汶川MS8.0地震前云南地区显著前兆观测异常分析

汶川M_S8.0地震前云南地区出现了显著的前兆观测异常. 该文从大地震的孕育范围出发分析认为这些地震前兆异常可能与汶川M_S8.0地震有关, 并认识到前兆观测出现的显著极值异常可能是M_S≥7.0大地震的前兆; 有学者认为大震震源区没有或较少出现前兆观测趋势异常是大地震的共性特征, 汶川M_S8.0地震的前兆观测异常也是相同的; 地震前兆观测异常开始和结束时间是多样的, 前兆异常的分布是复杂的, 因此利用震后总结的共性特征, 在震前对汶川M_S8.0地震作出预测是困难的.      

汶川地震与松潘地震前异常现象分析比较

分析了1976年松潘7.2级地震和2008年汶川8.0级地震前异常现象。汶川8.0级地震为地震活跃期的首发大地震,震前区域性中小地震相对平静,区域地震活动b值为0.77;松潘7.2级地震是活跃期间发生的地震,震中附近地区地震活动密集,曾发生松潘黄龙6.5级地震,震前区域地震活动b值为0.62;汶川地震前区域主压应力方位与错动类型总体上与8.0级地震给出的解大体一致,这与松潘7.2级地震前的情况有显著差异,震前地震与余震震型有差异。根据观测数据的分析和异常判定结果认为,松潘地震与汶川地震前的观测异常没有一个台项是重复出现的,短临异常数前者显著多于后者。松潘地震与汶川地震前的宏观异常现象差异极大,更未出现火球、地光临震异常现象。这说明,已有的短临前兆观测异常的出现仅有个案特征,而无普适意义。     

地壳形变与地震前兆探索回顾和展望

本文回顾了我国地震预报中地壳形变观测技术、 数据处理方法和软件及地壳形变前兆观测研究进展。 1966年邢台地震后, 我国地震预报工作经历了难得的成功、 更多惨痛失败和“地震不可预报论”等干扰, 发展曲折。 尽管2008年汶川和2011年东日本大地震预报失败,但这两次和其他大地震前后GPS和其他观测得到的地壳形变表明, 大地震是有前兆的, 是可以预报的。 比较了我国地震预报所采用的主要的地形变观测技术和分析方法, 讨论了观测和数据处理方法的特点, 简要介绍了地壳形变地震前兆新近的研究结果, 重点阐述了GPS观测技术多方面的优势。 事实证明, GPS观测得到的汶川大地震前的形变异常或前兆, 是我国地壳形变观测与地震前兆探索最突出的成果。     

严重的挫折 重要的启示汶川8.0级地震引发的对地震预测研究的某些科学思考

首先指出汶川8.0级地震前我国地震工作部门地震预测努力遭受严重挫折的主要表现, 阐明这一严重挫折是地震预测面临的三个主要困难: 地球内部“不可入性”、 大地震的“非频发性”和地震物理过程“复杂性”。 但这一严重挫折给人以重要的启示: 面对地震预测这一科学难题, 必须勇于扬弃, 努力处理好地震预测经验的继承与发展的关系; 必须充分发挥地震科技工作者群体的主体作用, 努力推进地震预测理论、 技术的创新; 必须明确地震预测的主要对象, 加强大地震的预测研究。     

昆仑山口西地震和汶川地震前中源地震活动特征研究

研究2001年昆仑山口西地震和2008年汶川地震前的中源地震活动特征,与唐山地震前的特征进行比较,发现:3次大地震前曾发生6或7次h≥60 km的中源地震,且"大震前中源地震活跃的时间跨度T"约5年或5年多。这是大震前中源地震活动最主要的两个特征,包含了孕育大地震的一些重要信息。其他特征还有:中源地震的活动—平静交替、临近大地震前的地震平静、呈条带分布和(或)地震空区等特征,这与大震前壳内地震活动性的一些特征类似。     

世界上最快回应大地震的汶川地震断裂带科学钻探

2008年5月12日汶川大地震之后,在青藏高原东缘龙门山地区实施了汶川地震断裂带科学钻探,这是目前世界上最快回应大地震的科学钻探,为地学家探索地震成因机制提供了极好的机遇.汶川地震断裂带科学钻探工程（WFSD）沿产生同震地表破裂的两条断裂带——龙门山的映秀—北川断裂和灌县—安县断裂共实施了6口科学群钻.其目标在于对钻孔的岩心、岩屑和流体样品进行多学科观察、测试和研究,揭示汶川地震断裂带的深部物质组成、结构、产出以及构造属性;探索地震过程中的岩石物理和化学行为、能量状态与破裂演化过程;认识汶川地震发生的应力环境、巨大的地震破裂产生及传播原因、地下流体在地震的孕育、发生、停止过程中的作用,从而检验和深入理解地震断裂发震机理.目前,汶川科钻项目已取得的部分重要成果如下：（1）查明了汶川地震断裂带结构、组成;（2）揭示了汶川地震过程中"热增压"为重要断裂弱化机制,提出断裂带内石墨可作为判断大地震发生的标志;（3）发现目前世界上最低的断层摩擦系数,并首次记录到大震后断裂带快速愈合信息;（4）重建龙门山的构造格架,提出汶川大地震发生的新的成因模式;（5）通过对汶川地震余震的精确定位、钻孔附近的地震台阵观测,确定了地震活动与龙门山断裂带不同区段的空间关系;揭示断裂带深部流体特征与地震活动的关系,为确定大震孕育过程提供深部流体活动行为的科学依据.     

汶川地震前后地磁Z分量的谱质心变化

提取了汶川地震前后成都台、木里台和西昌台地磁观测的Z分量数据,分3个时段对采样率为每秒一个点的观测数据每小时计算一个最大谱质心、平均谱质心和谱质心标准差。不同台站和不同时段谱质心的结果比较表明,三个参数在汶川地震前这一时段,成都台地磁Z分量显示较大的变化幅度,并存在震前逐渐升高的变化趋势,而其它台站和其它时段没有显示如此明显的特征。对比分析表明,成都台地磁Z分量显示出的谱质心变化是一个与汶川地震有关联的特征信息,且这一特征的出现与台站和震中的距离有关。对这一问题的深入研究,对于研究震磁关系、大地震的孕震机理,大地震的预测及大震发生位置的推测具有积极意义。     

2008年汶川8.0级地震对地震预测研究的启示思考

2008年汶川8.0级地震已经过去10年, 在此期间关于地震预测相关的基础研究和实践工作从未停止, 本文作者从地震预测业务人员角度, 分析了2008年汶川8.0级地震相关的地震地质、 大地测量、 地震学、 前兆观测异常等方面的现象。 针对不同研究方向, 从震情跟踪角度提出了预测意义的讨论、 可能问题的分析、 不成熟的一些建议, 并就综合预测给出了一些粗浅的思考和认识, 期望对地震预测预报工作起到抛砖引玉的作用。     

2008年汶川地震前重力监测及其变化研究

大地震会产生地面重力变化在50年前已被公认,中国开展重力变化与地震活动关系的研究已有30多年。中国地震局第二监测中心重力研究人员2006年发现,在中国的南北地震带存在明显的重力变化,认为2007～2008年四川汶川地区存在发生大地震的可能,并提出了中期预测意见。这一研究表明,把重力变化作为主要的地震前兆是可行的。本文中,我们给出了地震监视区重力测量的方法,以及分析地震测量数据的程序,还有汶川5·12地震之前重力变化的特征。尽管汶川震中附近存在明显的重力变化,但重力变化是否能被看成是汶川地震的前兆,还需要更多的研究。本文讨论了重力变化的不确定性,包括重力测量误差、地壳垂直运动及水文重力效应等。观测数据还存在其他局限,重力观测站点密度小以及观测时间间隔长（2～3年）,不能捕捉到孕震过程中出现的完整前兆信息。基于这些,我们对重力数据采集提出几点建议,以期加强未来用重力监测数据研究地震的能力。     

地震科学科研支持平台建设探讨--以汶川地震研究网站为例

2008年5月12日发生在龙门山断裂带的汶川8．0级大地震,不仅给人民生命财产造成巨大损失,也是检验和改进现有地震知识和理论模式难得的大震震例。汶川地震展示了过去震例鲜为人知的新现象和新的观测数据,以其丰富详细的观测资料,为我国地震科学发展、地震监测和预报水平的提高提供了坚实的研究基础。汶川地震还吸引了国内外众多科研人员对龙门山地区的关注和研究,使它成为全世界科学家研究的重要课题。     

汶川M_S8.0地震前后的重力场动态变化

利用国家重大科学工程"中国地壳运动观测网络"1998—2008年绝对重力和相对重力的观测资料,获得了南北地震带地区的重力场及其动态变化,从动态的观点研究了2008年5月12日汶川8.0级地震前后区域重力场演化特征及其与地震活动的关系.重力场变化既具有时-空分布的不均匀性,同时又具有与活动断裂构造密切相关和与地震孕育发展有着内在联系.重力场动态变化图象较清晰地反映了汶川大地震孕育、发生过程中出现的重力前兆信息.     

以震源机制类型划分汶川、玉树地震构造块体归属

2001年11月14日昆仑山口7.8级地震、2008年3月21日于田7.1级和5月12日的汶川7.9级地震,全部发生在青藏高原中部,构成新的地震活动组.昆仑山口和汶川地震分别位于巴颜喀拉活动地块的北部和东部边界,于田地震发生在该地块的西端.GPS的观测资料分析表明该块体整体向东运动.发生在块体不同部位的昆仑山口、于田和汶川3次大地震震源机制类型体现了巴颜喀拉块体活动力学的一致性.汶川主震和强余震发生之前,出现于田序列余震的强度和频度显著增高,进一步证实同一活动地块地震之间的内在联系.2010年4月14日玉树发生6.9 级地震,连同1996年11月19日的喀喇昆仑山口6.9 级地震和1997年11月18日玛尼7.5级地震,都发生在巴颜喀拉活动地块的南部边界上,震源机制表现为一致的左旋走向滑动,证实它们属于羌塘块体向东运动的结果.事实表明活动块体具有整体运动的性质,而整体运动也是两组各自3次大地震成组活动的原因.     

基于密集台阵研究龙门山断裂带南段地震空段的地震活动性

2016年12月—2018年4月间布设于汶川、芦山地震之间地震空段的密集监测台阵(LmsSGA)提供了密集的观测数据.通过拾取地震走时、初始定位,计算地方震级,得到了完备性震级为0级的地震目录.更加完备的地震目录为地震空段及周围地震活动的时空分布特征和孕震风险性评估提供了丰富的信息.重定位结果显示地震主要集中于龙门山断裂带深度为5～20km的孕震层内.地震活动频繁的汶川、芦山主震区,震源的空间分布模式与其早期余震相似,说明两次大地震的区域仍处于缓慢的应力调整阶段.青藏高原物质东向挤出受宝兴、彭灌杂岩阻挡,在两个杂岩体西北侧地震活动频繁.地震活动性分布显示汶川—茂县、映秀—北川断裂上存在一个清晰的长约30km,宽约20km的地震活动"空白"区域,与其下方因部分熔融而产生的低速体分布一致,我们推测熔融体的加温作用是导致空段内极低的地震活动性的主要原因.监测时段内仍观测到降雨变化率和地震数量呈反相关关系,再次证实了汶川—芦山地震间地震空段及邻区内季节性降雨对地震活动性存在一定调节作用.综合分析S波速度模型、历史强震活动及b值,我们推断地震空段东部的彭灌断裂中段及周围部分隐伏断层存在发生强震的风险.     

汶川地震前刘家峡台地应力短临异常分析

地应力观测是目前我国进行地震前兆观测的重要手段之一。利用汶川地震前刘家峡台地应力观测资料,通过分析,获得汶川地震前刘家峡台地应力观测资料的异常特征,解释了汶川地震的震源机制。对现有地震预测方法中存在的一些问题进行了讨论并提出了一些解决办法。     

2008年汶川8.0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因

2008年5.12汶川大地震发生在中国大陆南北地震带中段.由于龙门山断裂带历史上只发生过3次6～6¹/₂级强震,而且其晚第四纪构造活动速率很低,以至于对其潜在地震危险性认识不足.为什么在龙门山地区突发大地震,该地震具有哪些特征？其成因机制是什么？本文在地震地质科学考察的基础上,利用震前的GPS观测结果,试图对上述问题进行一些初步的思考和探讨.结果表明,5.12汶川大地震是龙门山断裂带的映秀—北川断裂突发错动的结果,地表上形成200多公里长的地表破裂带;灌县—江油断裂在地震中也发生了破裂,形成的地表破裂带长达60多公里.震前的GPS观测表明,横跨整个龙门山断裂带的滑动速率不超过～2 mm/yr,单条断裂的活动速率不超过～1 mm/yr,与地震地质研究结果和历史地震记录相一致.利用地震地质考察和地震波反演得到的最大同震位移可以获得相当于5.12汶川大地震的强震复发周期为2000～6000年.龙门山断裂带发育在破裂强度很大的变质杂岩体中,断裂带本身在剖面上呈“犁形”或“铲形”结构,有利于能量积累,形成破坏性巨大的地震.所以,5.12汶川大地震是一次低滑动速率、长复发周期和高破坏强度的巨大地震,是一种值得高度重视和深入研究的新的地震类型.     

汶川8级地震前加卸载响应比的大尺度异常

孕震初期加卸载响应比(LURR)通常在1左右涨落,然后逐渐上升至峰值点.但强地震并不在峰值点上发生,而要滞后一段时间(T2).T2与震级有关,震级越大,T2越长.对于8级地震,T2的计算值为28±8个月,汶川8级地震实际的T2是23个月.对于大地震,T2很长,峰值点后LURR通常迅速下降,在大地震前夕LURR常常降得很低,而预测的地震又迟迟没有发生,这种情况下很容易误导人们怀疑,甚至放弃原来的预测,殊不知,这时大地震正在迫近.这正是汶川8级地震给予人们血的教训.大地震不仅孕育时间长,孕震区面积也很大.大地震的前兆在时空上都是大尺度.基于这种认识,根据LURR的演化,中国大陆西南地区可能正在孕育一个特大地震.     

强烈地震孕育与发生的地点、时间及强度预测的思考与探讨

进入21世纪以来,全球范围内强烈地震频频发生,势已进入到一个新的地震活动时期.我国大陆内部、周边和台湾岛内一系列强烈地震(M_S≥6.5)的发生,特别是2008年5月12日汶川M_S8.0大地震的突发与其震前的异常平静表明:地表与上地壳均未见有明显的或确切能构成短、临强烈地震预测的浅表层活动过程,大地震由深部壳、幔物质运动,即深层动力过程所致.基于对强烈地震孕育、发生和发展的初步研究提出:(1)面对强烈地震的预测必须强化震源深部介质和构造环境的研究与探索,以达对未来地震发生地点的预测.(2)在地震强烈活动地区长期坚守介质破裂效应及其派生物理响应的井中观测,即"抚模"震源区介质与结构的动态"脉搏",以达对地震发生时间的逐步逼近或预测.(3)深入剖析强烈地震活动区、带、点的深、浅层空间结构与动力过程,历史地震在地震活动地域的纵向和横向的分布特征及可靠前兆信息的同步性经验和统计效应与发展态势,以对未来强烈地震发生强度的估计.这三个方面均必须以地壳深部信息的采集和研究为前提,是地震学和地震预测深化研究与探索的必经之途！     

汶川地震和九寨沟地震断层作用及动力学过程研究进展——纪念汶川地震十周年

2008年5月12日汶川地震（M_S8.0）发生后,各部门组织开展了一系列汶川地震相关的地学研究,包括国家科技专项"汶川地震断裂带科学钻探"项目.经过十年的持续探究,在地震地质、震源物理、地震实验、地震动力学、深部地球物理和长期监测等方面研究取得了一系列重大突破与重要成果.在汶川地震十周年之际,《地球物理学报》集中在2018年第5期刊发39篇文章作为汶川地震十周年专辑,专辑涵盖了汶川地震和九寨沟地震断层作用与动力学过程以及相关领域的一批最新研究成果.这些工作涉及汶川地震断层作用、地震参数及地震动力学数值模拟、汶川地震前地震活动性与多参数异常、晚第四纪构造与地震活动及其地表作用、青藏高原东部壳幔结构与龙门山断裂带深部构造和九寨沟地震等六方面的研究.本文将从这六个研究方向简要介绍收入本专辑论文的研究工作,呈现地震断层作用及动力学过程等研究成果,为深入认识大地震孕育和发生过程提供重要的基础.     

汶川M_S8.0地震孕震机理研究

2008年5月12日发生了震惊中外的汶川Ms8．0大地震,造成了惨重的生命财产损失。自我国有详细前兆观测记录以来,这是首次发生8．0级逆冲型大地震。这样的大地震事先未能察觉,与缺少该类型大震的震例和经验有关,毕竟目前的地震预测还主要依赖已有的经验。因此,这次大地震发生后,回顾和研究已有的各种观测资料,从中寻找逆冲型大地震孕育发生的机理,     

汶川8.0级与昆仑山口西8.1级地震前地震活动异常特征与启示

两次特大地震前在不同时段、 不同范围出现了多项相似的地震活动性异常, 它们对预测特大地震具有一定意义: ① 两次大震前10余年, 青藏块体同期出现了两个规模巨大的中强以上地震增强区, 两次大地震发生在增强区内的空区里; ② 两次巨大地震前数年, 形成规模巨大的中强地震活动带, 地震发生在两个条带间的平静区里; 同期形成中等以上地震活动环, 其内部的地震频度、 加卸载响应比及非均匀度等参数甚高, 且随时间而变化, 这可作为孕震进入中期的信号; ③ 两次大震前的震群、 震丛均很显著, 昆仑山口西地震前四个显著震丛环绕震中四周分布, 汶川地震前震群在震中周围形成包围圈, 它们应视为大震孕育进入后期的显示; ④ 大震前数月, 靠近发震断裂带发生少量中小地震或少见的震群。 汶川地震前10个月, 龙门山断裂带北部发生两次青川4级多地震和松潘4.3级地震, 南部康定附近发生3次4级以上地震。 紫坪铺水库区小震群于震前3个月活动十分强烈。 昆仑山口西地震前约1年青海兴海发生6.6级地震, 昆仑山口西发生5.1级地震, 该地震距离8.1级地震约30 km。这些特征给我们的重要启示是: ① 特大地震前出现的前兆时空特征与常见的中强地震差异很大, 现行的监测预报体制(分省分片负责)与特大地震前兆不相适应; ② 特大地震的预测预报不能单纯依靠地震前兆, 必须与地质构造及深部探测紧密结合起来; ③ 特大地震的预测预报应有新的预报战略、 观测系统与组织机构相适应。