨率

提高地面地震资料分辨能力一直是地球物理工作者的追求目标。笔者提出在井间地震与地面地震之间计算匹配算子,在此基础上得到地面地震所有位置处的匹配算子,把匹配算子作用到地面地震资料中获得匹配数据体,对匹配数据进行地震信号脉冲化建立约束模型,最后采用宽带反演思路完成提高地面地震资料分辨率的处理。模型资料和实际资料的处理试验表明,此方法可以有效地改善地面地震资料的分辨率,能够提高地面地震的地质分辨能力。     

南海北部沿海地区地震活动与发震构造

南海北部沿海地区位于华南陆块与南海的交接地带,经历了复杂的地质演化过程,形成了典型的板内地震活动带。本文通过收集研究区固定地震台网记录的地震数据,开展了双差走时地震重定位计算,获得了更为精确的地震震源参数。从地震活动的时空特征可知,南海北部沿海地区地震活动较为活跃,空间上主要形成了几个典型的集群型震群,如南澳岛外海地震群、阳江地震群、新丰江水库地震群以及海南岛岩浆活动地震群等。时间上,研究区每年地震活动的数量与分布模式基本稳定,主要集中在典型的震群区,其他地区零星分布较少的地震。典型震群区地震的分布主要集中在中上地壳(<20 km),下地壳也偶有地震发生。但不同震群区地震的分布形态存在一定差异,南澳岛外海地震分布呈“L”型,以NE向地震活动为主,也存在NW走向的地震分布趋势。阳江地区地震活动主要呈现南、北两个震群,其中南部震群主要呈近E-W向展布,地震活动比北部震群更强烈;北部震群覆盖面积较小,大体以S-N走向展布。新丰江水库地震活动主要分布在贮水盆地的西北部和东南部两个峡谷区,其中约78%的地震集中在水库大坝附近的峡谷区,总体呈NW-SE走向;西北部上游峡谷的震群在2010年以...     

二十一世纪的地震勘探技术

2 1世纪 ,地震勘探技术将进一步发展 ,三维地震的主流技术地位仍不可动摇 ,提高三维地震的分辨率是进一步提高三维地震解决地质问题能力的主要发展方向。三维叠前深度偏移技术将进一步发展并成为常规处理技术 ,全三维可视化解释将使三维地震信息得到更充分的利用。多波地震将全面应用于油气勘探。该项技术的应用 ,将使地震勘探技术从构造勘探真正推向岩性勘探 ,推向直接找油找气。时间延迟地震标志着开发地震已走向实用 ,其技术的发展有赖于三维地震技术发展     

中国地震沉积学研究现状和发展思考*

地震沉积学是地震地层学和层序地层学的延续发展。最近10多年来,地震沉积学研究受到人们的高度重视,在地震沉积学理论、陆相碎屑沉积砂体、海相沉积砂体、碳酸盐岩和混积岩刻画、地震成岩相预测、砂体精细表征和开发地质应用、地球物理新方法新技术、RGB(Red-Green-Blue)地震属性融合、储集层预测技术以及三维可视化技术雕刻地质体等10个方面取得了长足进展。未来地震沉积学应该关注地震地貌学理论模型、地震岩性学新方法、勘探地震沉积学、开发地震沉积学、地球物理反演新方法和人工智能技术等方面的研究,不断完善地震沉积学理论方法,拓展地震沉积学在油气勘探开发等领域的应用,助力油气勘探开发提高经济效益。     

平稳小波变换在地震反射资料中面波压制的应用

提高地震信号的分辨率是地震勘探要解决的一项主要任务,而提高地震信号的信噪比是提高地震信号分辨率的先决条件。要提高地震资料的信噪比,需要去除地震资料中的相干噪声和随机噪声。本文介绍了平稳小波变换结合阈值压制面波干扰的方法,通过实际地震记录的处理证实了该方法的有效性。     

边坡地震失稳概率分析

灾难性地震难以预料、波及面广,地震引发边坡失稳破坏造成的地震地质灾害危害严重,已引起不同学科的广泛关注。如何综合考虑地震作用的不确定性和边坡地震破坏的不确定性,估算边坡地震失稳概率,仍是一个尚未解决的问题。在深入剖析边坡地震稳定性物理力学基础上,区分强度储备稳定性和动力超载稳定性两种边坡地震稳定性涵义,提出边坡对场地地震作用临界抗力概念。采用边坡临界地震动加速度为边坡临界抗力特征参数,架起边坡地震失稳与边坡场地地震作用间桥梁,建立以场地地震作用参数和边坡临界地震抗力为依据的边坡地震失稳概率分析评价体系。从场地地震作用不确定性分析、边坡抗震能力及不确定性分析和边坡地震失稳概率分析3方面介绍边坡地震失稳概率分析方法。该方法对单体边坡地震稳定性分析预测具重要意义。     

边坡地震稳定性分析的荷载增强分析方法

岩土边坡地震稳定性分析是岩土工程和地震工程研究的重要课题之一,本文明确区别了两种不同意义的边坡地震稳定性概念:一是按一定的抗震设防地震作用考虑,边坡现状强度与边坡强度退化到发生地震破坏时的临界强度相比较而言的储备强度稳定性;二是对于一定的边坡强度状态,使边坡发生动力破坏的地震作用与设防地震作用相比较而言的地震动力超载稳定性。考虑边坡强度退化的边坡稳定性概念已经得到普遍采用,分析方法较为熟知;而按动力超载考虑的边坡地震稳定性概念以往几乎没有提及,边坡稳定性判别标准和分析方法尚有待探讨。本文主要针对第二种边坡地震稳定性地震动力超载稳定性的衡量标准和分析方法进行了研究,提出了边坡地震动力超载稳定性评判的临界地震峰值加速度准则,并提出了边坡地震动力超载稳定性分析的荷载增强法:针对边坡的现状强度状态,由小到大逐渐增加地震作用的强度,搜索导致边坡失稳的临界地震峰值加速度,最后根据边坡临界地震峰值加速度与边坡所在区域的设防地震峰值加速度比较情况确定边坡的地震稳定性。论文采用荷载增强法对中国陕西宝鸡蟠龙塬黄土边坡地震动力超载稳定性进行了分析。结果表明,针对宝鸡地区未来50a超越概率为10%的地震动作用,该边坡具有较高的地震动力超载稳定性。     

地震预警系统的发展、应用及启示

从相关概念入手,引出地震预警,分析预测、预报、预警之间的概念差异,认为地震预警是地震已经发生后的及时警报,而不是地震还未发生前的预测或预报。地震预警的基本原理是波速差,当前国际上典型的地震预警系统,如墨西哥城地震预警系统SAS、日本地震早期预警系统EEW及铁路地震预警系统UrEDAS、美国加州地震预警系统ElarmS、中国台湾地震速报系统等,已经在防震减灾领域及重大工程（如水坝、核电站）中得到发展和应用。尽管如此,地震预警系统目前仍处于发展阶段,其本身还存在缺陷,如误报、迟报等,但是在实践中预警系统还是有很大的潜在效益,也有效地解决了一些问题。5?12汶川大地震之后,中国也已准备开始尝试建立类似的地震预警系统。依据地震预警系统的特点并结合中国的实际情况,从基础的断层研究、地震台网建设、信息如何发布等方面对地震预警系统建设的相关问题进行了思考。     

广西灵山断裂北段古地震事件初步研究

目前国内古地震研究主要集中于中国西部、华北等强震构造区,华南大陆因地处中强地震构造区,很少发生7.0级以上地震,古地震遗迹少。同时华南大陆气候湿润,雨水较多,人类改造活动频繁,古地震遗迹难以保存,鲜有与古地震研究相关的报道,广西灵山震区的古地震研究弥补了华南大陆古地震研究少的缺陷。本文采用槽探、地表破裂带分析及测年等方法,揭露了在广西灵山断裂北段曾发生至少4次地震事件,其中3次古地震事件,1次历史地震事件,时间分别为距今约>36 300、25 000、13 090、80 a(最后者即1936年6级地震),4次地震事件强度有逐渐减弱的趋势。该4次地震事件的平均重复间隔约12 073 a,比中国西部、华北等地的一些古地震复发间隔长,主要原因在于灵山震区构造活动强度相对较弱。     

汶川地震遗迹旅游资源分类及特色评价

汶川地震造就了大量地震遗迹景观, 成为了地震科学研究及旅游开发活动的重要资源基础。对地震遗迹景观分类没有形成统一的认识, 广义与狭义视角并存, 两分法与一分法并现。充分考虑地震遗迹旅游资源成因及景观特征, 强调地震活动对地震遗迹旅游资源成景过程的影响及响应, 将其分为2个景观型, 4个景观域、6个景观段、13个景观元及若干典型地震遗迹景观; 重点介绍了北川县城地震遗址、都汶公路百花大桥、都江堰虹口深溪沟地表破裂、北川县唐家山堰塞湖、北川县城城西滑坡遗迹等典型地震遗迹旅游资源; 提炼出“国际意义的地质科学研究对象、全球吸引力的典型地震遗迹、国际品质的地震遗迹旅游资源开发条件、世界级震撼力的地震灾难性事件”四大特色。研究结论有利于地震遗迹旅游资源的保护及震区旅游恢复重建, 为高烈度山区地震专项旅游产品开发提供科学依据。     

中国地质科学院对5.12汶川地震的快速反应与调查研究

面对5.12汶川8级地震突发灾害,中国地质科学院组织专家,科学分析发震动力学背景,第一时间奔赴震中地区开展地表破裂变形与地震地质灾害调查,随后系统开展地震科学钻探选址、活动断裂与地震变形观测、地应力测量、地质灾害地面调查、堰塞湖与水工环综合评价。6位专家参加国家汶川地震专家委员会,编辑出版《汶川地震灾区地震—地质灾害图集》,组织召开汶川地震动力学分析研讨会,2位专家参加国土资源部抗震救灾前方指挥部工作。在第33届国际地质大会期间,组织汶川地震大型展览,应邀作汶川地震、地震科学钻、地表破裂等学术报告,受到国际同行的高度关注。组织申报汶川地震断裂带科学钻探工程,2008年11月第一口地震科学钻开工;组织落实国家专项、973课题、地质调查项目等科研任务,有效地调整了面向地质灾害的学科结构和人才布局。