前震发生模型

建造了一个前震和前震序列发生的模型，前震与主震的发生假定是由于原有裂隙的突然并合所致。如果裂隙端点应力强度因子超过某一临界值则并合发生。在亚临界状态，每一裂隙由于应力腐蚀经历准静态的加速扩展，直到达到临界状态，最终发育成灾变。前震发生的比率随着主震临近而增加，可用一个时间的幂函数描述。幂法则中的指数与裂隙大小、间隔和破裂强度的分布无关。这种普遍性意味着前震图象对于预报大震发生的时间将是有用的识别。然而，我们发现在能量释放的图象中存在值得考虑的差异。如果人们具有描述障碍体强度和几何形态的“先验”信息，就有希望根据前震序列事件的震级预报大地震的震级。     

前震研究进展综述

简要介绍了当前国内外前震研究领域的一些进展。对比了不同前震定义条件下前震序列的共性特征,对几种主要的前震机理及主要的前震识别方法进行了简要综述,对其特点及存在的问题进行了评述和讨论。前震指主震之前在主震断层面上、紧邻主震破裂起始点发生的小地震。主震发生之前的一系列前震活动构成前震序列。在不同的前震定义条件下,具有“直接前震”的震例比例从10%至40%不等。理论上前震可用级联应力触发或预滑动模型进行解释。前震空间上主要集中分布在距离主震10~75km范围内,但其时间分布形式非常复杂,大多发生在主震前1~2天,部分前震序列的地震活动率显示明显的加速特征,但许多前震序列单独来看却往往显示主-余型序列的衰减特征。序列地震震源机制一致、序列b值偏低是前震序列最突出的特征。前震的发生与主震破裂形式和构造环境似有一定关系,在有限的前震震例中,逆冲型主震似乎具有相对更多的前震。部分震例的研究结果显示,随主震的临近,前震震源深度有逐渐下迁的特点。到目前为止,震前很难判定一次地震或一个地震序列是否前震或前震序列,所使用的前震识别主要有基于统计类比的方法、基于震源机制一致及衍生的相关方法以及基于对地震成核过程精细检测的方法。从现有不多的震例研究结果来看,尽管地震时空丛集和震源机制高度一致是前震序列的最显著特征,但却不是判定前震序列的充分条件。由于成核的破裂扩展速度和滑动位移有随时间较快增大的趋势,因而基于对地震成核过程精细检测的方法有望在前震识别中发挥更为重要的作用,但需更多震例进行验证。     

前震研究进展综述

介绍了当前国内外前震研究领域的一些进展。 对比了不同前震定义条件下前震序列的共性特征, 对几种主要的前震机理及主要的前震识别方法进行了简要综述, 对其特点及存在的问题进行了评述和讨论。 前震指主震之前在主震断层面上、 紧邻主震破裂起始点发生的小地震。 主震发生之前的一系列前震活动构成前震序列。 在不同的前震定义条件下, 具有“直接前震”的震例比例从10%至40%不等。 理论上前震可用级联应力触发或预滑动模型进行解释。 前震空间上主要集中分布在距离主震10~75 km范围内, 但其时间分布形式复杂, 大多发生在主震前1~2天, 部分前震序列的地震活动率显示明显的加速特征, 但许多前震序列单独来看却往往显示主-余型序列的衰减特征。 序列地震震源机制一致、 序列b值偏低是前震序列最突出的特征。 前震的发生与主震破裂形式和构造环境似有一定关系, 在有限的前震震例中, 逆冲型主震似乎具有相对较多的前震。 部分震例的研究结果显示, 随主震的临近, 前震震源深度有逐渐下迁的特点。 到目前为止, 震前很难判定一次地震或一个地震序列是否为前震或前震序列, 所使用的前震识别主要有基于统计类比的方法、 基于震源机制一致及衍生的相关方法以及基于对地震成核过程精细检测的方法。 从现有不多的震例研究结果来看, 尽管地震时空丛集和震源机制高度一致是前震序列的最显著特征, 但却不是判定前震序列的充分条件。 由于成核的破裂扩展速度和滑动位移有随时间较快增大的趋势, 因而基于对地震成核过程精细检测的方法有望在前震识别中发挥更为重要的作用, 但需更多震例进行验证。     

云南地区前震时空分布及其统计特征研究

分析了1965~2014年发生在云南地区的共计223次M≥5.0地震,发现其中有前震的地震74次,占33.2%;云南不同构造区前震的比例差异较大,前震较多的地区是澜沧-耿马地块和腾冲-保山地块;前震与主震的震级差、时间间隔、空间距离优势分布分别为0.5~2.9、10天内和20km内,可以利用这些特点在识别出前震后进而对后续主震做出预测。     

由触发地震活动性的级联解释前震

大地震前观测到前震，以及认为前震具有特殊的性质使得它们能够同其他地震区别开来，所有这些增加了地震是可以预报的希望。所提出的异常属性包括：震级较大的前震相对于震级较小的前震占有比正常值更高的比例；以到主震的时间为参数，地震活动速率以幂律加速；将许多地震序列进行平均时，前震在空间上向主震迁移。使用南加利福尼亚的地震活动性数据，我们证明了这些性质以及其他性质都可由一简单模型得到，这一模型认为，不管前震、余震和主震，任何一个地震都能触发其他地震。我们发现前震的前兆性质同主震的大小无关。这意味着：由于根据过去的地震活动性并考虑触发的级联作用，地震活动速率是可以预报的，因此地震(无论大震还是小震)也是可以预报的。触发的级联作用很自然地产生了大范围、长时间的交互作用，这可以用来解释在非常大尺度范围内观测到的地震活动性相关现象。     

长期加速的前震活动可预示西希腊弧强震发生的时间

西希腊弧（WHA）1899年（Ms＝6．6）和1947年（Ms＝7．0）两次主震发生之前数十年，震中周围半径100km范围内的前震（Ms≥5．2）发生率，一般可以说是处在加速过程中的。经历较长期水平非常低的前震活动（阶段I）之后，主震前数月前震活动过程以最终的快速加速而达到高潮（阶段Ⅱ），最后的两个月则处于平静（阶段Ⅲ）。这三个阶段与地壳形变和用膨胀模式预测的主震前一些前兆的三个阶段非常吻合。资料与幂次律方程拟合得很好，这与一般的短期前震和建造人工湖出现的情况相似。以前的WHA的强震破裂带位置意味着该弧段的东部是最可能发生下次强震的地方。从1966年以来此处就已进行着地震活动的加速过程，这也与1899和1947年地震之前的情况类似。对比早先地震与目前预料发生的地震在幂次律曲线上的变化，表明后者的发生已推迟了3－8个月。假设长期加速的前震活动是WHA地段地震构造的一个特色，我认为WHA下次破裂的孕育已进入高度成熟阶段，在今后的几个月里，该区很可能发生一次地震。     

前震序列的图像特征研究

地震丛集在时间和空间上分布具有不同的特征,2个特殊的例子就是前震序列和震群。基于对1966~1996年中国大陆8个前震序列的分析,本研究提取了如下前震序列的图像特征:1前震序列的震中在空间上密集集中;2前震的震源机制与主震的震源机制相似,而这种与主震震源机制的一致性在余震序列和震群中并不存在;3这30年在中国大陆我们尚未发现主震之前的前震丛集的震源机制不一致。最后,我们发现中国大陆5%的主震前发生前震序列。     

我国某些六级以上地震前震的分析

1910年大森和今村(1913年、1915年)研究了有前震的地震,发现这类地震容易在某些特定的区域发生。里克特(1958年)曾描述了一个典型的“前震-主震-余震”序列的例子(即1929年发生于洛杉矶的怀特尔地震),在主震前64天发生过一次较强地震。琼斯研究了自1914年至1973年间大震前地震活动的时空分布。他规定前震震中在主震震中的100公里范围内,前震发生时间在主震前三个月内。王春珍等规定的前震发生时间是在     

意大利地区前震统计及其与地震预报的可能关系

本文主要讨论意大利国家地震台网１９７５年到１９９１年期间记录的地震序称的前震。我们认为前震是超过某一震级阈值的地震，它发生在一般平静期后和给定时距范围内的主震之前。该算法确定的潜在前震总数取决于预定的平静区的大小和持续时间，而由前震预测的主震数也取决于预报区的面积大小和预报期的持续时间。     

在日本和千岛海沟的地震概率预测中前震的利用

试图评估在可能前震发生后主震立即发生的概率,并根据沿日本和千岛海沟的可能前震,提出一种最优预测算法,同时还研究了该区域前活动的区域性变化,除了小余震外,每一个特定的地震或地震丛都被当作一次可能前震。确定可能前震的参数为：震级Ｍｔ,分区面积大小Ｄ°（纬度）＊Ｄ°（经度）,时间间隔Ｔｆ以及在该时空范围内所发生的地震次数Ｎｔ。但在本项研究中固定Ｔｆ为１０ｄ。将期望发生主震的空间限定在已经发生所提前震的地     

新丰江水库6.1级地震前震序列分析

裂纹由初始的亚临界扩展到发生非线性动力学失稳这一整个物理过程呈加速释放征兆；加速是失稳的一个必要条件。若以方程ｄΩ／ｄｔ＝Ｃ／（ｔｆ－ｔ）ｎ表征这一加速过程，则可将该过程简要地概括为地震释放速率比例于失稳破裂前剩余时间的负幂。根据这一原理，对１９６２年３月１９日广东河源新丰江水库６．１级地震的前震序列进行回顾性分析，并推算出库区于３月下旬发生７级以上大地震。与实测主震相比，发震时间有所推迟，震级也偏高，但却能提前２０多天发出警报，有利于防震减突对策的布署。     

云南地区中强地震余震序列部分统计特征分析

依据1965年以来云南地区记录相对完整的108次5.0级以上地震序列资料,研究云南中强地震余震序列统计特征,探讨序列类型、余震震级、余震分布范围及间隔时间等与主震震级之间的关系。云南地区孤立型、主余型、多震型地震序列分别约占3.7%、63.0%及33.3%。5.0级以上主余型地震序列半年内发生的最大余震震级与主震震级总体呈正相关,但主震震级较低时相对离散。云南地区最大余震与主震距离空间分布具有分级的特点:当5.0≤主震震级M6.5时,最大余震优势分布范围是0~20km;当主震震级M≥6.5时,最大余震优势分布范围是5~40km。在云南地区的主余型地震序列中有68%的最大余震发生在主震后10d内,84%发生在震后30d内,97%发生在震后90d内。多震型序列中第一大震与第二大震发生的时间间隔和震中距的分布规律与主余型地震序列基本一致。     

强震序列的地震烈度

本文讨论了地震序列中前震、主震和余震的烈度。在大震以后余震不断发生的情况下,震源区的岩层介质逐渐破碎,对地震波传播的吸收影响加大。同样震级的强余震的烈度,将由于发生的时间次序和空间位置的不同而有所差异。前震与主震的烈度,因震源区和地表介质基本完整而看不出有此种影响。 文中还提出要注意和区分早期强余震烈度对主震烈度的影响。     

前震特征及其识别研究

分析了中国大陆地区1970年以来117次中强地震(东部MＳge;5.5, 西部MＳge;6.0), 其中有直接前震的地震11次, 占9%; 有广义前震的地震63次, 占51%. 直接前震与主震的时间间隔优势分布在30天以内, 空间距离50 km以内, 震级差在1级以上. 利用辽宁数字地震资料, 得到了1999年11月29日和2000年1月15日岫岩MＳ5.6和5.1地震前的直接前震具有较高的剪应力背景.      

云南地区地震序列分类的定量讨论

本文通过对云南地区１９６５提以来１１６次大小地震序列的清理和归纳，引入了地震序列分类的时空强定量尺度，提出；表明震源区进人失稳状态的前震序列主要发生在主震前１０天，前震序列的最大震级５．５级；震群型地震序列在时间、地点上的确定应与震级有关，在时间上以同在地震孕期内为宜，７、６、５级分别不超过１年、半年、３个月，在地点上以同在地震孕震区内为２，７、６、５级分别不超过１００、５０、３０公里，震级上以小子等于０．５级为宜；主余震地震序列和孤立型地震序列的最大震级差分别是２．９级和３．３级     

前震或广义前震识别的频谱偏移法及其应用研究

在前期研究的基础上,本文提出了一种前震或广义前震识别的频谱偏移法。其判定指标为,正常背景的中等震级地震事件频谱较宽,而具有前震或广义前震性质的中等震级地震具有频带变窄且向低频端偏移集中的特征。究其根源可能与强震前震源区或主震相关区域亚稳态扩展破裂或区域介质破碎损伤、裂隙扩展成核等过程有关。对2010年4月14日青海玉树7.1级、2014年2月12日新疆于田7.3级等地震前震的计算结果显示,2次前震的频谱都发生了偏移,且与非前震性同等震级地震频谱差异明显。     

大地震前发生的前震

在时间间隔超过20年的两份全球地震目录里，选取所记录的浅源M≥6和M≥7主震以及M≥5的前震，计算了前震的发生率。当把它们各自的震级差范围作了归一化后，观测到的总比率与以前世界范围和区域范围的研究相似。把观测到的世界范围的比率同根据加利福尼亚小的和中等余震图象的普通地震成丛发生模型进行了比较。把余震模型推广到大主震前的中等前震的情况。总的来说，观察到的世界范围的前震比率超过了推广的加利福尼亚普通模型的2倍。发现由地震的震源机制和区域构造所划分的地震子序列之间，前震比率有很大的有不同，逆断层地震的前震比率高于世界范围的平均值，而走滑断层地震的前震比率低于世界范围的平均值。在逆断层地震之中，大多数位于浅源消减带的地震有高的前震比率，而少数位于大陆的逆断层带地震有低的比率。这些差别或许能解释为什么以前的地质调查发现在加利福尼亚（特别是南加利福尼亚）发生的逆断层为典型的低比率，而世界范围观测的主要是浅源消减带的地震，它们是多前震的。假设这是真的，那么加利福尼亚普通模型或许大大地低估了卡斯凯迪亚地区潜在（M≥7）前震之后发生特大（M≥8）地震的条件概率。在哈佛大学目录里，在已识别的前震-主震对中，震级差与观测范围的均匀分布一致。     

基于Dieterich地震发生率模型分析前震成因的力学机制

前震是地震前兆观测中的一个重要物理量,前震的研究对地震预测的发展尤为重要,前震序列的典型特征包括加速发生的小震与古登堡-里克特定律（Gutenberg-Richter Law）中的b值变小.本文在Dieterich提出的地震发生率模型的基础上,探讨前震发生的力学成因机制及前震-主震-余震时域演化特征.模型分析结果表明,前震震源区断层及其断层周边剪应力加载速率的变化可能是前震发生及地震发生率变化的一个关键原因.由于前震震源区次级断层之间剪应力加载速率受来自主震成核过程中断层自加速滑移的影响升高,从而可导致这些次级断裂的加速失稳,即加速前震的发生.当震源区内由前震所产生的静态应力扰动不可忽略时,应力扰动和主震成核的共同作用也可对后续前震发生率产生影响.当正向应力扰动出现时,后续的前震序列的地震发生率会出现陡增,随后其地震发生率逐渐下降.而当负向应力扰动出现时,地震发生率会出现陡降,然后再次逐渐上升.基于Kostrov模型,本文得到了剪应力加载速率与古登堡-里克特定律中b值的关系式,结果表明前震序列中b值的减小与前震区内的剪应力加载速率的上升有关.     

一种短期前震标志

根据对云南、四川5995次地震资料的研究,本文提出了一种新的前震序列的判别方法。以某点为园心,50公里为半径,在10天内所发生的M_L≤4.8的地震归为同一序列。在所有1192次地震序列中,序列发生后在250天时间200公里范围内有M_S≥4.8级地震发生的共计481个序列。对比481个序列按其序列中地震的震级差M_1-F_1或M_1-A_1进行统计,发现当序列内震级差大于等于1.0时,其后中强震发生的概率极高,约为0.82。由此我们选取震级差大于等于1.0的序列为短期前震标志,从而建立一种人机结合进行地震预报的方法。     

大震面波应力扰动对2014年四川康定地震的影响

在中强地震发生前的临界状态下,发震断层可能在大震面波应力扰动下出现微震活动增强的现象。利用β统计值方法和匹配滤波技术,对2014年11月22日康定M6.3地震震前大震在其主震及前震所在的鲜水河断裂带的动态触发作用进行了分析讨论。结果显示,未检测到由大震面波触发的微震,表明康定地震震前其主震及前震所在区域在大震面波的应力扰动下,未出现明显的微震触发现象;通过微震检测未发现断层积累应力水平较高、即将发生强震的证据。