2013年芦山MS7.0地震序列参数的早期 特征: 传染型余震序列模型计算结果

为考察2013年4月20日芦山M_S7.0地震震后序列参数的早期特征, 利用“传染型余震序列”(ETAS)模型和最大似然法进行了参数估计. 设定截止震级M_c=M_L2.0, 拟合时段为震后0.31—24.12天, 计算获得α=1.89, p=1.22, 同时利用最大似然法估计获得b=0.72. 与中国大陆地区其它中强震的余震序列参数的比较表明, 芦山M_S7.0地震序列参数表现为触发次级余震的能力较弱和序列衰减速率较快的特征, 反映出余震区相对较高的应力水平. 为检测结果的稳定性, 设定不同的截止震级M_c以及不同的拟合截止时间, 分别进行参数拟合和参数标准差估计. 结果表明, M_c的选取对α值影响明显, 对p值影响则较小. 此外, 震后10天内获得的参数拟合结果随时间变化较为明显, 而其后各参数变化总体较为平稳.      

推定最大余震震级法在南北地震带的应用

针对2000-2020年南北地震带21个M3≥6.0地震序列,利用推定最大余震震级法,采用不同的最小完备震级M。和b值计算方法,分别给出了实际最大余震震级的估计值,分析了估算效果。结果显示：从整体上看,推定最大余震震级法可以给出实际最大余震震级的有效估计值,而且随着时间推移,估计误差逐步减小、趋于稳定。从计算方法来看,...     

震级-频度关系中b值的极大似然法估计及其影响因素分析

b值在地震活动性研究和地震危险性分析中起着十分重要的作用,通常拟合b值的方法有最小二乘法(Least Squares Method)和极大似然法(Maximum Likelihood Estimation)。最小二乘法简单易行,得到了广泛的应用。然而很多研究表明该方法存在一定的局限性,极大似然法在特定条件下可以作为最小二乘法的一种可行的替代或补充方法。前人对极大似然法的研究非常繁杂,提出了各种各样的方程式,每个方程式的隐含假设和求解方式各不相同。文中对主要方程式进行了简要的回顾,并按照是否考虑震级的归档效应、是否设定有限最大震级、是否对不同震级档数据取不同的观察时段和是否具有解析解这4个方面,对这些方程式进行了分类和总结。进而对震级的归档效应、震级的测量误差、样本量、震级跨度、最小完整震级和前余震共6个可能影响极大似然法估计b值的因素进行了分析和总结。最后对正确使用这些方程式提出了合理的建议。文中的分析和总结有助于更准确地理解和使用不同的极大似然法估计b值的方程式,以供相关研究者参考。     

b值数字模拟的再研究

在文献[7]的基础上,本文用数字模拟方法对最大似然估值b的性质进行了比较详细的研究。结果表明,除震级范围(M_2—M_1)和分档间隔△M外,真值b本身的大小对估值的偏差程度也有一定的影响。指出是b的一致、渐近有效和渐近无偏估计值,而且收敛速度相当快。对于真值b=0.80,当参与统计的地震数N=20,估值b的偏差和均方误差即已基本稳定在+0.04和0.20左右。因此在地震频度不高的地区,用最大似然法进行b值的日常测定是比较适宜的。     

用B值横截距预报强余震震级的方法探讨

本文在G-R(logN=α—M)关系的基础上,探讨用b值横截距法预报地震序列强余震的震级。选用我国1966—1986年21年内有完整资料的58个Ms≥5.0地震序列,用b值横截距法进行预报检验。这些地震序列的位置分布较广,遍及全国各大区,而且要求每个地震序列满足震级M≥Mo(起始震级)的地震个数不少于50个。统计结果表明,对预报序列中强余震的吻合率为93％以上。另外,我们还用b值横截距法对序列的晚期强余震预测及在主震后尽可能短的时间内预测强余震进行了探索,表明它是可能的。     

强震复发间隔变异系数的一种计算方法

确定强震复发间隔变异系数在强震发生概率的计算中具有重要意义. 考虑到由小样本量地震序列计算得到变异系数的估计值与实际值可能存在一定的偏差, 本文提出了一种计算强震复发间隔变异系数的新方法. 该方法首先利用最大似然估计法计算出大量小样本地震序列的变异系数估计值; 然后先对这些变异系数的估计值进行标准化处理, 再对这些标准化的变异系数估计值进行统计分析; 最后在广泛搜集的39个地震序列的基础上, 利用该方法计算得到一个通用的变异系数值(α=0.34), 并讨论了该值的物理意义及其应用.      

由多地震活动参数分析晋冀蒙交界地区长期地震危险性

根据晋冀蒙交界近33年的区域台网地震资料,运用最大似然法,分别计算并绘制晋冀蒙交界1980年、1990年、2000年以来 b 值空间扫描图像,结果显示,低 b 值异常区主要分布在大同、张北、代县一带。依据区域地质构造条件、b 值空间分布图像、历史强震和现代地震活动特征,将晋冀蒙交界分成张北段、延庆段、大同段和代县段4个段落,采用最佳效果拟合法＋最大似然法,对各段落进行 b 值时间扫描,并且利用断裂带分段的多地震活动参数值组合分析方法,分析4个段落的现今活动习性,综合判定处于相对高应力和闭锁状态的断裂段。研究结果表明,张北段处于高应力背景下的相对闭锁状态,但会受到1998年、1999年张北 M 6．2、M 5．6强余震影响。综合分析认为,需注意张北段和延庆段发生中强地震的长期地震危险。     

中国大陆性地震的余震活动的p值

本文利用点过程的最大似然统计方法,对中国大陆的32个5级以上地震的余震序列的频度随时间的衰减变化特征进行了定量的分析.结果表明,中国东部和南北地震带的余震序列频度衰减系数p值的平均值为0.91.小于中国西部地区的p值.并且将中国大陆地震的p值与日本地区的p值结果进行比较发现,中国大陆地震的余震频度衰减系数p值比日本列岛的p值要小.且余震序列的频度衰减系数p值的大小与主震震级无关.      

2010年青海玉树7.1级地震序列b值变化特征研究

对青海玉树7.1级地震序列在时空分布等方面的参数进行相关分析计算,分时段计算不同震级段的b值。发现第一时段(2010年4月13日至5月28日)的截距对后续地震的震级预测有明显指示作用,得到最大余震预测范围为5.5~5.8,后续余震证明分析结果基本正确。计算表明,该序列的完整震级应在ML1.2以上,另外,累计频次分析表明也有明显的阶段性。分析主震发生后的短期时段内序列参数,分时段b值结果对未来余震判断有一定的参考作用。     

用b值扫描估计山西强震的危险性

本文根据山西地质构造格局,划分出五大盆地的区域范围.选取1971—1985年M_L≥2.0地震,采用最大似然法计算b值.对各盆地进行时间扫描,比较b值变化形态,从而估计出山西强震的危险地段.     

地震目录的完整性对b值计算的影响

本文通过对华北地区和西南地区完整地震目录按照均匀抽取和非均匀抽取2种原则进行抽取地震,得到了地震目录遗漏率和b值变化量间的经验关系式.结果表明,在进行非均匀抽取地震时,得到的地震目录遗漏率和b值的减小量间呈正比关系;在进行均匀抽取地震时,利用最小二乘法和极大似然法计算得到的b值变化较复杂,b值随地震目录遗漏率的增加,或为增加,或为减少.同时,在进行非均匀抽取地震时,地震目录遗漏率对极大似然法计算的b值影响大于最小二乘法计算的b值影响.     

新疆于田地区2008年以来3个地震 序列的参数早期特征

考察新疆于田地区2008年以来发生的2008年3月21日M_S7.3、 2012年8月12日M_S6.3和2014年2月12日M_S7.3等3个地震序列的参数早期特征, 利用“时空传染型余震序列”(ETAS)模型进行了参数估计. 统一选用截止震级M_c=M_L3.0, 并使用最大似然法分别估算了这3个序列不同持续时间的α、 p和b等参数. 研究结果表明, 3个地震序列的参数差异明显, 其中: 2014年M_S7.3地震序列α值与2012年M_S6.3地震序列接近, 但高于2008年M_S7.3地震序列; 2014年M_S7.3地震序列p值较低, 表明当前序列衰减缓慢; 2012年M_S6.3地震序列b值最大, 2014年M_S7.3地震序列次之, 2008年M_S7.3地震序列最小. 此外, 2008年M_S7.3地震序列参数在震后20天内变化较为显著, 而2014年M_S7.3地震序列的α值和p值在震后3.5天内则相对稳定.      

河北平原地震带b值时空变化特征

利用华北地区近44年地震资料,在区域地震序列完整性分析的基础上,用最小二乘法进行b值时间扫描计算,用最大似然法进行b值空间扫描计算。时间扫描中的b值为研究区内每个扫描窗口的平均b值,因此其变化幅度不大,基本保持在0.62~1.05之间。研究区b值空间分布范围基本维系在0.5~1.4,低b值区域为昌平—宝坻断裂段和唐山—迁安断裂段,变化范围为0.5~0.7,表明该区域地壳介质正处于相对高应力或闭锁状态,存在未来可能发生中强以上地震的潜在危险。     

地震活动性的统计模型与残差分析法探测异常

假设总的地震活动是一系列余震的叠加,则可用一种统计的点过程模型来描述地震发生的标准活动性.参数用最大似然方法估计.利用估计模型,定义数据的“残差过程”并用于寻找存在于数据中但未在标准地震活动性模型中反映出来的异常.例如,地震的静止期可用这个残差过程定量描述.文中将用一些例子说明这样一些分析方法.另外,也考虑了残差过程中震级的时间序列并用于考察它与时问或地震活动历史的相关性问题.通过假定各种时间上的指数分布和b值的模拟,我们可以检查这样的相关性并估测它们.文中将展示两个实例.     

全球浅源巨大地震序列统计特征

系统研究了1976年以来全球58次M_W≥7.8浅源地震序列的统计特征。结果显示:(1)在58次巨大地震中,板间地震45次,板内地震13次,板内地震强度低于板间地震。(2)74.1%的板间地震为逆断层错动,61.5%的板内地震为走滑型错动。(3)58次地震序列中,82.8%为主-余型,17.2%为多震型;与5级以上地震序列不同,巨大地震没有孤立型,其余震比较活跃;板内地震中,多震型占7.7%,而板间地震中多震型占20%。(4)对于主-余型序列,75%的主震与最大余震的震级差为1.0～2.0级;震级差与主震震源错动类型有关,走滑型的震级差明显大于逆冲型;68%的最大余震发生在主震后3天内,其次为10天左右与1个月左右; 49%的D_(max-aft)(最大余震震中与主震震中间的距离)不超过余震区长轴的1/3,31%的D_(max-aft)为余震区尺度的1/3～1/2;最大余震的发生时间、最大余震震中与主震震中间的距离同主震断层错动类型间的关系不明显。(5)应用ETAS模型计算了46个序列参数后发现,b值、p值和a值均呈Beta分布,b值平均为1.164±0.211,p值平均为1.559±0.412,a值平均为1.673±0.911; p值和a值分布分散;对于不同的序列类型、震源错动类型及板内、板间地震,b值差异不显著;逆冲型序列p值明显大于走滑型和正断层型;板间地震序列a值明显小于板内地震;逆冲型序列a值明显小于走滑型和正断层型;这表明,与板内地震相比,板间地震具有较强的"余震激发余震"的能力;逆冲型破裂虽然会导致序列衰减较快,但触发次级余震的能力相对较强。(6)逆冲型巨大地震余震区长轴L的对数与主震震级M_W间的拟合关系式为lg L=(-1.399±0.306)+(0.470±0.037) M_W。     

利用断裂带上的低b值识别凹凸体方法的探讨——以龙门山断裂带和鲜水河断裂带为例

本文对龙门山断裂带和鲜水河断裂带上1970年以来记录的小震数据进行了收集、整理和分析,采用基于Matlab平台的Zmap软件,去除了断裂带上的丛集数据和余震,划定了有效地震数据的时间和震级范围,通过最大似然法求取了断裂带所在区域的b值分布图。基于b值大小与应力高低成反比的原理,通过断裂带上低b值区识别凹凸体的位置。就龙门山断裂带,通过低b值区识别出的凹凸体的位置与汶川地震发生的起始破裂位置和极震区的位置基本保持一致;而鲜水河断裂带由于受到小震数据的限制,部分段缺失b值分布,但整条断裂带仍可清晰识别出凹凸体位置,且1725年以来的历史强震和1970年以来5级以上的历史地震基本上都位于此区域。断裂带的实例分析结果证明,利用小震数据通过最大似然法计算b值分布图,其相对低b值区与历年强震发生的位置存在较大的相关性,为验证利用低b值区识别凹凸体方法的可行性和实用性提供了有力的证据。     

鄂尔多斯地块北缘b值的时空特征及其地震预测效能分析

使用中国地震台网1970—2017年地震目录,在评估目录完整性和删除余震的基础上,使用最大似然法对鄂尔多斯地块北缘进行b值时空扫描. 扫描结果显示,鄂尔多斯地块北缘的低b值区域主要分布于阿拉善和晋冀蒙地区,低b值区域的空间分布随时间呈现一定变化. 低b值区域与中强地震存在一定的对应关系,对14次震例的回溯性检验显示,其中10次地震发生在低b值区域及其边缘. 使用Molchan图表法和R值评分法对b值时空扫描结果进行预测效能检验,以低于阈值的区域为预测区域,计算不同阈值的漏报率、报准率和时空占有率。Molchan图表法检验结果显示,本文所使用的b值时空扫描方法的预测效果优于泊松分布,最优结果的概率增益达到2,显著性水平达到0.25. R值曲线显示,当阈值为0.8时,达到最高R值0.28,并达到97.5%置信水平.      

2016年门源6.4级地震序列b值变化特征及周期谱分析

本文对门源区域1970年以来的地震目录及2016年1月21日门源6.4级地震的地震序列、余震分布、不同时段完整震级、b值、地震周期特征等方面进行分析探讨.分析认为该区域的5级以上中强震多发生于b值的下降时段,中等地震存在3～5年的周期特征,6级以上地震的周期约为20年;本次6.4级的地震序列表明,余震密集发生于震后的10余天内,这个时段余震频次达到了5个月以来地震总数的85%以上.主震发生后,随着余震的增多,a值、b值都有上升的迹象,这表明区域应力状态得到了一定缓解,当b值趋于稳定时,可能预示着地震序列将进入结束状态.运用该区域主震前的地震目录分析计算发现,本次6.4级地震就发生在a值高值区及b值低值区,显示空间b值对本次强震的发生地点具有一定的指示意义.     

内蒙古东部扎兰屯地区的b值时空变化特征

内蒙古东部的扎兰屯地区位于大兴安岭地震带北段,区域地质构造复杂,历史及现代中强地震较为活跃。本文以该地区地震活动作为研究对象,在区域地震序列完整性分析基础上,用最小二乘法进行b值时间扫描计算,用最大似然法进行b值空间扫描计算。时间扫描中的b值为每个扫描窗口内研究区的平均b值,因此其变化幅度不大,b值变化范围基本维系在0.78～1.13,误差范围为0.04～0.065。空间扫描结果显示,扎兰屯地区b值空间分布范围基本维系在0.4～1.8,误差范围为0.045～0.085;低b值区域为阿伦河断裂中北段,b值大致分布在0.5～0.7,表明该区域地壳介质处于高水平应力积累状态,可能是未来发生中强以上地震的危险区域。     

青海及邻区地震序列h值震型判定与强余震预测研究

通过对青海及其周边28组记录相对完备的5.0级以上中强地震序列进行计算,得到各个序列h值随时间的变化趋势。结果显示:所有地震序列h值在主震发生后0~3天内波动变化较大,除个别地震序列外,h值在震后第8天开始趋于稳定;可根据h值是否大于1快速判定地震序列是否为前震型序列,但由于不同类型地震序列之间h值分布范围重叠较为严重,不能根据h值完全准确地判定出序列类型;通过h值方法得到最大余震震级的预测结果报准率约为70%(震级误差为±0.5级),余震震级较低时,预测结果相对较为准确,孤立型序列判定结果优于主余型序列;根据实际发生的地震,检验认为门源6.4级地震序列的发展趋势和最大余震均符合h值预测所得结果。