2019年甘肃夏河Ms5.7地震前后重力场异常特征分析

地震的孕育发生过程伴随着构造运动、物质迁移和密度变化,将引起地球重力场变化,流动重力重复观测有可能捕捉到与地震孕育有关的前兆信息,从而为中短期地震预测提供重要依据.基于南北地震带2017-2020年的流动重力观测资料,获得了甘东南地区的区域重力场时空变化图像,分析了区域重力场动态变化及其与2019年甘肃夏河Ms 5.7地震发生的关系.结果 表明:①震前测区重力异常变化等值线与临潭—宕昌断裂走向基本一致,且在震中附近出现四象限分布特征,夏河Ms5.7地震发生在重力高梯度带和四象限中心附近;②地震前后区域重力场经历了"区域性重力异常—四象限分布特征—反向变化发震"的时空演化过程;③九寨沟地震的发生可能引起附近断层区域应力场的调整,从而加速了夏河地震的发生;④区域重力场时变与临潭—宕昌断裂在空间上有较好的对应,综合分析可认为该次地震的发震断裂为临潭—宕昌断裂.     

基于动态重力信息的地震前兆与强震短临预报

地震预报是当今世界尚未破解的重大科技难题，短临地震预报是地震预报的难点，有效的前兆信息则是短临预报的关键。笔者围绕短临地震预报难题，研制了高精度动态固体潮汐重力仪和大气潮汐重力仪，成功捕获到2010～2023年间的玉树7.1级地震、土耳其7.8级地震等震前几十个小时的动态重力场变化信息。这些信息再现了强震孕育–发生的过程，初步揭示短临阶段“基本稳定→闭锁蓄能→震前平静→能量释放”的强震物理机制，可作为短临地震预报的前兆信息。为实现对短临地震“时-空-强”的准确预报，提出通过动态重力场变化组网观测和分布式前兆信息数据库建设，进一步揭示不同类型地震的动态重力信号响应规律，建立强震发生概率、时间、震中位置及震级预报模型的可行性路径，渴望破解强震短临预报的世界难题。     

高光谱遥感在断层气监测中的应用讨论

空间对地观测研究是近年来国内外地震科学研究发展的重要方向。由于新的观测技术和理论的快速发展,使得高光谱在断层逸出气方面的应用在强震前兆信息分析中有可能发挥重要作用。本文简单介绍了断层气体地面监测和卫星遥感监测方面的应用现状,概述了高光谱遥感的原理、反演方案和方法等。笔者建议运用地面监测和高光谱遥感技术相结合的方法来监测强震前后活动断层逸出气的光谱变化,根据数学算法反演痕量气体组分浓度,最后,结合震例,探讨强震前后断层逸出气体异常变化量与强震的关系,提取断层气体各组分强震前兆信息。利用空间对地观测技术来研究断层逸出气,这样可以全面提高对强震前兆异常信息的空间分析和可靠性判定能力,对全面发展地震监测预报技术具有重要的意义。     

板块内部地震预报研究

板块内部地震的预报是一个世界性的科学难题。攻克这个难题的努力可以分成两个方面:一是以确定板块内部未来地震的地点和强度为主的长期预报研究,包括板内地震的构造环境和孕育过程的阶段性特征,大陆地区强震危险性和地震灾害的预测等。二是以确定未来地震发生时间为主的短期预报研究,包括强化地震前兆的观测以及前兆的分析和机理研究。     

幂函数型地热动态变化与地震

一、引言地热在地震孕育过程中的作用和震前地热的动态异常变化,越来越引起国内外一些学者的注意,并相继开展了一些观测和研究工作。由于以往地热动态观测的精度较低,观测不够连续,难以获得进行深入研究所必须的信息。近些年来,有的国家在地热动态观测和研究方面取得了一定的进展,但所取得的具有前兆意义的地热变化信息和震例不多。自1984年开始,以地热前兆观测、研究和地震监测预报为目的的高精度地热动态观     

芦山地震前的重力扰动

继2008年汶川8.0级大地震“突然”发生后,2013年4月20日芦山7.0地震的“突然”发生,再一次表明大地震短临监测的重要性和迫切性。芦山地震后,对中国大陆构造环境监测网络（简称“陆态网络”）连续重力台站的重力观测资料进行了处理分析,首次发现震前存在两种不同性质的重力扰动信号,周期分别为8~11 s和6~8 s。其中,周期为8~11 s的重力扰动信号从大震前1天开始逐渐增大,并于震中距大于1 570 km时消失;周期为6~8 s的重力扰动信号从大震前7天开始逐渐增大,能够被所有台站监测到。两种重力扰动信号可能反映了芦山地震孕震过程的两个不同阶段,对进一步揭示芦山地震孕震机制具有重要的参考意义。     

昆仑山口西M_S8.1地震的地温前兆特征和同震效应

一、引言 2001年11月14日17时26分,在新疆、青海交界的昆仑山口西(北纬36.2°,东经90.9°)发生了8.1级地震。这是继1950年8月15日西藏察隅8.6级地震后,中国大陆发生的最大地震。昆仑山口西8.1级地震前,首都圈及华北北部部分地温测点观测到了明显的前兆异常和同震效应。本文对这些前兆异常和同震效应进行了初步分析和研究,这对进一步分析研究地温观测资料的前兆特征,提高地温观测资料预报地震水平是十分有益的。     

地震预报现状及相关问题综述

虽然对“地震能否预报”一直存在争论,但众多大地震的震例研究表明,前兆异常会或多或少地出现在地震孕育过程的不同阶段。国内外针对活动断裂的行为方式、大地震复发规律、活断层分段与大地震活动、大地震复发的概率预测和地震孕育过程与机理等,都提出了不同的理论模型,促进了地震预报的发展。中国的地震预报工作现状面临地质构造与地震地质工作基础仍明显不足、中长期地震预报工作程度亟需全面提高、中短期预报衔接不够和防大震意识还相对薄弱等诸多问题。基于这一现状与快速城镇化的国情,需在坚持地震预报研究的前提下,全面做好新构造、活动构造与地震地质方面的调查研究工作,夯实中长期地震预报的基础,并加强中短期预报的衔接,坚定防大震意识。同时切实加强防震减灾工作,有效提高强震活动区带上的建筑物与重大工程的抗震能力,并增强全社会的防震减灾意识,从而为地震预报研究提供持续发展的有利环境。     

世界性科学难题——地震预报有可能首先在中国实现突破

采用多学科交叉的地震前兆观测方法 ,成功地做出了一些地震的临震预测及年度 (中期 )预测。可以预测几千km以外的 7级以上大地震。预测地震 3要素 (发震时间、震级及地点 )所达到的精度在地震史上也是罕见的。文中介绍了我们所用的主要地震前兆观测方法 :次声波、地应力、地电脉冲、大地微动、引潮力共振叠加等。文中还介绍了几次较好的临震预测及年度预测震例。从近几年的地震预测实践证明 ,对 7级以上大地震做出准确的预报是可能的。     

新疆地区钻孔应变观测及地震前兆研究

新疆分量式钻孔应变测量已有20年的连续观测资料,期间经历新疆境内6级以上强震及邻区7级以上强震共30次,其中7级以上地震7次,8级以上地震1次。在30次地震事件中,63％的地震前钻孔应变仪记录到了异常变化。其中,天山地震带上有17次地震,有明显的地震前兆记录的13次,占76％,钻孔应变台站均分布在此带上,对地震的震前异常记录效果更好;昆仑山地震带上有9次地震,其中5次地震前记录到应变异常,占56％。阿勒泰地震带上有4次地震,均无异常记录。新疆钻孔应变仪多次重复地记录到了震前非线性应变能积累的过程,其异常的主要特征是:(1)异常类型为年变畸变、阶变、指数型、大幅度应变张-压 (压-张)型,突跳型;(2)应变异常量级≥10-6;(3)异常持续时间以短期和短临异常为主,多数在6个月以下。本文仅举10组大震观测结果,以示应变前兆的异常特征。     

陆域强震及火山空天监测集成系统可行性研究

随着空间技术，空间对地预测技术和天测技术的发展，已经逐渐在陆域强震及火山灾害的监测预测领域发挥作用。近几年，有关部门进行了陆域强震及火山活动前兆异常的卫星热红外遥感（TIRS）、全球卫星定位系统（GPS）、合成孔径雷达差分干涉测量（D-INSAR）、天文时纬残差异常、引潮力触震机制和地理信息系统（GIS）等地震与火山短临期监测预测的实验与预研究，在基础理论和应用方法方面都有了相当的研究基础，实验和研究认为，这些空天观测技术是响应高频地壳运动的有效手段，如果将这些分散的科研力量和研究成果通过集成比较完整的空天监测预测体系，争取在我国主要强震火山省区建成强震火山灾害的空间、天测、地面、深部地质与宏观异常（简称空天地深宏）相结合的立体监测系统，将使我国的地震监测预报水平进入高技术发展阶段。     

汶川8.0级地震前BSQ型数字垂直摆倾斜仪观测到的地形变异常现象

地倾斜连续观测是地壳形变观测研究中重要内容。汶川8.0级地震前,布设在四川德阳金河测点的新型BSQ型数字垂直摆倾斜仪观测到了明显的地形变异常现象。分析其观测结果可知,汶川8.0级地震前约半月时间内德阳金河测点的地倾斜运动速度较过去的平均运动水平提高了数十倍,且震前地表快速倾斜的方向在N25°W左右。除此之外,德阳金河BSQ型数字垂直摆倾斜仪测点还观测到较为完整的,对应于可以反映地表应力集中、释放过程的震前地表破裂过程。上述现象为今后研究强震孕育机理提供了重要的信息。介绍与分析了布设在龙门山断裂带附近的其它类型地倾斜仪在震前的观测结果。事实证明,BSQ型数字垂直摆倾斜仪在强震前的浅表过程监测中具有重要意义,值得在今后的地震前兆台网工作中进行推广。     

东昆仑、玉树、汶川地震的发生规律和形成机理:兼论大陆地震成因与预测

青藏高原东北部东昆仑、汶川、玉树等强震的同震地表破裂不对称发育,伴随余震有规律地分别向东、南东和北北东方向迁移,很可能是源于恒河盆地流经亚东、当雄、安多、库赛湖、治多、玉树、甘孜、汶川的弧形下地壳“热河”的流速和流向变化形成的,下地壳热流物质正在向云南及邻区汇聚形成下地壳“热海”,导致长时间跨季度构造热干旱,其影响超过大气环流的作用。地表破裂不一定受断层控制,震源也不在断层面上,下地壳流动导致中地壳发震并进一步影响上地壳形成同震脆性破裂系统。大陆板内盆山过渡带地震密集,大陆板内地震是在下地壳层流的热动力作用下导致活动地壳分层变形的产物。在大陆盆山耦合、圈层耦合的非线性开放系统中,从大洋底部的软流圈层流进入大陆底部使得地幔软流圈加厚,底辟上升为大陆下地壳流动,为地震活动提供了巨量热能;热软化的下地壳缓慢的韧性流动孕育了大陆板内地震;中地壳韧 脆性剪切带易于积累能量,发生热能与应变能的转化,产生地震,形成震源层;上地壳脆性断层活动和地表破裂是地震释放深部能量的载体和方式之一。地壳稳定性评价的依据应当是地壳的活动性而不是断层的活动性。大陆活动构造区地震活跃期与平静期交替实际上是下地壳地震能量的聚散过程,体现在下地壳热主导的韧性流动构造与上地壳应力主导的脆性破裂构造之间的相互作用。下地壳热软化物质流动过程中流速、流向等突然改变触发地震,并产生共振波。大陆下地壳流层在厚度、温度、粘度、流速、流向上的变化产生一定程度的温度异常、流体异常及与其相关的大气层、电场、磁场、重力场、地球化学场、应力场、应变场、生物场等异常。合理布置天空网、地面网、地下网,综合立体监测有效的地震前兆,系统地开展长期、中期和短临地震预测,能够不断地提高地震预测水平。     

安图M3. 7 及柳树M4. 3 地震前后YＲY——4 钻孔应变观测曲线异常形态

YＲY--4 钻孔应变观测作为一种重要的前兆观测手段,能有效地记录地震前后地应力应变变化。吉林安图境内M3. 7 级地震前后及辽宁营口柳树M4. 3 级地震前,吉林省敦化台及辽宁省营口台YＲY --4 钻孔应变观测分别观测到曲线异常。经对比分析,敦化台观测曲线异常形态为: 异常--走平--发震-- 震后阶跃; 营口地震台观测曲线异常形态为: 异常--返回--发震。两次异常虽然形态各异,但提供了丰富的前兆信息,具有较好的时效性。     

强震的孕育规律与孕震模式

针对强震能否预测以及如何预测的科学难题,建立孕震断层多锁固段脆性破裂理论,发现强震孕育过程的指数规律：sf（k）=1.48ksc,其中sf（k）和sc分别为第k个锁固体断裂点与第一个锁固段膨胀起点对应的累加Be-nioff应变,可以利用锁固段在其变形膨胀点处开始发生的震群事件（加速性地震活动前兆）预测未来大震,并给出了强震四要素相关预测方法。通过对诸多历史强震（如邢台地震、海城地震、汶川地震、玉树地震等）的回溯性检验分析表明：强震可以预测,且其孕震过程都遵循着上述简单的共性力学规律。在此基础上,归纳出4种典型强震的孕震模式,即大震震级呈＂大—小—大＂型,大震震级呈连续上升型,锁固段快速连续破裂型与标准型。此外,根据相关强震预测理论方法,对有关抗震救灾未来研究的方向提出如下建议：建议加强活动断裂位置精确定位、性质判定的地震地质研究,并开展孕震区锁固段（闭锁区域）判识的地质与地球物理研究等。     

四川芦山7.0级强震震前监测及预测

2013年4月20日中国四川芦山发生7.0级地震,它是在2009-2011年中国西南地区出现长期大面积严重干旱这一强震中期典型异常背景下发生的。笔者执笔的年度中期预测发震地点与实际偏差400 km。地震前一天晚上,中国地球物理学会天灾预测专业委员会对“2013年4月27日前后10天是中国大陆及周边地区可能发生MS≥7.5级强震的危险日期”,专门就国内近期存在发生强震的危险性展开了内部闭门讨论。震前3小时陈维升发现：全国气温自记曲线出现大面积断点。并且,震前4天北京工业大学地震研究所接收到次声波异常信号。2013年4月21日从郑州返京后,才得以查实：2013年4月18日23时-4月19日08时（北京时间）韩国气压图资料显示,在包括北纬30.3°、东经103°在内的100 km范围内,出现了低气压异常区。笔者指出必要的反思是：科学是人类与自然的通信;要从发展演化的观点研究强震信息。     

中国西部强震活动与武都应变变化关系分析

一、引言钻孔应力、应变方法是通过测量钻孔孔径变化测量地壳应力、应变状态的相对变化。武都地震台RZB-1型钻孔式压容应变仪自1992年投入观测以来,至今已多次记录到很好的震例。并根据资料出现的异常变化,较成功地预报了1999年2月宁夏同心M_S4.7地震,4月甘肃文县梨坪M_S4.7地震,9月青海河南M_S5.1地震。但由于我们对地震前兆响应距离的种种误解,至今对武都台出现的强震远兆没有作出很好的解释。因此笔者选取了自1993     

科学认识大地震

笔者从汶川大地震的成因出发,根据地震序列的类型、发生大地震的时间尺度和都江堰-江油断裂带对地震波的消减,以及成都平原特殊的地壳结构,认为发生大地震或大余震对成都平原的影响有限。在大地震后,随着地壳应力场的改变,可能在成都平原引发小地震,应加强对熊坡活动断裂等的监测,以及附近房地产等工程建设的管理,提高民众的防震意识。地震宏观前兆异常并不是都很明显。单一动物的异常行为,如蟾蜍或青蛙迁徙,不能构成预测地震的依据。大地震诱因是很复杂的,现阶段的科学技术还不能准确预测地震。     

中国大陆科学钻探主孔流体地球化学异常与远强震的关系

2001年11月14日发生的昆仑山口西 M_s 8.1级地震和2004年12月26日发生的印度尼西亚苏门答腊 M_s 8.7级地震前后,中国大陆科学钻探(CCSD)主孔流体组成出现明显的异常。两次远强震前后的流体异常幅度很大,并具有相似的演化趋势。异常始于震前2-7天,He、N_2/O_2、He/Ar、N_2/Ar 为负异常,Ar/O_2为正异常。远强震前后流体异常特征与 CCSD附近小震前后流体异常特征具有明显的区别,表明昆仑山口西 M_s 8.1级地震前后和苏门答腊 M_s 8.7级地震前后的 CCSD 主孔流体异常可能与两次远强震相关。认为 CCSD 主孔中的 He、N_2、Ar 是记录远强震的敏感载体,可能记录了震前长周期波传播至 CCSD 主孔时激发的流体变化,反映了震源区的应力变化,也可能反映了区域构造活动乃至地球深部构造活动产生的场兆、源兆信息。     

青藏高原东北侧断层活动引起的地壳三维变形与重力场变化研究

本文推导了断层活动与地面重力变化的理论关系,讨论了与断层活动有关的三维形变场变化与实际观测的重力变化之间的关系。利用位错理论模型模拟了青藏高原东北侧的多组断层活动引起的地壳三维变形与重力场变化分布。并结合该地区2001年11月14日昆仑山Ms8．1地震前观测的两期重力资料,讨论了该地区的地质构造活动与重力变化过程与地震活动的关系。