自然类比法对张北──尚义6.2级地震序列类型和震后趋势早期判断实例

用自然类比法对1998年1月10日张北─尚义6．2级地震序列类型和震后趋势进行了早期判断,找出了与之最相似的四个序列是1976年9月23日巴音木仁6．2级地震（S17）、1996年5月3日包头6．4级地震（558）、1985年4月18日禄劝6．3级地震（S34）和1984年5月21日南黄海6．0级地震（S33）。由此判断张北地震序列为主震余震型,推算最大余震震级应在4．3～4．7之间,一个月内4级以上余震数可能在11～22次之间。实测结果张北地震最大余震震级4．6,一个月内4级以上余震数18次,均在预测范围内。     

信息量与分维在地震预报中的应用

本文从C.E.Shannon的信息量公式出发,定义了地震序列信息量公式,推导了关于b值的地震序列信息量公式,並以门源地震的余震序列为例,计算了余震的实际信息量和理论信息量,同时将二者进行了对比,得到了H(ΔM)=α-β1nΔM的结果,由此得出了地震序列的信息维数值。本文还计算了海城地震前震和余震序列、参窝水库和隆尧震群序列、唐山和门源余震序列的信息量和信息维的时间扫描值,得到以下主要结果:(1) 余震的信息维是随时间波动、衰减的;(2) 强震前信息维降低。     

河西地区几次强震前的垂直地形变分维特征研究

采用关联维的计算方法,对河西地区门源6.4级和天祝一景泰6.2级地震过程中的垂直地形变序列的时、空分维数分别进行了计算,得到:本文研究区内远场(远离震中区)的地形变序列分维数在0.63～0.80之间,而近场(震中地区)的序列分维数在0.17～0.44之间,近场出现明显的降维现象;地震的孕、发过程中地形变观测序列分维数在0.22～0.37之间,而无震期间则在0.57～0.77之间,地震孕、发过程中地形变观测时间序列亦存在明显的降维现象。     

分形方法在地震序列类型早期判别中的应用

着重讨论了地震序列的空间分布随时间变化的特性，利用分形方法提取大震后余震的空间分维信息，从而达到早期判别地震序列类型的目的。以１９６６年以来定位精度较好、余震记录较全的１２个７级以上大震和大同６级强震序列为资料，计算了震后１个月内余震随时间变化的空间分维数。结果发现，不同类型的地震序列分维数不同。一般震后５－６天，主震型序列的分维数在１．１－１．２之间，多震型序列的分维数在１．３以上。利用前７天的     

地震分形与地震预报

本文认为,分维及无标度区是地震分形自组织两个重要特征参数。讨论了两个层次关联维特征及关联维 D_2计算的基本限制。初步探索了强震序列生长结构与分形原理间关系。提出地震分维函数与地震时序分布律新的研究方法及课题。分析了分维随时间变化特征及其在地震预报上的应用。     

新疆几次6级地震序列视应力特征研究

利用新疆区域数字化观测资料,计算了2011—2015年新疆3次6级地震序列的视应力值,并对视应力和震级的关系进行了讨论。结果表明:(1)主震视应力值高于余震视应力值,余震视应力和震级有一定的正相关关系;(2)主震后稍短时间内,视应力均处于整个序列的高值阶段,且在高值阶段会有较强余震发生,这可能是受到震后应力调整的影响;(3)强余震前,会出现视应力高值现象,强余震发生后,后续视应力值恢复到低值水平。计算了2016年底阿克陶6.7级和呼图壁6.2级地震余震视应力,目前阿克陶6.7级地震余震视应力处于高值状态,呼图壁6.2级地震余震视应力处于低值状态,对比研究5次余震视应力的值,对阿克陶6.7级和呼图壁6.2级地震序列类型进行了判定并对后续余震做了预测。     

全球浅源巨大地震序列统计特征

系统研究了1976年以来全球58次M_W≥7.8浅源地震序列的统计特征。结果显示:(1)在58次巨大地震中,板间地震45次,板内地震13次,板内地震强度低于板间地震。(2)74.1%的板间地震为逆断层错动,61.5%的板内地震为走滑型错动。(3)58次地震序列中,82.8%为主-余型,17.2%为多震型;与5级以上地震序列不同,巨大地震没有孤立型,其余震比较活跃;板内地震中,多震型占7.7%,而板间地震中多震型占20%。(4)对于主-余型序列,75%的主震与最大余震的震级差为1.0～2.0级;震级差与主震震源错动类型有关,走滑型的震级差明显大于逆冲型;68%的最大余震发生在主震后3天内,其次为10天左右与1个月左右; 49%的D_(max-aft)(最大余震震中与主震震中间的距离)不超过余震区长轴的1/3,31%的D_(max-aft)为余震区尺度的1/3～1/2;最大余震的发生时间、最大余震震中与主震震中间的距离同主震断层错动类型间的关系不明显。(5)应用ETAS模型计算了46个序列参数后发现,b值、p值和a值均呈Beta分布,b值平均为1.164±0.211,p值平均为1.559±0.412,a值平均为1.673±0.911; p值和a值分布分散;对于不同的序列类型、震源错动类型及板内、板间地震,b值差异不显著;逆冲型序列p值明显大于走滑型和正断层型;板间地震序列a值明显小于板内地震;逆冲型序列a值明显小于走滑型和正断层型;这表明,与板内地震相比,板间地震具有较强的"余震激发余震"的能力;逆冲型破裂虽然会导致序列衰减较快,但触发次级余震的能力相对较强。(6)逆冲型巨大地震余震区长轴L的对数与主震震级M_W间的拟合关系式为lg L=(-1.399±0.306)+(0.470±0.037) M_W。     

新疆近期两次地震序列的时间信息维特征

本文以新疆两次中强地震的余震序列为例,探讨地震序列不均勻时间分布的分形特征。对其信息维的测算表明,无标度区范围基本稳定,同一时间段内信息维数随震级下限的升高略有降低;而对相同震级下限的样本群而言,不同时段的信息维数具有一定的差异。通常是强余震活动结束之后的信息维数略高于强余震活动期间的信息维数。这一特点对大震后地震趋势的合理估计具有积极意义。     

印尼苏门答腊两次巨大地震序列特征的对比分析

使用NEIC全球地震目录对比研究了印尼苏门答腊两次巨大地震的构造背景、震源参数和余震活动的时空特征, 主要结果如下： ①两次巨大地震发生在巽他海沟东侧长约1 000 km的8级地震空段上;② 9.0级地震为单侧破裂, 余震区规模巨大, 长约1 300 km, 宽260 km;8.7级地震为双侧破裂, 余震区规模较小, 长约700 km, 宽150 km;③ 9.0级地震后数小时余震区迅速形成, 其后不再扩展;而8.7级地震后4天形成400 km 长的余震区, 之后向南扩展, 余震区内存在约150 km长的空段;④ 9.0级地震后近2个月, 在余震区以南约400 km处发生5.8级显著地震, 它位于8.7级地震的余震区内;⑤ 9.0和8.7级地震序列的b值分别为1.21和0.91, P值为0.72和0.86, h值为0.6和0.9.     

景谷6.6级、鲁甸6.5级地震序列应力降变化对比研究

利用云南2014年10月7日景谷6.6级、8月3日鲁甸6.5级地震序列的波形与震相资料,消除区域地震波衰减与台站场地响应后,计算得到2次地震序列的应力降。结果显示,在研究所涉及的震级范围内,应力降呈现随震级增大而增大的趋势。为尽可能消除震级对应力降的影响,对比了相同震级档地震的应力降,结果显示,景谷地震序列的平均应力降明显高于鲁甸地震,这可能与2次6.5级左右地震后震源区的应力状态有关。从序列余震应力降的时、空变化对比来看,景谷6.6级地震后至2014年12月6日5.8、5.9级强余震发生前,应力降变化呈现先缓慢下降、进而转折升高并持续高值的变化过程;同时,高应力降地震在空间上主要集中于5.8级强余震区域。这表明,主震发生后经过一个较短期的调整之后,5.8级强余震震源区的应力环境可能持续增强。5.8、5.9级强余震发生后,地震序列应力降快速下降至相对稳定状态。研究表明,2次6级左右强余震发生后,震源附近区域应力得到一定程度的释放,应力环境降低,地震序列活动也趋于结束。对于后续没有强余震发生的鲁甸地震序列,余震应力降小于景谷地震序列相同震级档地震的平均应力降,同时,主震后余震序列的应力降在时间上几乎未发生太大的变化;结合主震能量释放特点推测,震源区的应力在主震破裂过程中已得到较多的释放,主震后震源区应力变化呈现逐渐恢复的过程,这可能是鲁甸地震余震活动明显较弱,后续亦未有较强余震发生的原因之一。     

华北地区地震分布多标度分形特征的初步研究

依据“固定质量法”的定义及原理,本文给出了一种判断地震空间分布分形结构及计算D_q的方法。利用该方法对华北地区地震的空间分布特征进行了初步研究。结果表明,在满足一定的统计条件下,不同区域范围内、不同时间段的地震分布均具有分形结构。围绕海城、唐山大震区分别选择4个大小不同的区域,分不同时段计算其D_q—q谱。结果表明,强震前后其形态无显著变化。强震前在较大的区域范围内,D_o值有降低的趋势,震后回升;在震源区周围较小区域内,D_o的变化相反;而有的区域强震前后D_o值没有变化。     

大同－阳高两次地震的对比分析

１９８９年１０月，１９９１年３月，在山西北部大同盆地先后发生Ｍｓ６．１、Ｍｓ５．８两次中强地震。对比这两次地震的序列、空间分布及能量释放等存在很大差异。两次地震属同一地震序列，５．８级地震的活动规律具有晚期强余震的特点，是６．１级地震活动的一次大的起伏。进一步分析表明，大同—阳高的两次地震活动，以及在此期间山西地区发生的一系列５级左右地震活动，是华北地区区域应力场增强，较大范围内应力增加和传递的结果。     

Gorkha earthquake (MW7.8) and aftershock sequence: A fractal approach

On April 25, 2015, Nepal was struck by the M_W7.8 Gorkha earthquake followed by an intense aftershock sequence. It was one of the most destructive earthquakes in the Himalayan arc, causing more than 8900 fatalities. In this study, we analyzed the dataset (429 events, magnitude of completeness (M_c) ≥ 4.2 local magnitude) of the first 45 days after the Gorkha earthquake to estimate the seismicity parameters b-value, D-value, and p-value. We used the maximum likelihood method to estimate the b-value and Omori-Utsu parameters, whereas the correlation integral method was applied to estimate the fractal dimension (D-value). The analysis was carried out using running and sliding window techniques. The lowest b-value (0.57 ± 0.04) and the highest D-value (1.65 ± 0.02) were computed at the time of the Gorkha earthquake, after which the b-value significantly increased to a maximum of 1.57. It again dropped to 0.93 at the time of the major aftershock on May 12, 2015. The D-value showed an initial quick drop and then decreased in a wavy pattern until the end of the study period, indicating the clustering and scattering of earthquakes in a fault region. The b-value contour map identified the eastern part of the study area as a high stress region (b = ～0.8), implying that the stress shifted to that region. The D-value contour map reveals that the seismogenic structure shifted from linear to planar in the region. The rate of aftershock decay (p = 0.86 ± 0.04) for a short period reflects that the level of stress decreased rapidly. This study helps to understand the level of stress and seismicity pattern of a region, which could be useful for aftershock studies.     

爆发余震与强震关系的统计检验

本文按地质构造和地震活动水平,分大华北地区成四个子域.并分析了大华北地区1970——1986年地震目录(其中华北平原子域地震目录为1965——1986年)检测得到爆发余震42次.其中7次发生在强震的余震区,17次发生在震群区.研究其余的18次爆发余震与强震关系,并进行统计检验.结果表明:这18次爆发余震与其后强震发生的随机相遇概率小于6%.用许氏 R 值评分方法估算的爆发余震预报强震的效能大于39%.按照本文给出判定爆发余震的参数,对1987——1988年地震目录进行了外推检验预测.1987——1988年仅有一个爆发余震,即1988年1月6日东北岫岩3.6级地震.它预示1988年1月——1989年1月,东北地区可能有 Ms5.0地震.实际情况是在1988年2月25日,在东北章武地区发生了一次 Ms=5.3地震.另一个实例是在1989年10月18日山西大同——阳高地区发生了一次爆发余震,其后3小时在同一地区也发生了预计的 Ms=6.1地震.以上两例都在实际预报中验证了.爆发余震可能具有一定的预报中强震的能力.      

2014年2月12日新疆于田Ms7．3地震序列应力降变化特征的初步研究

选取距离于田Ms7．3震中最近的于田地震台记录,利用所记录的震源区附近112次ML3．0以上事件的数字波形资料,采用Brune圆盘模型计算了此次地震序列的应力降值,得到该序列的应力降时序变化曲线。经初步分析后认为,于田Ms7．3地震序列的应力降时序变化特征基本符合前主余型地震序列特征。根据目前余震应力降值的发展趋势,估计该序列今后余震的强度会逐渐走低,再次发生中强以上余震的可能性不大。     

Temporal variations of seismicity parameters in the Central Alborz,Iran

Temporal changes of b-value, fractal (correlation) dimensions of epicenters (D _e ) and occurrence time of earthquakes (D _t ) and relations between these parameters were calculated to investigate precursory changes before 28 May 2004, Baladeh-Kojour earthquake (M _w = 6.3) of Central Alborz, Iran. 2086 events with M _N ≥ 1.7 were selected for our analyses. A wide range of variation was seen in these parameters: b-value ～ 0.6–1.11, D _e ～ 0.97–1.64, and D _t ～ 0.13–0.93. The results showed decreases in all fractal parameters several months before the main shock. This decrease, which might have arisen due to clusters of events occurred between 2002–2003, was followed by a systematic increase, corresponding to the increased level of low-magnitude seismicity. It seems that changes in fractal parameters may be precursors of Baladeh-Kojour earthquake which was caused by seismic activation and quiescence. Furthermore, a positive correlation between b-value and D _e was detected before the main shock (D _e = 0.87 + 0.7b) and during aftershock sequences (D _e = 2b ± 0.09), which was further on changed to a negative one (D _e = 2.56–1.32b).     

Statistical testing of the relation between burst of aftershocks and strong earthquakes

According to geological tectonics and seismic activites this paper devided North China (30°–45°N, 105°–130°E) into four areas. We analyzed the North China earthquake catalogue from 1970 to 1986 (from 1965 to 1986 for Huabei, the North China, plain region) and identified forty-two bursts of aftershock. Seven of them occurred in aftershock regions of strong earthquakes and seventeen of them in the seismic swarm regions. The relation between strong earthquakes with the remaining eighteen bursts of aftershocks has been studied and tested statistically in this paper. The result of statistical testing show that the random probabilityp of coincidence of bursts of aftershock with subsequent strong earthquakes is less than six percent. By Xu’sR scoring method the efficacy of predicting strong earthquake from bursts of aftershock is estimated greater than 39 percent. Following the method proposed in the paper we analyzed the earthquake catalogue of China from 1987 to June, 1988. The results show that there was only one burst of aftershock occurred on Jan. 6, 1988 withM=3.6 in Xiuyan of Northeast China. It implicates that a potential earthquake withM _S⩽5 might occur in one year afterwards in the region of Northeast China. Actually on Feb. 25, 1988 an earthquake withM _S=5.3 occurred in Zhangwu of Northeast China. Another example is Datong-Yanggao shock on October 18, 1989 which is a burst of aftershock. Three hours after an expected shock withM =6.1 took place in the same area. Two examples above have been tested in practical prediction and this shows that bursts of aftershocks are significant in predicting strong earthquakes. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,13, 273–280, 1991. Part of earthquake catalogue is from Jinbiao Chen, Peiyan Chen and Quanlin Li.     

2018年9月4日新疆伽师MS5.5地震序列及发震构造讨论

2018年9月4日新疆伽师发生M_S5.5地震,震中处于塔里木地块西北缘,位于1997~1998年伽师强震群震区内。此次伽师地震前发生了M_S4.7前震,截至9月30日最大余震震级为M_S4.6（M_L5.0）,初步判定为前-主-余型地震序列。序列精定位结果显示,余震沿近NE向展布,主震震源深度与1997~1998年伽师强震主震基本一致,发震断层陡立。本文从区域的构造环境、地震震源机制解和余震分布特征等方面分析认为,地震发生在伽师隐伏断裂东南端部,为1997~1998年伽师强震群震区的一次新的构造活动。序列参数、视应力等计算结果显示,伽师M_S5.5地震的预测最大余震震级与最大余震震级M_S4.6接近,表明序列最大余震已经发生。     

Multifractal analysis of earthquakes

Multifractal properties of the epicenter and hypocenter distribution and also of the energy distribution of earthquakes are studied for California, Japan, and Greece. The calculatedD _q-q curves (the generalized dimension) indicate that the earthquake process is multifractal or heterogeneous in the fractal dimension. Japanese earthquakes are the most heterogeneous and Californian earthquakes are the least. Since the earthquake process is multifractal, a single value of the so-called fractal dimension is not sufficient to characterize the earthquake process. Studies of multifractal models of earthquakes are recommended. Temporal changes of theD _q-q curve are also obtained for Californian and Japanese earthquakes. TheD _q-q curve shows two distinctly different types in each region; the gentle type and the steep type. The steeptype corresponds to a strongly heterogeneous multifractal, which appears during seismically active periods when large earthquakes occur.D _q for smallq or negativeq is considerably more sensitive to the change in fractal structure of earthquakes thanD _q forq2. We recommend use ofD _q at smallq to detect the seismicity change in a local area.