适用于机器学习的地震序列类型判定特征重要性讨论

基于1970—2021年中国大陆及边邻地区地震目录、地震序列目录和历史地震震源机制资料,参考以往研究和震后趋势预测实践,构建基于地震观测数据的机器学习序列类型判定特征样本数据集。基于地震序列分类,设置多震型、主余型、孤立型3类样本标签,初步提出44个可用于机器学习地震序列类型判定的备选特征,包括主震及震源机制相关参数、历史地震序列类型、序列衰减和G-R关系相关参数、震级及频次相关参数。以44个备选特征为基础,变换震级下限、统计时段等参数,可以扩充出更多的机器学习备选特征。基于特征与标签之间的关联特性,评估特征对序列分类的重要性。宏观来看,震级相关参数、G-R关系和序列衰减相关参数、历史地震序列类型、震源机制相关参数等特征对序列分类有贡献,其中震级相关参数特征与标签之间的互信息值明显较大且排序稳定。补齐缺失特征不但能够增加可用的训练和检验样本,还可明显提升特征与序列类型之间的关联性,这意味着恰当的数据预处理在一定程度上有可能提高特征的序列分类能力。添加原始数据的交互特征是拓展可用特征数量的重要方式之一,非独立特征经信息交互处理之后显示出与序列标签更强的关联性,这意味着特征选择应以模型预测...     

乳山震群震源区地壳速度结构初步研究

运用距离乳山震群最近的乳山台2011-2014年远震波形资料,计算接收函数,确定震群震源区及邻近区域的地壳厚度和波速比。结果显示：乳山台下方各个方位的接收函数差异比较大,地壳速度结构呈现横向非均匀性;震源区与邻近区域存在明显差别,邻近区域的中、下地壳存在明显的高速区,震源区中下地壳中存在明显的低速区;震群中M_L3.0以上地震基本发生在高低速交界处。据此推断,乳山震群可能是由于中下地壳小范围内的物质的不均匀性导致上地壳破裂。     

2022年泸定M6.8地震前地震活动参数变化研究

2022年9月5日四川泸定发生M6.8地震,为研究泸定地震孕震区的应力变化,选取b值、小震调制比和丛集率这3个参数,对泸定地震前的区域地震活动状态进行计算研究。结果显示:泸定及周边区域几次强震发生前,区域地震活动均存在持续时间较长的低b值时段,且在低b值状态下震前短期内出现小震高丛集、高调制比的现象;鲜水河断裂带的地震活动状态分析显示,此次泸定地震前该断裂带存在持续时间近10个月的低b值状态,且短期内出现丛集率升高、调制比高值现象。通过对比分析,认为泸定地震是鲜水河断裂带构造运动的结果。综合分析认为,结合应力场背景和构造条件研究地震活动b值、固体潮调制比和丛集率的时空变化有助于理解大地震的孕育演化过程。     

乳山地震序列区域台网及台阵定位结果对比

精确定位的活动图像为了解断层产状和深部构造提供了重要基础信息。本文采用2014年5月7日至2015年12月31日期间山东地震台网及乳山台阵记录的乳山地震序列M_L ≥ 1.5级地震进行双差定位对比研究。定位结果显示:山东地震台网记录的地震经精定位后,震源位置呈现北西向（约315°）展布,剖面上地震分布较为均匀,震源深度3-11km。乳山台阵记录的地震经精定位后,震源位置呈现北西西向（约290°）展布,在空间上多处相对集中,体现了序列空间分布的丛集特征;剖面中心位置地震明显较少,此处似乎存在一凹凸体,序列地震基本发生在凹凸体的周围,震源深度集中分布在4-8km。从已有震源机制解、台站布局、精定位残差、现场调查等多方面综合分析认为,乳山台阵精定位结果更加准确。     

景谷6.6级、鲁甸6.5级地震序列应力降变化对比研究

利用云南2014年10月7日景谷6.6级、8月3日鲁甸6.5级地震序列的波形与震相资料,消除区域地震波衰减与台站场地响应后,计算得到2次地震序列的应力降。结果显示,在研究所涉及的震级范围内,应力降呈现随震级增大而增大的趋势。为尽可能消除震级对应力降的影响,对比了相同震级档地震的应力降,结果显示,景谷地震序列的平均应力降明显高于鲁甸地震,这可能与2次6.5级左右地震后震源区的应力状态有关。从序列余震应力降的时、空变化对比来看,景谷6.6级地震后至2014年12月6日5.8、5.9级强余震发生前,应力降变化呈现先缓慢下降、进而转折升高并持续高值的变化过程;同时,高应力降地震在空间上主要集中于5.8级强余震区域。这表明,主震发生后经过一个较短期的调整之后,5.8级强余震震源区的应力环境可能持续增强。5.8、5.9级强余震发生后,地震序列应力降快速下降至相对稳定状态。研究表明,2次6级左右强余震发生后,震源附近区域应力得到一定程度的释放,应力环境降低,地震序列活动也趋于结束。对于后续没有强余震发生的鲁甸地震序列,余震应力降小于景谷地震序列相同震级档地震的平均应力降,同时,主震后余震序列的应力降在时间上几乎未发生太大的变化;结合主震能量释放特点推测,震源区的应力在主震破裂过程中已得到较多的释放,主震后震源区应力变化呈现逐渐恢复的过程,这可能是鲁甸地震余震活动明显较弱,后续亦未有较强余震发生的原因之一。     

中国大陆中强地震序列类型的空间分布特征

利用中国大陆1970年以来记录相对完备的294次5.0级以上的地震序列,研究地震序列类型的空间分布特征. 结果表明: 在西南地区,川滇菱形地块及其所控制的鲜水河——安宁河——小江地震带及金沙江——红河地震带以主余型序列活动为主, 滇西和怒江——澜沧江断裂带以西腾冲——保山块体的龙陵、 澜沧等地分布着较多的多震型地震,极少数孤立型地震主要分布于川西北地区,云南地区无孤立型地震. 在西北地区,新疆南天山西段以主余型为主,其中柯坪块体与普昌断裂交汇区发生过多震型地震, 天山中段则以孤立型地震居多;祁连山地震带以主余型序列活动为主;青海地区以主余型地震居多,但序列类型的区域特征不明显. 在华北地区,阴山——燕山——渤海地震带、河北平原地震带及下扬子断块以主余型地震为主, 山西地震带北段与NW向阴山——燕山地震带的交汇部位发生过5～6级多震型地震, 华北地区南部北纬35deg;线附近以孤立型地震居多. 序列类型空间分布与区域构造运动形式有关,断层内部闭锁单元或障碍体的破裂以及新生的、彼此分离的断裂段的破裂,大多产生主余型序列;多震型地震往往与共轭构造或多组构造交汇相联系;简单断层端部的进一步扩展一般产生孤立型地震. 序列类型空间分布与区域深部介质环境也有一定关系,主余型地震大多发生在上地壳高速区或高、 低速过渡带内, 而多震型地震则较多地发生在上地壳低速区内. 