唐山地震的重力异常

多年来的工作实践及实验证明了重力仪格值随温度变化而改变,而且对观测值的影响极大,以致造成虚假异常。本文对京津唐地区重力资料进行格值改算,再计算唐山地震前,唐山测点自74年4月至76年3月累积重力上升了130微伽,由76年3月到7月短期异常近200微伽。根据异常范围、形态、量值计算震前在莫氏界面断裂处有一个密度异常区。     

1976年唐山地震前后的重力变化和震区莫霍面的变形

本文分析了1976年唐山地震前后十年的流动重力测量资料及其观测精度,通过降噪试验和可靠性分析,证实了重力趋势性异常变化的存在;分析了引起重力变化的物理因素,采用时域带通滤波的方法对资料进行预处理,用样条函数求得了重力测值的拟合曲面和分析区域等间距网点异常变化值,借助于窗口滑动求均方法滤去浅部短波长密度扰动的重力效应,根据剩余重力异常场作约束反演,发现震前、震时和震后该区莫霍面附近岩层可能出现过变形,尤其是震前数年,变形幅度可能更大。看来,莫霍面附近岩层的变形可能是造成壳内应力集中并孕育唐山地震的重要原因。     

唐山地震的重力异常及其震后变化

将唐山地区 1 981～ 1 997年流动重力资料进行整理 ,分析唐山地震前后重力变化的全过程。震后二十余年 ,唐山地区未出现过震前量级的重力异常 ,且在震后 1 0年里重力值逐渐恢复至正常水平。研究表明 ,唐山地震前的异常变化是确实存在的 ,1 995年 1 0月古冶 ML5.4地震前亦出现了形态相似的重力变化     

唐山地震孕育过程的数学模拟——(二)地震孕育过程的数学模拟

选择北纬38°—41°30′,东径114°20′—120°20′范围为模拟地区,其中包括12条断层和一个硬块体,假定断层为不抗拉介质,在压应力作用下能承受剪应力。采用物理非线性有限单元法,模拟上述地区在压应力作用下的地震孕育过程。为了简化计算,化为平面应变问题。数学模拟结果与地形变和震源机制等资料较吻合,本文的主要结果为:(1)唐山地震孕育过程中区域应力场的时间变化。(2)唐山地震孕育体的形成过程。(3)震前主应力轴的旋转。(4)唐山地震的初始破裂区。(5)地温变化在大震发生中的突变性作用。     

基于融合重力异常的大别造山带东段莫霍面反演研究

利用实测布格异常和EGM2008重力异常融合结果,采用频率域位场反演方法计算大别造山带东段莫霍面三维空间分布,结合区域地质构造和地震活动等资料讨论大别造山带东段莫霍面分布特征及其构造含义等。研究结果显示:①莫霍面空间分布体现了块体构造差异,大别造山带莫霍面最深,最大深度达42km,显示东大别造山带存在明显山根,扬子地块深度次之,华北地块最浅;郯庐断裂带及其东侧区域存在莫霍面上隆带;②大别造山带北侧和南侧莫霍面陡变带分别位于青山—晓天断裂附近和襄樊—广济断裂以北,体现华北地块和扬子地块向大别造山带之下俯冲的构造特征,指示了深部构造缝合带位置;莫霍面深度特征表明郯庐断裂带区域构造边界带属性明显,其切割深度至少达到壳幔边界,大别造山带商城—麻城断裂两侧经历了差异隆升;③研究区域绝大多数地震发生在莫霍面以上深度,莫霍面深度陡变带、上隆带及不同莫霍面深度特征区的转换带为区域地震活动提供了深部构造条件。     

唐山老震区中强地震流动重力异常研究

选取唐山老震区1992—2014年的流动重力,绘制重力场测值空间变化等值线和时序变化曲线,结合唐山地区4次M≥5.0地震进行异常分析。发现震前有如下特征:(1)流动重力观测资料均有较为明显的前兆异常反应;(2)地震均发生在重力变化的"0"等值线附近。     

唐山地震前后的重力变化

重力重复测量的原始结果中,包含有各种干扰因素的影响。如何从测量数据中排除干扰,提取与地震有关的可靠信息,是当前重力重复测量研究工作中的一个重要内容。 我们对1970年至1979年京、津、唐、张地区重力重复测量资料作了较系统的统计分析,在比较各种统计分析的结果后,发现用逐步迴归法处理资料,对于寻找产生干扰的原因较有效。统计分析结果证明,在唐山主震前,重力值有趋势性变化和中短期变化。     

唐山7.8级强震孕育过程的地震活动性特征

本文研究了唐山7.8级强震孕育的各个阶段,尤其是中期阶段的区域地震活动性的主要特征。指出1975年后,异常的转折及主震的低应力降等现象表明,强震可能发生于应力峰值之后的下降段。由震前震源周围地温的增高推测,在应力下降的同时,由于热软化作用,介质强度迅速降低,导致强震发生。     

基于球面重力反演苏拉威西地区莫霍面结构

基于球坐标系的地球物理反演能有效避免地球曲率的影响, 适用于大尺度构造研究.本文基于重力异常数据在球坐标系下反演莫霍面深度, 结合数据误差及光滑正则化项建立反演目标函数并求解, 同时将该方法应用于苏拉威西地区.苏拉威西地区具有复杂的断裂系统、年轻的俯冲带, 是研究俯冲起始机制等前沿科学问题的理想场所.目前研究区的地球物理观测尚不充分, 缺乏对莫霍面形成有效约束的地震数据, 对研究区莫霍面的整体认识较少.本文基于卫星重力观测数据, 通过匹配滤波方法提取与研究区莫霍面结构相关的重力异常, 并结合频谱分析确定该地区的莫霍面深度参考值.在反演中, 通过两次随机子抽样交叉验证选择最优的超参数, 包括正则化因子、莫霍面密度差以及参考莫霍面深度, 迭代反演获得莫霍面深度.反演结果表明: 研究区莫霍面平均深度为20.0 km, 深度变化范围为9.2~33.3 km.总体上, 海区莫霍面浅, 约10.0~20.0 km, 陆区莫霍面深, 约25.0~33.0 km, 该结果与Crust1.0全球模型、前人重力反演结果以及地震数据基本相符, 总体上反映了苏拉威西地区的莫霍面变化特征.

     

唐山地震的孕育与强震的增震作用

唐山地震的孕震构造是唐山菱形块体,在NEE向的区域应力场的作用下,最大剪应力集中在它的对角线上,正好与唐山断裂带相一致,因此成了唐山地震大破裂的始发点.唐山地震前兆演化过程中,有两个显著特点:在空间上有“震中→外围→震中+外围”的转移过程;在时间上有明显的阶段性,前兆异常频次的每一次加速都发生在外围强震发生之后,本文用强震的增、减震理论,推测外围强震的发生对唐山地震的孕育有强化作用,在一个大的区域,强地震的增、减震效应可以形成多个高应力集中区,这些高应力集中区多数都是未来发生强震的地区.     

唐山地震动植物异常特点

唐山地震后,我校接受了我市和唐山市抗震救灾指挥部关于唐山地震的宏观前兆调查任务,现将有关震前动、植物异常的情况,简介于下。     

唐山地震动物异常的剖析

河北唐山地区发生了7.8级地震(1976·7.28)后,由中国科学院生物物理研究所、动物研究所、河北省地震局等单位组成联合考察组,对唐山地震前的动物异常现象进行调查研究,共搜集到三十余种动物的震前异常2093起,其中大牲畜、鸡、鼠、猪、狗、羊、鱼、鼬等动物的反应较为普遍,占总异常量的80%左右.唐山地震前为什么这些动物会发生异常现象?探讨这个问题将有助于利用动物异常作临震预报.     

地震孕育、发生、发展动态过程模拟系统

给出了模拟地震孕育、发生、发展动态过程的微机处理系统．系统可在486以上微机上运行;程序在运行中可自动处理地震发生发展瞬间的时间不连续过程．该系统同时具有实时监控功能,可随时暂停模拟进程,用图形功能显示当前和历史上有关的计算结果．退出图形功能后,可在原来计算结果的基础上继续运行．     

唐山地震孕育过程的数学模拟——(一)地震前兆变化的时空特征

为了模拟孕育过程,必须先给出孕育过程的特征。本文首先简述了唐山地震的六种主要前兆,在此基础上总结了前兆变化的时间和空间特征。前兆变化在时间上可分为三个阶段:(1)1972年1月—1974年12月,这段时间里发生多种前兆大面积长趋势变化。(2)1975年1月—1976年3月,以唐山为中心100公里范围内出现新的异常,同时外围地区一些测点出现大幅度形变。(3)1976年4月—发震,地形变发生反向或者加速,临震前唐山附近出现地温升高,动物异常集中在唐山周围40公里内。前兆变化的空间特征是,开始在半径200公里范围里出现大面积长趋势异常,后来逐步在半径100公里范围内出现新的异常。根据唐山周围地区的地质构造和上述的前兆时空特征,提出了包含有12条断层和一个硬块体的数学模拟的物理模式,以及进行模拟时的边界条件。     

唐山大地震孕育过程的数值模拟研究

根据1976年唐山7.8级地震的前兆资料，结合岩石破裂物理、震源物理、构造物理、地震前兆、地震力源、地壳结构等方面的研究结果，采用含有菱形硬包体的饱和水孔隙介质模型，数值模拟了唐山大地震的孕育过程．首先导出了考虑岩石非弹性体积膨胀和应变软化、孔隙水渗透的固-液两相介质的孕震动力学方程组，提出了用增量形式求解该方程组的有限差分法，然后计算模拟了硬包体内含有断层软弱带时的唐山大震的孕育过程，及其时空变化特征．数值模拟结果表明，唐山大地震的孕育主要经历了弹性积累、早期非弹性体积膨胀、断层第1次加速软化(加速破坏和蠕滑)、天津-宁河一带第2次非弹性膨胀、断层第2次加速软化(临震加速破坏和蠕滑)和发震等过程．这里，与断层的加速破坏相对应，孕震介质的某些部分出现了非弹性膨胀的弹性恢复和二次非弹性膨胀．与前兆观测资料比较分析可以发现，上述模拟结果可以比较好地解释实际观测资料的变化特征．同时，数值模拟还进一步揭示了唐山地震孕育场的时空变化规律和复杂图象，为地震前兆场变化的物理机制的研究奠定了基础．      

唐山地震前后的异常变化及孕震过程初探

本文概括了唐山地震前后各阶段异常变化的情况,指出了现象的复杂性及异常时空变化的图象和异常类型变化与强震事件之间的联系。唐山地震的实际观测资料给地震成因和前兆规律研究提出了一系列有待解释的问题。资料表明:应综合研究震源及源外更大范围内地壳深部和浅部的应力、地球物理、地球化学场的变化机制,建立符合观测实际的孕震过程和前兆成因理论,综合解释大地震前后震源及更大区域内异常变化的全过程,提取地震前兆信息。综合分析唐山地震的各种现象及地质构造条件,比较不同的理论,实验结果,可得出的重要认识是:产生异常复杂性的原因可能来源于前兆成因的多样性,并与复杂的地体环境有关。构造地震前在较大地区内显示的复杂前兆图象,可能是非均匀不连续地质体中多种局部力学过程的综合反映。文章分析了不同研究者室内实验的几种基本结果,认为可用非均匀不连续地质体在低应力状态下显示出相对均匀性及高应力状态下显示的不均匀性来解释唐山地震孕育和异常的发展过程。这可能是大陆内部构造地震孕育的一种基本过程。