板内强震的中地壳硬夹层孕震与流体促震假设

以国内外地壳流体及其与强震活动关系的最新研究结果为基础,进行了多方面的探索与论证,提出板内强震的中地壳硬夹层孕震与流体促震（BEH-PEF）的假设．该假设的要点是地壳中存在上下两大流体活动系统,其间发育有中地壳硬夹层,该层是地壳应力积累并孕育地震的层．当其中某些部位积累的应力达到屈服强度时,则进入微破裂-膨胀（扩容）阶段并形成震源体．被扩容的震源体在真空吸泵作用下,由下层流体系统把流体吸渗到其内,在震源体内引起剪切力增强与抗剪力减弱的两个过程同步发展,并最终因剪切力达到抗剪力导致震源体的破裂而发生地震．      

The Predictability of Large Earthquakes: Evidence from an Analogue Model of Earthquake Rupture

—The recurrence behaviour of large earthquakes, in several tectonic settings, has been explained by simple models of stress accumulation and release which assume that the fault stress state is solely a function of the far-field tectonic strain rate. However, the limited dataset of large event recurrence intervals has been a major obstacle to the verification of these and other models. We present the results from a simple analogue model of earthquake rupture and stick-slip which displays power-law frequency-size statistics and involves many cycles of large events. We show that, despite the macroscopic homogeneity of the model, large events do not conform to simple deterministic time- or slip-predictable patterns. However, when the recurrence intervals for large events are divided by the median recurrence interval, the normalized data are composed of two distinct lognormally distributed populations. One population is characterized by events which are strongly clustered in time with relatively short recurrence intervals and low moment release, the other by events which are weakly clustered in time with median-sized recurrence intervals. It is suggested that the long-term recurrence behaviour of large earthquakes, whilst being non-deterministic, may be modelled by a well-defined statistical distribution of recurrence intervals.     

地球自转、地震成因与地震预报

通过对2008年5月12日四川汶川8级地震与地球自转的关系的分析,提出了一个新的地震成因观点,认为地震的主要成因之一在于地球自转速率的变化。地球岩石圈由大小不同、质量不同的块体组成。比如,大洋块体薄、质量轻,大陆块体厚、质量重。地球自转速率变化时,就会造成这些块体运动的差异性。这种差异运动可能使块体之间发生"追尾"撞击或摩察,从而引起地震。     

预警地震在地震预测中的意义

地震空区在地震三要素的预测方面有一定优势,但围绕空区的预测研究一般限于中期或中短期预测.作者研究发现当空区发展至后期,在短时间内空区及附近地区沿大构造或断层会发生两次或多次地震,这些地震发生时间一般距主震较近,作者称其为预警地震,并将地震活动图像前期出现的空区,中期发生的标志地震,以及地震孕育后期发生的预警地震联合分析的图像命名为地震活动关联图.     

玉树M_S7.1地震时空破裂过程及与地表破裂带的对应关系

根据IRIS全球地震台网15个台的长周期地震仪记录的P波资料,用远场体波地震图反演震源破裂过程的方式,研究了2010年4月14日玉树MS7.1地震震源破裂,并与震后调查地表破裂带做了对比。结果表明:玉树地震在总体上是一次单侧破裂事件,破裂从初始破裂点(即震源位置)开始向东南方向展开,破裂离震源20km处开始贯穿至地表,沿走向方向延伸了约50km,最大滑移量达2m。这些结果与震后考察得到的地表破裂带的特征十分吻合。     

两次8级特大地震的新启示——地震前兆观测与研究的讨论

地震预报是以观测为基础的科学,观测研究是其基本研究途径;对地震前兆和地震预报有不同的看法和争议,解决的办法是通过观测预测实践;地震前兆和短临预报是地震预报的难点,突破它的主要途径也是通过观测与预测科学实践。我国自1966年邢台地震以来已取得了200余次5级以上地震的震例实测资料,既经历了1966—1976年的7级地震活跃期,     

1997年中国西藏玛尼Mem>Ssub>7.9地震的时空破裂过程l

用中国数字地震台网（CDSN）的长周期波形资料反演了1997年11月8日中国西藏玛尼地区MS7.9地震的地震矩张量,用频率域里反褶积方法从P波和S波震相中分别提取了震源时间函数,并经反演依赖于方位的震源时间函数获取了断层面上破裂随时空变化的图象．矩张量反演结果表明：玛尼地震发震应力场的P轴和T轴均接近于水平,P轴在NNE方向（方位角29,倾角7）,T轴在SEE方向(方位角122,倾角23),断层错动以走滑为主;标量地震矩为3.41020 Nm,矩震级MW=7.6．由矩张量反演得到的震源时间函数显示,这次地震是由一次较小事件和较大事件组成的,较小事件大约持续5 s,较大事件持续约10 s．由余震分布可推断出玛尼地震的发震断层是走向为250、以走滑为主的左旋-逆断层,断层面的倾角比较陡,约88．根据反演结果计算了理论格林函数,然后用反褶积方法提取了震源时间函数．从不同台站的P波和S波中分别提取的震源时间函数一致表明这次地震破裂的时间历史比较简单,可用一宽度约10 s的正弦形的函数近似表示．进一步反演从不同台站上得到的、依赖于方位的P波和S波震源时间函数,获得了断层面上滑动的时空分布图象．从破裂的记忆式快照看,破裂开始于断层的西端,然后向东向下发展,总体上具有单侧破裂的特征．破裂面由3个破裂子区构成．一个在断层西端,深度约10 km(西区);另一个距断层西端约55 km,深度约35 km(东区);第3个距断层西端约30 km,深度约40 km(中区)．３个破裂子区构成约长70 km,宽60 km的破裂面．从破裂的遗忘式快照看,这次地震的破裂过程是相当复杂的,在不同时刻断层面上发生错动的地点并不相同,显示出这次地震的破裂过程具有愈合脉冲的特征,而且在断层面上的某些部位发生了多次错动;另一特征是最先和最后破裂的部位都不是主要的破裂区．根据标量地震矩计算了断层面上静态位错的分布,位错最高的3处（西区、东区和中区）的位错值分别为956 cm,743 cm和1 060 cm．由断层面上位错的分布推知,破裂主要集中在震中以东长约70 km的断层上;从余震的分布看,震中以西余震稀疏而震中以东余震密集．这些都表明这次玛尼MS7.9地震是北东东-南西西向至近东-西向断层向东扩展的结果．     

2000年6月4日印度尼西亚苏门答腊南部 Ms 8.0地震的时空破裂过程

利用全球地震台网的长周期地震仪记录到的远震体波反演了 2 0 0 0年 6月 4日印度尼西亚苏门答腊南部MS8 0地震的时空破裂过程。从P波和S波提取的震源时间函数的方向性效应都清楚地表明 :走向为 199°的节面为断层面 ,地震是从东北向西南方向的单侧破裂。这次地震破裂持续了约 16s。破裂区长约 95km ,宽约 6 0km ,平均静态位错约 11m ,最大静态位错达2 7m。平均静态应力降约为 90MPa ,最大静态应力降达 2 2 0MPa。     

震源过程数字地震成像结果给出的地震参数定标律

震源参数的定标律在震源物理和地震灾害研究中具有重要作用。虽然用地表破裂也可以得到一个总体上的震源参数的定标律，但由此得到的定标律具有很大的局限性。例如2001年印度古吉拉特MW 7．6地震在地表几乎看不到原生断层，而2001年中国西藏昆仑山MW 7．8地震在地表的断层总长度可达500多公里。宽频带数字地震学的发展，尽管在细节上还存在诸多问题，但已使地震学家有条件得到地震破裂过程的数字成像结果，这样的成像结果可以给出更为可靠的地震断层参数，比如地震断层长度和平均位错量等。基于这一进展，本文试图利用最近得到的数字地震成像结果，研究地震参数的定标律。为此，选择了3个较为系统的数据集合，分别为D．J．wald收集和编辑的震源成像结果、Y．Yagi所做的震源过程成像结果和东京大学地震研究所(ERI)的地震震源过程观测报告，共计63次地震。结果表明：如果考虑所有这些地震，则地震矩与断层长度之间近似满足M0∝ L^3的关系；但如果仅考虑较大的地震，则走滑型地震接近满足M0∝ L^2的关系，而非走滑型地震接近近满足M0∝ L^3的关系。对走滑型地震，最大位错量Dmax与L和W这两个量中较小的量有明显的依赖关系，但非走滑型地震不具有这样的性质。     

2001年昆仑山口西MS8.1地震破裂时空过程的统一模型

2001年昆仑山口西M_S8.1地震经历了一个复杂的破裂过程,其破裂长、幅度大、破裂速度多变,成为大陆型地震研究的典型地震。本文融合近场高精度大地测量观测（4幅InSAR影像,34个GPS点位同震位移）和高信噪比远震波形记录,基于有限断层反演理论,联合反演得到该地震同震破裂时空过程的统一模型;同时,基于欧洲区域台网波形数据,利用反投影方法获得高频破裂的时空展布。联合反演结果表明,破裂自西向东传播的过程中走向有所变化,破裂尺度达400km,最大滑移量达8m,地震矩大小为6.1×10²⁰Nm,对应的矩震级M_W为7.78。主断层破裂经历了3个阶段,其中,超剪切破裂阶段对应最大位错区域,破裂到达西大滩段与昆仑山口断层交叉处时,破裂速度与尺度迅速下降。反投影结果同样显示破裂的3个阶段空间上对应大地测量反演的3个最大破裂区,最大破裂区的扩展速度达6km/s,但超剪切破裂终止在断层交叉口东部约30km处断层走向发生转变的位置。     

Rupture Process of the 1995 Antofagasta Subduction Earthquake (Mw = 8.1)

—A finite-source rupture model of the July 30, 1995, M _w = 8.1 Antofagasta (Northern Chile) subduction earthquake is developed using body and surface waves that span periods from 20 to 290s. A long-period (150–290s) surface-wave spectral inversion technique is applied to estimate the average finite-fault source properties. Deconvolutions of broadband body waves using theoretical Green’s functions, and deconvolutions of broadband fundamental mode surface waves using empirical Green’s functions provided by a large aftershock, yield effective source time functions containing periods from 20 to 200s for many directivity parameters. The source time functions are used in an inverse radon transform to image a one-dimensional spatial model of the moment rate history. The event produced a predominantly unilateral southward rupture, yielding strong directivity effects on all seismic waves with periods less than a few hundred seconds. The aftershock information, spectral analysis, and moment rate distribution indicate a rupture length of 180–200km, with the largest slip concentrated in the first 120km, a rupture azimuth of 205°± 10° along the Chilean coastline, and a rupture duration of 60–68s with a corresponding average rupture velocity of 3.0–3.2km/s. The overall rupture character is quite smooth, accentuating the directivity effects and reducing the shaking intensity, however there are three regions with enhanced moment rate distributed along the rupture zone near the epicenter, 50 to 80km south of the epicenter, and 110 to 140km south of the epicenter.     

1927年古浪8级地震的破裂习性及破裂机制的数值模拟

1927年古浪8级地震是继1920年海原8．5级地震之后发生在海原一祁连山断裂带上的另一次特大地震。对这次地震的破裂习性，前人的研究结果存在较大分歧。本文在多探槽揭露和地面追踪调查基础上，结合相关的历史资料分析后，认为本次地震是由构成古浪推覆体的天桥沟一黄羊川断裂、皇城双塔断裂冬青顶断裂段以及武威一天祝隐伏断裂等共同作用的结果。对古浪推覆体平面和剖面变形机制的有限元数值模拟结果显示，其应力和应变的集中区主要分布在天桥沟一黄羊川断裂西段、皇城一双塔断裂冬青顶一带以及武威一天祝隐伏断裂和古浪一双塔断裂所在的古浪峡一带，这与地震地表破裂带的展布是一致的，同时也进一步说明了1927年古浪8级地震是该推覆体整体活动的结果。     

利用1-HzGPS波形数据反演2011年日本北大地震震源破裂过程

利用1-Hz GPS数据反演2011年3月日本东北大地震的时空破裂过程,通过理论波形图与观测波形图的拟合,以及ABIC准则的判定,反演得到滑移分布的稳定估计.结果表明:破裂集中在震源附近,并在震中以下30 km处达到最大位错量,约72 m,在岩手和福岛靠近海岸线处有两个较小的破裂区,断层的南半段破裂很小,同时也是余震最为密集的地方.整个破裂过程由3个破裂阶段组成,发震后断层从震源向周围缓慢破裂,在50～60 s破裂延伸至地表(海沟);60～90 s在震中下方迅速发生强烈破裂,形成了最大位错区,这一阶段主要是倾向上的双边破裂;90～120 s在断层最北西处和断层南半段发生较小破裂,整个破裂过程持续大约120 s.反演得到的地震矩为3.8×1022 Nm,相应的矩震级为MW 9.0.     

2010年智利大地震及历史地震活动与地质构造背景

2010年2月27日(当地时间)智利发生了8.8级地震,造成了严重的破坏和损失。该地震是典型的逆冲型地震,处于环太平洋地震带,是Nazca板块以每年8cm的汇聚速率俯冲于南美洲板块之下,使得该板块下部的应力积累到一定程度引发破裂的结果。历史地震分析表明,目前该地区可能开始一个新的大震活跃期,未来3～4年内可能还会发生一次8级以上的地震。     

2023年8月6日山东平原M5.5地震破裂过程快速反演

北京时间2023年8月6日2时33分,山东德州市平原县发生M5.5地震。震后第一时间利用国家烈度速报与预警工程项目在山东地区建成的强震台站数据对该次地震进行破裂过程快速反演。基于破裂方向性效应,通过趋势面拟合的方法确定了此次地震的主破裂面。反演得到的破裂模型表明,破裂面呈现NE-SW走向,破裂主要由震中向NE方向拓展,地震破裂持续时间为8s,破裂长度约为8km,最大滑动量为0.024m。相对于6级以上地震,此次地震震级相对较小,破裂最大滑动量偏小,破裂过程也相对简单。震后统计的余震分布与破裂模型显示的破裂区域能够较好地吻合,在破裂区域的边界附近余震分布也较为集中,推断可能是由于积累的应力能量进一步释放引发的余震。