地下水位对近震和远震异常响应的比较——以汶川地震和苏门答腊地震为例

地震引起的深层地下水位异常具有多样性和复杂性的特点。为了进一步探索深层地下水位动态与地震作用过程之间的联系机制,发挥深层地下水位对地震活动的指示作用,以2008年汶川Ms8.0地震和2007年苏门答腊Ms8.5地震为研究背景,对川、滇、陕、甘、渝地区井水位对两次地震的响应特征进行了比较。研究发现:地下水位远震响应形态主要以振荡型和阶变型为主,异常出现的时间较晚;地下水位近震响应形态比较复杂,以阶变型、脉冲型以及振荡型为主,异常出现的时间几乎与地震的发生同步。根据深层地下水位对地壳应力的响应机理,分析了各典型井水位对远震和近震不同响应的原因。结果表明:地下水位对远震的响应主要是由于含水层介质受到地震波应力的作用;对近震异常响应原因比较复杂,主要是含水层介质受到区域构造应力和地震波应力的共同作用的结果,震中距越小,含水层受到震源构造应力场的控制作用越大。     

首都圈的精密地温观测和地震前兆异常特征

自80年代末,在首都圈陆续建立了一批精密地温观测点(温度计的分辩率为0.0001℃),开展了地温前兆观测,积累了丰富的实测资料和一些典型震例.本文分析了首都圈地温观测的正常动态及影响因素.通过对典型震例的分析,研究了地温的地震前兆异常特征.地温前兆异常形态为阶变型、上升型和脉冲型;它的异常开始至发震时刻最短为28h,最长达1个月左右,皆属短临异常.它的异常幅度为正常日变幅度的几倍至十几倍,但温度的变化量不大,地震前异常累计值最大仅为0.12℃,可谓震前地温的微动态异常.综上所述,精密地温观测记录到了明显的地震短临前兆异常,它是一种比较有效的短临预报手段.     

闽台地区中强震电磁辐射信息异常特征探讨

本文根据莆田地震台近几年来电磁波观资料的分析 ,震例研究结果表明 ,电磁辐射信号常在震前存在着起始异常 -主异常 -衰减异常 -平静 -临震异常、在平静时地震的特征。本文对闽台地区几次中强地震电磁观测和研究以及对地震的短临预报起到了一定推动作用。     

汞的地球化学特征及其映震效能

汞的地球化学行为取决于汞的物理化学性质,汞在地震活动过程中的异常变化十分明显,映震效能较好。通过分析主要震例发现,汞异常特征普遍表现为高值或正脉冲及其脉冲群。异常分布范围与震级大小有关。一般来说是在异常结束后发震,但也有的是在高值段或异常恢复段发震。异常一般出现于震前几天到几个月不等。     

新疆地区钻孔应变观测及地震前兆研究

新疆分量式钻孔应变测量已有20年的连续观测资料,期间经历新疆境内6级以上强震及邻区7级以上强震共30次,其中7级以上地震7次,8级以上地震1次。在30次地震事件中,63％的地震前钻孔应变仪记录到了异常变化。其中,天山地震带上有17次地震,有明显的地震前兆记录的13次,占76％,钻孔应变台站均分布在此带上,对地震的震前异常记录效果更好;昆仑山地震带上有9次地震,其中5次地震前记录到应变异常,占56％。阿勒泰地震带上有4次地震,均无异常记录。新疆钻孔应变仪多次重复地记录到了震前非线性应变能积累的过程,其异常的主要特征是:(1)异常类型为年变畸变、阶变、指数型、大幅度应变张-压 (压-张)型,突跳型;(2)应变异常量级≥10-6;(3)异常持续时间以短期和短临异常为主,多数在6个月以下。本文仅举10组大震观测结果,以示应变前兆的异常特征。     

永安地震前的地应力短临异常

本文介绍pyL-1型岩石应力仪观测地应力的异常变化,分析了异常与永安地震的关系,应力长时间的大幅度连续变化可能是较大地震前兆,异常极值左右摆动是临震前兆,本人据此在去年年终会商和今年会商时提出预报意见。     

活动断裂带附近地下水中的氢同位素变化与地震关系研究

本文主要研究活动断裂带附近地下水中的氢同位素变化与地震的相关性。2009年1月初,我们在汶川地震的发震断裂带——龙门山断裂带南缘的雅安进行考察,并开始采集地热深井的地下水样品,到5月初结束。在采样期间,龙门山断裂带发生4~5级余震多次。对所采地下水样品氢同位素δD值的分析结果表明,发震断裂带附近地下水中的氢同位素异常与该断裂带上4.0级以上地震有一定相关性。从氢同位素δD值随时间变化曲线可看出,(1)震前氢同位素δD值由背景值逐渐降低,震后升高,然后再逐渐回归背景值;(2)地震的级别越大,氢同位素δD值变化越显著;(3)从氢同位素δD值开始系统地降低到地震发生,这个过程大约可持续一周左右时间,属于临震预报的时间范畴。从本研究结果可得出地下水中氢同位素δD值异常能够反映断裂带的地震活动性,可作为5.0级以上地震临震预测的一种方法。     

地震台站地电场异常特性: 以中国航空工业总公司625研究所为例

通过分析中国航空工业总公司625研究所地电场监测站30多年监测的原始资料, 提取了其中8组数据, 包括4组地电场中的长期异常信号和4组对应震级M_s6.0以上的地震震前短临异常信号.发现这些异常信号有以下特征: 地电场中的长期监测图中包括了许多不同大小、距离远近地震的孕震信息, 其中近区大震会主控一条或多条曲线的走势, 远大、近小的地震会造成曲线时上时下的振荡; 从4组地电场短临信号监测图中发现震前地电场异常总体表现为下降(上升)—折返—回跳—发震的模式, 说明地电场异常变化形态具有相似性和重复性, 证明地电场观测确实能监测到震前异常.发现适合该监测站预测发震时间的新方法: 根据折返天数与回跳天数大致相等, 即回跳日期加上折返天数为发震日期, 证明地电场短临预测方法具有一定的实用性.      

吉林地区地电阻率震兆异常对比分析

对采用形态法、归一化变化速率法和各向异性度法提取到的吉林省内深源地震以及浅源地震前的地电阻率异常变化进行对比分析,结果表明:(1)震前地电阻率出现1~2年尺度中期异常,甚至短期异常,异常以负异常为主;(2)震前地电阻率原始月均值异常变化幅度1%,表明数字地电仪捕捉电信号灵敏度的提高,更与台址构造密不可分;(3)震前地电阻率出现异常变化,震后恢复到正常变化形态,反映出震前震中区地下应力的变化,震后区域构造应力场重新调整并逐渐恢复的过程。     

福州电磁波异常与闽台地震的相关性研究

本文利用福州电磁波观测资料,对给定时段内、范围内的闽台地区地震进行相关分析,找出福州电磁波异常与地震的相关系数,探讨福州电磁波异常信息的映震效能,为今后利用电磁波观测资料异常信息进行临震预报提供科学的依据。     

龙门山山前砂土液化初步研究

对龙门山山前的成都平原(金马河以北)和川北丘陵区进行了地震液化现场调查。结果表明:液化点主要沿河谷底部和低阶地分布,液化集中区平行于NE向龙门山地震断层,与断层的转折、终止、出现部位相对应,与地震动最大峰值加速度(PGA)等值线主轴一致。液化喷出砾石最大粒径30 cm,最大喷砂量约15m3,堆积厚达4m,冒水高达775 cm,地表破裂长达1 000m。喷砂冒水与强震动相一致,强震过后,大部分液化点上的喷砂冒水现象消失。分析表明:冒水高度总体随震中距增加而降低,亦存在随震中距增加而增高和波动的趋势。液化砂土来自第四系不同地层,并出现了下更新统下段的红色强风化泥砾。     

Earthquake characteristics and building damage in high-intensity areas of Wenchuan earthquake II: Dujiangyan and Pengzhou City

On May 12, 2008, a massive earthquake occurred along the Longmen Mountain Central Fault in Sichuan Province, China, causing serious damages to buildings near the fault. As the Longmen Mountain Central Fault and the Anterior Fault both traversed Dujiangyan and Pengzhou cities, the seismic intensity in these areas reached levels IX?CXI. Therefore, these two cities were among the most seriously damaged regions. In this article, the types of damage to buildings in the two cities and their affiliated towns or villages are investigated and reported. It is found that the damage to a building is related to its structure type, distance from the faults, and so on. The results provide valuable information on the seismic resistance of buildings in similar areas.     

龙门山中央断裂北川－邓家一带古地震初步研究

龙门山断裂带是否存在类似汶川5.12大地震的地质记录,是地震科学工作者所关注的科学问题之一。处于中央断裂带中段和北段分界地区的北川－邓家一带,古地震研究对认识整个龙门山断裂带的大地震复发特征有重要意义。沿北川－邓家地震地表破裂带,可能有过早期活动,并兼顾是否有较多细粒第四纪沉积物,以便能较清晰地分析、判断古地震事件以及采集测年样品,所以我们在沙坝1组、和尚坪和邓家海光6组等3个地点开挖了4个探槽,并进行了断错地貌的实测,发现了该地区明显的古地震遗迹,以及该地区特殊的正断层地表破裂样式。通过探槽和实测地貌情况与前人在龙门山中央和前山断裂带的古地震研究结果的对比分析,结果显示该地区至少发生过两次地震事件(包括5.12地震事件在内),与龙门山中央和前山断裂大部分地点已揭露的古地震事件相吻合。而通过对该地区地貌侵蚀特征与地震陡坎的高度变化分析,可以得出该地区之前的地震事件与5.12地震的大小相近。     

The geological background of the May 12, 2008 Ms 8.0 Wenchuan catastrophic earthquake,Longmen Shan,Western China

The Longmen Shan fault zone is located at the particular boundary between the Triassic Songpan-Ganzi orogen of the Qinghai-Tibetan Plateau and the stable Sichuan basin of the Yangtze platform. There are four major active faults and three tectonic nappes in this region. According to an analysis of neotectonics and historical earthquakes, the Longmen Shan fault zone presents a high level of seismic hazard. The rupture system that hosted the Wenchuan earthquake is characterized by thrust and dextral strike-slip movement.     

汶川8．0级地震地表破裂

2008年5月12日发生在汶川的8．0级地震,震中位于龙门山断裂带的映秀-北川断裂上。通过对震区的现场调查,这次地震在极震区造成的地表破裂带主要在龙门山断裂带的中央断裂即映秀-北川断裂和前山断裂即彭县-灌县断裂。通过调查发现,极震区的地表断层产状多为北东走向,以逆冲运动为主。而在极震区以北的四川平武、青川和陕西宁强等余震分布区,地表也发生破裂,但规模和产生的地表变形明显减弱,主要以地裂缝等地质灾害形式表现。     

汶川大震的科学思考

在野外地震地质科学考察的基础上,围绕汶川地震发震断层的特征、发震机制、地表破裂带的分段性与分带性、南北构造带地震危险性、地震地质灾害的多发性及链生性、工程建（构）筑物的破坏特征与安全性、地震烈度区划问题及极端自然灾害的预测与应对等进行了分析和讨论,并就有关问题提出了一些新的思考。结果表明,低速滑动断层、晚更新世断层或中央活动断裂也可以发生强震;汶川地震同时具有深部构造的控震作用;地表破裂沿走向可分为映秀—安县段、北川—关口段及青川段;地表破裂可分为主破裂、牵动破裂与感应破裂3种类型;青川段的深部破裂与浅部破裂没有几何上的连续关系或继承关系;贺兰—川滇南北构造带是中国大陆强震多发带,尤其是其北段的六盘山—天水—武都—青川一带未来的强震危险性不容忽视;汶川地震地质灾害具有灾害类型多、成因机理复杂、灾害链长、规模大、范围广、灾害程度深、危害对象广、持续时间长等特点;高烈度区和活断层沿线的地质灾害危险性区划与预测评价对防灾减灾极为重要;活动断裂沿线应注意破裂影响带宽度与建筑物安全避让距离;应对地震等极端自然灾害,应以预防为主,综合减灾;地震烈度区划应同时考虑活动断层的复发周期、地震的离逝时间乃至地形地貌条件;重大工程应提高设防烈度;应当加强极端自然灾害预测评估,完善应对对策和提高应对水平。     

芦山地震的红外增温异常分析

地震三要素的短临预测对抗震减灾意义重大,但实现的难度很大,仍是个世界难题。笔者应用卫星红外异常增温时空演变规律对2013年4月20日芦山地震作了研究,并在2013年4月21日全国天灾预测委员会学术研讨会上作出了分析。文中简要剖析了芦山地震的构造背景和成因机理。芦山地震是我国西部地震构造区新发生的MS 7.0级大地震,其成因同汶川地震相似,主要受到印度板块NE向对青藏地块推挤,南北压缩挤出断块向SEE滑动,受到四川盆地以西龙门山断裂带强烈阻挡,积能释放后发震。文中重点介绍了红外增温时空演变规律进行短临地震预测的过程。震前红外增温异常的动态变化是地震构造活动的反应,时间上一般经历初始增温-加强增温-高峰增温-衰减到发震的4个阶段。     

中－新生代龙门山的差异隆升

通过对采自龙门山南段、中段和北段花岗岩与砂岩样品中的磷灰石、锆石的裂变径迹年龄的分析,发现中生代以来龙门山的隆升在走向上存在分段性,在近东西方向上存在分带性。从松潘－甘孜褶皱带→龙门山冲断带→川西前陆盆地：松潘－甘孜褶皱带整体发生区域隆升,裂变径迹年龄与高程呈正相关关系;在龙门山冲断带,裂变径迹年龄与高程呈负相关关系或无关,说明冲断层在隆升过程中起主导作用;在川西前陆盆地,样品随埋深发生部分或全部退火。茂县－汶川断裂两侧锆石裂变径迹年龄差异明显而磷灰石裂变径迹年龄无明显差异,显示茂县－汶川断裂以西地区在38～10 Ma发生过更为快速的隆升;北川断裂两侧磷灰石裂变径迹年龄差异明显,表明北川断裂以西地区在10～0 Ma发生过快速隆升。从走向上看,从龙门山北段向南段,锆石裂变径迹年龄呈逐渐增大的趋势,这可能意味着印支末期或燕山早期,龙门山北段发生了更快的隆升;而磷灰石裂变径迹年龄总体上从龙门山北段向中段和南段呈递减趋势,反映新生代期间龙门山中、南段隆升更快。     

The Deep Geophysical Structure of the Middle Section of the Longmen Mountains Tectonic Belt and its Relation to the Wenchuan Earthquake

Investigation of the deep geophysical structure of the Longmen Mountains tectonic belt and its relation to the Wenchuan Earthquake is important for the study of earthquakes. By using magnetotelluric sounding profiles of the Luqu–Zhongjiang and Anxian–Suining; seismic sounding profiles of the Sichuan Maowen–Chongqing Gongtan, the Qinghai Huashi Gorge–Sichuan Jianyang, and the Batang–Zizhong; and magnetogravimetric data of the Longmen Mountains region, the deep geophysical structure of the Songpan–Ganzi block, the western Sichuan foreland basin, and the Longmen Mountains tectonic belt and their relation was discussed. The eastward extrusion of the Qinghai–Tibet Plateau thrusts the Songpan–Ganzi block upon the Yangtze block, which obstructs the eastward movement of the Qinghai–Tibet Plateau. The Maoxian–Wenchuan, Beichuan–Yingxiu, and Anxian–Guanxian faults of the Longmen Mountains fault belt dip to northwest with different dip angles and gradually converge in the deeper parts. Geophysical structure suggests that an intracrustal low-velocity, low-resistivity, and high-conductivity layer is common between the middle and upper crust west of the Longmen Mountains tectonic belt but not in the upper Yangtze block. The Sichuan Basin has a thick low-resistance sedimentary layer on a stable high-resistance basement; moreover, there are secondary paleohighs and depression structures at the lower part of the western Sichuan foreland basin with characteristic of high magnetic anomalies, whereas the Songpan–Ganzi block has a high resisitivity cover of upper crust and continues to a low-resistance layer. Considering the Longmen Mountains tectonic belt as the boundary, there are Bouguer gravity anomalies of "one belt between two zones." Thus, we infer that there is a corresponding relation between the inferred crystalline basement of the Songpan block and the underlying basin basement of the Longmen Mountains fault belt. Furthermore, there may be an extensive ancient Yangtze block, which is west of the Ruoergai block. In addition, the crust–mantle ductile shear zone under the Longmen Mountains tectonic belt is the main fault, whereas the Beichuan–Yingxiu and Anxian–Guanxian faults at the surface are earthquake faults. The Wenchuan Ms 8.0 earthquake might be attributed to the collision of the Yangtze block and the Qinghai–Tibet Plateau. The eastward obduction of the eastern edge of the Qinghai–Tibet Plateau and eastward subduction of its deeper part under the influence of the collision of the Indian, Pacific, and Philippine Plates with the Eurasia Plate might have caused the Longmen Mountains tectonic belt to cut the Moho and extend to the middle and upper crust; thus, creating high stress concentration and rapid energy release zone.     

华南及邻区有序变形及其动力学初探

龙门山断裂带以东、江南雪峰隆起带以西的华南地区，在断裂、褶皱变形等构造形迹上存在非常规律的有序性。其构造形迹（断裂、褶皱等）大都沿NE－NNE排列，并且变形强度从SE向NW逐渐减弱。这种有序变形规模巨大，仅川东的隔挡式褶皱－冲断带规模就超过了著名的侏罗山式褶皱。这种变形的有序性是与基底存在多层次的倾向SE的拆离滑脱面密切相关的，它们起始于印支－早燕山期，定型于晚燕山－喜马拉雅期，其形成动力来自于华南板块向NW方向的运动。