嘉峪关地震台地电阻率资料地震预测效能检验

1 研究背景 目前,国际上"地震可预测性合作研究"正在开展不同地震预测模型与不同统计检验方法、"最佳"模型构建方面的实验研究,并取得了阶段性成果,其中蒋长胜等(2011)通过对统计检验方法中的Molchan图表( Molchan,1990)进行研究,认为利用该方法可客观和科学地进行地震预测评估,还能解决固定研究区域内地...     

南北地震带南北段地震迁移现象

对1990年以来南北地震带南段发生的Ms5．0以上地震和北段发生的慨4．5以上地震的迁移现象进行分析。结果表明,在南北地震带南、北段发生的中强地震具有呼应现象,且呈现一定规律,即大致以30°N线为基线对称分布。通过对震源机制的对比分析,发现南段和北段的地震类型不一致,可能与不同的地质构造和作用力有关。     

南北地震带地震活动特征

采用数理统计方法探讨了780 BC至今、100°—110°E、22°—35°N（中国南北地震带）区域的中国大陆5.0级及以上天然地震的分布规律。通过GMT软件绘制了南北地震带上地震震中和断裂分布图像,分析了南北地震带地震时空分布与地震活动性的规律。研究表明,该地区的大震与强震几乎全部发生在断裂带上,地震频次高、震中密集,呈现集群性等特征,地震活动性较高。该地震带中、南段相似,与北段存在显著差异。在南北地震带上,地震的活跃幕与平静幕持续时间,与活跃幕强度有关。研究结果对于了解地震的时空分布特征,认识中国南北地震带的发震规律,地震的孕震发震和地震活动周期有参考意义。      

南北地震带地震转移图像与趋势预测

初步分析了中国中部南北地震带历史大震活动在不同时间尺度的整体转移图像。 南北地震带近500年来地震活动东侧强于西侧地区; 本世纪以来大震(M≥7.1)活动的主体地区呈现自北向南的整体转移过程; 本活跃期以来强震(M≥6.0)的集中区明显西移。 据此, 对该带大震趋势及危险地区进行了分析和讨论。     

南北地震带北段地震活动的有序性和层次性

本文分析了南北地震带北段有记载以来6级以上强震、全新世以来海原活断层8(1/2)级大震以及海原大震极震区5级以上中强震等不同层次地震事件的时间序列,发现它们具有自相似特征,即不同层次的地震事件表现有序性、满足简单公式N=AcBt或t=a+blnN。文中用最小二乘法在信度a=0.05情况下,通过线性相关检验,给出了各层次的有关系数值。 本文结果表明,地震活动是遵循尺度对应这一基本原理。这对研究地震活动分期划段,判定不同层次的地震趋势有一定参考作用。同时地震活动在不同层次表现的自相似现象也是值得进一步研究的课题。     

南北地震带北段地震活动的有序性和层次性

本文分析了南北地震带北段有记载以来6级以上强震、全新世以来海原活断层8(1/2)级大震以及海原大震极震区5级以上中强震等不同层次地震事件的时间序列,发现它们具有自相似特征,即不同层次的地震事件表现有序性、满足简单公式N=Ac^Bt或t=a+blnN。文中用最小二乘法在信度a=0.05情况下,通过线性相关检验,给出了各层次的有关系数值。 本文结果表明,地震活动是遵循尺度对应这一基本原理。这对研究地震活动分期划段,判定不同层次的地震趋势有一定参考作用。同时地震活动在不同层次表现的自相似现象也是值得进一步研究的课题。     

南北地震带北段6级以上地震前M_L≥3.0地震活动特征

对1970年以来南北地震带北段6级以上地震前的M_L≥3.0地震活动特征进行了分析,讨论了平静或增强现象的特征,并结合主震震源机制解和区域活动性差异,对6级以上地震的平静现象进行较为深入的分析。结果表明,主震前震中区M_L≥3.0地震活动主要存在平静异常,各个区域的平静特征和时间有差异,震中区M_L≥3.0地震平静持续时间的长短与其主震前活动水平密切相关。     

基于Molchan图表法的新疆流体资料预报效能检验

通过三组具有代表性的数据(新04泉氢气原始数据、 新10泉水氡趋势提取数据、 新43泉气氡差分数据)检验实例, 介绍了如何用Molchan图表法进行检验和分析。 基于Molchan图表法对新疆地区地下流体预报效能评估等级较高的测项进行检验, 不仅可以直观地反应预报效能, 对观测资料进行评估, 又能对异常进行定量分析, 得到最佳阈值所对应的异常识别指标, 并在此基础上, 提取相对应的地震预测预报指标。 结果显示, 新疆地区地下流体各测项对于不同构造带上的地震预报效能各不相同, 分布在乌鲁木齐附近及天山以北地区的测项, 对北天山发生的地震预报效能较好, 多数测项优势对应时间段为短期, 说明短期预测效果较好。     

南北地震带北段强震形变异常特征与预测指标研究

利用南北地震带北段及附近地区上世纪70年代以来的区域水准、跨断层短测线和90年代以来的GPS、流动重力等监测资料,结合地质构造和监测区发生的几次6级左右及以上震例,采用定性与定量相结合的方法分析研究了与地震有关的构造形变异常的基本特征及可能的机理,初步总结了基于这些不同尺度(类型)的构造形变异常进行强震中期预测的一些指标判据。     

The North-South Seismic Belt:Vertical Deformation Velocity Gradient Research

The vertical deformation gradient can reflect the rate of vertical change in unit distance, and the vertical deformation velocity gradient can reflect the strength of the earth''s crust tectonic activities. In this paper, using long period leveling data combined with GPS data, the vertical deformation gradient values are calculated. Leveling data and GPS data are two different means of monitoring deformation, but the result is approximately the same vertical deformation gradient. The results show that the spatial distribution of the vertical deformation velocity gradient and tectonic distribution has an obvious correlation. The most significant gradient anomalies along the North-South Seismic Belt are Xianshuihe fault, Longmenshan fault and Xiaojiang-Zemuhe fault, while the second gradient anomalies in the northeastern Qinghai-Tibetan plateau are Zhuanglanghe fault and Lenglongling fault. The Menyuan M_S6.4 earthquake in 2016 occurred in this abnormal area. However, according to the vertical deformation high gradient area distribution, there is also the possibility of an earthquake occurrence in the Tianzhu and Jingtai area. The area of convergence of three major fault zones is the strongest tectonically active region of the North-South Seismic Belt.     

The Migration Characteristics of Strong Earthquakes on the North-South Seismic Belt and Its Relation with the South Asia Seismic Belt

Migration of strong earthquakes （M≥ 7.0） along the North-South Seismic Belt of China since 1500 AD shows three patterns： Approximately equal time and distance interval migration from N to S, varied patterns of migration from S to N and grouped strong earthquake activity in a certain period over the entire seismic belt. Analysis of strong earthquakes in the past hundred years shows that the seismicity on the North-South Seismic Belt is also associated with strong earthquake activities on the South Asia Seismic Belt which extends from Myanmar to Sumatra, Indonesia. Strong earthquakes on the former belt often lag several months or years behind the quakes occurring on the later belt. So, after the occurrence of the December 26, 2004 Ms8.7 great earthquake off the western coast of Sumatra, Indonesia, the possibility of occurrence of strong earthquakes on the North-South Seismic Belt of China cannot be ignored. The abovementioned migration characteristics of strong earthquakes are related to the northeastward collision and subduction of the India Plate as well as the interaction between the Qinghai-Xizang （Tibet） Plateau and the stable and hard Ordos and Alashan Massifs at its northeastern margin.     

中国华北和南北地震带北段8级大震发生的时间规律

用以25年为周期的三性分布拟合华北和南北地震带北段8级大震发生的时间分布,发现拟合较好,因之在今后预测8级大震时可作为参考。三性分布是指周期性、倍周期性和每个周期的黄金分割性组成的时间分布。     

南北地震带地震震源机制解和现今应力特征

基于CAP方法,使用地震波形资料,计算得到了2009年1月～2017年8月期间南北地震带及周边区域466个3.5级以上地震震源机制解。在补充收集1976年1月～2017年8月GCMT公布的259个4.5级以上地震震源机制解的基础上,分析了南北地震带地震震源机制解和应力特征。震源机制空间分布显示,不同断裂带、块体间表现出不同的震源机制空间分布特征,该特征与南北地震带不同段落活动构造性质基本吻合。作为青藏高原东边界的南北地震带,由于动力环境复杂,其内部P轴方向具有明显的差异性。这种差异主要表现为:南北地震带北段P轴呈NE向分布;龙门山断裂带及周边除NE段P轴取向为NW—NNW向外,其他地段P轴近EW向;川滇菱形块体内部P轴呈NNW向,而其西边界以西呈NNE向,东边界以东呈NW向,应力方向转换带的与川滇菱形块体边界基本一致。整体而言,南北地震带及近邻P轴方向由北到南发生了顺时针转动。     

2010—2016年南北地震带岩石圈磁场变化分析

利用小波分解对2010—2016年南北地震带(21°N—37°N,97°E—109°E)区域6期岩石圈磁场年变化数据进行处理,并对2011年6月以来该区域发生的M_S≥5.0强震震中区的岩石圈磁场变化空间分布及时间演化特征进行了系统分析。结果显示:震级与岩石圈磁场ΔX,ΔY,ΔZ分量变化的相关系数分别为0.26,-0.26,0.15,即二者无显著相关性;震中处岩石圈磁场分量变化的最大幅值分别为18.46,14.98,-15.54 nT。对岩石圈磁场变化进行小波分解的结果表明:MS7.0地震前两年出现显著基底异常,其尺度可能达到上千千米;M_S6.0地震前一年也出现显著基底异常,但异常尺度较小;M_S5.0地震前尚未观测到明确的基底或中层异常。     

南北地震带岩石圈S波速度结构面波层析成像

本文利用天然地震面波记录和层析成像方法,研究了南北地震带及邻近区域的岩石圈S波速度结构和各向异性特征.结果表明南北地震带的东边界不但是地壳厚度剧变带,也是地壳速度的显著分界.其西侧中下地壳的S波速度显著低于东侧,强震大多发生在低速区内部和边界.青藏高原东缘中下地壳速度显著低于正常大陆地壳,在松潘甘孜地块和川滇地块西部大约25～45 km深度存在壳内低速层;这些低速特征与高原主体的低速区相连,有利于下地壳物质的侧向流动.地壳的各向异性图像与下地壳流动模式相符,即下地壳物质绕喜马拉雅东构造结运动,东向的运动遇到扬子坚硬地壳阻挡而变为向南和向北东的运动.面波层析成像结果支持青藏高原地壳运动的下地壳流动模型.南北地震带的岩石圈厚度与其东侧的扬子和鄂尔多斯地块相似但速度较低.川滇西部地块上地幔顶部(莫霍面至88 km左右)异常低速;松潘甘孜地块上地幔盖层中有低速夹层(约90～130 km深度).岩石圈上地幔的速度分布图像与地壳显著不同,在高原主体与川滇之间存在北北东向高速带,可能会阻挡地幔物质的东向运动.上地幔各向异性较弱且与地壳的分布图像显然不同.因此青藏高原岩石圈地幔的构造运动具有与地壳不同的模式,软弱的下地壳提供了壳幔运动解耦的条件.     

南北地震带震源机制解与构造应力场特征

南北地震带作为中国大陆地应力场一级分区的边界,其构造应力场的研究对理解大陆强震机理、构造变形和地震应力的相互作用具有重要意义.本文收集南北地震带1970—2014年的震源机制解819条,按照全球应力图的分类标准对震源机制解进行分类,发现其空间分布特征与地质构造活动性质比较吻合.P轴水平投影指示了活动块体的运动方向,T轴水平投影在川滇块体及邻近地区空间差异特征最为突出,存在顺时针旋转的趋势.南北地震带的最大水平主应力方向具有明显的分区特征,北段为NE向走滑类型的应力状态,中段为NEE—EW—NWW向的逆冲类型,南段为SE—SSE—NS—NNE向走滑和正断类型,在川滇块体的北部和西边界应力状态为EW—SE—SSE的正断层类型,表明来自印度板块的NNE或NE向的水平挤压应力和青藏高原物质东向滑移沿大型走滑断裂带向SE向平移的复合作用控制了南北地震带的岩石圈应力场.川滇块体西边界正断层类型应力状态范围与高分辨率地震学观测得到的中下地壳低速带范围基本吻合,青藏高原向东扩张的塑性物质流与横向边界(丽江—小金河断裂带)的弱化易于应变能的释放,在局部地区使NS向拉张的正断层向EW向拉张正断层转变.反演得到的应力状态基本上与各种类型地震的破裂方式比较吻合,也进一步验证反演结果的可靠性,可为地球动力学过程的模拟和活动断层滑动性质的厘定提供参考.     

南北地震带北段主要断层的分区强震危险性评估

根据时间-震级可预测模式研究中国南北地震带北段断裂系统的地震复发规律,利用历史地震记录和断层滑动速率资料计算得出区域时间可预测统计模型和震级可预测统计模型,并对4个主要潜在震源区在未来10年内的强震复发危险性进行概率评估。计算结果表明,危险性最高为S1区(海原断裂带),其综合危险率K值为0.841,预测下次主震为6.9级;其次为S2区(天桥沟-黄羊川、香山-天景山、六盘山断裂带等),K值为0.480,预测下次主震为6.4级;S3区(祁连山构造带)和S4区(西秦岭构造带)远低于S1和S2区。按照危险程度排序的前2位均位于东祁连山-六盘山构造带。     

历史大地震破裂区地震危险性的地震活动性定量分析—以南北地震带中北段为例

尽管地震空区理论在中长期地震预测中起着重要的作用,但大地震复发在时间上的丛集或非线性行为使得在中长期地震预测研究中依然需要同时考虑非地震空区的、历史地震破裂区的潜在大地震危险性。为了探索能基于观测资料分析的、鉴别历史地震破裂区（包括历史、史前地震破裂的地震空区）大地震复发危险性的技术方法,我们在南北地震带中北段挑选出8个具有不同离逝时间的历史大地震破裂区,分析这些破裂区现代地震活动性的量化特征,以初步探索判定潜在大地震危险性紧迫程度的地震活动性方法。结果主要显示,反映地震序列衰减状态的p值和反映地震活动率的a值与这些历史破裂区最晚大地震的离逝时间有较好的对应关系,但也有部分破裂区可能由于复杂的断层结构与运动性质,对应关系并不明确;反映构造应力积累状况的b值则难于反映离逝时间演化阶段的信息。b值的时间扫描结果显示,大部分历史破裂区的b值随时间演化平稳,但1879年甘肃武都8级地震破裂区的b值则表现为明显的涨落,并存在持续20年的降低趋势。对比分析认为,1933年四川茂县7.5级、1976年四川松潘-平武两次7.2级地震破裂区目前仍处于序列衰减期,不具备再次发生7级以上地震的背景;公元842年迭部7级地震破裂区北缘低b值的玛曲段比迭部段更具危险性;1879年武都8级地震破裂区的b值持续降低也可能反映该区处于新的一轮孕震期。     

基于择优的块体模型解算南北地震带中南段主要断层滑动速率

In this paper, using the 1999 ~ 2007 GPS velocity field data, and by choosing the optimal block model, we obtained the deformation models applicable to the boundary zones of major blocks and the slip rates of block boundary faults on the mid-southern segment of the North-South Seismic Belt. The results show that： on the Longmenshan fault zone, the tensional and compressive slip rate is small on the Baoxing-Wenchuan segment, about 0. 5 ~ 1.8mm·a^-1, and the rate is relatively significant on the segment of the Wenchuan--Maoxian, as 1.8 ~3.8mm·a^-1; on the Xianshuihe fault belt, there is a certain difference in spatial distribution between the tensional slip rag.e and strike-slip rate： the tensional slip rate （ 8. lmm~a-1） is bigger than the sinistral strike-slip rate （ 4.8mm·a^-1） at the north of the Luhuo region; the tension and compression slip rate is basically the same as the strike-slip rate at Luhuo-Dawu; the Dawu-Kangding section presents a trend of decreased strike-slip rate and increased tensional slip rate; the Kangding-ghimian segment shows a strike-slip nature; the strike-slip rate is significantly greater than the tension/compression rate on the Xiaojiang fault zone; the slip rate on the Red River fault zone shows obvious spatial segmentation, the slip rate is smaller in its northwest part, but with a certain amount of tensional/compression component, 4. 7mm·a^-1 on the Jingdong segment. The segment east of Jingdong （ western Gejiu） is mainly of strike-slip, with a slip rate of 4. 5mm·a^-1.