统计物理,孕震过程及地震危险性（一）

地震活动的标度性表现出与统计物理中处于临界点及附近的其他复杂系统的显著的相似性。这导致了作为临界现象的孕震过程的各种物理模型的发展,包括由大量离散单元组成的物质中存在的局部非线性动力机制,表现出不稳定性和雪崩式过程的简化的流变性。特别是有人认为,地震可作为“自组织临界现象”的一个例子,类似于沙堆在持续地从顶部供应砂粒的情况下自然形成临界角的情况。在这个处于稳定边缘的状态下,雪崩能量的分布满足幂律,等价于古登堡-里克特频度-震级定律,并且其动力学行为对于动力学细节相对不敏感。在此我们回顾了以下几种不同尺度的模拟孕震过程的复杂物理模型的结果:(1)断层上的动态滑动;(2)断层扩展;(3)断层形成。每个物理模型都具有一些共同的特性,比如在常应变率构造加载作用下的动态能量流、强烈的局部相互作用和由动态的或固定的物体不均匀性产生的涨落。但是它们在假定的动力机制细节上和数值方法上差异显著。然而,所有这些模型都存在临界或近临界特性,定量上具有与所观测的脆性断层及地震的分维或多分维标度律相吻合的性质,包括古登堡-里克特频度-震级定律。有些结果对于动力机制细节很敏感,因此不是自组织临界性的严格例子。不过,这些不同的物理模型的结果具有一些普遍的统计特性,类似于在许多临界现象中所见的普适性。这些普适性在地震危险性概率评估的实际问题中具有重要意义。尤其是,各种自组织临界性(或近临界性)概念为在地震危险性评估中作为第一步的“稳态”的假定提供了一个科学基础。无论是在观测中还是在模型中,古登堡-里克特定律(能量或地震矩的幂律)只适用于有限尺度范围。相应地,频度-震级分布可以用能量或地震矩分布的伽玛函数来表示(其中包括了一个幂律和一个指数衰减的尾)。这允许频度-震级分布的外推和由所测地震矩或构造矩释放率来估计最大可信震级。对提出的其他问题的回答不太清晰,例如在有强烈局域相互作用的系统中预先作泊松过程假定有何影响,以及用光滑的多边形对多分维的震中分布进行分区的影响。有些模型的结果给出了可以作为主震前兆的地震活动性的预警图象。然而,无论在理论上还是在实践上,对于可靠的中期预测的可能性及有关问题,仍没有达到共识。     

中国大陆板内地震活动自组织孕震模式的初步探讨

本文在前人工作的基础上,分析了中国大陆板内地震活动的总体特征和地质构造背景及其动力学条件,把中国大陆看成一个整体系统,研究整体系统中地震事件的多层次结构及不同层次地震事件的相互联系,提出了中国大陆板内地震活动的自组织孕震模式,并进行了初步讨论。     

壳内多震层孕震环境研究进展

壳内多震层的介质结构及其内、外环境是制约地震（尤其强震）在该层内孕育、发生的重要因素。现今多震层孕震环境研究所取得的主要进展如下：多震层位于上地壳下部至中地壳,岩石组合为角闪岩相（上部为绿片岩相）变质岩和花岗质岩石;多震层具有相对高速、高密度、高阻的介质结构,其下部对应脆 韧变形转换带和最大剪切应力带;多震层（或强震震源）之下存在壳内低速 高导体;多震层应力场具有区域性分区特点,壳内地震活动截止温度约３００～４００℃;多震层内震源断层具有区域性特点,不同地区震源断层可能具有不同的孕震机制;“坚固体孕震模式”对地震预报具有一定的指导作用     

江苏及邻区孕震过程中地震活动图象演化特征研究

系统研究了江苏及邻区１９７０年以来较有影响的９次中强震前地震空区、中小地震条带分布等地震活动图象异常变化特征,认为江苏及邻区地震前出现地震条带、地震空区等异常现象较普遍。在本地区研究条带异常所选取的震级下限为ＭＬ３．０为宜,在黄海地区研究地震空区震级下限取为ＭＬ３．０,而陆地地震空区可取ＭＬ２．０为震级下限。     

孕震过程中地震活动时空不均匀性的研究

在大地震的长期孕育过程中,孕震区的地震活动一般都要经历一个加速增强过程和一个异常平静过程,显示出地震活动时空不均匀性的加剧。基于这一事实,本文定量地定义了描述确定区域地震活动空间不均匀性的两项指标,即地震频次不均匀度F_d和地震能量不均匀度E_d。在阐明其理论依据的基础上,以我国近十几年内发生的8个6—7级地震为例,总结了F_d的异常时间T_f和E_d的异常时间T_e与未来地震强度的相关性。由其相关性出发,对1987年1月8日甘肃迭部发生的5.9级地震作了检验,检验效果尚好。一系列震例的总结和检验说明:运用指标E_d、F_d定量地探讨和预报某一确定区域地震发生的可能性是可行的。     

孕震过程中地震活动时空演化的非均匀特征

运用刻画强震前中,小地震在时空分布上不均匀性的参量ＧＬ值的方法,系统研究了华北地区２８次Ｍｓ≥５．０中强震前ＧＬ≥１．０的高值异常在空间上的分布特征和时间上的变化特征,系统开展了该地区不同地震活动水平的计算震级下限,时间窗,空间窗的合理性研究。对计算中所选取的参数进行优化和修改;采用全时空扫描的方法研究,追踪华北地区历次中强震前ＧＬ值的异常变化。结果表明：华北地区８２％的中强震前约１～３．５年内,在未来震中的附近出现明显的高值异常区,地震多发生在异常区的边缘或附近。ＧＬ值异常区的时间曲线表明,异常持续时间为３～２５个月不等,异常持续时间优势分布为３～１４个月,约占总异常的７８％;异常结束后,地震发生的优势分布为０～１４个月,约占总异常数的８３％,由此认为,ＧＬ值方法可能成为华北地区中强震预测的一个较为有效的方法     

中国大陆地震活动分期及其与构造运动的关系

利用应变积累释放曲线的方法，讨论中国各主要地震区带的平静－活跃期现象及其与构造运动之间的联系。中国西南地区的地震活动反映了由印度－欧亚板块碰撞引起的动力作用由西向东，由南向北的推过程。     

统计物理,孕震过程及地震危险性（三）

2 在地震危险性估计中的应用至今我们已经集中讨论了如何解释地球上大范围的地震现象和孕震断层现象这一基本问题。在这一部分中,我们将考虑     

统计物理,孕震过程及地震危险性（二）

1 统计物理和孕震过程在这部分,我们将评析作为临界现象或自组织临界现象的孕震过程的许多物理模型的一些结果。在此之前,很值得讨论一下“模型”的含义。将自然物质中发生的     

1989年大同地震的前兆特征及孕震过程

自1976年和林格尔6.3级地震之后,晋冀蒙交界地区M_L≥4地震有一个由西向东总体迁移的过程,小震活动自1985年以后形成空区,1987年以后形成条带。最早的前兆异常开始于1985年前后,并分布在空区内。以一批断层位移异常为标志的中期异常开始于1987年5、6月份,还有少数地下水位及地电阻率异常,全部分布在空区外围。短期异常开始于1989年3月,以地下水动态、水化、地磁异常为最多,兼有测震、地形变异常,其中地磁异常主要分布在空区的内部及其边缘地区,其它异常沿山西构造带和燕山构造带延伸较远。本文根据地震活动及前兆异带演化的阶段性推测了大同地震的孕育过程。     

唐山地震孕震过程的数值模拟

本文用二维马克斯威尔粘弹性模型,模拟了唐山地震的孕震过程,探讨了唐山地震的力学背景与某些前兆异常的机理。研究结果表明:唐山地震震源体的形成可能是在定常边界力作用下,由于地壳介质的非均匀性,使弹性应变能在局部地区长期积累的结果。唐山断块区内可能存在坚固体所具有的高强度是造成应力差与应变梯度增大的决定因素,唐山地震前的许多异常现象与应变能积累到后期、地壳内发生岩石膨胀与断层蠕滑(相当于坚固体的软化)密切有关。     

中国大陆地壳形变及孕震机制研究

以GPS、大面积水准、流动重力测量、跨断层流动形变测量等方面的监测和研究成果为主,围绕青藏块体和中国大陆地壳的运动学特征、动力学特征、震源机制以及孕震机制进行了探讨和研究。多方面的研究结果显示,印度板块对中国大陆的碰撞和挤压,是青藏块体隆升及其周边地区地震孕育和发生的主要动力来源,并通过多方面研究结果的综合分析,提出了“坝体决口孕震模式”的假说。     

天山地震带多震层分布及大震前地震活动特征

天山地震集中发生于多震层(Seismogenic Layer)中,中强震及巨大地震则均发生在地壳上部的多震层中。多震层的分布与地壳厚度、低速层、地质构造及其它地球物理因素有关,且天山东、中、西各段多震层的分布特征各异。通过对研究区中强地震主体活动分区、划分地震幕及分析其它地震活动性参数认为:近百年来中亚地区地震活动的演化经历了几次起伏式的大衰减。目前天山地震带东段为地震活跃带。本文用勃朗(Brown)线性指数平滑预测方法预测该段未来7.0级大震可能发生的时间为1994年左右。     

蒙古发震块体的地震活动与我国大陆地震形势分析

研究了蒙古发震块体地震活动特征。综合有关资料从全球地震活动特征、喜马拉雅山地区地震活动以及地震活动是大尺度、大面积、甚至全球性相关的观点，论述了我国大陆的地震形势。初步认为中国大陆目前处于地震能量积累阶段，估计正在孕育着较大地震。这与全球性地震活动增强，蒙古发震块体，特别是蒙古西部、喜马拉雅山地区可能存在着８级地震危险相呼应。指出了应当引起注意的地区。     

武定6.5级地震孕震过程测震学特征

研究了1995年10月24日云南省武定6．5级强震前的地震活动性参数、空间分布图象、距震中135km的巧家台振幅比、波速比演化特征，结果表明武定6．5级地震孕育发生有明显的阶段性变化，经历了早期（1988年4月－1992年7月），中期（1992年8月－1995年3月），晚期（1995年4月－1995年10月）阶段的发展，最终发生了强震。最后应用岩石破裂实验结果，分析了武定6．5级地震孕震过程。     

1990年共和7.0级地震孕震过程讨论

共和７．０级地震的发生及共和盆地内古地震遗迹的发现,说明共和盆地不属于低烈度区,其地震危险性是不容忽视的,在诸多学研究的基础上,分析了共和地震的构造背景,讨论了共和地震的孕震过程,发现该次地震的孕育经历了近２０年,并且可以分为长、中、短、临４个阶段,反映了地壳介质由弹性形变、朔性形变、硬化直至破裂的过程。     

现有孕震模式的研究及其修正

在国内外现行的主要孕震模式的基础上，得出了一个较为合理的说细阐述了孕震过程的模式。该模式由（Ⅰ）弹性变形、（Ⅱ）扩容、（Ⅲ）前兆蠕动、（Ⅳ）地震、（Ⅴ）震后调整等阶段组成，主要强调液体存在；发生大小地震的断层均由积累单元和调整单元组成，余震是大震后构造剪切应力重新调整以及主断层未破裂区和位于它两侧尺度小、长度短的断层未破裂区共同破裂的结果。最后，运用断裂力学理论对该模式的孕震过程进行了比较圆满的解