跨断层形变测量的观测技术系统

一、跨断层形变测量的理论基础长期研究表明,地震的发生与断层活动密切相关.构造地震是地球动力学过程的一种表现形式,与活动断层互为因果关系.因而对活动断层进行监测,无疑可获取地震前兆信息.实验和观测表明,断层两侧三度空间的相对运动幅度远大于连续岩体应变信息的幅度.因此跨断层测量的效果优于不跨断层测量,其信息量和信噪比均有很大幅度提高,是     

独山子台跨断层垂直形变观测资料干扰消除研究

结合多参考自适应噪声对消和小波模极大值去噪理论,研究了新疆独山子台跨断层垂直形变观测数据的干扰因素及消除方法,结果表明:利用气象温度数据和断层两盘温差数据作为两个噪声参考输入进行自适应噪声对消,可有效消除信号中的年周期变化;利用小波模极大值去噪方法,可以抑制信号中的高频白噪声成分,使信号畸变更加明显.仿真结果及实际应用均验证了此方法的有效性与实用性,消除干扰后的垂直形变数据与台站100 km范围内4级以上地震有较好的对应性,反映了独山子台对周边地区4级以上地震的映震能力.     

倾斜形变观测技术发展综述

地壳应力应变观测在地震预报及构造应力场分析中占据重要地位。地壳形变观测应包括水平形变、垂直形变和倾斜形变观测。本文着重介绍了基于地倾斜测量的倾斜仪的研究现状与进展,探讨了钻孔倾斜仪的应用前景。     

基于形变观测分析中国台湾东部花东纵谷断层运动特征

花东纵谷断层是中国台湾动力作用和地壳运动变形最强烈的断层之一,其断层运动特征和强震危险程度一直备受学者的关注。文中分别以同震地表位移、1992-1999年震间形变数据为约束,反演2003年成功MW 6.8地震同震位错分布和花东纵谷断层震间运动特征。结果表明：花东纵谷断层北段处于强闭锁状态（闭锁率高达0.9）,闭锁深度深（约27 km）;南段闭锁程度较弱（闭锁率约0.5）,闭锁深度较浅（约12 km）;中段闭锁程度与闭锁深度介于南北段之间。另一方面,2003年成功MW 6.8地震微观震中位于震间无震滑移区与闭锁区的过渡带附近。依据同震位错、震间断层运动反演结果,以及历史强震破裂分布特征,分析认为,花东纵谷断层南北段运动方式存在差异性,北段主要以强震形式运动,南段以蠕滑和地震两种形式运动。自1951年花莲-台东ML 7.3地震序列后,花东纵谷断层南段、中段和北段至2016年所累积的矩能量分别等价MW 6.4、MW 7.0、MW 7.4地震;若发生级联破裂,整个断层至2016年所累积的矩能量等价MW 7.5地震。     

张北-尚义6.2级地震跨断层形变资料异常特征分析

1998年1月10日在首都圈西北边缘河北省西北部发生张北—尚义6.2级地震,震中位于北纬41.1度,东经114.3度。该地震是1976年唐山地震后发生在首都圈的最大地震,波及范围广,北京地区震感明显。震后对形变资料的分析表明,震前跨断层位移测量资料有较好的中期和短期异常显示。二、资料概况及异常判别本文选用首都圈及邻区(东经113°～120°,北纬38.5°～41°)共38处在测的断层位移测量台、点的观测资料,其中双基线水准点8处(万全测点于1997年4月停测),单基线水准点3处,水准测点21处,水准台站6处(有四处测点配有连续自记断层活动测量仪)。观测周期各不相同,基线、水准测量多数每月观测一次;部分测点(主要是山     

跨断层与GPS地壳形变数据联合反演鲜水河断裂地震危险性

为了探索GPS和跨断层地壳形变数据联合反演效果,本文以鲜水河断裂为研究对象,利用1999~2007期,2009~2013期和2013~2017期中国大陆GPS水平速度场数据,使用贝叶斯反演方法,以跨断层数据为先验条件,估算了川滇菱形块体东边界（主要为鲜水河断裂）的断层运动速率。发现增加跨断层数据后,反演图像的近场和远场速率区别更加显著,不同期次的断层活动速率表现出明显的差异。但是,本方法在震前效果并不明显,尤其是在汶川地震前部分跨断层场地的逆向走滑特征很难表现出来,对于地震预测预报也很难起到优势作用,但从反演效果上来看,可以更直观的反映断层在近场和远场上的速率差异以及地震后断层运动速率的分段特征。最终根据上述研究方法认为鲜水河断裂带在汶川地震后,经过多年的应力调整,目前左旋走滑速率已经基本恢复到震前状态,鲜水河断裂南段持续拉张趋势,川滇菱形块体的顺时针旋转作用持续加强,鲜水河断裂的道孚段和磨西段存均在一定的走滑速率亏损,应注意这两个地区的地震危险性,以及这两个地区地震危险的关联性。     

首都圈地区跨断层位移流动观测资料的地震预测效能

一、引言地震的孕育是一个复杂的动力学过程,地壳介质的差异、构造间的交互作用以及观测环境等原因,导致一个地震事件往往具有不确定性。利用前兆异常来准确地预测未来地震的发生,是一个较难且较复杂的问题,而给出预报的信度和概率,正是以物理为基础的概率性预报所不可缺少的基本参数。许绍燮先生提出了用R值作为震兆信度的鉴定指标,R值为扣除了随机概率的预报成功率,后来人们均以R值来估计震兆的置信度。笔者对首都     

跨断层埋地管道反应分析改进的Newmark方法

在断层错动下跨断层埋地管道反应模拟方法中,壳模型有限元方法较简化索模型解析方法能更好地反映管道壳体反应特性,而目前国内外规范仍多采用便于应用的简化索模型解析方法。基于壳模型有限元方法,与索模型解析方法的对比计算分析,探讨了两类方法的管道轴向拉伸应变计算值差异及引起差异的主要因素,并在管道跨断层交角较小（小于70°）的情况下,提出了基于管道埋藏土层波速值和断层错动量两个参数的改进Newmark方法。进一步地计算分析表明,对于不同的管道跨断层交角和管材特性情况,改进的Newmark方法对壳模型方法计算结果的拟合度达到了0.87。     

断层形变测量四十年回顾

1966年12月,我接到调令,由甘肃省地质局测量大队调往地质部地震地质大队。次年5月担任了测量队的第一任技术负责,1971年起担任断层形变分析组组长,直到1998年退休。因此,亲历了我所断层形变测量发展的整个过程。一、形变测量点的建设及观测情况断层形变测量是在1967年地质部李四光部长的指示下由地震地质大队建立起来。其指导思想是“地震与任何事物一样,它的发生不是偶然的,而是有一个过程的。地震是岩石受到力的作用,达到某一个临界程度,岩石承受不了时,便会发生破裂而产生震动。”“地震是地壳运动的一种特殊形式,是地壳运动某些阶段的急…     

应用探地雷达探测活动断层

在浅覆盖区采用探地雷达探测地震活动断层。通过实验确定出最佳的采集参数和数据处理流程,在雷达剖面上,能够清晰地显示出断层上部的形态特征、上断点埋深和岩土分层。结合钻孔资料,利用雷达剖面上对第四系覆盖的分层结果和上断点所在的层位可以分析和评价断层的活动性。     

极具潜力的空间对地观测新技术——合成孔径雷达干涉

“合成孔径雷达干涉(InSAR)”是近十年发展起来的空间对地观测遥感新技术。它具有从覆盖同一地区的星载(或机载)合成孔径雷达复数图像对提取干涉相位图,借助于雷达成像时的姿态数据重建地表三维模型(即数字高程模型)的巨大潜力。尤其是基于多幅雷达复数图像处理的差分干涉技术(D-InSAR)可以用于监测地表形变,精度可达厘米级甚至更高,其监测空间分辨率是前所未有的。介绍了InSAR和D-InSAR的基本原理,对影响干涉结果的一些重要因素做了分析,重点回顾和展望了差分干涉技术在与地表形变有关的地震监测和震后形变测量、地面下沉和山体滑坡、火山运动监测等方面应用的现状和前景。     

GPS观测与数值模拟揭示的滇西北地区地壳形变特征及主要断层运动变化

滇西北地区地质构造复杂,强震孕育背景显著.本文利用滇西北地区不同期次(1999～2007期、2013～2018期)GPS观测数据解算地壳应变率场,分析地壳应变率场的动态演化特征.以不同期次GPS观测数据作为边界约束,利用二维有限元接触计算,模拟给出滇西北主要断裂带运动学特征与应力积累速率的变化;并结合汶川、芦山等历史强震和近场跨断层观测等资料,探讨滇西北地区地壳变形特征及其变形机理.结果表明:滇西北地区现今地壳变形特征表现为近东西向的拉张和近南北向的挤压,同时还叠加了南西—北东向的剪切变形,地壳应变率场在不同时段经历了动态调整,但最大主压应变方向在两个时段未发生改变,为NNW向.汶川地震前,滇西北地区主要断裂带的运动速率、运动性质与现有地质、形变结果较为一致;汶川、芦山等地震后,部分断裂带的运动性质与受力状态发生变化,本文分析认为与汶川等远场强震及断裂带近场中强震的发生有关,这些地震对滇西北地区局部应力场产生一定的影响,是部分断层运动性质发生变化的原因之一.     

多边断层研究综述

多边断层(polygonal fault)是指主要发育干海相细粒沉积物中、具层控特征、平面上走向多方位且常相互交叉成多边形的小型伸展正断层,又称层内变形断层,一般认为属非构造成因.与构造正断层相比,多边断层明显具有层控性、多边性和放射等方性等特点.对多边断层几何形态特别是成因机制的深入研究对进一步认识泥岩压实、泥岩中流体活动和油气运移等都具有重要的指导作用.在调研大量国内外文献基础上,系统阐述了多边断层的几何特征和成因机制,并在此基础上尝试提出了一种新的综合机制--超压泥岩层幕式脱水收缩作用作为多边断层的成因.     

数字滤波在地裂缝和地形变研究中的应用

运用数字滤波理论来区分西安地裂缝、地面垂直地形变活动量中构造活动变形量和释水固结压密变形量。结果表明，地裂缝活动时序中低频长周期成份占绝大部分，而地面垂直地形变活动时序中高频短周期成份占绝对优势。释水固结压密变形量约占总变形量的60％～90％。     

DFG型断层形变垂直分量测量仪自动化标定

本文介绍了自主研发的DFG型断层形变垂直分量测量仪的测量原理及自动化标定系统。结合在北京市丰台区大灰厂地震台该仪器的安装,介绍了标定的实现过程,标定结果满足地壳形变观测仪器相关技术标准的要求。     

“9.16”前后的断层水平形变

本文将前楼,朱坑的小三角观测资料通过亏自由网平差方法加以处理,用三倍误差椭圆曲线作为判定异常的基本依据。“9.16”地震前一年以内,断层的水平形变很好地呈现出了前兆异常信息,地震的发生与断层的水平形变表现两者之间有着极其紧密的联系。     

光电型断层形变测量仪在安丘地震台的应用分析

一、引言光电型断层形变测量仪是中国地震局“九五”重点项目95-04“强地震预测预报技术研究”一级课题“中短期前兆观测仪器的研制”所属子专题的研究成果,是智能型光、机、电一体化数字测量仪器,灵敏阈达到微米级。该仪器在研制设计中采用了先进的CCD线阵数字传感技术和微处理技术,解决了高分辨(0.001mm)和超宽量程(30mm)之间的矛     

定点冰厚观测新技术研究

冰厚是冰科学和冰工程研究中最关键的物理指标之一,为满足定点冰厚观测不同需要,发展了3种定点冰厚观测新技术。结合它们的测量原理及其现场或实验室的应用结果,论述了它们的适用性和各自的优点。基于磁致伸缩原理的冰厚测量仪现场测量精度达±2mm,解决了制约海冰热力学模式向精细发展的瓶颈问题;电阻式冰厚测量仪比利用温度廓线推求冰厚的技术更加可靠,且具有自动测量冰川表面物质平衡,进行河道、湖泊以及水库冰厚观测时同时监测其冰下水位的潜力;热电阻丝冰厚测量装置制作简单廉价、使用方便、数据可靠,在中国北方小型水文站广泛推广是适合的。     

煤系岩芯裂隙观测分析在推断断层方面的应用

随着煤炭工业的发展,隐伏煤田的地质勘探工作量日益增多。在地层露头资料缺乏的情况下,通过钻孔岩心裂隙的研究,找出岩芯裂隙性质及产状与附近断层性质及产状之间的成生联系,再配合其他地质及测井资料,在勘探阶段有助于正确判断钻孔所见断点的联接,促进地质构造的研究。