前震发生模型

建造了一个前震和前震序列发生的模型，前震与主震的发生假定是由于原有裂隙的突然并合所致。如果裂隙端点应力强度因子超过某一临界值则并合发生。在亚临界状态，每一裂隙由于应力腐蚀经历准静态的加速扩展，直到达到临界状态，最终发育成灾变。前震发生的比率随着主震临近而增加，可用一个时间的幂函数描述。幂法则中的指数与裂隙大小、间隔和破裂强度的分布无关。这种普遍性意味着前震图象对于预报大震发生的时间将是有用的识别。然而，我们发现在能量释放的图象中存在值得考虑的差异。如果人们具有描述障碍体强度和几何形态的“先验”信息，就有希望根据前震序列事件的震级预报大地震的震级。     

前震研究进展综述

简要介绍了当前国内外前震研究领域的一些进展。对比了不同前震定义条件下前震序列的共性特征,对几种主要的前震机理及主要的前震识别方法进行了简要综述,对其特点及存在的问题进行了评述和讨论。前震指主震之前在主震断层面上、紧邻主震破裂起始点发生的小地震。主震发生之前的一系列前震活动构成前震序列。在不同的前震定义条件下,具有“直接前震”的震例比例从10%至40%不等。理论上前震可用级联应力触发或预滑动模型进行解释。前震空间上主要集中分布在距离主震10~75km范围内,但其时间分布形式非常复杂,大多发生在主震前1~2天,部分前震序列的地震活动率显示明显的加速特征,但许多前震序列单独来看却往往显示主-余型序列的衰减特征。序列地震震源机制一致、序列b值偏低是前震序列最突出的特征。前震的发生与主震破裂形式和构造环境似有一定关系,在有限的前震震例中,逆冲型主震似乎具有相对更多的前震。部分震例的研究结果显示,随主震的临近,前震震源深度有逐渐下迁的特点。到目前为止,震前很难判定一次地震或一个地震序列是否前震或前震序列,所使用的前震识别主要有基于统计类比的方法、基于震源机制一致及衍生的相关方法以及基于对地震成核过程精细检测的方法。从现有不多的震例研究结果来看,尽管地震时空丛集和震源机制高度一致是前震序列的最显著特征,但却不是判定前震序列的充分条件。由于成核的破裂扩展速度和滑动位移有随时间较快增大的趋势,因而基于对地震成核过程精细检测的方法有望在前震识别中发挥更为重要的作用,但需更多震例进行验证。     

前震发生的模型

我们建立了一个前震和前震序列发生的模型。假设前震及主震都是由于早已存在的裂纹的突然合并而发生的。如果裂纹端部的应力强度因子超过某临界值时就会发生合并。在亚临界状态下，每条裂纹都由于应力的侵蚀准静态经历着加速延伸，一直到临界状态时止，裂纹增长就是在此时刻变成灾变性的。当主震临近时，前震的发生率增加，可用时间的幂次律函数对它描述。幂次律中的指数与裂纹尺度、间距和破裂强度的分布无关。这种普遍意味着前震图象应当是预测大震发生时间的有用标志。可是我们发现能量释放图象之间有很大的差异。尽管如此，如果人们有描述障碍体强度和几何分布的先验资料，则根据前震序列中地震的震级来预测大震的震级还是有些希望的。     

前震或广义前震识别的频谱偏移法及其应用研究

在前期研究工作的基础上,本文提出了一种前震或广义前震识别的频谱偏移法。其判定指标为,正常背景的中等地震事件频谱较宽,而具有前震或广义前震性质的中等地震具有频带变窄且向低频端偏移集中的特征。究其根源可能与强震前震源区或主震相关区域亚稳态扩展破裂或区域介质破碎损伤、裂隙扩展成核等过程有关。对2010年4月14日青海玉树7.1级、2014年2月12日新疆于田7.3级等地震前震的计算结果显示,2次前震的频谱都发生了偏移,与非前震性同等震级地震频谱差异明显。     

前震研究进展综述

介绍了当前国内外前震研究领域的一些进展。 对比了不同前震定义条件下前震序列的共性特征, 对几种主要的前震机理及主要的前震识别方法进行了简要综述, 对其特点及存在的问题进行了评述和讨论。 前震指主震之前在主震断层面上、 紧邻主震破裂起始点发生的小地震。 主震发生之前的一系列前震活动构成前震序列。 在不同的前震定义条件下, 具有“直接前震”的震例比例从10%至40%不等。 理论上前震可用级联应力触发或预滑动模型进行解释。 前震空间上主要集中分布在距离主震10~75 km范围内, 但其时间分布形式复杂, 大多发生在主震前1~2天, 部分前震序列的地震活动率显示明显的加速特征, 但许多前震序列单独来看却往往显示主-余型序列的衰减特征。 序列地震震源机制一致、 序列b值偏低是前震序列最突出的特征。 前震的发生与主震破裂形式和构造环境似有一定关系, 在有限的前震震例中, 逆冲型主震似乎具有相对较多的前震。 部分震例的研究结果显示, 随主震的临近, 前震震源深度有逐渐下迁的特点。 到目前为止, 震前很难判定一次地震或一个地震序列是否为前震或前震序列, 所使用的前震识别主要有基于统计类比的方法、 基于震源机制一致及衍生的相关方法以及基于对地震成核过程精细检测的方法。 从现有不多的震例研究结果来看, 尽管地震时空丛集和震源机制高度一致是前震序列的最显著特征, 但却不是判定前震序列的充分条件。 由于成核的破裂扩展速度和滑动位移有随时间较快增大的趋势, 因而基于对地震成核过程精细检测的方法有望在前震识别中发挥更为重要的作用, 但需更多震例进行验证。     

前震或广义前震识别的频谱偏移法及其应用研究

在前期研究的基础上,本文提出了一种前震或广义前震识别的频谱偏移法。其判定指标为,正常背景的中等震级地震事件频谱较宽,而具有前震或广义前震性质的中等震级地震具有频带变窄且向低频端偏移集中的特征。究其根源可能与强震前震源区或主震相关区域亚稳态扩展破裂或区域介质破碎损伤、裂隙扩展成核等过程有关。对2010年4月14日青海玉树7.1级、2014年2月12日新疆于田7.3级等地震前震的计算结果显示,2次前震的频谱都发生了偏移,且与非前震性同等震级地震频谱差异明显。     

永胜地震的前震分析

通过对2001年永胜6级地震的前震分析，指出极限时间法用以分析直接前震时，是能够作出临震预报的。     

华东地区诱发前震特征

对华东地区１９７０年以来１４次Ｍｓ≥５．０和５次Ｍｓ≥４．６地震的诱发前震特征进行了研究。初步研究结果表明,诱发前震在华东地区具有较好的预报效能,可以作为本区中期预报尤其是地震地点预报的判据之一。同时对本区诱发前震预报参数进行多种优化组全, 结合出适合本区的诱发前震预报参数,并对未来中强震进行了尝试性了预报。     

岫岩5．4级地震前震及广义前震的再研究

对岫岩5．4级地震前震序列进行了重新核定,将该序列分为两段,前段震群为前兆震群、响应地震、广义前震,后段才为前震。我国的一些大震及辽宁的一些地震前均出现过类似地震。科学认定前震、响应地震、广义前震对实现岫岩5．4级地震短、临预报起到了重要作用。     

一种可能的短期前震

分析大地震前小地震时、空分布发现,1973年2月6日炉霍7.9级地震1974年4月22日溧阳5.5级地震及1976年5月29日龙陵7.3级地震前约3个月内,2级以上小地震有沿一定方向(顺时或逆时)逐个发生,从而形成环的现象。溧阳和龙陵地震发生在环内一侧或其附近,而炉霍大地震则离环较远,但处于同一构造带。根据蠕变曲线有非线性增加段及其时间特征,它可定为短期前震,並且可能表现了震前固体潮触发蠕滑的过程。     

Correlation of foreshocks and aftershocks and asperities

A close correlation in spatial distribution of local seismic activity and energy release patterns before and after the 1979 Petatlan, Mexico earthquake suggests heterogeneity within the fault plane of this major low-angle thrust event associated with subduction along the Middle America Trench. A simple two-asperity model is proposed to account for the complexity. Foreshocks and aftershocks of the neighboring 1981 Playa Azul earthquake showed a similar pattern. As both events occurred at the junction of the Orozco Fracture Zone and the Middle America Trench, we speculate that the observed complex fault plane is caused by subduction of the rugged ocean floor of the Orozco Fracture Zone. Short-term precursory seismicity prior to the Petatlan earthquake can be explained by using the asperity model and migration of a slip front from the south-east to the north-west across the main shock source region.     

前震和余震的实时识别

一次大地震发生后,公众和决策者首先便会提出一个重要的问题:这是一个主震还是一个即将来临的更大地震的前震。到目前为止,科学家们只能通过对过去历史地震序列的统计给出经验性的结论,通常认为,余震序列会随着时间的推移而逐渐减小,未来发生更大地震的可能性只有百分之几。本文中,我们分析了意大利阿马特里奇-诺尔恰（Amatrice–Norcia）地震和日本熊本（Kumamoto）地震的序列余震平均大小分布,认为在一些情况下,区分一个序列是衰减的余震序列还是正在发展的即将发生更大地震的序列,是有可能的。我们同时提出了一个简单的“交通灯”分级准则来实时评估其对序列后续更大地震的敏感程度,并对58次地震进行了测试,结果显示准确率可达95%。      

Promoting effects of 1975 Haicheng foreshocks on theoccurrence of the mainshock

Ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆ１９７５ＨａｉｃｈｅｎｇｆｏｒｅｓｈｏｃｋｓｏｎｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｓｈｏｃｋＸｉｎｇ－ＣａｉＬＩ（李兴才）（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＳｔａｔｅＳｅｔｉｓｍｏｌｏｇｉｃａ...     

基于Dieterich地震发生率模型分析前震成因的力学机制

前震是地震前兆观测中的一个重要物理量,前震的研究对地震预测的发展尤为重要,前震序列的典型特征包括加速发生的小震与古登堡-里克特定律（Gutenberg-Richter Law）中的b值变小.本文在Dieterich提出的地震发生率模型的基础上,探讨前震发生的力学成因机制及前震-主震-余震时域演化特征.模型分析结果表明,前震震源区断层及其断层周边剪应力加载速率的变化可能是前震发生及地震发生率变化的一个关键原因.由于前震震源区次级断层之间剪应力加载速率受来自主震成核过程中断层自加速滑移的影响升高,从而可导致这些次级断裂的加速失稳,即加速前震的发生.当震源区内由前震所产生的静态应力扰动不可忽略时,应力扰动和主震成核的共同作用也可对后续前震发生率产生影响.当正向应力扰动出现时,后续的前震序列的地震发生率会出现陡增,随后其地震发生率逐渐下降.而当负向应力扰动出现时,地震发生率会出现陡降,然后再次逐渐上升.基于Kostrov模型,本文得到了剪应力加载速率与古登堡-里克特定律中b值的关系式,结果表明前震序列中b值的减小与前震区内的剪应力加载速率的上升有关.     

云南地区前震时空分布及其统计特征研究

分析了1965~2014年发生在云南地区的共计223次M≥5.0地震,发现其中有前震的地震74次,占33.2%;云南不同构造区前震的比例差异较大,前震较多的地区是澜沧-耿马地块和腾冲-保山地块;前震与主震的震级差、时间间隔、空间距离优势分布分别为0.5~2.9、10天内和20km内,可以利用这些特点在识别出前震后进而对后续主震做出预测。     

The April 14th, 2010 Yushu earthquake, a devastating earthquake with foreshocks

In the early morning of April 14th, 2010, a strong earth- quake (Ms7.1, http://www.csndmc.ac.cn; Mw6.9, http://neic. usgs.gov) occurred in Yushu district, Qinghai Province, China. More than 2000 lives were lost and over 100000 injured,     

Using the match-and-locate method to characterize foreshocks of the July 2019 MW6.4 Ridgecrest,California earthquake

The July 2019 M_W6.4 Ridgecrest, California earthquake and its distinct foreshocks were well recorded by local and regional stations, providing a great opportunity to characterize its foreshocks and investigate the nucleation mechanisms of the mainshock. In this study, we utilized the match-and-locate (M&L) method to build a high-precision foreshock catalog for this M_W6.4 earthquake. Compared with the sequential location methods (matched-filter + cross-correlation-based hypoDD), our new catalog contains more events with higher location accuracy. The M_W6.4 mainshock was preceded by 40 foreshocks within ～2 h (on July 4, 2019 from 15:35:29 to 17:32:52, UTC). Their spatiotemporal distribution revealed a complex seismogenic structure consisting of multiple fault strands, which were connected as a throughgoing fault by later foreshocks and eventually accommodated the 2019 M_W6.4 mainshock. To better understand the nucleation mechanism, we determined the rupture dimension of the largest M_L4.0 foreshock by calculating its initial rupture and centroid points using the M&L method. By estimating Coulomb stress change we suggested that the majority of foreshocks following the M_L4.0 event and M_W6.4 mainshock occurred within regions of increasing Coulomb stress, indicating that they were triggered by stress transfer. The nucleation process before the M_L4.0 event remains unclear due to the insufficient sampling rate of waveforms and small magnitude of events. Thus, our study demonstrates that the M&L method has superior detection and location ability, showing potential for studies that require high-precision location (e.g., earthquake nucleation).     

Changes in source parameters of foreshocks and aftershocks of the 2001 M_S=6.0 Yajiang, Sichuan, earthquake

Introduction An MS=6.0 earthquake occurred on February 23, 2001 in Yajiang county, Sichuan Province. The earthquake is located on the east of the southeast segment of the Litang-Dewu fault with strike of NW. Before the event, on February 14, an MS=5.0 earthquake took place nearly in the same place. In 1948 an MS=7.3 earthquake occurred on the northwestern segment of the Litang fault. The length of the surface rupture belt caused by the earthquake is 70 km, which extended from Litang to…