突发应变扰动-一种新的破裂前兆的实验研究c

采用新的仪器系统多功能高频地震仪记录岩样上多点应变在破裂孕育过程中的变化．结果发现:在岩石主破裂前,各点应变除趋势性特征变化外,同时出现突发扰动．突发应变扰动有可能作为大震短临前兆的一种．      

两类热弹性问题的准静态解及其地震前兆场的时空分布特征.

控制内陆浅源地震孕育及发生的应力场可视为基本应力场与变化应力场的叠加,后者往往起着重要的作用．本文讨论两类与地热有关的产生变化应力场的问题：一类是局部高温区问题,包括载热流体侵入竖直或水平裂隙的情况和存在静态局部高温区的情况;另一类是断层在稳态扩展中出现位移间断的同时也释放热能的情况．将它们理想化为热弹性理论的三维准静态问题,并给出各自的解．求得其在地表附近某平面上所产生的若干地震前兆附加场的近似表达式,如温度场、体应变及地下水位场、垂直形变及地倾斜矢量场．讨论它们在该平面上的时空分布特征,并就诸情况进行对比．为综合利用它们的前兆观测资料,探索阶段性的地震前兆信息提供某些可能的理论基础．     

我国钻孔应力-应变地震前兆监测台网的现状

当今的地震成因理论表明：地震是地应力（应变）积累到一定程度，使断层滑动而发生的。由此可见地应力－应变观测的重要性。我国的钻孔应力－应变地震前兆监测网，是全国地震前兆监测台网的一个组成部分。观测对象包括：体应变，分量应变，分量应力和钻孔应力－应变差应变。文章通过分析调查结果，比较详细地介绍了我国的钻孔应力－应变地震前兆监测台网的现状。     

地震前地温突升现象研究

地温观测,特别是80 cm以下浅层和深井地温观测已基本上摆脱了外界等自然因素的干扰,是获取地热信息的一种比较直观、简便的度量.临震前出现的地温突升现象被认为是探测地震活动的有效手段,已越来越引起人们的普遍关注.文中对地震前浅层地温突升变化特征、浅层地温突升一些观测事实研究、深井地温突升的一些观测事实的研究以及地温突升现象的成因,分别进行了阐述.     

应力遥感监测滇西北地震前兆场

应用气象卫星轨道摄动反演地壳区域构造应力降动态场 ,对广大地区进行快速扫描获取地震近源区和震源区短临阶段孕震发震前兆场 ,藉以预测地震三要素———震中、震级和发震时间 ,以期达到预报地震如同预报气象 .对近年来滇西北地震的震例正演计算了丽江、武定强震并绘制其地震前、后应力降动态特征图及其强震前兆应力降异常波动发震时间曲线图     

不同埋深地温探头的观测效应及异常机制的初步研究

就昌平站2个不同埋深地温探头对2002年10月20内蒙ML5．8级地震和2002年12月25日河北宁晋ML4．3级地震的重复性滞后效应进行了研究,探讨了地震发生前后地温机制问题。地温是标量,从某些方面能反映地应力的变化,它是地应力变化的指示参量。地温前兆异常变化和地震的时、空、强有一定关系。深入研究其关系及其机制,对突破短临预报有促进作用。     

岩石应力状态改变引起岩石热状态改变的研究

岩石的应力状态发生改变是否能引起岩石的热状态发生改变，是一个值得研究的重要问题，我们在实验室对岩石试件进行实验，实验得出岩石的温度随岩石受到的压力增加而显著增加，在试件破裂前出现明显的破裂温度前兆；实验还发现岩石内部温度随压力变化的不均匀性，不同测温点的温度变化不同，其变化量可相差几度。     

热红外异常可作为未来强震的前兆手段

卫星热红外图像包含有价值的地震前兆信息。过去的研究得出结论,此类信息仅在地震发生前几天或几十天出现。然而,在我们的研究中,我们观察到热红外前兆与地震发生之间的时间间隔可长达10年。热红外图像还可以同步指示一个区域内不同震中的未来地震的位置。热红外异常区的形状、面积、强度和动态变化是该地区强震前的异常组合。这些未来地震通常位于主要构造带的边缘、端点或角落附近,热红外异常区域的精细构造或周边构造在异常区域起到限制作用。在我们分析的强震中没有任何例外,其中包括2011年日本M_W9地震、2010年玉树M_S7.1地震、2008年汶川M_S8地震以及2004年苏门答腊M_S9地震后的许多其他强震。令人惊讶的是,一些地震可以概述出几个月前观测到的高温区域,如果我们可以通过分析热红外图像粗略定位这些潜在的震中,并将其分析与其他信息结合起来,然后动态监测它们,那么观察地震前兆并预测其地震发生可能会更容易。     

断层含水层在非等温条件下的构造性渗流——一种震前热前兆异常产生的机理

本文用一个简单的解析模式来计算,在被断层带切断的含水层,由于形变产生的渗流引起的热量瞬时流动。在这个模式中,含水层流体的补给被假定只是通过弱隔水层垂向渗流。在这种条件下,能量平衡方程要计算由于含水层体积变化和形变产生的水力压头变化引起的流体水平向和垂直向流动的单位热量传递。数值模拟的结果表明在应力增加期,当渗流的地下水与含水层的地下水混合的时候,地温就表现为瞬时的升高。相应地,当这一渗流过程停止的时候,地温迅速回到平衡状态。利用此解析模型,可以重建观测记录中的地温前兆异常特征。按照模型的结果,地温升高达到稳定状态的时间和流体的补给率相关。热异常的幅度与弱隔水层的温度梯度有关,弱隔水层与含水层之间的渗透率也起到很重要的作用。模型的结果表明热前兆异常只是在离断层近的区域表现明显,由于在这个区域构造渗流的过程对含水层的水力压头有直接的影响。如果断层面对形变敏感,应力模式的改变会使得构造渗流率发生永久的改变,从而很容易使区域的温度场产生剧烈的、不可恢复的改变。在某些构造活跃区域的井孔地温记录中,一些短临异常变化的特征和按照“构造渗流”模型的预测结果非常相似。在土库曼斯坦的Firjusa、乔治亚州的Didiweli和日本的Izu peninsnla都有这种震前热前兆模型的例子。研究表明,与小规模构造形变相关的热前兆异常并不是罕见的。热前兆异常的监测要有合适的井孔和高精度的监测仪器,其观测时间至少要与区域地震复发周期相当。     

四川地区应力应变和重力的地震短临前兆异常特征

对多年来四川地区的应力应变及重力观测资料的短临前兆异常进行了系统的整理和研究,整理出各台项在多次中等以上地震前的异常特征,并对其中一些异常的物理机制进行了研究.短期异常特征如下:攀枝花仁和台应变曲线表现为"N"形异常,西昌小庙台应变曲线为单点突跳与固体潮畸变.临震异常特征包括:攀枝花仁和台与西昌小庙台应变曲线的阶跃及"应变波",攀枝花仁和台钻孔水位的"前驱波".结合相关物理理论论证了西昌小庙台应变在2001年雅江6.0 级地震前异常的阶段性及异常从中期向短期过渡的特征.另外,通过数学方法处理得到了攀枝花南山台重力异常从中期向短期过渡的标志.     

断层失稳错动热场前兆模式：雁列断层的实验研究

在实验室使用红外热像仪和接触式测温仪同步观测记录了压性和张性雁列断层失稳错动前后的热场变化过程.从实验记录中发现,在断层失稳引起温度场和热红外辐射亮温温度场上升之前,在两断层段之间的岩桥区发生降温变化.断层带开始升温发生在失稳前2～3 s内,岩桥区的降温却发生在失稳前约20s,这两个超前时间长度相差近一个量级.此类热场先降后升变化过程在雁列构造变形中有一定的普遍性,可能作为雁列断层失稳错动的热场前兆模式.根据实验观测结果,详细描述了上述热场变化的时间过程及其空间分布特征,分析了产生此种失稳前兆模式的机制,显著异常出现的条件及有利观测部位,讨论了它在地震前兆探索等研究中的意义.     

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.      

邢台地震孕育发生模型及其前兆机理探讨

根据人工地震与天然地震测深成果,提出了邢台地震孕育发生的概念模型。根据这个模型,分析了邢台地震前震区应力分布图像与发展过程、结合深部构造特征,探讨了邢台地震的成核过程,进而讨论了邢台地震的直接前震,地形变,地下水位三项主要前兆的形成机制。     

卫星热红外亮温、气温及地温观测的年变变化对比研究

过对NOAA卫星热红外亮温与野外安装气象观测站接收的气温、地下不同深度地温(0.2, 0.5, 1.5,2 m)进行不同方式的对比研究,分析了卫星热红外亮温、气温、地下不同深度地温的变化特征,探讨了亮温与气温及不同深度地温之间的关系．结果表明:① 卫星热红外亮温观测,由于受天气、云层短周期因素变化影响,曲线呈现高频突跳特征,但按最大值拟合出的亮温曲线有较好的年变变化规律;② 浅层地温受气温及太阳辐射的影响较大,能够体现出日变化,表现出很好的季节变化规律;③ 深层地温年变平稳, 年变变化与季节相关．但与气温相比,表现出滞后效应,且深度越深,滞后时间越长;④ 亮温、气温及深度0.2 m地温三者之间呈现很好的相关性．亮温、气温、0.2 m地温的极值几乎同时段出现,都符合季节变化．分析表明,亮温能够真实地反映地表温度的变化情况,能够为利用卫星热红外亮温提取地震异常信息提供可靠准确证据．本研究结果为理解不同观测属性及其相互关系,以及更好地为地震监测应用提供了基础．      

济阳坳陷沾化东区块现今地温场及热历史

根据区内钻井测温和镜质体反射率RO资料,在该区现今地温场分析的基础上,采用岩石圈和盆地尺度相结合的多期热演化模型对该区的热史进行了恢复.结果表明：(1)现今地温梯度为35.8℃/km.孤岛及垦东地区地温梯度较高,大于3℃/km.(2)古新世早期的大地热流值为83.6mW/m2,相当于现代活动裂谷的热流值.自古新世以来,盆地有逐步变冷的趋势,中间有二次回升,但回升的幅度逐渐变小.现今大地热流值为63mW/m2,接近全球大地热流的平均值.(3)该区主力烃源岩经历了持续的受热过程,现今仍处于“生油窗口”内,在深度上具有较大的油气赋存空间,热演化背景对油气生成有利.上述模拟结果可以用渤海湾盆地的裂谷演化模式进行较好的解释,并对胜利油田沾化凹陷的油气勘探工作具有一定的实际意义.     

济阳坳陷沾化东区块现今地温场及热历史

根据区内钻井测温和镜质体反射率RO资料，在该区现今地温场分析的基础上，采用岩石圈和盆地尺度相结合的多期热演化模型对该区的热史进行了恢复.结果表明：(1)现今地温梯度为35.8℃/km.孤岛及垦东地区地温梯度较高，大于3℃/km.(2)古新世早期的大地热流值为83.6mW/m²，相当于现代活动裂谷的热流值.自古新世以来，盆地有逐步变冷的趋势，中间有二次回升，但回升的幅度逐渐变小.现今大地热流值为63mW/m²，接近全球大地热流的平均值.(3)该区主力烃源岩经历了持续的受热过程，现今仍处于“生油窗口”内，在深度上具有较大的油气赋存空间，热演化背景对油气生成有利.上述模拟结果可以用渤海湾盆地的裂谷演化模式进行较好的解释，并对胜利油田沾化凹陷的油气勘探工作具有一定的实际意义.     

关于中国地震孕育和前兆机理研究的讨论

地震预测研究面临低水平的预测与政府和公众的高期望值的矛盾。加强机理研究是根本出路之一。地震前兆观测属于广义地球物理反演,它不应照搬地球物理勘探的现成方法,而应找出新的思路。中国与美国、前苏联和日本等国家地震发生的构造背景不同,应发展适合中国大陆地质条件的震源物理理论和方法。地震前兆机理研究存在３个完备性问题：①地震前兆存在性与不存在性的正反两个方面的论证;②前兆物理量的可测性论证;③实验模拟条件的相似性论证。这３个完备性是判断该研究是否成熟的重要标志。地震预测实验场的设立,不宜采用无把握的“守株待兔”的办法。建议将实验场设立在必然有多次发生诱发构造地震可能的矿山或大型水库。     

汶川地震典型流体趋势前兆异常的初步研究

强震的孕育和发生,主要决定于地壳介质结构和应力-应变的积累与变化.地下流体是地壳介质的有机组成部分,具有特殊的物理化学性质与动态变化特征.因而地下流体不仅能灵敏地反映地壳介质的应力-应变的变化,而且能调整与诱发地壳的应力-应变变化.因此,地下流体的动态变化是一种重要的地震前兆信息.强震的孕育过程具有阶段性,从中期、中短期进入短期阶段.     

岩石流变模型在孕震过程和前兆研究中的应用

本文用岩石流变模型讨论了地震孕育过程,以定常应变速率为地震孕育过程的基本条件.在解析解的基础上,计算了孕震过程中应力、应变、应变速率和能量等各种特征量随时间的变化曲线.在此基础上,分析了地震孕育过程的阶段性.本文还着重讨论了孕震过程中的各种前兆现象,探讨了多种前兆异常的综合机制,并初步给出了前兆现象和孕震过程之间的可能联系.