各向异性和倾斜界面介质中P波质点运动的理论模拟与应用

P波质点运动已经成为研究地震台站下方浅部地壳S波速度结构的一种重要手段.然而,现有研究主要基于水平层状各向同性介质的假设,对于各向异性和倾斜界面对P波质点运动的影响仍缺乏系统研究.本文通过理论模拟初步研究了各向异性和倾斜界面情况下的P波质点运动特征.模拟结果表明,各向异性和倾斜界面会使P波质点运动随反方位发生周期性变化,而且这种变化具有频率依赖性,反映了结构的垂向变化.四川盆地是研究青藏高原生长与物质外向逃逸的重要场所.本研究以盆地内部的宽频带流动地震台站S124为例,探讨利用P波质点运动研究浅部地壳各向异性和界面几何结构的可行性.研究结果显示,台站下方~4-5 km以浅的地壳具有明显各向异性（~20%）,且其快轴方向（近东西向）与川中走滑断裂带走向一致.这表明研究区浅部地壳的变形模式可能主要受到断裂构造的控制.本研究的理论模拟和初步应用均表明,利用不同频率P波质点运动的反方位变化能够有效约束浅部地壳的各向异性和/或界面几何结构.

     

由兰德斯和赫克托矿地震的地震波触发的地震

加州1992年兰德斯7.3级地震和1999年赫克托矿7．1级地震的接近和相似允许人们对触发地震的假设进行检验，而这在以前是不可能的。赫克托矿地震证实了对兰德斯地震所提出的推断：瞬时、振荡的“动态”形变以地震波的形式辐射，能触发地震活动速率的增加(Hill，et al，1993；Anderson，et al，1994；Gomberg and Bodin，1994；Spudich，et al，1995；Gomberg，1996；Gomberg and Davis，1996)。在本文中，我们对地震活动速率的空间和时间变化(Matthews and Reasenberg，1988)进行了量化。在兰德斯地震的北部地震活动速率增加，而对赫克托矿地震这种增加主要发生在震中以南。我们认为破裂方向性分别使兰德斯和赫克托矿断层的北方和南方动态形变提高，这可以由地震波速度场的不对称性得到证明。对于触发作用，动态和静态应力变化都很重要，距离较远处动态应力变化起主要作用。峰值波速证明了动态触发闽值的存在，并约束了动态触发闽值的范围。在大多数地区，这个阈值依赖当地的条件，从零点几到几MPa变化，超过静态闽值一个量级以上。在某些地点触发过程直到动态形变平息了之后才开始。这些观测现象的物理机制可能与导致液化和循环疲劳的机理相似。     

利用P波质点运动检测福建台网地震计方位角

为提高福建台网地震计方位角的准确性,于2013年用高精度寻北仪对所属台站进行了方位角的校正工作.主要是利用P波质点运动的原理及"SNR为权重的多事件"方法,选取了全球范围M≥6.0以上的远震作为研究对象,以2013年为界,分两阶段显示福建台网所属台站方位角的变化情况,结合维护日志找出某些台站方位角偏差较大的原因,为持续...     

2008年汶川大地震临震前震中附近是否存在显著的地壳垂直运动?

2008年5月12日的汶川MS8.0地震是自1976年唐山地震以来发生在中国大陆的最大灾难事件.地震发生后有人通过对GPS数据的动态处理分析认为在地震前1小时内震中附近有非常显著的地壳垂直运动发生,从而提升了地震学界对通过高频GPS观测技术实现地震短临预报的预期.高频GPS观测技术是近年来GPS技术发展的一个重要方面,在研究地震前后地壳形变短期变化过程、地震震源破裂过程等方面取得了非常广泛的应用,但数据解算的精度和可靠性还是受到多种因素的制约.文中提出了一种基于数据静态处理得到的载波相位观测残差来分析测站位置动态变化的方法,并采用这种方法对汶川地震前震中附近几个GPS连续站的数据进行分析,结果表明汶川地震前震中附近并不存在显著的地壳运动.     

利用远震P波质点运动检核区域地震计水平分量方位

地震计三分量方位的准确性对现代地震学研究具有很重要的意义.文献[1]利用P波偏振原理和多地震事件加权叠加方法计算表明,中国“十五”数字地震网络台站中有近三分之一的台站存在地震计水平方位偏差大、极性接反或分量互换等方面的问题.本文选取鄂尔多斯地块周缘地区24个代表性台站,利用2007年8月至2011年3月期间73个M≥7远震事件的P波资料,对台站分量方位等问题进行了检核计算.考虑到期间地震仪的可能重新安装因素,应用单地震事件的反演方位时间序列变化来计算分量方位偏差及其可能的方位校正.研究结果表明,反演的方位与文献[1]的结果基本一致,表明中国“十五”数字地震网络确实存在部分台站方位偏差较大等方面问题.因此,在SKS横波分裂等现代地震学研究中应充分考虑台站地震计方位不准和变动等因素的影响.     

边界作用力改变与首都圈形变场变化

本文根据多种形变观测结果,研究了近期首都圈地区形变场出现的两次非线性变化过程,发现两次形变过程可能与边界作用力改变所引起的变化有关.分析认为:①两次形变过程均与大尺度形变场变化相关,这可能与大震所引起的边界动力作用改变有一定的关联;②2001年11月14日昆仑山口西8.1级大地震对首都圈形变场具有一定的影响,该地震的发生对首都圈地区应变积累具有一定的释放作用;③2004年出现的断层基线大幅度变化与大尺度形变场变化具有协调一致性特征,与首都圈地区强震前的局部应力场增强有所不同.     

利用P波质点运动估算中国东北地区固定台站地震计方位角

现代地震研究依赖于可靠的三分量观测数据,地震计的北分量是否严格指北将直接影响研究的准确性。然而,受台站附近磁异常或人为安装错误的影响,地震计的方位角可能出现偏差。基于东北地区154个固定台站2020年的远震数据,利用P波质点运动方法,估算了每个台站的北向分量方位角,以判断台站地震计是否存在方位角偏转问题。结果表明,84%的台站运行良好,12%的台站存在方位角偏差绝对值过大（>20°）或分量极性反转等问题。此外,分析后发现方位角偏转较大会导致H-κ叠加方法计算得到的地壳厚度和地震波速比出现偏差。因此,为确保地震学分析的可靠性,固定台站的地震计方位角需要进行定期校标。     

外部扰动重力场的频谱响应质点模型

本文提出一种新的虚拟质点建模方式,旨在实现地球外部重力场的快速精密赋值．其基本思想在于：根据内部场源与外部场的频谱响应关系,视质点系为若干子系组成,让其中每个子系具有与外部场的相应频段分量响应的谱频特性．质点系的频谱响应性质将会大大削弱通常质点模型产生的所谓且Ｒｕｎｇｅ现象：泄漏与增频,从而显著提高逼近精度．文中还详细讨论了频谱响应质点模型的原理和构制方法,并对模型精度进行了分析和估算．     

局部区域GNSS地壳形变监测系统设计与精度分析

为探索页岩气开采与地壳形变的关系、地表形变对页岩气压裂的响应等,布设一套GNSS跨断层形变监测系统。该系统综合使用静态和动态测量方法采集地表形变信息,结合多种GNSS定位方式增加监测区域地表动态位移信号探测的可靠性,并利用网络通讯与云服务器实现数据的自动化传输、设备的远程管理和站点的动态监测。考虑到测量误差与形变量之间的可区分度问题,文章从测量精度方面进行详细的分析。静态测量计算结果表明,单日基线解和PPP静态解精度在水平和垂直方向均可达到10 mm以内。四川泸定6.8级地震动态定位计算结果表明,RTK解、PPK解和PPP动态解时间序列中,瞬态地表位移信号的可识别程度也可达到10 mm以内。精度分析结果认为该系统可以较好地反映监测区域的部分长期和瞬态形变信息。     

外部扰动重力场的频谱响应质点模型

本文提出一种新的虚拟质点建模方式，旨在实现地球外部重力场的快速精密赋值．其基本思想在于：根据内部场源与外部场的频谱响应关系，视质点系为若干子系组成，让其中每个子系具有与外部场的相应频段分量响应的谱频特性．质点系的频谱响应性质将会大大削弱通常质点模型产生的所谓且Ｒｕｎｇｅ现象：泄漏与增频，从而显著提高逼近精度．文中还详细讨论了频谱响应质点模型的原理和构制方法，并对模型精度进行了分析和估算．     

长期极移的成因

依据宋贯一等(2006)发表的"极移的成因及其移动特征"一文中的研究成果,对其中极移反向(由东向西)运动的时问分布进一步研究得知:在地球公转所处的四季位置中,自转极(北极)反向运动时间仅发生在当年的11月1日(立冬日为11月7、8日)到第二年的2月15日(立春日为2月4、5日)这一段时间之内;其它时间(季节)均为自转极正向(由西向东)运动时段.对比冬至日前后和夏至目前后极移的运动方向可知,它们相对太阳的运动方向虽然相反,由于它们分别处在轨道的东、西方向的两侧,从空间上看来,它们的运动方向却是一致的(即都是向自转极以西运动).基于上述原因,经过一个回归年的太阳光压激发之后,极移运动轨迹的年平均位置向CIO(国际极点)的西侧移动了.在下一个周年期激发时段,上述现象将在上一回归年极移年平均位置的基础上继续进行,逐年累积即形成长期极移.这就是周年期激发机制引起的长期极移及观测的极移运动轨迹均落在CIO西侧的原因.     

面波的质点运动轨迹在小爆破识别与判据研究中的应用

本项工作主要研究宽频带数字地震记录中小当量爆破(即矿山爆破)与小震级地震事件的识别问题。以前我们利用北京遥测地震台网的短周期模拟记录资料和DAPS(台网中心数字化)系统(郑秀芬等,2000;王凤霞,2000)产出的资料作过一些研究(郑秀芬等,2006),取得了一定的进展。在此基础上,利用宽频带数字地震记录资料,进行了小当量爆破与小震级地震事件在近场源短周期面波质点运动轨迹方面的识别研究,并给出了一定的判据。     

Component azimuths of the CEArray stations estimated from P-wave particle motion

The recently built China Digital Seismic Network consists of the China National Digital Seismic Network (CNDSN),31 regional seismic networks and several small aperture arrays with more than 1 000 stations including 850+ broadband stations.It forms a gigantic seismic array that provides an unprecedented opportunity to study the Earth's deep interior besides its routine task of seismic monitoring.Many modern seismic studies rely on rotation of vertical and horizontal components in order to separate different ...     

Sources of ground movement at Vesuvius before the AD 79 eruption: Evidence from contemporary accounts and archaeological studies

Historical sources have recorded earthquake shocks, their effects and difficulties that local inhabitants experienced before the AD 79 Pompeii eruption. Archaeological studies pointed out the effects of such seismicity, and have also evidenced that several water crises were occurring at Pompeii in that period. Indeed numerous sources show that, at the time of eruption, and probably some time before, the civic aqueduct, having ceased to be supplied by the regional one, was out of order and that a new one was being built. Since Roman aqueducts were usually built with a recommended minimum mean slope of 20 cm/km and Pompeii's aqueduct sloped from the nearby Apennines toward the town, this slope could have been easily cancelled by uplift that occurred in the area even if this was only moderate.     

Complete Coulomb stress changes induced by the Ms7.6 earthquake in Lancang-Gengma,Yunnan and triggering of aftershocks by dynamic and static stress

The spatiotemporal evolution patterns of complete Coulomb stress changes caused by 1988 Ms7.6 earthquake in Lancang-Gengma,Yunnan,are calculated and studied.And the triggering problems of Ms7.2 Gengma shock occurring 13 minutes after the main shock and of Ms5.0―6.9 aftershocks within 24 days after the main shock are discussed.The results show that the spatial distribution patterns of complete Coulomb stress changes of the Ms7.6 main shock are strongly asymmetric.The areas of positive dynamic and static Coulomb stress are both coincident well with the strong aftershocks' locations.The Ms7.2 Gengma shock and most of strong aftershocks are subjected to the triggering effect of dynamic and static Coulomb stresses induced by the Ms7.6 Lancang earthquake.     

横跨喜马拉雅造山带的构造运动转换与变形分配

喜马拉雅造山带包含喜马拉雅弧和东、西构造结3个基本部分,它们是大陆碰撞后印度板块继续向北移动,并向西藏高原下俯冲产生的构造变形系统.该系统的重要地质特征之一,是同时存在多种不同样式、不同或相反性质的地壳变形,例如地壳南北向缩短与东西向伸展,高原隆起与山间盆地下沉,与造山带走向大致平行的向北倾斜或向南倾斜的逆断层,东西向(如藏南滑脱带)和南北向的正断层,北东和北西向的走滑断层,绕垂直轴(平面弧形)和水平轴(剖面褶皱)的弯曲等.这些现象表明,在完整、刚硬的印度次大陆插进破碎(拼合)、柔软的西藏下面后,造山带以南印度向北的简单刚体运动在跨越喜马拉雅南缘后转换为多种变形,分配到喜马拉雅造山带及其北边的广大陆内地区.这样的转换过程可能是以不连续方式发生在新生代以来不同地质年代,发生并保留在不同的深度,所造成的变形特征与深部热状态和分层流变性质,以及许多局部条件有关,如原有构造走向与印度板块运动方向之间的几何关系(角度),被变形地质体的相对强度,不同变形体之间的相互作用以及局部应力状态的改变等.喜马拉雅造山带向南凸出的弧形,是由浅表的逆断层上盘的向南滑动形成的,受地形及重力梯度控制,基本上与弧的走向正交,掩盖了深部可能存在的斜向俯冲.喜马拉雅东、西构造结的变形过程在时间、空间上的差异,是西藏东部下地壳向东、东南流动的部分原因,这样的流动可能限制或改变了东构造结附近的地壳变形样式.     

基于案例分析的库仑应力变化触发地震机理探索

在许多地震触发研究案例中,不少学者都利用大地震造成的库仑应力变化研讨其对后续地震的影响,但众多结果中存在的共同规律尚未得到很好的统计与归纳。基于库仑应力变化理论,通过统计多个地震序列与典型事件中库仑应力研究结果,分别从震级,触发距离,触发地震库仑应力变化(ΔCFS)以及触发时间4个方面进行分析。结果表明,静态库仑应力的最优影响范围在5～50 km间,触发地震的应力条件多在0.01～0.4 MPa,触发地震震级与距离和主震震级无明显对应关系;动态触发的作用范围在100～2500 km间,主震震级通常较高,触发地震的震级都小于主震震级,在几个典型远程触发的事件分析中,主震震级与可触发距离呈正相关,但触发次数与其他所分析因素均无关;震后应力转移的三种机制,从理论上合理地解释了长时间尺度延迟触发的现象,但精确计算应力转移的量值可能对库仑应力变化与触发地震之间关系的更合理解释有推动作用,需引起关注。     

2008年新疆于田MS7.3地震对后续 地震的完全库仑应力触发作用

在离散波数法基础上计算2008年3月21日新疆于田M_S7.3地震造成的近场区域完全库仑应力变化, 分析该变化对余震发生所产生的影响, 得到了此次地震在2008年10月5日乌恰M_S6.8地震震中处所产生的动态库仑破裂应力变化. 计算结果表明, 该地震近场区域库仑应力变化图像演化大概持续了60 s, 库仑应力变化对余震的触发率达到90%以上, 其中动态库仑应力变化图像更好地解释了余震的分布. 余震震中处的完全库仑应力变化计算结果表明, 其动态库仑应力变化远远大于静态库仑应力变化. 于田M_S7.3地震在乌恰M_S6.8地震震中处造成的最大动态库仑应力变化为0.12 MPa, 说明后者可能受到了于田M_S7.3地震的动态应力触发作用, 但不显著;而静态库仑应力则对其影响很小.      

Effects of fault movement and material properties on deformation and stress fields of Tibetan Plateau

We compare the factors which affect the movement of Tibetan Plateau by building three types of finite element models: an elastic materials (M-EC), a continuous model composed by non-linear materials (M-PC), and an elastic model with discontinuous fault movements (M-ET). Both in M-ET and M-EC, the materials in Qiangtang and Lhasa block are elastic, and in M-ET, discontinuous movement of faults is considered for evaluating the effects of strike-slip faults. In model M-PC Druker-Prager plastic materials are us...     

The effects of particle breakage and abrasion on the magnetic properties of two soils

As mineral magnetism is used as a tracer for sourcing river and dam sediments, changes in the magnetic properties that may occur during transport between the source and sink must be considered. Abrasion and breakage of particles will occur during transport. These processes were examined in simulation experiments with a granitic and a sedimentary soil. The effects of these processes on the magnetic properties of a granitic and a sedimentary soil were examined using a simulated breakage/abrasion experiment. Breakage and/or abrasion had substantial effects on the magnetic properties of both soils. All particle sizes were affected, but the magnitude varied through the size range of derived particles. The major effect was on the concentration of magnetic minerals, with differences between the concentrations in particle sizes of the original material and those generated by the experiments being as much as 20 times. The effect on the granite soil was to reduce the concentrations, i.e. derived material was less than original material; whereas for the sedimentary soil the derived particles had higher concentrations. The effect on magnetic grain size, as indicated by the magnetic ratios, was less than the effect on the mass magnetic properties, but still substantial for some ratios for some sizes. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.