加卸载响应比(Load/Unload ResponseRatio)、能量加速释放(AE/MR)的临界区尺度及地震预测

加卸载响应比理论的主要思路是：系统在稳定状态时加载响应与卸载响应的比值与非稳定状态时加载响应与卸载响应的比值是完全不同的。大震前加卸载响应比升高和能量加速释放这两种现象可以用来对地震进行中期预报。同时，加卸载响应比理论和能量加速释放可能有相同的物理机制。为了验证这种地震预报方法的可行性，我们研究了几例发生在澳大利亚与中国，M5．0～7．9之间的地震，其中包括破坏严重的澳大利亚纽卡斯尔地震和中国的唐山地震。我们利用以震源中心一定范围内的数据计算了震前的加卸载响应比和能量加速释放的幂律拟合。能量幂律加速释放存在一组最佳的拟合，一定范围内加卸载响应比达最大值表明加卸载响应比也有一个临界区尺度。进一步讲，加卸载响应比与能量加速释放的临界区尺度是相似的。这些结果表明加卸载响应比与能量加速释放有相同的物理机制。进一步的研究可能会对这种物理机制提供更好的解释，同时也能对地震的中期预报提供理论基础。     

少震区前兆异常的特征分析

以陕西前兆台网24年的资料为基础，分析了少震区前兆异常的一些特性。在这个建网以来未发生过5级以上地震，每年平均发生2～3次3级多地震，年最大震级的平均值仅3.6级的陕西前兆台网中，每年年度会商所提出的各类测项异常比在11%～20%之间，综合异常比为15%。这些异常比的变化曲线与陕西省内地震频次的强度变化曲线不同步，它们是与地震无关的测值变化，可能是未被人们认识的外界干扰，也可能是地壳内部应力积聚又释放但又无地震发生的一种地壳蠕动结果。     

2003年青海德令哈6.7级地震序列的震源机制解及其构造含义

利用8个流动数字地震台和国家数字地震台站的地震波形记录,测量了2003年4月17日青海德令哈6.7级地震及其主要余震的直达P波、SV波、SH波的初动方向和振幅比,应用Snoke(2003)的测定震源机制解的格点尝试法,测定出德令哈地震序列的48个2.4级以上地震的震源机制解.搜集分析了美国哈佛大学测定的德令哈6.7级主震和2004年二期地震活动中的7个地震的震源机制解.基于余震空间分布特征和对震源机制解特征的分析,讨论了德令哈地震序列的可能断层活动方式和地震的构造含义.结果表明,主震和大部分余震都是沿NWW-SEE走向的逆断层错动,北边的上盘可能沿低角度向北倾的断层面向南仰冲;个别正断层余震可能是震源区挤压变形弧顶区附近发生的局部张性破裂;在二期地震活动中,逆断层和走滑断层都有,走滑断层地震主要发生在震源区东侧.德令哈地震活动是青藏高原东北缘NWW-SEE向延伸的挤压带继续处于隆升活动中的表现,这一继承性新构造运动是德令哈地震序列的可能发震原因.     

2014年云南景谷6.6级地震前后活动能量场分析

本文将地震释放能量作为地震活动场的基本要素, 采用自然正交函数展开方法, 系统研究2014年景谷6.6级地震震中区域地震活动能量场的时空特征。 结果表明, 景谷6.6级地震前能量场的前4个主要特征值对应的典型能量场时间因子都出现明显上升变或下降异常, 空间等值线形成局部能量高值异常危险区, 可能是景谷 6.6级地震空间异常的中短期特征。 我们还进一步研究了景谷6.6级地震前后空间异常随时间的演变, 给出了异常发展变化模式, 最后应用研究地震资料的累积次数从物理角度解释异常形成的机制。     

2008年青海大柴旦6.3级地震及发震背景研究

2008年11月10日青海省大柴旦地区发生6.3级地震,打破了青海省境内55个月的6级地震平静,该次地震可能是对2008年5月12 日汶川8.0级地震在青藏块体内部应力调整的响应.通过该次地震及其发震断裂周缘地震震源机制解的分析认为,本次地震发震断裂活动性主要以逆冲为主并兼有走滑特性.对本次地震的发震断裂大柴旦-宗务隆山断裂带开挖探槽,探槽剖面揭露该断裂带在晚更新世-全新世早期有过明显活动;断裂带周缘历史地震的分布特征表明断裂带新的活动明显向南迁移;这与野外调查结果断层活动不断向山前迁移相一致.根据对青藏块体内部地震活动性分析认为,青藏高原内部中强震活动有顺时针螺旋迁移的特征,这一活动特征与GPS观测的青藏块体内部应力顺时针调整相一致,这一特征可能代表了青藏块体内部地震活动的一种新规律.基于对这种规律的认识和祁连地震带的大震构造孕育条件,祁连地震带东南部地区应倍受关注.     

四川盆地地震活动与川西、川滇交界区强震关系初探

本文根据对四川省地震资料的分析,认为盆地内4级以上地震的活动与川西、川滇交界区的强震活动有较为密切的关系。当盆地内发生一次或几次4—5级地震后,大约一两年内或稍长一些时间内,在川西或川滇交界区将可能发生一次或几次6—7级乃至7级以上地震。若大震发生在松潘、龙门山地震带,震前盆地内发生4—5级地震的次数较少;若大震发生在鲜水河、安宁河地震带或川滇交界区,震前盆地内4—5级地震次数多。历史地震也有类似情形。因此盆地内的地震活动性可作为川西、川滇交界区发生强震的一个标志。     

日本列岛板内地震带上地震活动的迁移

笔者研究了日本及其附近地区8次地震后地震活动的迁移,发现,大多数情况下地震活动的迁移速度为几公里/年至100公里/年。可是,有时也会在大震之后立即引起离大震震源区几百公里以外地区的地震活动。在这种情况下,虽然极少发生6级以上大震,但迁移的视速度为每天100公里以上。在所有的情况下,地震活动都是沿包括大震震源区在内的板内地震构造带迁移的。我们注意到与板内大地震预报有关的一种有意义的现象,即在那些带上,大地震迁移开始之前一段比较短暂的时期内,在整个地震带上有时出现4级左右的小震活动。当空区处于地震迁移锋的后面时,随后很可能被地震填满。就板内地震活动而言,“地震空区”的概念对这些空区似乎是最合适的。虽然目前尚未发现地震迁移的物理机制,但这种现象有时对预报未来大地震很有帮助,并有助于我们了解板内地震构造的特征。     

从能量及地质条件研究孤立型地震序列活动特征

在地震序列活动类型中,有一种类型的地震序列其最显著的特点就是它的前震和余震都很稀少,而且余震的震级与主震震级相差也很大,大小地震不成比例。地震能量基本上是通过主震一次释放出来的,前、余震能量的总和常常不到主震的千分之一,这种序列活动较主-余震型、震群型的序列活动为少,地球物理所在研究内陆部分90次6.0级以上地震序列活动特点中,孤立型序列活动占总数的16.6%(表1)。     

中国大陆7级以上地震前地震活动的非线性分析

本文旨在讨论大地震前地震活动频次的非线性增长现象。首先研究了地震活动的累计增长模型,得到在平稳状态下,小地震的发生近似服从泊松分布的规律,大地震前地震累计频次会出现非线性行为;然后使用中国地震台网中心提供的强震和弱震目录,给出了1970年以来中国大陆15次7级以上地震前地震累计次数呈现指数增长的震例,得到7级以上地震前小震累计次数存在数年尺度的非线性增长特性,部分7级以上地震前小震累计次数还存在几个月尺度的短期非线性特性,应当能够作为一种地震预测的中短期指标。     

全球9级地震的频度

几十年来,地震学家一直在寻找最大地震尺度与俯冲带其他性质之间的因果关系,而且认为某些俯冲带可能永远不会发生9级或者更大的地震。2004年安达曼MW9.2级地震的发生,使这种观点受到了置疑。假如最大地震的复发时间为数百年,而对这些复发时间却罔然无知且我们的观测时段又非常有限,我认为,我们还不能下此结论。目前的证据不能排除任何俯冲带发生9级或者更大地震的可能。基于理论的地震复发时间,我估计全球每百年应发生1～3次M9级地震,过去半个世纪发生的5次M9级地震,反映了地震在时间上的丛集性,并非长期平均水平。     

新疆于田两次7. 3 级地震之后南北地震带Benioff 应变比分布特征研究

利用中国地震台网的地震目录,分别计算新疆于田2008年3月21日7.3级、2014年2月12日7.3级地震前后30天南北地震带Benioff应变比。结果表明,2008年7.3级地震后1年内,后续5级以上地震均发生在Benioff应变比高值区域附近或者高、低值交界区域,强震活动与Benioff应变比的高值区域存在明显对应关系。这反映了相应区域应力水平可能较高,于田地震的发生导致这些应力高值区容易释放小地震,研究结果对该区域后续强震的发生有一定指示意义。     

昔阳和顺震群后无大震的原因

最近几年,前兆性震群的研究取得了新的进展.美国Omar J.Perez等(1980年)注意到:1976年1至4月间,阿拉斯加州圣·爱利斯地区突然发生M_b>4.2级地震,到1979年2月28日就在当地发生了7(1/4)级地震.由此他们认为,突发性地震活动可能是大地震发生前的一种征兆.许绍燮等(1981年)的论文提出,1975年2月4日海城7.3级地震前的小震群系列具有震源位置集中、频次急速增长、震源机制稳定等特点.朱传镇等(1981年)认为,唐山地震前一年左右,华北地区震群活动的增强与大面积上形变速率增大是符合的.苏联Ю·М·捷依捷里乌巴姆等人得出,主震前一年半或更短时间内出现小震群这种标志是比较稳定的,约占77%.王培德等(1981年)认为,在小震活动频度不高的地区出现的震群可能是强震或中强震的前兆.上述工作使前兆性震群的研究前进了一步.但还需要解决一个重要问     

由静中动判据对1996年2月3日丽江7级大震的中长期预测

历史地震活动有高低潮之分．低潮中6级以上地震活动的地方,暗示当地地下有较多的能量或是积能较快,下次大区域大震高潮来临时,这些６级左右地震发生地区往往会发生7级和7级以上大震．我们把上述预报大震的判据称为静中动判据．这种判据对预报大震发生地方比较有效,一般震中误差不到100km．我们按此判据对1996年云南丽江7级大震作了较成功的中期预报,地点误差约50km．另外,1994年台湾海峡7.3级大震、1995年滇缅接壤地区的7.2级大震,以及1997年北玛尼7.9级大震,也符合静中动判据的回顾性预报．我们在1992年的统计发现静中动窗口是1940～1945年、1958～1961年和1979～1986年．静中动判据在用于中国大陆内部时,静中动地震为6级左右;在喜马拉雅地震带和太平洋地震带以及新疆西北边缘地震带,则静中动地震可达7级,它们对应未来比7级更大的地震．对中国大陆从构造和几千年历史地震活动上看,无7级大震可能的地区则不宜用静中动判据．      

阿拉斯加迪纳利M=7．9级地震瞬时变形引起的地震成核

推断导致地震触发的永久和动态(瞬时)应力变化常比地震本身释放的应力数量级小，这意味着触发发生在应力处于临界状态的断层上(Hill et al，1993；Gomberg et al，2000；Huc and Main，2003；Belardinelli et al，2003)。所以，触发的地震活动速率增加可能出现在加载速率最高以及可能由高温流体引起孔隙压力升高，使孽擦力减小促使断层破裂的区域(Coccoand Rice，2002；Streitand Cox，2001；Sturtevant et，al，1996)。本文说明2002年阿拉斯加州迪纳利M=7．9级地震在整个不列颠哥伦比亚省和美国西部触发了广泛的地震活动速率增加。地震波引起的动态触发应该沿着辐射能集中的破裂方向增加，我们利用迪纳利主震的地震波和新的高精度GPS记录证实了这个结论。这些观测结果和1992年加利福尼亚州兰德斯M=7．4级地震(Hill et al，1993)引起的触发仅在震级上具有可比性，并说明兰德斯地震的触发没有反映该地区的特性和地震活动性。可是，由迪纳利地震触发的地震活动速率增加的地区构造活动并不明显，意味着即使在周围应力加载速率低的地区，断层可能仍然处于应力临界状态，动态的触发很可能是普遍存在和无法预测的。     

大地震前区域地震活动迁移集中图象的研究概况

本文回顾了国内外关于大震前区域地震活动不均匀分布和迁移集中图象及其机制的研究概况。这种图象可能是一种中长期地震前兆。     

华北地区库仑应力演化与强震活动关系

采用更加符合长期变形和震后短期变形的Burgers流变模型,模拟了华北地区1303年以来6.5级以上地震引起的同震和震后库仑应力演化.结合华北地区历史地震期幕活动特征,分析了不同活跃期之间、同一活跃期内不同地震之间的库仑应力加卸载效应.结果表明：华北地区不同活跃期的强震主体活动区受控于历史强震的库仑应力加载作用;每个活跃期内强震活动主体区在空间上的迁移与该活跃期内首个7.5级以上地震的触发作用有关;华北地区每个活跃期内强震活动在时间上表现出的"平静期—活跃警告期—高潮期—剩余释放期"应该是区域动力加载过程的一种表现.岩石圈流变松弛效应引起的库仑应力变化对华北地区强震活动时空演化有显著的促进作用.本研究讨论了库仑应力变化在华北地区历史地震活动时空演化过程中可能扮演的角色,为探索华北地区强震活动空间迁移和韵律特征蕴含的构造动力学过程,以及与之相关的地震危险性判定提供参考依据.     

华北地区库仑应力演化与强震活动关系

采用更加符合长期变形和震后短期变形的Burgers流变模型,模拟了华北地区1303年以来6.5级以上地震引起的同震和震后库仑应力演化.结合华北地区历史地震期幕活动特征,分析了不同活跃期之间、同一活跃期内不同地震之间的库仑应力加卸载效应.结果表明:华北地区不同活跃期的强震主体活动区受控于历史强震的库仑应力加载作用;每个活跃期内强震活动主体区在空间上的迁移与该活跃期内首个7.5级以上地震的触发作用有关;华北地区每个活跃期内强震活动在时间上表现出的"平静期—活跃警告期—高潮期—剩余释放期"应该是区域动力加载过程的一种表现.岩石圈流变松弛效应引起的库仑应力变化对华北地区强震活动时空演化有显著的促进作用.本研究讨论了库仑应力变化在华北地区历史地震活动时空演化过程中可能扮演的角色,为探索华北地区强震活动空间迁移和韵律特征蕴含的构造动力学过程,以及与之相关的地震危险性判定提供参考依据.     

利用台站综合节面解研究华北地区应力场的变化

华北块体的动力边界连续发生2008年汶川8.0和2011年日本宫城近海9.0地震。我们基于全国编目系统提供的华北地区2008—2014年的地震观测报告,读取小震初动符号,利用台站综合机制解,首先讨论了区域构造应力的作用模式,结果显示与区域地质研究结论有较好的一致性;然后基于台站综合解的矛盾比,分析了日本"3·11"地震对华北区域应力场的影响。结果显示,矛盾符号比的区域差异反映了地震活动的某些特征,差异变化则可能与区域应力背景下不同的构造条件有关。日本地震前后3年的结果对比分析发现,华北中东部应力场2011年后更加集中;郯庐断裂带和燕山地震带明显受到日本地震的影响。最后我们发现,不同地区的台站矛盾比的下降转折与周边中强或者显著地震事件有很好的对应,说明类似变化可能反映了区域中强地震活动的孕育过程。     

后续地震发生时间估计及序列性质判定--以海城7.4级、巴楚-伽师6.8级地震序列为例

在前人研究的基础上,给出利用参数k判定序列性质及利用前期地震预测后续地震发生时间的方法.理论分析表明,参数k以0为界,不同的取值表征了不同的地震活动状态,这与地震趋势估计及后续地震预测密切相关.k<0表明地震间时间间隔逐渐增长,呈现一种类似余震序列逐渐衰减的活动特征;k=0意味着地震间时间间隔不变,地震活动表现为以T为周期的准周期性活动;k>0表明地震间时间间隔逐渐缩短,呈现一种类似前震序列或地震累积频次指数增长的异常活动特征.如果k值在正、负区间随机分布,则该组地震之间无相关性可言.利用1975年2月4日海城7.4级地震前、余震序列及2003年2月24日巴楚-伽师6.8级地震序列对上述方法进行了检验并对有关问题进行了初步讨论.     

关于地震预测体制的思考

正地震预测是世界难题,目前还没有哪个科学家能准确的预测未来地震发生的情况,主要原因有3点:(1)目前我们还只能在地球表面开展地震观测(地球的不可入性);(2)破坏性地震的发生相对于天气预测来讲还是极小的概率事件,特别是7级以上的大地震,其孕育周期可能超过人的寿命。因此,一个科学家研究某一地区的地震活动规律时,可能毕生都难以经历一个活动周期。因此实验数据样本极少;(3)各地的地震分别具有不同的活动特点,无法借