地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究(一)——坚固体孕震模式的由来与证据ns 100% secura

首先针对地震前兆场物理模式建立 项目的需要，阐述了该项目的研究思路与必须研究的若干科学问题，强调了强震孕育条件与过程的研究是其中的核心．文中先对笔者80年代提出的坚固体孕震模式的由来与发展作了概述；进而从深部构造、力学分析、破裂实验三个方面论证了该模式的合理性．从华北北部层析成像研究结果看出:强震震源都分布在高速块体内，或高速块体与低速块体接触地带，但偏于高速体一侧．通过硬、软包体力学模型研究，确认:硬包体(即坚固体)是大量应变能高度集中的重要条件．岩石失稳条件的理论与实验研究一致表明:只有震源体的刚度大于环境刚度时才可能导致岩体失稳、突然破裂与应力降的产生．      

地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究（二）──强震孕育时应力、应变场的演化与地震活动、地震前兆的关系

分别研究构造块体内有多个震源体和单个震源体孕育时．应力集中过程、时空分布规律及其与地震活动、地震前兆的关系．结果表明：①当区域应力场增强到相当水平时，破裂开始在某个或某些块体内发生，区域应力场将随着时间而变化，强震的成组性是这个动态应力场演变的结果．在此过程中，多个高应力集中区的存在与发展，有可能导致震前异常与地震关系的多样性；②孕震块体的应力变化过程一般显示出非线性，在经历了长期弹性变形后，从进入非弹性变形阶段到主破裂前，可能经历不止一次的非弹性变形与断层软化过程；与此相应，孕震块体中的应力、应变场要表现出复杂的时空演化图象；受应力、应变控制的地震前兆场必然表现出多方面的复杂性．     

地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究(二) ——强震孕育时应力、应变场的演化与地震活动、地震前兆的关系x,auto,auto,415px);}style> hf=httprztl.com >business

分别研究构造块体内有多个震源体和单个震源体孕育时，应力集中过程、时空分布规律及其与地震活动、地震前兆的关系．结果表明:① 当区域应力场增强到相当水平时，破裂开始在某个或某些块体内发生，区域应力场将随着时间而变化，强震的成组性是这个动态应力场演变的结果．在此过程中，多个高应力集中区的存在与发展，有可能导致震前异常与地震关系的多样性；② 孕震块体的应力变化过程一般显示出非线性，在经历了长期弹性变形后，从进入非弹性变形阶段到主破裂前，可能经历不止一次的非弹性变形与断层软化过程；与此相应，孕震块体中的应力、应变场要表现出复杂的时空演化图象；受应力、应变控制的地震前兆场必然表现出多方面的复杂性.      

新疆及邻区强震发生的深部条件与坚固体孕震模式的新证据

根据新疆及其邻近地区地壳，上地幔三维结构的最新研究结果，联系这个地区的强震震源分布、剖析强震孕良，发生的深部构造特征，结果表明：该区浅源强震与中原强震的震源均位于地壳或上地幔速度结构横向，纵向非均匀性较明显的地区，且位于相应层内的高速扰动区或高低速过渡带中，从而有力一证明了“坚固体孕震模式”的合理性。     

松潘—甘孜块体边缘强震的余震时空特征对比研究及其意义

松潘—甘孜块体位于青藏高原北部,是认识高原扩展的重要区域.近年来,该块体不同边缘强震频发(2008年四川汶川M_W7.9地震、2010年青海玉树M_W6.9地震、2013年四川芦山M_W6.6地震、2017年四川九寨沟M_W6.5地震、2021年青海玛多M_W7.4地震),但针对这些强震的余震特征比较的研究鲜见,忽略了“从震源演化的角度揭示块体不同位置结构的差异”.本文依据中国地震台网中心13年的地震观测数据(2008-01-01—2020-11-30),采用双差定位方法(HypoDD)开展松潘—甘孜块体近年不同强震的余震演化研究.研究表明处于块体不同位置的余震序列时空特征存在差异：(1)块体南缘的玉树地震有前震事件,其余均未观测到前震;(2)块体南缘的玉树地震与东缘的汶川、芦山地震均激发共轭断裂,其余则未激发;(3)汶川、芦山地震与其他地震的双侧破裂形态不同,为单侧破裂;(4)余震分布密集区位于同震滑移极值区的周缘.结合该区的构造背景与震源时空分布特征,我们指出块体不同位置的余震时空分...     

1900年以来巴颜喀拉块体应力演化与周缘强震关系的数值模拟研究

以巴颜喀拉块体为研究对象,考虑区域地质构造差异,主要活动断裂带,活动块体和边界断裂带的划分结果,引入深部三维速度结构,建立能反映地表起伏和岩石圈分层结构的青藏高原地区三维黏弹性有限元模型.以地壳水平运动速率观测值和最大主压应力方向测量值为约束条件重建研究区现今构造背景应力场.在此基础上模拟了自1900年以来巴颜喀拉块体周缘的7级以上强震序列,从库仑破裂应力角度研究了应力演化与强震的关系、强震之间的相互作用关系以及长期构造加载对强震的影响.研究结果表明,巴颜喀拉块体周缘强震的发生可能与震源区总应力的增加有关.2008年汶川地震导致龙门山断裂带南段应力增加,表明汶川地震对2013年芦山地震有促进作用.鲜水河断裂带上的7级以上强震序列对发生在邻近龙门山断裂带上的2008年汶川地震和2013年芦山地震有延迟作用.     

柯坪块体震源介质参数测定

应用2011年1月-2015年4月柯坪块体及周边数字地震台站（38°-42.5°N,75°-80.5°E）记录的3.0 ≤ M ≤ 5.0地震事件,结合柯坪块体介质品质因子和各台站场地响应,计算各地震应力降、地震矩、震源破裂半径、拐角频率等新震源参数,并研究各背景值变化特征及彼此间对应关系。结果表明：柯坪块体地区地震震级与地震矩、矩震级、震源尺度之间表现为较好的正相关性,与地震拐角频率之间呈负相关。地震矩与震源破裂尺度整体呈正相关,但当震源破裂尺度较小时,地震矩变化不大,当震源破裂尺度大于250 m时,地震矩随震源破裂尺度的增大变化较快。由柯坪块体应力降时间分布特征分析可知,研究区具有地震前应力降呈现高值异常、震后缓慢恢复低值的演化过程。     

地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究（三）──强震孕育时地震活动与地壳形变场异常及机制

从华北３７次Ｍ≥６．０地震前的地震活动图象异常，以及１９５４～１９９２年首都圈地壳形变图象研究中，提炼出强震前的异常特征；对强震前的地震活动图象异常与地壳形变异常进行对比分析．结果发现：①强震前出现地震活动的增强与地壳形变速率的增大；②震前数年环绕强震震中出现孕震空区与形变空区；③在图象动力学参数方面都表现出信息维的减小，表明地壳形变局部化随着时间而增加，是反映强震孕育阶段的重要现象和参量．最后，应用非均匀介质中非均匀坚固体孕震模式，对强震前地震活动图象与地壳形变图象异常物理机制给予了统一解释．     

唐山、邢台地震序列特征与三维速度结构的关系——兼论强震群型地震的预测问题

以唐山、邢台地震区的层析成像（ST）结果为基础,分析了两次强震序列特征与三维速度结构的关系．研究结果表明:① 地壳内高速体、低速体的相间分布及尺度较大的高速块体的存在是孕育发生两次强震序列的共同基础;② 壳内高速体、低速体的规模、深度及其内部的非均匀性是影响序列特征的重要因素;③ 唐山震区的高速体深度小于邢台震区,这是造成唐山地震序列的震源优势深度和震源最大深度小于邢台地震序列的主要原因;④ 宁河地震区的高速体较唐山 滦县地区高速体的深度大,是造成宁河地区最大震级及其震中烈度偏低的重要原因．这些结果对强震群型地震的主要地震及晚期强余震预测都有帮助．      

唐山,邢台地震序列特征与三维速度结构的关系：兼论强震群型 …

以唐山,邢台地震区的层析成像（ＳＴ）的结果为基础,分析了两次强震序列特征与三维速度结构的关系,研究结果表明：（１）地壳内高速体,低速体的相间分布及尺度较大的高速块体的存在是孕育发生两次强震离列的共同基础;（２）壳内高速体,低速体的规模,深度及其内部的非均匀性是影响序列特征的重要因素,（３）唐山震区的高速体深度小于邢台震区,这是造成唐山地震序列的震源优势深度和震源最大深度小于邢台地震序列的主要原因,     

巴颜喀拉块体强震活动与2010年玉树7.1级地震的关系

系统地总结分析了巴颜喀拉地块北、东、南边界带的构造特征、各个边界带上的强震活动、部分强震的震源机制解和区域地震活动,从而探讨了2010年玉树7.1级地震发生前巴颜喀拉地块地震活动特征。从2008年玉树地区地震活动变化、巴颜喀拉块体北边界和南边界强震呼应及块体动力学过程进行了地震趋势预测的思考。     

用块体应变能预测强震位置与震级的研究

综合地质构造、岩体力学性质、应力应变状态及其演化历史等各种因素将其统归为应变能积累特征对强震活动进行研究。对利用形变空间特征变化判断强震震源区位置的方法进行了讨论并确认其可行性,提出估算块体应变能的方法。由新构造划分块体边界、地壳测深确定底面进而确定块体体积、形变测量确定年平均应变速率、地壳速度构造确定弹性常数、历史强震确定能量积累起点(起始时间),由此估算块体积累总应变能,进而依据能量估算地震震级。最后以实例论述应变能积累特点对强震位置和震级预测的良好效果以及对地震安全性评价的重要意义。     

京津唐地区地壳结构与强震的发生──I．P波速度结构

用１９８４－１９９１年发生在京津唐地区（３７°－４１°Ｎ，１１２．５°－１２０°Ｅ）的２５０５个地震的２２２３４条Ｐ波到时进行的层析成像，揭示了地震活动性与速度图像间的联系：１．公元１０００年以来该区强震震中在上地壳的投影大多分布在高速块体内或高速块体与低速块体相交地带，偏高速体的一侧．２．唐山地震和三河－平谷地震所处的构造背景相似，均未依傍大断层，处在介质速度变化剧烈部位．３．宁河与唐山、滦县分别位于规模大小、位置深浅不同的两个不同的高速块体处，可以解释唐山地震序列震源深度分布东北浅西南深的总体特征．４．唐山地震可能是由一条北西向的地下隐伏断层扩展的结果．     

京津唐地区地壳结构与强震的发生──I．P波速度结构

用１９８４－１９９１年发生在京津唐地区（３７°－４１°Ｎ，１１２．５°－１２０°Ｅ）的２５０５个地震的２２２３４条Ｐ波到时进行的层析成像，揭示了地震活动性与速度图像间的联系：１．公元１０００年以来该区强震震中在上地壳的投影大多分布在高速块体内或高速块体与低速块体相交地带，偏高速体的一侧．２．唐山地震和三河－平谷地震所处的构造背景相似，均未依傍大断层，处在介质速度变化剧烈部位．３．宁河与唐山、滦县分别位于规模大小、位置深浅不同的两个不同的高速块体处，可以解释唐山地震序列震源深度分布东北浅西南深的总体特征．４．唐山地震可能是由一条北西向的地下隐伏断层扩展的结果．     

邢台地震区地壳速度结构特征与强震孕育发生的关系

运用三维有限单元法,探索地壳结构的非均匀性对地壳应力场的影响．假定分层地壳结构中镶嵌高速块体,低速块体,高、低速块体３种情况,分别计算壳内平均应力与水平剪应力的变化图像．结果表明：高速块体单独存在可导致高应力在高速体内的局部集中,并在其边缘和四个角区形成应力的高度集中,有利于强震的孕育和发生;低速体单独存在时,由于低速体本身不能积累应力,而其上部的应力集中程度不大,难以形成强震;高、低速体的同时存在则有利于高应力在高速体内的高度集中和在高速体外的地壳上、下部的相对集中,形成对大地震孕育、发生更加有利的条件．本文结果与邢台地震序列的空间分布图像吻合甚好．     

1996年3月19日新疆阿图什6.9级地震震源破裂特征的研究

通过对1996年3月19日新疆阿图什6．9级地震余震分布特征的研究，分析了这次地震震源破裂过程．并结合柯坪断裂带的构造运动、区域应力场的分布特征以及1972年以来该带的另外3次6级地震的余震分布方向，探讨了柯坪断裂带附近地区不同构造部位震源破裂扩展方向与强震活动的迁移方向．结果表明，本次地震震源破裂为明显的单侧破裂．柯坪断裂带的阿图什震区和柯坪震区，余震分布具有一定规律性，震源破裂基本都为单侧破裂；震源断错以逆断层为主．区内主要受NW向压应力。不同地段强震震源破裂扩展具有明显的区域特征，强余震分布方向是应力集中的体现，它标志着同一构造断裂带附近近期强震活动的迁移方向．在柯坪断裂带上这种规律更为明显。     

板内强震的中地壳硬夹层孕震与流体促震假设

以国内外地壳流体及其与强震活动关系的最新研究结果为基础,进行了多方面的探索与论证,提出板内强震的中地壳硬夹层孕震与流体促震（BEH-PEF）的假设．该假设的要点是地壳中存在上下两大流体活动系统,其间发育有中地壳硬夹层,该层是地壳应力积累并孕育地震的层．当其中某些部位积累的应力达到屈服强度时,则进入微破裂-膨胀（扩容）阶段并形成震源体．被扩容的震源体在真空吸泵作用下,由下层流体系统把流体吸渗到其内,在震源体内引起剪切力增强与抗剪力减弱的两个过程同步发展,并最终因剪切力达到抗剪力导致震源体的破裂而发生地震．      

巴颜喀拉块体边界断裂的跨断层形变与地震活动

<正>1997年至今围绕巴颜喀拉块体发生了一系列强震,为块体边界跨断层形变过程与强震活动研究提供了一个前所未有的范例。鲜水河、龙门山断裂带分别属于巴颜喀拉块体的西南边界和东边界,跨断层形变观测有几十年的记录。本文基于这些数据,结合GPS观测、震源机制解、地震活动性资料,着重关注这2条断裂带跨断层形变的时空演化过程和巴颜喀拉块体的强震活动,以及它们共同反映的巴颜喀拉块体的运动。跨断层形变随时间的演变和在空间上的差异,是断层活动在时、空两个维度中的表现,     

安徽淮河构造变形带及邻近块体现代构造应力场特征

针对安徽省较特殊的构造环境及历史地震分布特点，利用直达波最大振幅比和系统聚类分析方法，在对安徽淮河中游区1974年以来近百个中小地震震源机制反演、聚类及空间合成的基础上，分析了华北断块南缘的安徽淮河构造变形带及邻近块体震源断层滑动方式、构造应力场分布及块体运动方式、应力场随时间变化等。结果显示：淮河构造变形带及其邻近块体上震源断层总体上以近走滑型或斜滑型破裂为主，但倾滑型破裂也占一定比例；该地区构造应力以水平作用为主，但也存在一定的垂向作用。其中淮北和皖中块体仍可能分别向SWW和NEE方向运动，并在淮河构造变形带上产生左旋剪切作用，呈现一定的继承性活动特征；各块(带)上主压应力P轴走向随时间的变化在总体上较为一致，而各时段之间P轴方位存在一定差异，显示安徽淮河中游区受华北和华南应力场的共同作用，但其地震活动可能主要受控于华北应力场。     

唐山地震前后地壳形变场的时空分布、演化特征与机理研究.

根据精密水准重复测量和跨断层形变观测资料，应用地壳形变图象动力学方法，研究了唐山地震震源区及其周围地区震前22年至震后9年间地壳形变场的时空演化过程．地壳不稳定区先出现在外围，由外向内扩展包围震源区，震源区出现不稳定但不失稳；经过短暂稳定，又出现由外向内的第2次不稳定过程，导致震源失稳．失稳前出现的形变空区与地震空区及断层闭锁区其空间分布重叠，出现时间略有先后；震源区断层出现临界预滑动后地震发生．地壳形变场演化过程与应力场数值模拟等研究结果能相互印证，支持以坚固体为核的孕震系统演化模式．