川滇地震科学实验场地震目录最小完整性震级分析

地震目录是地震监测预报、地震活动性等研究的重要资料.川滇地震科学实验场地区近几十年来积累了大量的地震记录,为实验场的地震科学研究提供了宝贵的数据.地震台网密度和仪器观测精度是逐步提高的,不同时期地震目录的完整性存在差异,因此进行现代仪器观测记录的地震目录最小完整性震级（M_C,Magnitude of Completeness）分析,对正确研究和认识该地区地震活动规律及其影响因素等具有重要意义.本文采用震级—序号方法、最大曲率法（MAXC,Maximum Curvature）和拟合度检测法（GFT,Goodness-of-Fit Test）分析了川滇地震科学实验场地区1970—2018年地震目录的最小完整性震级M_C值,得到了实验场地区及其内部各地震区（带）M_C值的时间演化特征和空间分布特征.结果表明,实验场地区及其内部各地震区（带）M_C值变化趋势大致为1970—1986年M_L2.0~2.6,1987—1999年M_L2.5~2.6,2000—2008年后M_L1.4~2.1,2009—2018年M_L1.2~1.9;实验场地区M_C值的空间分布大致呈现东北部和西南部较低、西北部和东南部较高的特征,其中云南最南端的澜沧—耿马区和思普区、四川西北部的理塘—木里区以及川藏交界处的金沙江带M_C值普遍较高,云南北部和四川南部的松潘—龙门山带、安宁河带、元谋区、楚雄—建水带和大理—丽江—盐源区M_C值普遍较低;强震会使M_C值出现突然升高、之后逐渐恢复的现象,其中M_C值升高程度与震级有一定相关性,并且强震导致的M_C值升高是M_C值空间和时间分布不均匀的原因之一.     

川滇地震科学实验场地震目录最小完整性震级分析

地震目录是地震监测预报、地震活动性等研究的重要资料.川滇地震科学实验场地区近几十年来积累了大量的地震记录,为实验场的地震科学研究提供了宝贵的数据.地震台网密度和仪器观测精度是逐步提高的,不同时期地震目录的完整性存在差异,因此进行现代仪器观测记录的地震目录最小完整性震级（M_C,Magnitude of Completeness）分析,对正确研究和认识该地区地震活动规律及其影响因素等具有重要意义.本文采用震级—序号方法、最大曲率法（MAXC,Maximum Curvature）和拟合度检测法（GFT,Goodness-of-Fit Test）分析了川滇地震科学实验场地区1970—2018年地震目录的最小完整性震级M_C值,得到了实验场地区及其内部各地震区（带）M_C值的时间演化特征和空间分布特征.结果表明,实验场地区及其内部各地震区（带）M_C值变化趋势大致为1970—1986年M_L2.0~2.6,1987—1999年M_L2.5~2.6,2000—2008年后M_L1.4~2.1,2009—2018年M_L1.2~1.9;实验场地区M_C值的空间分布大致呈现东北部和西南部较低、西北部和东南部较高的特征,其中云南最南端的澜沧—耿马区和思普区、四川西北部的理塘—木里区以及川藏交界处的金沙江带M_C值普遍较高,云南北部和四川南部的松潘—龙门山带、安宁河带、元谋区、楚雄—建水带和大理—丽江—盐源区M_C值普遍较低;强震会使M_C值出现突然升高、之后逐渐恢复的现象,其中M_C值升高程度与震级有一定相关性,并且强震导致的M_C值升高是M_C值空间和时间分布不均匀的原因之一.

     

陕甘宁交界地区地震目录最小完整性震级分析

根据陕甘宁交界区域测震台网中心提供的地震目录及部分台网资料,利用基于G-R关系的EMR方法,对1970年以来该区域地震目录最小完整性震级M_c的时空分布进行分析。结果显示：自1970年以来,该区域最小完整性震级M_c逐步下降,模拟、"九五""十五"阶段M_c分别为M_L 2.3、M_L 2.2、M_L 1.6,2015年以来M_c维持在M_L 1.3左右;"十五"数字化改造后,M_c空间分布呈现不均匀性,但整体低于M_L 1.8。     

专家还是“砖家”?——由意大利拉奎拉地震引发的哲学思考

云南大理M_S6.4地震和意大利拉奎拉（L'Aquila）M_W6.3地震都因未能准确做出危险性预测给人民生命财产造成重大损失。哪些工作可能向政府和公众说明“哪里可能发生地震”、“最大量级多大”、“未来发震趋势如何”等问题都值得深入思考。本文根据天气预报思路,将地震活动按丛集性做分区处理,从各区M-t序列、3级地震活动性、2年来地震能量释放升级趋势、G-R关系等几方面分析了这两次地震主震发生前的地震活动特征,对比分析了它们之间的相似性。认为这两次地震的相似性有以下几点：①震源深度都比较浅。云南大理M_S6.4地震震源深度8 km,意大利拉奎拉M_W6.3地震震源深度8.8 km;②b值相近。云南大理M_S6.4地震b=0.59,意大利拉奎拉M_W6.3地震b=0.61。G-R关系外推震级相近,均为M_GR6左右;③M-t图序列地震能量释放都呈升级趋势,地震活动也相似。平静打破后3级以上地震活跃,都出现震群现象,地震能量释放呈加速状态;④都属于前震-主震-余震型序列。意大利拉奎拉M_W6.3地震主震前最大前震为M_W5.2;云南大理M_S6.4地震主震前最大前震为M_S5.6,且前震震群特征明显。同时,本文讨论了按地震丛集性划分区域的合理性,认为按地震丛集性划分区域更容易把握区域地震活动的特点。这两次地震发生在不同区域,构造差异极大,属不同错动类型,用分区G-R关系和M-t序列分析,都得出较好的结果,再次说明了分区G-R关系和M-t序列分析对判断地震危险性的普适性特征,这为下一步产出“地震危险性云图”提供了依据。     

新疆于田地区2008年以来3个地震 序列的参数早期特征

考察新疆于田地区2008年以来发生的2008年3月21日M_S7.3、 2012年8月12日M_S6.3和2014年2月12日M_S7.3等3个地震序列的参数早期特征, 利用“时空传染型余震序列”(ETAS)模型进行了参数估计. 统一选用截止震级M_c=M_L3.0, 并使用最大似然法分别估算了这3个序列不同持续时间的α、 p和b等参数. 研究结果表明, 3个地震序列的参数差异明显, 其中： 2014年M_S7.3地震序列α值与2012年M_S6.3地震序列接近, 但高于2008年M_S7.3地震序列; 2014年M_S7.3地震序列p值较低, 表明当前序列衰减缓慢; 2012年M_S6.3地震序列b值最大, 2014年M_S7.3地震序列次之, 2008年M_S7.3地震序列最小. 此外, 2008年M_S7.3地震序列参数在震后20天内变化较为显著, 而2014年M_S7.3地震序列的α值和p值在震后3.5天内则相对稳定.     

汶川地震前的b值变化

Gutenberg-Richter定理给出了地震频度随震级的分布特征.大量研究表明频度-震级关系的斜率（b值）在大地震孕育的过程中会出现减小.为了考察b值在汶川地震孕育过程中的时间演化特征,本文尝试基于破裂断层选取研究区域,考察了2000年1月至2008年4月间,汶川地震（M_S8.0）破裂区的地震活动性,并对该区域b值的变化进行了探讨.结果表明,在2005年中至2006年底,地震月频度及季度频度有一个较明显的下降.b值从2002年始至地震前呈现出一个长期趋势性减小;在地震前约半年,出现快速、显著的下降.b值的这一时间变化特征与其他研究者报道的日本东北M_W9.0级地震前的b值变化特征具有很高相似性,可能反映了大地震准备过程中的应力变化.以上结果有益于认识和理解大地震孕育演化过程,同时也表明b值在中长期地震灾害评估中具有潜在价值.

     

华北地区的背景地震活动及区域未来强震危险性

华北地区的历史强震活动非常频繁。 然而, 自1998年张北M_S6.2地震以来, 该地区已经经历了10多年的地震平静期, 中强震平静现象比较突出。 本文利用1970年至2009年的小震资料, 对华北地区的背景地震活动进行分析, 给出了地震活动性参数b值、 最大震级以及强震复发间隔和强震年平均发生概率的空间分布。 b值空间分布表明, 山西构造带的运城地区, 郯庐断裂带的宿迁地区以及太行山块体内部的石家庄地区的b值较低。 地震活动性参数的综合空间图像表明华北地区的地震活动主要受区域深部动力因素所控制。     

威远MS 5.4地震序列活动特征与成因分析

通过对威远M_S 5.4地震背景与活动特征研究,表明自贡地震监测中心加强流动监测提高了威远M_S 5.4地震序列地震参数的精度和地震信息报送的准确性。威远M_S 5.4地震前经历了区域地震平静至活跃、再发震的过程,威远M_S 5.4地震为一般主—余型地震,其ρ、b值异常可能反映了其后将发生资中M_S 5.2地震。威远M_S 5.4地震序列及其附近的华蓥山断裂地震带和马边地震带震后时间扫描地震学参数均正常,威远M_S 5.4地震区近期再次发生更大地震的可能性较小;并认为威远M_S 5.4发震断裂为荣县—威远基底断裂,华蓥山断裂带及其附近荣县—威远—资中地区2018年开始的4—6级地震活跃与川西地区东昆仑断裂带2017年8月8日九寨沟M_S 7.0地震的发生存在呼应关系。     

汶川地震科学钻探3号井孔附近微震震源参数确定及其意义

基于微震监测仪器频带及波形记录的时频特征,我们筛选出汶川地震科学钻探3号井孔周围微震台阵2012年记录的218个t_s-t_p < 1 s的微震.通过盖戈法与和达法相结合确定微震震源的几何参数,发现这些微震分布大体呈NE-SW展布,与龙门山断裂带的走向基本一致.无论是采用《地震台站观测规范》中的量规函数（量规函数GF）还是李学政等（2003）的量规函数（量规函数LXZ）,近震震级均与矩震级呈现出较好的线性关系,向震级小的一端延伸时都表现为M_L < M_W,但采用李学政等的量规函数时该趋势更加明显.同时采用Brune和Boatwright震源谱衰减模型对观测震源谱的拟合表明拐角频率具有模型依赖性：基于Brune模型拟合得到的拐角频率大于基于Boatwright模型得到的拐角频率.无论基于哪一种模型,矩震级与拐角频率、破裂半径的对数线性关系均较弱,与应力降、视应力的对数则存在较好的线性关系.这些关系不支持应力降、折合能量、视应力为常数的观点,表明微震与大地震的震源物理过程存在差异.视应力与应力降成比例,比例系数小于0.5,表明破裂动力学模式符合Savage-Wood模式.近震震级与矩震级拟合关系M_w=a+bM_L中b的大小与应力降和地震矩的关系有关,Δσ∝M₀^γ,则b=1/（1+γ）,因此从b的大小可以粗略地判断应力降与地震矩的关系.本文对应于γ≈1的情况,与基于量规函数LXZ得到的近震震级与矩震级关系中系数b=0.53吻合,这说明仅从辐射能量的角度考虑量规函数LXZ较量规函数GF准确.

     

2010年玉树7.1级地震序列时空演化特征及早期趋势判断

本文利用青海地震台网获得的观测资料对玉树地震序列的时空演化特征进行分析和研究, 结果认为M_c选取M_L1.1能较好的刻画玉树地震序列的时空特征, 其地震序列在时间上呈现三个密集和衰减阶段, 在空间上具有分段集中分布的特征, 并主要分布在主震震中的西北端、 主震震中附近和主震震中东南端。 采用类比、 b值和h值等探讨了早期趋势判定问题。     

辽宁地区地震目录最小完整性震级研究

地震目录完整性震级MC是地震学中最为基础的研究工作之一,对完整性震级的科学评估,是进行地震活动性及其他统计相关研究的基础,同时MC也表征了台网监测能力的强弱。以1970年以来辽宁地震台网记录的目录为研究对象,利用"震级—序号"、"最大曲率"、"90%拟合度"等方法对辽宁地区不同时段的最小完整性震级进行了测定。结果显示:1975年之后,随着辽宁测震台网的加密,MC逐步降低;在1989—2007年,辽宁地区一直处于MC1.5的较低的时段;2008年的台网改造对MC产生了一定的影响达到了ML2.0,但在2012年已恢复。表明1989年之后,辽宁地区的测震资料较为完善。     

山西地区不同时段地震目录最小完整性震级研究

对地震目录的最小完整性震级M_C的科学评估, 是进行地震活动性和地震危险性分析的重要基础, 而最小完整性震级M_C又是表征台网监测能力的关键参数。 本文据山西地震观测台网建设时间的阶段性差异, 将其分为4个时段, 以1970—2012年山西地区地震目录为基础资料, 利用震级-序号法、 最大曲率法(MAXC)、 90%和95%的拟合度GFT法, 研究了不同时段山西地区地震目录最小完整性震级M_C的时序变化特征。 1970年以来随着山西测震台网的改造, M_C逐步降低, 尤其是“十五”数字化台网改造后, 山西M_L≥0.9地震基本完整, 表明山西地震监测能力逐步提升。     

中亚地震目录震级转换及其完整性分析

为编制能够应用于地震危险性分析的中亚地区统一震级标度为矩震级的地震目录,从国际地震中心（ISC）下载得到该地区1907-2012年的地震数据,该数据包含众多机构不同震级标度的地震记录.以MW,GCMT为参考机构震级标度,并用最小二乘法拟合了其他机构震级标度与MW,GCMT之间的转换关系.在挑选某次地震事件的唯一震级记录时,以对应转换关系的相关系数大且剩余标准差小为准则进行筛选.对于少量没有震级转换关系或者拟合优度过差的地震记录,使用间接转换关系或者全球转换关系予以补充转换.震级转换后,用时空窗法删除前余震,并考虑构造环境和地震活动水平的空间差异性将研究区划分成5个子区域.采用地震记录时间累积曲线法、最大曲率法（MAXC）和拟合优度检验法（GFT）综合分析各个分区的最小完整震级（MC）,并在此基础上用极大似然法拟合相应的地震活动性参数.结果表明,每种完整性分析方法各具一定的优缺点,但采用综合分析的方法能够得出最佳的MC.地震记录时间累积曲线法能分析出高质量地震目录的起始时间,以作为后两种方法的基础,但容易受到地震活动水平随时间波动的影响.由于研究区目录质量较差,最大曲率法误差过大以至于只能作为其他方法的补充,拟合优度检验法的GFT参数也普遍只能达到80％左右.GFT最大值点可能并不对应MC,但是MC通常都在GFT极大值点取得.5个分区1964-2012年的MC普遍在Mw4.8左右,b值在1.136-1.514之间波动.     

汾渭地震带区域地震目录最小完整震级分析.

利用基于G-R关系基础之上的MBS法和GFT法,对比分析了1970年以来汾渭地震带台站建设各阶段ML≥1.0的地震目录的完整性.结果表明:在基础地震台站建设阶段(1970-1977年),ML2.4-ML2.5级以上地震基本完整;在地震台站调整以及遥测台站建设阶段(1978-1997年),最小完整震级为ML2.2;在地震台站数字化阶段(1998年—至今),ML2.0-ML2.1级以上地震目录基本完整.从时间尺度上看,随着时间的推移,汾渭地震带相同起始震级所对应的拟合优度值基本呈稳定增加趋势,表明汾渭地震带的地震监测能力在逐步提高.文中采用改进的b值标准差法对b值基本稳定时所对应的震级进行了识别和评价,提高了最小完整震级识别的准确性,同时还分析了汾渭地震带最小完整震级的空间分布情况.结果表明,汾渭地震带北部Mc较中南部偏低.研究结果为汾渭地震带地震活动性研究、地震台网优化布置提供了基本依据.     

甘肃测震台网监测能力及地震目录完整性分析

区域地震台网监测能力的科学评估,是进行区域地震活动性和地震危险性分析的重要基础,最小完整性震级Mc是表征台网监测能力的关键．本文以甘肃测震台网的地震观测报告和区域地震目录为基础资料,分析了甘肃及邻区地震监测能力在时、空上的分布特征,利用ldquo;震级 序号rdquo;法、ldquo;最大曲率rdquo;法(MAXC)、拟合度分别为90%和95%的拟合优度检验法(GFT)及ldquo;完整性震级范围rdquo;法（EMR）等,研究了甘肃区域地震目录最小完整性震级Mc的时、空分布特征．结果表明,1980年以来甘肃测震台网的地震监测能力得到了逐步提高,模拟记录时期和ldquo;九五rdquo;期间甘东南地区的地震监测能力明显高于祁连山地震带中西段,ldquo;十五rdquo;测震台网运行后,甘肃及邻区的地震监测能力的空间差异明显缩小．最小完整性震级Mc和监测能力的时空分布特征具有较好的一致性．随着台网的改造,Mc逐步降低,ldquo;十五rdquo;台网运行后,甘肃及邻区的ML1.8以上地震基本完整．此外,还讨论了相关技术规范对区域台网地震目录的影响,并且提出了消除该影响的科学途径和有效方法．该研究结果可为甘肃及邻区地震活动性分析和地震危险性评价等相关研究提供参考．      

山东地区最小完整性震级的确定——R-S检验

介绍了估计最小完整性震级MC的Rydelek-Sacks检验法,选取山东各个震情追踪区作为研究区域,使用1970年以来山东地区的地震目录,采用该方法以及与其他方法的综合分析,确定了其最小完整性震级:沂沭地区2.4级,鲁西地区2.0级,鲁东地区2.8级,最后对该方法的优点以及在应用中存在的问题进行了总结和讨论.     

山西断陷盆地地震目录最小完整性震级分析

地震目录的最小完整性震级肼。是地震学中最基础、最重要的研究内容之一,也是表征台网监测能力的关键。以1970年至2012年山西断陷盆地地震目录为基础资料,利用“震级一序号”法、“最大曲率”法（MAXC）、90％和95％的拟合度GFT法,研究了山西断陷盆地地震目录最小完整性震级肘。的时间演化特征。分析结果表明,1970年以来,随着山西测震台网的改造,MC逐步降低,尤其是“十五”数字化台网改造后,山西ML≥0．9地震基本完整,表明对地震的监测能力在逐步提升。     

基于地震目录估计完备震级方法的数值实验

本文将5种估计完备震级(magnitude of completeness,简记为Mc)的方法运用在三个不同模型产生的理论地震目录上,进而对比它们的优缺点.我们发现分段斜率中值分析法MBASS(The Median-based analysis of the segment slope)适用于不完备部分台网探测地震能力随震级变化快及监测能力在时间上存在不均匀性(heterogeneity)的目录中,但是要求目录包含大量的地震事件,而b值稳定法MBS(The Mc by b-value stability approach)则适合用于台网探测地震能力随震级减小衰减慢地震目录,但是比较费时.最大曲率法MAXC(The Maximum Curvature technique)和拟合优度测试法GFT(The Goodness-of-Fit Test)在使用时都低估Mc,需要加调整量.完整性震级范围法EMR(Mc from Entire Magnitude Range)则一般给出比较稳定、适中的Mc估计值.这种方法适用在地震数目少,且对地震丢失容忍度比较高的情况.在实践中针对不同性质的地震目录,我们希望这项研究能帮助研究者选择最合适估计完备震级Mc的方法,并指出了一些估计完备震级中应当避免的问题.