强震水氡前兆场异常特征及其物理解释

研究了岩石中微裂隙的产生与地下水氡浓度变化的关系以及孕震过程中微裂隙时空变化图像,揭示了水氡前兆场的时空变化特征及其物理机制。结果表明,孕震过程中岩石微破裂的生长是导致地下水氡含量升高及地震前出现水氡异常的原因;震源区及附近地区的膨胀和微破裂最早出现,并最为发育和集中,因此水氡异常也最早出现,也最为集中;孕震过程中微破裂增加,导致地下水氡含量升高,水氡趋势异常以趋势性升高为主。     

2022年云南宁蒗MS 5.5地震序列波速比特征分析

<正>1研究背景当地震波通过地下微裂隙等介质传播时,其波速会发生相应变化,基于这一原理,科学家采用波速比对介质物性展开一系列研究。1928年日本地震学家和达清夫提出应用和达法计算波速比,随后苏联学者发现地震前伴有波速变化的特征,并把地震前波速比异常变化作为地震预报的重要依据之一。     

玉树地震震源区Pg波方位各向异性及其意义

地壳介质中,特别是上地壳广泛存在着微裂隙,如果这些微裂隙定向排列,在宏观上就形成了各向异性介质,当地震波通过时就会产生特殊的现象,对剪切波而言就会发生横波分裂,对P波而言则会看到随方位的变化.利用玉树地震的余震数据,通过层析成像的方法研究震源区附近P波速度的横向变化和方位各向异性变化,探讨微裂隙的分布及意义.     

两种类型微裂隙(英文)

我们确定了两类起源不同与分布不同的相互关联而又独立的微裂隙。一类是在实验室与微裂隙随应力增大而张开产生声发射有关的应力单元所测定的典型的高应力裂隙。另一类是间距密集的应力方向一致的流体饱和的微裂隙。横波分裂监测(SWS)表明微裂隙在上地壳、下地壳,以及地幔最上面400公里处的所有岩石中几乎随处可见。在有些情况下这两种类型的微裂隙可能是相互有关而又相似的(因此定名为"种类"),但通常基本性质是不同的,分布不同,其含义也不同。对油气勘探和开采而言,重要的是,横波分裂监测到了在油气藏层中裂隙的排列和流体流动的优选方向,对天然地震而言,其重要意义是小地震上方横波分裂监测到应力增加对遍布的低应力微裂隙分布的影响,以致于地震之前(地震可能是遥远的)的应力积累可以被识别并对即将发生的地震进行应力预测。     

全国地震地下水观测网建成

地下水在地壳中普遍存在,具有流动性和难压缩性,所以它能直接而灵敏地反应岩石中的应力、应变状态。岩体裂隙产生、发育及向断裂过渡等是地震成因研究的核心问题。因此地下水的动态分析是寻找和解释地震前兆、开展地震预报的钥匙。通过对邢台、唐山等多次地震的深入总结,证实地下水动态是一个很有前途的方法。据此,国家地震局在1978年把地下水列为重点攻关项目之一。经过七年不懈努力,全国     

日本神户地震前的地下水氡异常

在１９９５年１月１７日兵库县南部地震之前数个月，地下水中的氡浓度增加了。从１９９４年１０月下旬观测开始，到１９９４年１２月底，氡浓度增加了约４倍。在１月８日，即神户地震前９天，氡浓度开始降低产达到比观测开始时高１０倍多的一个峰值。这些氡值变化可能是这次灾难性地震的前兆现象。     

地震各向异性——多组裂隙对横波偏振的影响

通过对多分量地震资料的分析,我们发现随着频率的增加横波分裂时差减小.对于深部接收的VSP数据来说快横波的偏振方向保持不变,而对于浅层接收的VSP数据来说偏振方向却存在一个最大可以达到20°的旋转.尽管多尺度随机分布微裂隙岩石物理模型已经成功地模拟并解释了横波分裂时差随频率变化的现象,却不能解释与频率相关的横波分裂.据推测,如果微裂隙的排列方向和大裂隙的排列方向不同,利用低频信息获得的偏振方向将指示裂隙主方向,而利用高频信息获得的偏振方向则指示微裂隙方向.在背景多孔隙介质中存在多组裂隙的情况下,推导出垂直入射条件下横波偏振方向的解析式,给出了系统研究横波在介质中传播的方法.研究结果表明,横波偏振方向会随着频率的变化而变化,并且在入射方位、角度一定的条件下,是裂隙方位和密度的函数,这些认识可能有助于揭示观测到的、依赖频率变化的横波偏振现象.     

地震预测方法Ⅴ:地下流体方法

地下流体是地壳中非常活跃的组成部分,它具有流动性和不可压缩性.岩石力学实验结果表明,地震孕育和发生时,会在孕震区局部产生应力集中和大量微裂隙,随着应力的重新分布,发生明显的裂隙开闭等可观测的变化.流体可以把地下深处与地震孕育有关的岩体物理状态变化等信息带到地表,如承压水井的井水位可以用来观测含水层中的体应变,同位素浓度等物理量可以反映流体渗流途径中岩体连通性的改变,在一定条件下可以在地表产生可观测的地震前兆异常现象.关于地下流体发展了一些重要的地震预测方法,本文主要总结了前人关于这些方法的理论和实践,讨论了如何建立地下水短期及临震预兆与地震三要素之间的联系,分析了地下流体反映地震孕育过程需要满足的条件,并对与地下流体有关的地震预测方法进行了讨论.     

中国建立地震地下水位观测网

近几年来,地震地下水位观测在国内外得到广泛的重视与关注。1978年我国通过对大地震总结与预报实践检验将地下水列为重点研究项目之一,尤其在突破短期预报及临震预报方面,寄予很大希望。1979年联合国教科文组织召开的国际地震预报讨论会也把地下水列为前兆研究中三项重点之一。究其原因,主要有三:①取得了一批较可靠的观测资料;②实现了几次较成功的预报;③理论工作的进展把岩体裂隙的演变作为寻找和解释地震前兆的钥匙。而地下水存在的普遍性、流动性与难压缩性,决定了它能直接而敏感地反映岩体裂隙演     

应力加载作用引起地下水微温度场变化的研究综述

在地震地下流体动态观测中,水温对地震活动的响应非常敏感,井水温度微动态观测越来越受到有关学者的关注。本文收集了相关资料,以引起水温变化的水动力学机制为基础,从应力加载作用下渗流场的变化、渗流场变化引起地下水温度变化以及裂隙介质热量运移三个方面分别阐述了前人研究成果,旨在理清“含水层受力变形→井-含水层系统内水流变化→井水温度变化”的理论模式,探讨应力加载作用引起地下水微温度场变化的理论基础和技术途径。对这一领域研究成果的综合分析将有助于我们深入地研究地震孕育过程中的前兆成因机理。     

远场地震引起地下水化学异常模拟

通过对亚美尼亚Kajaran的一口自流井流量数据和电导率数据的多年分析,我们发现这口井对远场大震的响应非常敏感。一般同震流量增加,震后大约滞后一小时传导率减小。传导率在震后大约三周时趋于最小,然后需要数月时间来恢复震前水平。例如,1999年8月17土耳其Izm itMW7.6级地震,相距1 400 km,引起流量增加25%,传导率减小6%。流量也可以显示潮汐的波动,这种波动的幅度(顶点到顶点)约为水井产生的平均波动的5%,但传导率数据的潮汐信号并不明显,且不稳定。监测期11次地震引起最大同震静态应变异常的估算均低于10-9,只有一次正常状态小于潮汐应变。所以,远震相关的井水异常是地震地面振动引起的,而非同震变形。我们提出混有地下水的模型来解释观察到的现象,此模型考虑了这个特殊的地下水系统的特殊状态:封闭的含水层含两类在水化组分上具有很大差异的地下水,地下水和微破裂的混合区域与自流井的液压相互关联。认为与地震相关的异常,是由自流井附近的局部水头增加产生的,而局部水头的增加是由于地震波的通过引起的。本文讨论了可能的机制,对异常的时间变化曲线进行了模拟。     

单体土遗址地震动力响应分析——以山丹县刘富寨敌台为例

我国西北地区遗存有大量的单体土遗址,时刻遭受地震等各种灾害的威胁。因其种类繁多,形式各异,很难以一个确定性的模型或计算方式来获取较为准确的结论。为更好地研究及保护单体土遗址,以山丹县刘富寨敌台为例,采用FLAC3D软件对其进行地震动力响应分析,包括位移、应力以及地震波的加速度放大效应。研究结果表明:在实测双向地震荷载作用下,敌台产生了一定的永久位移,且以竖向位移为主(主要由水平地震荷载引起);敌台内部裂隙处产生了拉应力集中,且其接近抗拉强度;地震加速度放大效应随高度增加而强烈,以竖向加速度更为明显;裂隙对竖向位移的产生具有强烈的不利影响,同时裂隙处加速度放大系数最大,但会弱化相邻测点的放大效应。     

用三轴剪切阴影法研究地下人工裂隙的特征

我们在日本Higashi-Hachimantai用三轴剪切阴影法成功地测量了干热岩模拟场区的一条裂隙的再开裂特性和三维结构。在370m深度处的完整无损的熔合凝灰岩内用水压致裂产生这条裂隙,用井下气枪和一台三轴地震检波器进行跨井地震测量。根据被测信号的三轴速度图分析确定一特殊偏振方向的消声性,并评估该裂隙的取向和分布。结果与场区独立的试验所取得的资料符合得很好.裂隙的再开裂特性也通过透射尸波在裂隙的增压试验期间的滞后观察到了.用考虑到压力由断裂面向岩石内传播以致裂隙周围微裂隙再开裂的模型可以解释这个机制.     

我国地震地下水动态监测与研究现状

本文扼要论述了我国地震地下水动态观测网建设的概况,较详细地介绍了我国地震地下水动态观测的丰富多彩的信息,阐述了我国地下水微动态形成的理论与试验研究结果,探讨了地下水动态在震前、同震及震后的异常动态,并着重指出地下水动态信息的开发与利用有广阔的前景,它不仅在为地震预报服务,而且可以在地球物理学、水文地质学与新构造研究方面及其他国民经济领域发挥作用。      

彰武4.8级地震前地下水微动态异常分析

彰武地震前出现了一批地下水动态异常,其中包括震中区地下水升降、变色、变味、翻花冒泡等宏观地下水动态异常,也包括深井网出现的微动态异常,它们在临震前变化明显。异常井孔在空间上与近期发生的地震、震群邻近,在时间上与地震活动、其他前兆异常基本同步,显示出一幕整体活动图象,为统一应力场作用的结果。     

基于微观孔隙结构特征的速度频散和衰减模拟

孔隙尺度的喷射流流动是引起地震波速度频散和衰减的重要机制之一.目前,大多数喷射流模型仅考虑硬孔隙与微裂隙之间的局部流动,而忽略了具有不同孔隙纵横比微裂隙间的喷射流作用.为了研究各种类型孔隙间的流体流动效应,本文对经典喷射流模型进行了扩展,通过结合等效介质理论和孔隙结构模型,根据从干燥岩石超声速度-压力曲线中提取的微裂隙孔隙纵横比分布,求取出岩石中各种微裂隙的体积压缩系数,并在此基础上,利用孔隙空间的压力松弛效应对微裂隙间的喷射流效应进行了模拟,并运用Biot理论描述了硬孔隙间的宏观流动效应.扩展后的理论模型不仅考虑了微裂隙与硬孔隙间的局部流动、硬孔隙与硬孔隙间的Biot宏观流,还加入了微裂隙与微裂隙间的喷射流作用,且模型的高、低频极限始终与Mavko-Jizba理论和Gassmann方程保持一致.模型应用分析发现,对于砂岩和大部分致密灰岩样品,扩展模型均能给出与超声实验测量数据吻合良好的估计结果.此外,扩展模型预测的速度频散及衰减表明,喷射流机制在地震和测井频段发挥着重要作用,其速度频散曲线由低频至高频呈逐渐增大趋势,不具有明显的快速变化特征,与经典频散曲线形态存在显著差异;在低有效压力下,频散和衰减程度较大,喷射流机制发挥主要作用,而随着有效压力的增加,Biot宏观流机制开始占主导,频散和衰减程度逐渐减小.     

山西新疆地震考察团访问苏联

应苏联吉尔吉斯共和国科学院地震研究所的邀请,山西省地震局、新疆维吾尔自治区地震局组成了以杨广才为团长、安尼瓦尔为副团长的地震考察团,考察团一行8人于1991年9月在苏联进行了为期1个月的考察访问。此行的主要目的是相互交流地震监测预报工作情况和成果、增进了解与进行地震科技合作。 考察团先后考察、访问了苏联哈萨克共和国科学院地震研究所、吉尔吉斯科学院地震研究所、苏联科学院施米特大地物理研究所及大地物理研究所的奥勃宁斯克地震综合考察队以及上述研究所的部分地震台站。     

地壳介质剪切波分裂研究的部分进展

剪切波穿过各向异性介质传播时会发生分裂现象,而在地壳中产生各向异性的主要因素是大量充满液体的定向排列的微裂隙。通过剪切波分裂参数可以研究地壳介质的特性、地壳应力状态及应力场的变化,并可用于地震预测。利用地壳介质各向异性特征研究断层性质也是一个新的动向。     

苏州地区有关南黄海6.1级地震的前兆异常特征及预报检验

根据对南黄海６。１级地震前，苏州地区１９９５年９月￣１９９６年１０月以地下水动态，地下水化学为主的前兆异常的分析，预报了这次地震，并对其进行了检验及原因分析。     

地下水在地震前兆应力场演化过程中的作用

采用应力场与渗流场耦合的三维数值模拟方法,通过干模型和湿模型的对比,研究了地下水在地震前兆应力场演化过程中的作用。研究结果表明, 地下水的存在,不单增加了前兆应力场时空演化的流变性,并促使应力向断裂带聚集,而且还增加了震前的破裂水平。尤其是在短临阶段,这种作用更加显著, 但随深度的增加,地下水对应力场分布的影响作用逐渐减小。