贵阳钻孔应变观测记录地震特征及典型大震同震效应分析

通过分析贵阳地震台钻孔应变观测记录的地震特征和同震应变波阶变情况,说明钻孔应变观测记录地震分量阶变变化与震源物理机制存在一定关系。     

新疆钻孔应变对汶川8.0和日本9.0级地震的同震响应特征分析

初步分析了新疆钻孔应变台站体应变在汶川8.0级、日本9.0级地震前后的变化特征,结果表明:体应变与远大地震同震响应和震中距关系不大,而与钻孔所处的构造位置、台站岩性等因素有关。     

基于地壳运动与变形对汶川大地震的初步研究

利用中国地壳运动观测网络GPS资料,并结合断层形变及区域水准等观测资料,从不同时空尺度的地壳运动与变形角度对汶川大地震进行了初步研究。主要内容包括发生汶川大地震的龙门山断裂带的应变积累与构造动力背景分析,震前地壳运动、应变场和构造变形的动态过程分析,以及问题讨论与认识。主要研究结果如下：     

汶川地震前兆观测总结研究及观测技术创新基于地壳运动与变形对汶川大地震的初步研究

利用中国地壳运动观测网络GPS资料,并结合断层形变及区域水准等观测资料,从不同时空尺度的地壳运动与变形角度对汶川大地震进行了初步研究.主要内容包括发生汶川大地震的龙门山断裂带的应变积累与构造动力背景分析,震前地壳运动、应变场和构造变形的动态过程分析,以及问题讨论与认识.主要研究结果如下.     

高采样四分量钻孔应变仪记录应变地震波的可靠性分析

自2017年开始,陆续对中国地球物理台网10个钻孔应变测点的数据采集器进行升级,产出了大量的高采样钻孔应变观测数据。利用相关系数和自检精度2个检验四分量观测数据自洽性能的指标,定量分析了台站记录的2020年2月3日成都5.1级和2020年3月25日千岛群岛7.5级地震的应变地震波,结果显示高采样观测数据信度较高。对比分析了10个台站记录的2次地震的震相,证明高采样四分量钻孔应变仪具备记录清晰应变地震波的能力,且其可靠性较高。综合结果证明,高采样四分量钻孔应变观测可进一步为地震学研究提供新的数据资源。     

宽带地震仪资料证实汶川大地震“震前重力扰动”

在武汉大地测量国家野外科学观测站LacosteET重力仪资料中发现汶川大地震"震前扰动"现象之后,又在全国数十个台站宽带地震仪资料中发现了汶川大地震的"震前扰动".和LacosteET重力仪观测到的"震前扰动"一样,宽带地震仪资料的"震前扰动"也是在震前两天开始并逐渐增大,一直持续到汶川大地震发生,信号周期也是4～8 s.     

贵阳台钻孔应变观测记震能力研究

使用2008～2011年Mw6.0以上地震目录资料,统计贵阳台钻孔应变观测资料记录同震效应情况,进行记震能力统计分析,给出了贵阳台钻孔应变观测的记震区域,创新性采用二元统计方法中的Logit模型对贵阳台钻孔应变记震能力进行统计预测.该方法可运用于其他形变观测项目记震能力(监测能力)的对比研究.     

青海地区钻孔应变观测及资料分析

介绍了青海地区"十五"期间架设的6个YRY-4型分量钻孔应变仪台站和仪器基本情况,对产出的数字化钻孔应变观测资料的动态特征进行了分析,总结出了同震变化的记录特征;探讨了地震时应力应变运动与构造断层间的微弱错动现象.     

世界上最快回应大地震的汶川地震断裂带科学钻探

2008年5月12日汶川大地震之后,在青藏高原东缘龙门山地区实施了汶川地震断裂带科学钻探,这是目前世界上最快回应大地震的科学钻探,为地学家探索地震成因机制提供了极好的机遇.汶川地震断裂带科学钻探工程（WFSD）沿产生同震地表破裂的两条断裂带——龙门山的映秀—北川断裂和灌县—安县断裂共实施了6口科学群钻.其目标在于对钻孔的岩心、岩屑和流体样品进行多学科观察、测试和研究,揭示汶川地震断裂带的深部物质组成、结构、产出以及构造属性;探索地震过程中的岩石物理和化学行为、能量状态与破裂演化过程;认识汶川地震发生的应力环境、巨大的地震破裂产生及传播原因、地下流体在地震的孕育、发生、停止过程中的作用,从而检验和深入理解地震断裂发震机理.目前,汶川科钻项目已取得的部分重要成果如下：（1）查明了汶川地震断裂带结构、组成;（2）揭示了汶川地震过程中"热增压"为重要断裂弱化机制,提出断裂带内石墨可作为判断大地震发生的标志;（3）发现目前世界上最低的断层摩擦系数,并首次记录到大震后断裂带快速愈合信息;（4）重建龙门山的构造格架,提出汶川大地震发生的新的成因模式;（5）通过对汶川地震余震的精确定位、钻孔附近的地震台阵观测,确定了地震活动与龙门山断裂带不同区段的空间关系;揭示断裂带深部流体特征与地震活动的关系,为确定大震孕育过程提供深部流体活动行为的科学依据.     

滇黔地区钻孔应变观测记震能力研究

使用2008~2011年MW6.0以上地震目录资料,统计滇黔地区贵阳、昭通、永胜、腾冲和丽江5个地震台的钻孔应变观测资料记录同震效应的情况,进行记震能力统计分析,给出了各台站钻孔应变观测的记震响应区域及记震能力图。根据地质构造及历史地震活动情况,对各观测台站记震能力进行了对比分析。结果表明,井孔位于稳定块体及历史地震活动少的台站记震能力强,记录的同震阶变现象少;反之则相反。通过记震能力分析可知,记震能力强的台站更有可能记录到更广范围的地震前兆异常现象。     

川滇地区钻孔四分量应变仪记录的同震应变阶分析

通过对比川滇地区6个钻孔四分量应变台站记录的汶川Ms8.0级地震和芦山Ms7.0级地震的同震应变阶,发现结果不满足四分量应变的自检特性,而且两组面应变的同震应变阶的张压性变化不一致,这可能和地震震级有关,也有可能和仪器的自身特性、台站所处断层环境、台站与震中的距离、元件的方位角等有关.另外,利用钻孔分量应变仪记录的同震应变阶进行相关研究时,还需对数据的可靠性做深入分析,否则可能会产生错误结果.     

探头安装偏心对钻孔应变观测影响的分析

钻孔应变仪安装时出现的探头偏心现象会使观测数据质量受到影响.四分量钻孔应变仪设计独特,第一、三组元件观测值之和与第二、四组观测值之和相等,此为钻孔应变观测自洽.钻孔应变观测质量可由观测值能否自洽进行检测.本文将有限元数值计算和钻孔应变观测理论模型相结合,主要分析应变仪安装探头偏心是否造成观测数据不自洽,并讨论造成不自洽的原因.考虑仪器不同程度偏心,结果显示偏心引起观测数据不自洽,偏心尺度越大,不自洽越明显.本文也发现仪器不偏心时,耦合系数为常数,一旦仪器偏心,耦合系数随着元件方位角改变而变化,这与通常总将耦合系数看作常数是不一致的.而引起不自洽的原因是探头偏心导致耦合系数随着元件方位角发生改变.此外,耦合系数A,B和加载载荷无关.本文对偏心情形下的数据进行校正,通过校正去除了偏心对结果的影响,同时也分析了钻孔应变观测相对标定的合理性和有效性.     

汶川、鲁甸、康定地震前应变数据由自洽到失洽的转变与地震成核

根据四分量钻孔应变观测的弹性理论模型,四个分量的观测值 S1、S2、S3、S4之间存在“自洽方程”：S1＋S3＝S2＋S4。“十五”期间新建的“数字地震观测网络工程”四分量钻孔应变观测系统中已有一批台站,无论是几天的短期数据,还是6年以上的长期数据,两组面应变相关系数 k 值都超过了0．99。k 值不受降雨、河湖水位、机井抽水等外界干扰影响,具有稳定性。但姑咱台和昭通台,分别在汶川8．0级、鲁甸6．5级和康定6．3级地震前,观测到了 k 值发生明显变化即数据自洽性遭到破坏的现象。导出自洽方程的条件是安装应变仪钻孔附近岩石完整及应力源与观测点间介质的连续性要求,由此,作者认为,姑咱台和昭通台面应变相关系数发生变化可能由于台站附近发生的大地震的地震成核过程中震源区地层介质连续性逐渐受到破坏所致。     

汶川地震强余震的电磁同震效应

汶川5.12大地震发生后,在武都汉王地震台及其附近地区布置了2个大地电磁测深点,进行了两期余震序列的地震电磁效应连续监测,共观测到M_s4.0及以上的余震事件35次.通过与汉王强震台的地震记录数据中15个强震记录比较发现,与地震波相对应的地震同震电磁信号存在于所有的电场和磁场记录分量中,它们与地震波到达同步.地震破裂发生时的电磁辐射信号在记录数据中相比地震波达到观测点的电磁信号幅度要小得多,无法从观测数据识别出来.通过分析对比地震位移和同震电磁信号的关系,提出了地震电磁同震信号产生的地震波驱动机理,认为观测系统在地球基本磁场中随地面运动产生了地震同震电磁信号,并从观测的地震振动位移和电磁信号进行了验证.     

钻孔应变观测干扰及异常分析

怀来台体积式钻孔应变仪安装于1988年,以应变固体潮为主要观测目标.多年来,取得了连续完整高质量的观测资料.本文列举了怀来钻孔应变的台址背景及仪器观测条件;分析了实际观测中钻孔应变资料受仪器零漂、气压、水位、降雨等因素的干扰;研究了钻孔应变在本区及邻区震前出现的记录曲线畸变、潮汐因子异常、应变固体潮畸变等不同形式的异常变化并对其进行特征分析.研究表明,钻孔应变观测是获取构造活动异常变化信息,进行地球物理研究、地震预测预报的有效途径.     

基于汶川地震同震地下水位变化反演含水层体应变

许多地下流体监测井在地震发生时都能记录到同震水位变化,而利用地下水位的同震响应特征以及水位固体潮效应可以反演地震对含水层产生的体应变量．本文尝试从大尺度上对大地震引起的体应变变化进行研究,为此收集了位于我国大陆不同构造活动区5口地下流体监测井两年半的水位数据资料进行分析,去除干扰项,提取出水位固体潮成分,进行调和分析求取潮汐因子,并反演出汶川MS8.0地震对这5口井所在含水层产生的体应变量．结果显示,汶川大地震对这5口井 含水层造成的体应变量基本在10-7量级. 地震引起的体应变随距离的衰减规律比较复杂,其不仅与震中距有关,而且与活动断裂带的展布和地壳岩体结构等密切相关．      

3种钻孔应变仪记录的玛多MS7.4地震同震响应特征对比分析

针对2021年5月22日青海玛多MS7.4地震,采用3种型号的钻孔应变仪观测到的应变资料对比分析同震应变波,结果表明3种仪器记录同震的初动时间、波动幅度和持续时间等存在一定差别:在震中距相当的情况下,TJ型体应变仪和RZB型四分量钻孔应变仪存在波动幅度变化小、持续时间短的问题,难以从背景变化中区分同震响应,影响钻孔仪器同震规律研究; YRY?4型四分量钻孔应变仪波动幅度变化大,持续时间长,在映震效果上表现较为突出。     

日本9.0级地震引起的应变阶分析

利用93个钻孔应变台站记录的日本9.0级地震的观测资料,计算出各个台站记录的面应变的应变阶,通过同震应变阶的张压性变化显示,日本9.0级地震可能对华东、华北和东北地区的影响以张性变化为主.利用稳定时段的观测资料进行理论固体潮标定,得到实际应变阶,利用同震应变阶分析中国大陆主要活动断裂可能受到日本9.0级地震的影响程度时...     

泉州地震台TJ-ⅡC观测资料综合分析

介绍了泉州地震台TJ-ⅡC钻孔应变仪的概况,对观测资料质量进行简单的分析。利用观测资料分钟值,对2002～2010年发生在中国台湾地区与印尼苏门答腊及附近区域强震记录特征进行了统计分析,研究了记录地震应变波的震级与震中距、记录到时差、记录振幅等有关问题,通过对记录到的震前应力异常变化的相关分析,寻求其映震能力的有关结果。     

乾陵地震台钻孔体应变观测资料分析

选取乾陵地震台2018—2020年钻孔体应变观测资料,进行完整性、年零漂和观测资料精度分析,通过采样调和分析,评价观测数据质量,并对自然环境变化、仪器系统故障和人为干扰对观测数据的影响进行分析,探讨该台钻孔体应变观测映震能力,认为： ①乾陵地震台体应变测项运行良好,观测数据质量较高; ②降雨、气压是影响体应变观测数据的主要干扰因素; ③体应变对全球7级以上、中国6级以上地震同震响应较明显,震级越大,同震响应持续时间越长。