应用分数阶微分对地震波稳恒Q值的时间域模拟

根据分数阶微分,在时间域应用新的模拟算法求解了Kjartansson的稳恒Q 值模型。在应力扩容公式中,代替2阶时间微分,Kjartansson的模型要求2γ阶的微分,这里γ为0<γ<1/2。应用Grunwald-Letnikov和中心差分近似计算了分数阶微分。对整阶微分,上述方法是标准算子的有限差分的拓广。模拟中应用了傅里叶方法计算空间微分,因此,可以处理复杂的几何问题。合成井间地震实验展示了这种新颖模拟算法的能力。     

岩石层应力场的起源（一）

构造应力场是地质学一项很重要的研究内容，因为它是记录岩石层动力过程的一个重要因素。在阐述现今岩石层应力状态的起因时，我们利用有关地球岩石层的有限元模型来计算地幔流动、地壳非均匀性、地形等诱发的应力，并且将其与板内应力的观测结果(如世界应力图)进行比较。我们探索了岩石层非均匀性的两种模型，一种是基于地震和其他观测约束的模型(Crust2．0)；另一模型假定地球处于均衡补偿状态。我们在对地幔牵引力的计算中考虑了两种不同的地幔密度非均匀性模型：一种是基于过去180Ma的板块消减历史的模型，这一模型在精确重现现今大地水准面和新生代板块速度方面证明是成功的；另一种是从地震层析成像结果推断出的模型。我们考察了不同的地幔粘性结构假设对计算结果的影响，以及由软弱板块边界表现出的横向粘性变化对计算结果的影响。尽管在一些地区预测值和观测值的一致性较差，但我们仍发现，将地幔和岩石层应力源都包含在内的综合模型计算结果与应力场观测值符合程度是最好的(约有60％的方差减小量)。只引入地幔牵引力所得到的应力场显示出更大程度上的长波结构，比在应力观测中所看到长波成分更明显，在某些径向地幔牵引力明显较强的地区(如东南亚和西太平洋)，计算结果与观测值的一致性非常好。单由岩石层非均匀性所产生的应力场强烈依赖于我们所假定的地壳模型：尽管根据地球均衡补偿模型计算出的结果与观测值出入很大，但基于Crust2．0模型的计算结果与观测结果一致性却很好，与只含地幔牵引力模型的结果拟合程度差不多，并且在某些地形因素影响很大的地方(如安第斯山脉，东非)拟合得也非常好。对此有一个可能的解释，那就是应力场受地幔粘性横向变化的影响显著。该横向变化使得岩石层和地幔之间出现不同程度的解耦现象，这就使得地幔特征在某些地方占优势，而地壳特征在另外一些地方占优势。均衡补偿地壳模型的计算结果与观测结果一致性较差以及两种地壳模型之间存在的较大差别，这两者说明了研究地形动态变化的重要性，并且地壳结构和流变性也确实存在着不确定性。另外，我们也考虑是否存在这样一种可能性，即从浅层地壳获得的应力观测值也许不能反映整个板块的应力状态；由于岩石层流变性横向和径向的变化，板块上部的应力至少可能部分地与大尺度板块驱动力解耦。     

日本西南部后续震相剪切波分裂分析：地壳内部线性构造的探测器

尝试用剪切波分裂分析的方法探测地壳内部的线性构造。从地震图上可以看出日本西南部地区存在一些线性构造。在该地区没有发现明显的活断层能证明这些线性构造的存在。我们用两种后续震相，即PpPms和PpSms震相对日本西南部地区的剪切波分裂进行了研究。PpPms是一种后续S波震相，它是P波在地表反射后又入射到地壳中经莫霍面反射转换成的S波。PpSms也是一种后续S波震相，它是P波在地表反射转换成S波后经莫霍面再次反射入射到台站的s波。我们用这两种震相检测了地壳中的线性构造。观测到的快波偏振方向呈现北东东—南西西、北东—南西和南北的横向变化。得到的快波偏振方向与该地区最大主应力方向不一致。最大主应力作用下产生的裂隙引起的各向异性解释不了日本西南部地区的剪切波分裂结果。北东—南西的快波偏振方向与该地区的地质线性构造方向一致。该地区的剪切波分裂有可能是地壳内的线性构造引起的。     

采用双台子台阵方法的实时地震预警

地震定位是地震学最基本的问题之一。在速度作为确定系统成功水平关键因素的实时地震预警系统中，快速对具有潜在毁坏性大地震的定位能力具有特别重要的意义。我们开发了一种简单的、仅采用台阵中两个最先到达的P波到时的方法。假设一个简单的速度模型，这两个P波波至可用于绘制一条期待包含有近似地震震中的双曲线。根据台阵中其他台站的初波至不是最先到达的P波初至的事实，可将双曲线上的震中位置进一步加以约束。当应用到加州赫克托矿地震以及美国中部一个较小的地震事件时，模型结果表明与实际地震震中位置符合。虽然子台阵对大地震定位的方法存在固有的不确定性，但对早期预警系统而言这是可以接受的折衷，因为这可节省几秒至十几秒的时间，而不用等待其他台站的P波波至。尽管本文的主要目的是提出一种定位方法，但本文还表明：最靠近赫克托矿地震震中的台站，在P波到达的2s和3s内，分别记录到0．3mm和1mm的地面运动，这表示一个大的地震事件已经发生。     

与地壳活动有关的ULF地磁变化：RIKEN-NASDA项目概要和最新结果

尽管地震短临预报极其重要，并且经过了人们多年的努力，但它仍是目前未能解决的问题。近年来，与地震相关的电磁现象被认为是解决地震短临预报的有效途径之一。现在已经积累了大量的地震电磁前兆信号的震例，这些信号分布在很宽的频带范围(DC-VHF)内，其中ULF地磁变化是最有希望的地磁前兆之一。通过监测ULF地磁变化，有望实现地震短临预报。本文将阐述从ULF电磁信号中提取震磁异常变化的方法。     

2004年9月28日加州帕克菲尔德地震强地面运动记录的初步分析

引言 2004年9月28日，加利福尼亚州中部小镇帕克菲尔德附近的圣安德烈斯断层发生了Mw6．0级帕克菲尔德地震。因为广泛认可这个地区有发生地震的可能性，所以在这一地区先前已设置了许多强地面运动台站和其他类型的地震台站。     

由Hi—Net台阵成像得出的2004年苏门答腊-安达曼地震的范围、持续时间和速度

2004年损失惨重的苏门答腊-安达曼地震是已经记录到的最大地震之一。这种地震的破坏程度取决于断层滑动的范围和大小。在苏门答腊-安达曼地震后几小时得到的最初可靠的矩震级估计（Dziewonski and Woodhouse，1983）值为9．0级，但是，最近的长周期简正模式分析表明，     

全球下奥陶统-中奥陶统界线层型候选剖面——宜昌黄花场剖面研究新进展

湖北宜昌黄花场剖面是我国奥陶系大湾阶的界线层型剖面，高精度生物地层以及岩石、层序地层和碳同位素地球化学的综合研究表明，该剖面完全符合关于建立全球下奥陶统一中奥陶统界线（即奥陶系第三个尚待正式命名的阶）界线层型剖面和点位（GSSP）的条件。建议以该剖面牙形石Baltoniodus？triangularis的首现层位，作为划分全球下奥陶统一中奥陶统界线的GSSP。所建议的GSSP交通方便，位于距宜昌市北北东22km的公路旁，地层出露完美无缺，界线生物层位于大湾组下段SHod-16层底部，距大湾组底部10．57m；界线上下发育了B．？triangularis的完整演化序列，并伴生有极好的Baltoniodus、Trapezognathus、Periodon和Microzarkodina等牙形石属种演化序列来作为佐证；界线之上0．2m所出现的世界广布的Microzarkodina abellum可作为划分此界线的辅助标志。界线生物层位于低位海侵序列之中，界线之下0．6m处所显示的从高位到低位的层序转换面和碳同位素最大偏移，与全球此时所发生低位事件密切相关，可作为识别该界线的物理和化学标志。所建议的界线生物层与笔石Azygograptus suecicus生物带上下组合之间的界线接近，与几丁虫Belonechitina cf．henryi生物带底界几乎一致，因此，所建议的界线易于在全球，无论浅水碳酸盐相、还是深水笔石相，识别和进行精确对比。同样的生物组合序列和层序及碳同位素异常亦在黄花场剖面之北5km的陈家河（即大坪）剖面得到了验证．     

第19章：陆地和海底的地震噪声

应用地震波到时进行地震或地球成像的研究需要对背景噪声之上的到时进行检测。全球地震台网各台站之间的噪声水平在某些频带上的差别能够超过60dB（见图1），按地震波检波阈值计算，这种差别就是4个以上震级的地震到时的差别。因此，噪声水平是地震台站选址的一个非常重要的标准。台站的噪声水平不仅取决于台站安装质量，还取决于台站附近和远处的自然噪声源。本文不准备总结有关安装技术对台站质量影响的大量研究，而是要讨论在陆地和海洋中钻井安装对地震波信噪比的影响。那些与地面耦合较差或与地面固结较差的台站更易存在噪声。     

第21章：地震图的结构及解释

地震图的解释是用于识别地震记录上出现的且形成相当复杂结构的各种地震波（震相）的技艺。正确识别所记录的震相及该震相在地球内部的传播路径是所有利用地震观测数据进行研究的途径。一幅地震图的形态反映了震源、传播路径、仪器特性和接收台站周围噪声的共同作用。理解地震图的复杂结构需要震源物理、地球结构和地震波传播的知识。总之，需要有分析地震波的长期经验。一个经验丰富的地震图分析员经常可发现并正确解释新手们不能察觉的记录特征，