自组织临界性与地震预测：对目前地震预测问题争论的评述（之一）

目前国际上围绕地震预测问题的争论,很大程度上与地震的自组织临界性模型有关。根据地震ＳＯＣ模型,地震预测被认为是不可能的。事实上,这是一个误解这个误解又是关于地震的ＳＯＣ模型的诸多误解中的一个。在地震的ＳＯＣ模型中,地震的能量－频度关系具有重要的地位。     

海原断层系的分形研究

本文根据Okubo等人测量圣安德烈斯断层系所用的复盖维数法,对海原断层系进行了分形测量,求出海原断层系的整体维数D_0=1.137,其景泰段D_0=1.109,海原段D_0=1.182。计算中未得到邵家水段和李使堡段的分维数。此外,文中还着重探讨了断层几何与地震活动性及其力学环境的关系,进一步证明了自相似断层的几何复杂性与地震活动密切相关,剪切断裂带具较低分维数(1.1—1.3),而在张性环境中形成的断裂体系具较高的分维数(1.5—1.6)。最后本文讨论了断层迹线图等因素对分形测量精度的影响。     

地震活动的简化模型研究

大陆地震活动带的地震活动表现为平静和活跃相交替的轮回活动特征,各轮回中强震活动呈现出时间和空间上的迁移特征。为了探索这种活动特征的机制,本文试图用数值模型来探讨在统一构造应力场作用下的地震活动带的地震活动特征。模拟中的事件表现出类似于实际地震活动的一些特征,例如震级—频度关系和地震平静—活跃的交替特征等。如果把模型中元件上接近破裂强度的高应力值与前兆加以联系的话,我们发现模型中的前兆变化具有复杂性。模型中大事件的前兆并不是集中在未来大震的周围,而是在整个系统中大范围内出现。系统中前兆出现的程度与地震大小之间没有确定的对应关系。统计表明从前兆出现的范围只能估计出未来发生地震的上限值。     

板内地震活动自组织、自相似特征

本文提出了两个比较重要的关系式,用来描述地震活动在时间域的自组织、自相似特征。即N(τ)～τ~(-D)和 N(≤t)～t~d,前一个关系式说明地震时间序列符合 D 维的分维分布,而不是泊松分布,后一个非线性关系式可以作为一种递推关系和预报方法用于强震的中期预报。     

地震活动的分形特征及其对地震预测的意义

岩石破裂是一个自相似过程,地震作为地壳岩石破裂的结果,它在时间和空间上的分布具有分形结构。基于系统科学和分形几何学的观点,本文采用标度变换法和嵌入空间法,分别研究了唐山7.8级、海城7.3级和松潘7.2级地震前后地震活动时、空分布的分维数,同时分析了宁夏灵武5.5级震群和澜沧5.0级前震序列的时间分维随时间的变化特征。初步结果表明:大震后余震的分维数明显增大,无标度区范围减小,展示了震后地震活动随机干扰背景增强！前兆性地震序列的时间分维数相对偏低,有序性增加。此外,文中还研究了单轴压缩下岩石破裂声发射序列的分形特征,结果表明,声发射序列亦具有自相似性,在岩石破坏过程中,声发射序列的分线数随时间的变化不是单调的。最后,籍助于“耗散结构理论”的基本概念,简要地探讨了地震时间、空间分维与地震活动熵的关系。提出了地震时、空分维作为表征地震孕育系统演化过程的序参量之一,应用于地震预测的可能途径及需要进一步研究的若干问题。     

日本地震震中,活断层和水系分布的分形结构和特征尺度

利用箱形计算方法，我们分析了日本地震震中、活断层和水系３个地质系空间分布的分形结构。结果表明，在１～１００Ｋｍ尺度范围中，全部的地质系有一个共同的特征尺度约１３Ｋｍ，空间分布由此分成两段，一段是ｒ〈１３Ｋｍ的小尺度和另一段ｒ〉１３Ｋｍ的大尺度（ｒ是箱子尺寸）。在这两段中，３个地质系都系都遵循幂函数规律分布，因此人武部的地质系具有有限长度的分形结构。因为特征尺度约１３Ｋｍ对应于地壳脆塑性转换带的深度     

地震活动的空间层次性特征

分析了中美洲及北京地区不同时段、不同尺度区域的地震活动特征，试图揭示地震空间活动的层次特征。结果表明，不管所研究区域的范围和总体地震活动水平如何，总可以把它分为几个地震活动水平分别为高、中、低的小区域；在把一个区域粗略划分成4个区域的情况下，地震活动性最高与最低小区域的地震数目比值约为4－5；对于更小的区域，地震活动也都具有这种规律，表现出很好的层次性，并且这种层次性不依赖于时间和震级，地质构造的空间层次性是产生地震空间分布层次性的可能原因。     

用分形理论研究海南岛的活动断裂

在编制海南岛及其邻近地区地震构造图的基础上，利用数盒子法计算了海南岛的活动断裂的分形维数，并从分形理论的角度讨论了活动断裂和地震活动性之间的关系，认为活动断裂的分形维数和地震活动性的分形维数是相等的。从活动断裂的分形维数和地震活动性的分形维数的一致性来看，区域性的地震活动可能受到该地区活动断裂空间分布的制约和作用。     

GIS支持下银川盆地地震与活动断裂关系研究

在建立了银川盆地活动断裂和地震资料数据库的基础上,利用缓冲区分析、叠加分析和统计分析等方法,进行GIS支持下的地震与活动断裂关系的研究,探明了以20 km为半径的缓冲区内包含了约95%的地震,区内的近代地震主要沿全新世活动断裂分布,正断裂的单位地震数较高,在断裂交汇区地震分布较集中。研究结果表明,GIS技术是地震与活动断裂关系研究的有效手段。     

河北张北地震区活动断裂的探测与研究

1998年1月10日河北张北6．2级地震是河北省张家口坝上稳定地区的一次罕见的破坏性地震。震区被晚第三纪玄武岩覆盖，地面未发现第四纪活动断裂。为了研究震区地表活动断层，利用电磁波探测技术，以玄武岩底界面深度的变化来分析张北震区活动断裂，为此，在河北张北6．2级地震Ⅷ度区范围进行了3条剖面探测，解释结果表明，震区存在北西向、北东向、北北东向3组第四纪活动断裂，张北6．2级地震发生在3组断裂的交汇区附近。     

从胶南地区断裂与地震活动关系研究胶南块体稳定性

通过搜集资料和野外地质调查,对胶南块体周边及内部主要断裂的最新活动进行了判定,结合研究区的地震活动情况进行分析,得出了该区构造活动较弱、与地震活动情况较为一致的结论,据前人研究,胶南块体隶属于苏鲁造山带,其周边断裂都具有一定的新活动迹象,而内部断裂活动性弱,证明胶南块体内部相对稳定。     

兰州邻区活断层潜在地震最大震级及其危险性评估

兰州附近的庄浪河断裂和白银白杨树沟断裂是对兰州市地震安全有一定影响的晚第四纪活动断裂,但沿断裂发生的中强破坏性地震较为复杂甚至不明确。如何评价西部地区此类断裂的最大潜在地震震级及其危险性是地震中长期预测和地震区划研究中较为重要的问题之一。本文借鉴闻学泽等(2007)对中国大陆东部中-弱活断层潜在地震最大震级评估的思路,建立了兰州地区最大地震震级Mmax与断层小区震级-频度关系参数at/b值之间的经验公式;并采用经验公式外推得到庄浪河断裂和白杨树沟断裂的震级上限Mu分别为MS6.9、6.3,进而评估了这两条断裂的地震平均复发间隔和发震概率。     

Seismic Risk Assessment and Maximum Magnitudes of Potential Earthquakes on Active Faults near Lanzhou City

The Zhuanglang river and Baiyin Baiyangshu river faults are late Quaternary faults near Lanzhou city,which pose a threat to the safety of the city. However,the cause of medium-strong earthquakes along the fault is rather complicated and even uncertain. It is important for us how to assess the magnitudes of maximum potential earthquakes and the seismic risk of the faults. The authors make reference to the method that Wen Xueze,et al.(2007) developed to assess the magnitudes of maximum potential earthquakes in sub-areas of moderately and weakly active faults in the eastern Chinese Mainland,and brought forward an empirical relationship between the maximum magnitudes M_max and the a_t/b values of the sub-areas' frequency-magnitude relationships in the Lanzhou area. By using this empirical relationship,the authors have estimated the upper-limits M_u of the Zhuanglang river and Baiyin Baiyangshu river active faults near Lanzhou city as M_S6.9 and 6.3,respectively. In addition,they have assessed the average interval recurrence time and the probabilities of destructive earthquakes on the faults.     

Study on Active Faults in Quaternary Unconsolidated Sediments by Microstructural Method

Active faults in Quaternary unconsolidated sediments are important indicators to determine paleoearthquake events,They can be studied by macroscopic geological survey,but some problems have been encountered,such as invisible active faults.The authors found an approach to solve these problems by microstructural observation.Firstly,oriented original-state samples of Quaternary Unconsolidated sediments in active fault zones are collected.Secondly,the samples are consolidated in laboratory.Thirdly,microstructureal slides are gound in three-dimension coordinate system.Lastly,microstructures are observed in the microscopic field.By this method,the movement properties of active faults can be determined in lack of the support of macroscopic data.The invisible faults in Quaternary unconsolidated sediments can be found and described.The mechanisms of die-out faults can be also studied.oreover,the boundaries between different unconsolidated sediments in engineering sites can be studied to judge whether they are active faults or not.     

活动断裂地震危险性的研究现状和展望

本文综述了活动断裂地震危险性研究的历史、发展现状、存在的问题及发展方向。在活动断裂地震危险性研究中,重点论述了在概率分析研究阶段地震复发模式、概率模型、断裂间相互作用以及最大震级的评估等问题,指出未来活动断裂地震危险性分析研究的主要发展方向是多学科资料和研究手段、动力环境分析和力学模型的引入。     

西南部分活动断裂面上现今应力状态与断裂失稳变形的关系

本文利用西南地区原地应力测量数据结合测点附近主要活动断裂几何要素、断裂微量位移及其附近M_S≥5.0级地震能量释放等资料进行了综合分析,表明地震能量释放相对偏低、断裂微量位移也相应较小的测区,断裂面τ/σ_n值较高;反之则出现相反的情形。     

泰安地区历史及现代地震与断裂活动性关系研究

根据泰安地区主要断层进行系统研究,并分析历史地震、1970年后有仪器记载以来地震与断裂活动的相关性。结果表明,该区域所处地块在地质结构改变,岩石破裂方面,存在一个固定趋势的影响,而这种影响也作用到了地震事件的分布。在今后相当长的一段时间内,泰安地区地震趋势没有明显转折,依旧维持目前的趋势。持续的小震活动,是本地区4级左右中强震延迟孕育的有力证明依据。