基于“区域-时间-长度算法”分析川滇地区强震前地震活动性变化*

本文基于“区域-时间-长度算法”(Region-Time-Length algorithm)回顾性检验了1976年以来发生在川滇地区的6个M_S7.0以上和23个M_S6.0~6.9地震前地震活动性变化。M_S7.0以上强震前,5例检测到地震活动平静异常,仅1例检测到地震活动增强;M_S6.0~6.9地震前,12例检测到平静,11例检测到地震活动增强。以上异常大部分出现于震前0.5~2.5a,持续0.5~2a。另外,发生在云南普洱地区的4个MS6.0以上地震震前都检测到平静异常;发生在北纬22.7°~31.0°N,99.6°~102.5°E范围内的17个地震,13例于震前检测到平静异常。以上研究对更好地认识川滇地区地震孕育过程和发震前兆提供了一些参考。     

基于区域-时间-长度算法的区域地震活动与强震关系研究

基于区域-时间-长度(RTL)算法,本文以汶川M_S8.0、 于田M_S7.3、 芦山M_S7.0、 鲁甸M_S6.5及景谷M_S6.6地震为例, 对强震前地震活动异常空间分布与发震地点的关系进行分析, 并根据新提出的物理参数区域-时间-长度的面积分I_RTL探索区域地震活动水平与地震发生时间的关系． 结果显示:3次M_S≥7.0强震前均检测到地震活动平静, 2次M_S＞6.0地震前均检测到地震活动增强, 这些地震活动平静和增强异常主要分布在震中及其附近潜在发震断裂带及周边, 异常范围和异常程度随时间由小到大再到小． M_S≥7.0强震前, 地震活动平静主体区的I_RTL曲线在震前1—3年从零值下降至低谷后回升,低谷点与地震发生的时间间隔为9—18个月; 鲁甸M_S6.5和景谷M_S6.6地震前, I_RTL曲线分别在震前1年和1.8年由低值开始上升, 达到峰值后回落, 峰值点与地震发生的时间间隔分别为3个月和9个月． 本文结果表明, 地震活动平静的I_RTL低谷点和地震活动增强的I_RTL峰值点对地震发生可能有一定的指示意义．      

川滇地区强震前中等地震活动的异常图象

本文根据西南地震台网15年以上的地震连续资料,研究了1965至1979年川滇地区发生的9次强震(M_s≥6.7)震前区域中等地震(M_L≥4.0)活动性时、空演变特点。结果表明:(1)主震前2至4年内,在震中周围200—300公里范围内,中等地震活动的频度和强度,在正常活动背景上有一个明显的加强过程,持续时间为1至3年,增加的最大值不仅偏离多年平均值而且达3σ以上。(2)异常地震在空间活动上,具有条带性,围空性和收缩性等多形式的分布特点;(3)震前出现平静期。震前地震活动性异常图象与强震孕育过程有关,反映了区域应力场应力变化过程。震前中等地震活动的集中区,正是其后强震发生的地区;异常图象在其主震后随即消失;异常地震空间分布与主震震源机制解有关;异常地震活动在出现和转折时间上与震前多种前兆异常变化相一致。     

川滇强震前地震活动空间扫描短期特征

对比分析了川滇地区近30年强震活跃段地震活动因子A值和空间集中度C值的全时空扫描结果.结果表明,川滇地区大地震孕育进入短期阶段时,震中周围地区的中小地震活动在A值和C值出现不同程度的变化,而且选取地震活动因子A值可更好地表征川滇地区的地震活动在时、空、强方面短期的综合特征.     

川滇及邻区强震地区震前的地震活动特征

对中国大陆西部的川、滇及邻区,1970年以来8次MS≥7.0级强震的震源地区,震前的中强地震活动及时空图像进行了分析.结果表明:强震前在震源地区MS≥4.8级的中强地震活动, 在地表特定的断裂构造带上成团丛集活动,其中早期和中期阶段出现的中强地震位置,是未来强震的震中地区.震级-时间关系的时序特征显示,强震前的早期、中期和短期的三个阶段,中强地震震级随时间逐渐增大,并逐步增长,直到强震发生,地震活动的间隔时间Δt-t 曲线则由大变小衰减至发生强震.在强震前,早期阶段的中强地震小于中期阶段出现的中强地震,中期阶段的较大中强地震,可成为强震前一次具有信号震标志的较大地震.同时,强震前孕震期与临震期的持续时间有一个线性比值关系,比值为0.21～0.27.根据比值关系以及强震地区震前中期阶段和短期阶段出现的地震事件,可作为强震预测的一种震兆指标.     

川滇地区成组强震活动的基本特征

研究了川滇地区强震成组活动的基本特征, 指出成组强震活动是该区地震活动高潮期中最重要的活动特征.成组强震活动期间的强震月均频度、月均应变释放分别为其它时间的15.67、21.19倍,组内强震最大间距平均为665km,可见川滇地区强震具有成组孕育相继发生的活动特征,因此抓住成组强震的预报问题是把握地震活动高潮的关键所在.     

川滇当前强震活动图象与地震趋势

本在研究中国大陆中国南北地震带及川滇地震区新的经震活动幕（１９８０－１９９６年前后）主要强震活动图象特征及其变化的基础上,提出了地中短期强震趋势预测的几项强震活动图象指标,据此川滇当前强震趋势作了初步的预测与讨论。     

川滇地区地震活动单键群分析

利用单键群（即ＳＬＣ）分析方法,通过有关ＳＬＣ特征参量的时间滑移分析,结合１９７０年以来的区域地震活动和构造环境,分析了川滇西部地区的地震活动。较之７０年代和８０年代,９０年代的地震活动在总体上是处于中等强度的活动水平。文章认为,ＳＬＣ方法考虑了地震事件的时空关联性,可以用来分析地震活动趋势,是研究地震活动性的有用工具。     

川滇地区强震活动前b值的时空分布特征

由于地震活动性参数b值能够反映地壳环境应力的大小,因此基于b值的地震活动性图像研究成为地震预测研究和实践最直观明了的方法之一。川滇地区地震活动频繁,是检验各种地震预测方法的理想实验场。为了研究川滇地区b值分布与强震活动的关系,利用过去40多年的小震资料分析了该区域1981年以来19次M6.5地震与b值的时空分布关系。结果表明:虽然川滇地区b值空间分布特征与强震活动之间关系并不显著,不到50%的强震发生在b值小于区域平均值的地区,但是震前b值的时间分布呈现系统地下降,58%的震源区的b值在强震前出现显著下降趋势。结合其他的地震、地质资料,较短时间内的地震活动性资料可以为特定地区的地震潜在危险性的判定提供一定的启示。     

基于“区域-时间-长度算法”的傅里叶变换分析华北地区6级以上地震活动性变化规律

“区域-时间-长度算法”(Region-Time-Length algorithm)是描述某地区地震活动水平与其本底地震活动水平偏离程度的一种研究方法,在国外多个强震中前得到应用检验。本文利用这一方法对1970年以来华北地区8次有较大影响的6.0级以上强震前的地震活动变化进行检验,全部出现地震活动增强的现象,异常持续时间在5～24个月,异常幅度偏离背景值幅度较大,异常现象较明显,为华北地区区域地震活动性异常指标研究提供新的参考。同时运用傅里叶变换,将得到的时域值转换为频域值,进一步提升这种方法的可操作性。通过研究发现,其在变化过程中持续上升的量值很难把控,异常达到具体阈值时还需做进一步的分析研究。     

川滇地区地震活动演化特征分析

结合川滇菱形块体的活动特征，应用图型动力学的损伤演化诱致突变分析方法，研究了川滇地区两条地震带中强地震的损伤演化过程，并给出各地震带演化到破坏态的所有可能的各单元初始状态的组合形式图。研究结果对指导该区地震预测实践有一定的积极作用。     

从强震前中强地震活动探讨川滇菱形块体内未来强震的可能性

对中国西部南北地震带及相邻地区，1900年以来19次强震震前的中强地震活动图像进行了分析。结果表明：9个震例显示，强震前在震中地区往往有早期地震和临震前的较大地震活动，而且早期地震至临震前较大地震活动的间隔时间与较大地震至主震时间有一个线性比值关系。通过给出的计算公式；M=5.8 1.308logT(a)，结合未来强震地区近期出现的中强地震事件的特定指标，预测研究区内未来强震可能发生的时间，地点和震级。     

川滇地区成组强震活动判别指标研究

在成组地震孕育模型的指导下, 分析研究了川滇地区M≥6.5地震成组孕育的地震学和前兆异常特征。 结果表明, 川滇地区的M≥6.5成组地震都发生在云南强震活跃期内, 这个时期云南地区多点水汞测值出现了比正常值高出几十倍甚至上百倍的变化, 比强震平静期的“异常”测值也要高得多; 成组地震前1～2年的中期阶段地震活动会出现大面积增强; 成组地震的首发地震发生时有30%以上的前兆异常持续发展, 不出现转折变化, 而单一强震和成组地震的最后1个地震, 震前有异常震后不出现转折继续发展的数量≤15%; 成组地震的首发地震前兆异常数量比结束地震多。     

川滇地区强地震活动与区域新构造运动的关系

在分析了川滇地区强震活动空间分布的非均匀性图象、震源破裂图象及震源断层力学性质等资料的基础上,讨论了该地区强震活动与区域活动断裂、活动地块现今运动状态、深部介质构造环境等的关系,对该区强震活动特征及其可能的力学机制进行了讨论.     

川滇菱形块体强震活动关联分析

通过对1700年以来川滇地区6.7级以上强震活动的分析,发现川滇菱形块体是川滇地区主要的强震活动区域,强震活动关联度较高,主要表现为:(1)川滇菱形块体为川滇地区地震活动关联的主体;(2)滇东与川西地区的强震活动存在一定的呼应关系;(3)川滇菱形块体将可能进入新一轮强震活跃期;(4)川滇菱形块体东边界地震活动的有序迁移可能是对块体运动的响应。     

基于时-空ETAS模型给出的川滇地区背景地震活动和强震潜在危险区

利用基于时-空传染型余震序列（Epidemic Type Aftershock Sequence, 简称ETAS）模型的随机除丛法,重新审视了2008年5月12日汶川M_S8.0地震前可能存在的长期地震活动异常,研究了川滇地区背景地震活动特征,并评估了当前的强震危险状态.对川滇地区1970年以来的M_L3.0以上的背景地震和丛集地震活动的研究结果表明,该地区地震丛集特征明显、时空分布很不均匀、地震序列常有前震事件.直接将概率值作为地震计数的权重,对地震丛集率空间分布图像分析表明,汶川M_S8.0地震前,龙门山断裂带中南段存在着长期、大范围的地震丛集率低值区,震前该段处于应力闭锁状态.对川滇地区地震丛集率低值区内背景地震与全部地震的累积次数、b值和新定义的Δb等统计参量的分析表明,龙日坝与龙门山断裂带具有地震活动的关联性,川滇地区当前的强震潜在危险区可能是巧家地区和汶川M_S8.0地震破裂尚未穿越的龙门山断裂带南段.此外,还发现b值倾向于反映局部应力场变化,而Δb能较为敏感地给出更大范围应力场的相对变化.     

川滇地区长波辐射场变化与地震活动关系研究

2007年6月3日宁洱6.3级地震发生之前, 在川滇地区(20°～35°N, 95°～110°E)出现了一次显著的OLR短期和临震的异常增强现象。 对该区多年来OLR场的连续变化分析表明, 这种增强现象在强震多发年与平静年有明显的差异, 其中在地震多发年OLR数值场不仅为正距平, 而且震前短期大多增强幅度大; 而在地震平静年OLR数值场变化则多为负距平且波动小。 上述结果对今后应用卫星遥感长波辐射信息跟踪监视和预测强震有启示性意义。     

川滇菱形块体地震活动性：强震活动的格局和基本特点

川滇菱形块体处于两大板块俯冲、顶撞前缘易于聚集构造应力的特殊位置,是一个强烈的地震活动区。其强震活动与围限块体的边缘断裂密切相关。块体内部的某些强震也主要沿着分隔次一级断块的断裂构造展布。边缘断裂强震活动各有所异。总体上说,东界活动强于西界,一般先于西界进入集中活动期,其持续时间也比西界长。对块体的强震活动起着控制作用。不同的集中活动时期,强震的主要活动位置相对稳定。鲜水河断裂带、东南“菱角”及西界菱角地区可以列为第一强烈活动区,是块体强震活动格局的基本骨架。     

川滇地区区域地震目录完整性最小震级分析

系统分析了川滇地区1970～2001年的区域地震目录,给出了川滇地区主要地震活动带(区)最小完整性震级的时、空分布.总体而言,对于川滇地区地震活动最强烈的3个区域 ,地震目录的完整性最小震级可取如下震级:(1)金沙江-红河断裂带及鲜水河-安宁河- 小江断裂带所围限的川滇菱形地块,1970～1981年2.5级,1982年以来2.0级;(2)金沙江 - 红河断裂带以西的滇西-滇西南腾冲-龙陵、澜沧-耿马、思普地区,1970～1981年3.0级 ,1982年以来2.5级;(3)阿坝区、松潘-龙门山带及名边-马山-昭通带,1970～1981 年2.5级,1982年以来2.0级.     

川滇地区地壳密度变化与强震孕育关系

为研究川滇地区地壳密度的时空演化特征与强震孕育的关系,本文基于2011—2014年川滇地区的重力复测资料,利用阻尼最小二乘反演算法,获得了川滇地区0—50 km深度范围内分辨率为55 km×55 km×10 km （长×宽×高）的三维动态密度变化模型。以所获取的动态密度变化为依据,分析了川滇地区三维密度变化特征与2013年四川芦山M_S7.0、2014年云南鲁甸M_S6.5和四川康定M_S6.3地震的关系,并由此对强震重点构造部位的深部地壳结构特征、孕震背景及区域动力学过程进行了深入分析。结果显示:川滇地区出现多个与主要活动断裂带展布方向基本一致的密度变化高梯度带,在三次地震的震中区及其附近观测到明显的区域性密度变化异常。15—35 km深度范围内的密度变化水平剖面显示:强震容易发生在上地壳密度变化正、负异常过渡的高梯度带和密度变化四象限分布的中心;中地壳深度密度变化低异常是强震孕育的主要介质条件;下地壳深度密度变化低异常或密度变化高梯度带均有可能是孕育地震的主要介质结构。0—50 km深度的垂直剖面上的密度变化结果显示,地震震中区及附近浅部、深部地壳呈现解耦变化。壳内垂向正负密度变化过渡带可能是强震孕育的又一个主要特征构造。