中国大陆活动地块边界带最大震级分布特征研究

中国大陆活动地块边界带是强震活动的集中带,也是地震预测研究与防灾减灾的主要目标区,而最大地震震级是描述区域地震活动性的一个基本参数,被广泛应用于地震危险性分析研究中,因此有必要开展各活动地块边界带最大震级分布特征研究.本文利用广义极值(GEV)分布对各边界带作极值统计分析,对于分布参数进行估计,比较极值分布99％分位数和b值截距法最大震级、历史最大震级,并计算各震级水平下地震平均复发周期与发震次数,探讨活动地块各边界带未来强震活动的危险性.     

用不完整的数据文件估计地震危险性参数 第一部分：具有不同临界震级的极值

地震危险性参数（最大区域震级mmax、地震活动速率λ和古登堡－里克特方程式中的参数b）的最大似然估算方法已被扩展用于处理包括历史大震和近代完整观测资料在内的混合资料。该方法可以收取利用具有不同临界震级值的地震目录中各种质量不一的完整资料。本程序作为一个案列证被用来估计卡拉布里亚和西西里东部地区的地震活动性参数。     

根据不完整数据文件估计地震危险性参数第Ⅲ部分:引入地震发生模型的不确定性

大多数概率地震危险性分析方法要求知道至少3个震源参数,即平均地震活动率λ、古登堡—里克特b值和地区特征(孕震源)的最大可能震级mmax。目前,所有使用这3个参数的地震危险性评估方法几乎都明确地假定这3个参数在时间和空间上保持不变。但是,对大多数地震目录更细致的分析表明,地震活动率λ和古登堡—里克特b值都存在显著的时空变化。本文,这些地震危险性参数的最大似然估计考虑目录的不完整性、震级测定的不确定性以及所用地震发生模型的不确定性。通过假定平均地震活动率λ和古登堡—里克特b值为伽马分布的随机变量引入地震发生模型的不确定性。该方法扩展了经典的古登堡—里克特的频度—震级关系,地震数量按对应的复合量泊松分布(Benjamin,1968;Campbell,1982,1983)。使用所提出的方法估计了在南非当代历史上经历最强、破坏性最大地震,即1969年9月29日M_W6.3塞里斯—塔尔巴赫地震地区的地震活动性参数。结果表明引入地震发生模型的不确定性会减小平均复发周期,使所估计的地震危险性增大。此外,研究证实考虑震级的不确定性则作用相反,即那会增大复发周期或等效地减小估计的地震危险性。     

矿山地震危险性评估方法

1.引言地震活动性的经典描述基于地震发生率λ(它等于给定时间段T内震级大于等于m_(min)的地震个数)、古登堡-里克特关系式中的b值和区域最大地震震级m_(max)。古登堡-里克特关系的形式为:logn(m)=a-bm(1)式中r(m)为震级大于等于m的地震事件个数,a和b为参数。高b值表明所考虑区域内高震级地展事件个数占地震事件总数的比例较小;相反,低b值表明高震级事件占有较大的比例。因为高震级事件导致较强的地面运动,而且较强的地面运动经常与地震破坏和岩石的强度降低有关。     

宁夏地区区域起算函数的探讨

对发生在宁夏境内及邻区的地震,宁夏地震台网测定的震级与区外台网测定的震级有时相差较大。本文应用1982年至1986年间的124次地震,讨论了宁夏地震台网近震震级M_(LN)与甘肃省地震台网近震震级M_(LG)、面波震级M_(SB)、《中国地震台网观测报告》的面波震级M_(SB)的关系,以及宁夏地震台网震级与台网内15个台的震级关系,并用震级残差方法给出了适合于宁夏地区的区域起算函数和各台站校正值。     

震级-频度关系中b值的极大似然法估计及其影响因素分析

b值在地震活动性研究和地震危险性分析中起着十分重要的作用,通常拟合b值的方法有最小二乘法(Least Squares Method)和极大似然法(Maximum Likelihood Estimation)。最小二乘法简单易行,得到了广泛的应用。然而很多研究表明该方法存在一定的局限性,极大似然法在特定条件下可以作为最小二乘法的一种可行的替代或补充方法。前人对极大似然法的研究非常繁杂,提出了各种各样的方程式,每个方程式的隐含假设和求解方式各不相同。文中对主要方程式进行了简要的回顾,并按照是否考虑震级的归档效应、是否设定有限最大震级、是否对不同震级档数据取不同的观察时段和是否具有解析解这4个方面,对这些方程式进行了分类和总结。进而对震级的归档效应、震级的测量误差、样本量、震级跨度、最小完整震级和前余震共6个可能影响极大似然法估计b值的因素进行了分析和总结。最后对正确使用这些方程式提出了合理的建议。文中的分析和总结有助于更准确地理解和使用不同的极大似然法估计b值的方程式,以供相关研究者参考。     

湟源地震台新旧震级对比分析

采用新旧震级标度,利用中国地震台网2015年至2017年的观测资料,选取湟源地震台测定的国内5.0级和国外6.0级以上且震中距小于100°的161个地震事件为研究对象,利用JOPENS-6.0和JOPENS-5.2地震分析软件测定新震级标度下短周期体波震级m_(bn)、宽频带体波震级m_(B(BB))、宽频带面波震级M_(S(BB)),与旧震级标度下短周期体波震级m_b、宽频带体波震级m_B、仿真763面波震级M_(S7)进行对比分析。分析结果表明:m_(bn)与m_b基本一致;m_(B(BB))与m_B基本一致;M_(S(BB))比M_(S7)系统偏高0.2个震级单位。     

柴达木—阿尔金地震带b值统计计算

目前工程地震中使用的b值来源于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）,地震资料仅考虑至2010年,距今有10多年的地震资料缺失,在此期间柴达木—阿尔金地震带发生了7级以上强震,因此需验证该地区b值是否体现高震级段地震危险性水平。为此,利用1920—2019年地震资料,对柴达木—阿尔金地震带b值进行统计研究,确定b值为0.76。根据该地震带不同构造区提取地震目录,按照震级完整时段计算各自b值,得到b值范围为0.536 5～0.801 9,最大差值为0.272 6,该结果低于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）确定的b值,体现了近期大地震的发生对该地震带活动强度和大震重现期等地震活动特征和活动水平的影响,本研究确定的b值可作为《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）的补充,可为科学建立重大建设工程地震危险性计算模型提供基础依据。     

估算大震复发时间中m_b和M_s的换算

古登堡和里克特最早提出震级—频率关系式(1954):logN=a-bM (1)在地震危险性的评定中,一个共同的问题是要估算某一给定地区中至大地震复发的可能时间。地震学家们常常用(1)式,即地震震级—频率分布(FMD)曲线外推来寻求结论。某一地区未来可能发生的最大地震震级(M_(max))     

库尔勒地震台宽频带面波震级与传统面波震级对比分析

应用IASPEI新推荐的宽频带面波震级M_(S(BB))标准,选取库尔勒地震台记录到的2015～2016年772个数字地震事件为研究对象,通过新版JOPENS6. 0-MSDP软件测定其宽频带面波震级M_(S(BB)),同时对传统面波震级M_(S7)重新测定,经过宽频带面波震级M_(S(BB))与传统面波震级MS7对比分析,从而得出两者之间的关系。     

中国大陆东部中-弱活动断层潜在地震最大震级评估的震级-频度关系模型

中国大陆东部中-弱活动断层小区的震级-频度关系符合特征地震模式,其指数函数部分(即G-R关系)的最大截距震级a/b明显偏小于当地的特征震级MC。为了能利用参数a/b间接估计断层小区潜在地震的最大震级,文中发展了综合历史与现代地震资料建立断层小区长期震级-频度关系的方法,计算出130个断层小区按t=500a归算的G-R关系参数at/b值。分析表明,断层小区已发生的最大地震震级Mmax与at/b值呈正相关,且随着at/b值的增大,最大地震震级Mmax的上限呈现较平整、单调上升的特点。已基于这种特点分别建立起华北、华东—华中、华南与东南沿海三大区域的最大地震震级上限Mmu-at/b值关系的3个经验公式,作为利用at/b值估算断层小区潜在地震最大震级的经验模型。文中应用新发展的方法与模型估计了若干断层小区的潜在地震最大震级。研究还揭示出中-小震群、余震和触发型地震序列、人为诱发地震等现代异常地震活动以及最小完整性震级的确定等均对断层小区的at/b值计算有影响     

M_(S(BB))、M、M_(S7)震级对比

选取2009—2015年内蒙古测震台网速报的46个M≥4.1地震,依据《地震震级的规定》(GB17740—2016)中关于量取地震宽频带面波震级M_(S(BB))的各项条款,重新量取M_(S(BB)),与中国地震台网中心编目结果产出的M震级和M_(S7)震级进行对比分析,结果显示:M_(S(BB))震级与M_(S7)震级的一致性较好。     

b值统计中的影响因素及危险性分析中b值的选取a

b值是从实际地震资料的统计中得到的.它与实际资料的完整性、可靠性、统计样本量的大小、取样的时空范围、样本的起始震级和取样间隔等因素都有关系. 本文使用累积频度-震级关系,lgN=a-bM,以起始震级为4 3/4和5;震级间隔为1/4,1/2和1级对不同尺度的时空范围进行统计,从中寻找各因素对b值统计结果的影响,为如何合理统计b值取得了一些实验依据. 此外,本文还就历史地震资料和现代仪器记录资料的统一使用问题,lgN-M线性关系两端掉头对b值统计的影响问题也作了探讨,从而提出在地震危险性分析中b值选取的原则及合理选取b值的方法.最后讨论了b值统计中的误差范围及其对危险性分析所产生的影响.      

无震级上限累计b值及其回归确定方法

本文指出,目前地震危险性分析中广泛使用的用线性回归求取累计b值,然后用震级累计分布函数或概率密度函数确定地震重现关系的传统做法,理论上是错误的,实际上总是系统地高估b值,低估高震级部分的地震频次.研究区域本身的实际b值越小,回归时使用资料的震级范围越小,震级分档间隔越小,则上述系统编差越大.故对于震级上限较低的地区,若仅用历史地震线性回归求b值,由于能控制的震级下限较高,资料震级范围较小,回归所得的b值可明显偏高,从而导致地震危险性分析的系统编差.本文提出用无震级上限累计b值取代传统的有震级上限累计b值,并给出了回归求取无震级上限累计b值的实际方法.      

小震到大震的频度-震级关系的变化

地震矩≥M_0或能量≥E 时观测到的地震发生率遵从幂律分布(M_0)=aM~(-B)。这一观测结果是古登堡和里克特首先提出的,他们用的是震级,表达式为 Iog_(10)[(M)]=A-bM。参数 A 量度研究地区的地震活动水平。对于较小地震,发现斜率(b 值)在0.8—1.2之间。在整个震级范围内,常值的 b 意味着地震的自相似性,也就是说,地震无论小还是大,都用同一种方式来标度。赖德莱克和赛克斯(Rydelek and sacks)发现震级小于2.0的地震明显地不遵从自相似     

近十年来临汾地区b值的研究

自从古登堡等发现地震活动的频度——震级关系N=exp(a-bM)以来,许多学者对b值做了大量的分析研究.但由于使用的是统计分析方法,不同作者、不同方法给出的结果有时差别很大,因而使人对b值的客观性及可信程度产生了怀疑.1971年以来,临汾盆地及其邻近地区开始建立区域台网,取得了比较完整的微震观测资料,使得系统地研究该区b值有了可能.本文试图通过b值的分析研究,对该区地震危险性作一估计,并对统计分析方法稍加讨论.     

b值数字模拟的再研究

在文献[7]的基础上,本文用数字模拟方法对最大似然估值b的性质进行了比较详细的研究。结果表明,除震级范围(M_2—M_1)和分档间隔△M外,真值b本身的大小对估值的偏差程度也有一定的影响。指出是b的一致、渐近有效和渐近无偏估计值,而且收敛速度相当快。对于真值b=0.80,当参与统计的地震数N=20,估值b的偏差和均方误差即已基本稳定在+0.04和0.20左右。因此在地震频度不高的地区,用最大似然法进行b值的日常测定是比较适宜的。     

小区域的最大地震强度

本文从震级—频度 LogN=a-bM 和累积频度关系 LogN_c=a_c-b_cM 得出小地震区可能发生的最大地震强度M_(max)=a_c/b_c (1/b_c)Log(b_cL_n10)-(1/2b_c)Log(1 b_cL_n10)。以此研究了26个地震区(其中欧洲17个,川滇9个)的最大地震强度,与观测资料基本符合。比较各作者用于欧洲17个区的不同方法,结果大体一致,但本文的结果与观测资料更为接近。在一般情况下,M(max)≈a_o/b_c,当 b_c 值很低时,这一估计偏高。对结果进行了讨论。     

陇南市活断层地震危险性评估

在甘肃省陇南市活断层探测与地质填图研究的基础上,归纳了开展地震危险性评估所需的主要活动断裂的基本活动性参数;采用震级—破裂尺度关系、震级—频度关系等方法评估了陇南市相关断裂（带）的潜在最大震级和平均复发间隔;利用时间相依的地震潜势概率模型和泊松分布模型评估了各断裂或断层小区在未来50、100、200年内发生破坏性地震的概率。同时利用b值空间图像扫描的方法给出了研究区的b值图像,分析了高应力区的地震危险性。通过对以上结果的综合分析,结果表明盖山—迭山断裂或光盖山—迭山断层小区的西端表现为高应力累积区,且发生破坏性地震的概率较高,是未来危险程度较高的断裂段。     

陇南市活断层地震危险性评估

在甘肃省陇南市活断层探测与地质填图研究的基础上,归纳了开展地震危险性评估所需的主要活动断裂的基本活动性参数;采用震级—破裂尺度关系、震级—频度关系等方法评估了陇南市相关断裂（带）的潜在最大震级和平均复发间隔;利用时间相依的地震潜势概率模型和泊松分布模型评估了各断裂或断层小区在未来50、100、200年内发生破坏性地震的概率。同时利用b值空间图像扫描的方法给出了研究区的b值图像,分析了高应力区的地震危险性。通过对以上结果的综合分析,结果表明盖山—迭山断裂或光盖山—迭山断层小区的西端表现为高应力累积区,且发生破坏性地震的概率较高,是未来危险程度较高的断裂段。