全球及中国大陆周边强震活动状态研究

本文应用中国地震台网给出的全球大震目录, 结合前人的研究, 分析了1900年以来全球M_S≥8.0巨大地震活动的时间变化与M_S≥7.8大地震的空间迁移特征, 同时还探讨了包含中国大陆西部及其周边的“大三角”地区M_S≥7.8地震的发展态势。 20世纪全球百年的大震活动表现为20世纪前半叶活动强而后半叶活动弱的前高后低的活动特点, 而进入21世纪以来有增强活动显示, 呈现百年左右起伏的长期变化。 在这百年尺度的起伏之中还含有20年左右的韵律变化, 主要显示为地中海—喜马拉雅地震带巨大地震的平静—活跃交替活动特征。 根据大震活动的起伏特征和地中海—喜马拉雅地震带幕式活动特性, 进入21世纪以来, 地中海—喜马拉雅带巨震频繁发生, 显示其地震活动显著增强的高活动态势。 通过计算中国大陆西部及周边地区的不同震级地震的变异系数C_v发现, 7.0级以上强震与7.8级以上大地震活动类型不同; 采用对数正态分布对M_S≥7.8地震活动进程进行拟合分析发现, 到2015年的累积发震概率达0.80, 到2020年的累积发震概率达0.89, 表明与中国大陆关系紧密的“大三角区”已进入大地震活跃时段。     

中国大陆地震低活动异常及其在中期预测中的效能研究

在对中国大陆地震活动的分析研究中发现, 在某些大地震发生前的一、 两年中, 中国大陆往往出现地震活动显著平静的低活动异常。 本文应用最近100 a(1918—2017年)间5级以上地震资料, 分析地震低活动异常与未来一、 两年中国大陆地震活动的关系。 从M≥5.0地震的年频度、 年度最大地震震级、 6级以上地震的平静等方面建立了地震低活动异常的判据指标, 并从概率增益指数β、 预测效能比α、 地震预测R值评分等方面对地震低活动异常与未来大震关系作了多参数检验。 初步研究结果显示, 地震低活动异常与未来一、 两年中国大陆地震活动有一定的关系, 主要表现为其与8级左右(M≥7.8)巨大地震具有一定的相关性, 但其关联度较低, 概率增益指数β与预测效能比α为3左右, R值评分为0.2左右。 对于M＜7.5的地震, 地震低活动异常未显示, 其概率增益β, R值评分接近于0, 似呈现为近于随机关系。 M7.5是开始显示地震低活动异常与其有一定相关性的转折点。     

山西地区6次MS≥4.5地震前地震活动异常总结

系统梳理了2000年以来山西地区6次M_S≥4.5地震前地震活动异常,结果表明,地震空区/平静、地震条带、显著地震/震群、大同地震窗“开窗”活动等异常在地震发生前具有一定普遍性,且异常基本围绕在震中及附近地区分布,特别是在地震平静/空区、地震条带等异常发展后期出现的显著地震/震群活动,对未来地震发生的地点和时间具有较好的预测意义。异常持续时间与发震间隔统计表明：异常多出现在主震发生前6个月以内,显著地震/震群、大同地震窗“开窗”对未来主震的发生具有短临预测意义。此外,随着区域应力水平的不断增强,在特定敏感地区会发生成组极微震密集活动,监视跟踪这些有别于正常活动背景的极微震活动,对地震短临预测具有一定意义。     

华北地区强震的背景地震活动性的研究

7级以上的强震并不是在一片空白上突然发生的,而是在一种间歇性的地震活动背景下发生的,研究这种背景地震活动的规律,为判定一个活动期的强震的潜在震源区提供信息。本文通过对华北历史上记录到的18次7级以上强震的震前史和震后史的研究,提出了华北地区强震背景地震活动的四条规律:①强震前多有6级以上的背景地震发生;②并且多有信息地震发生;③短时间近距离的两个强震之间可能出现缓震现象;④强震具有一定的减震作用。文中根据这四条规律,对华北地区1501——1730年的强震潜在震源区做了判别分析。      

Historical earthquakes and a tsunami in Bohai Sea

Quantitative analysis on seismicity showed that there are several seismic dense zones in Bohai Sea. These seismic dense zones of modern small earthquakes behave prominent NE orientation, although a seismic dense zone with NW direction exists actually. Taking 39°N as a boundary, seismicity in the south is different from that in north of Bohai Sea. Almost all strong earthquakes and seismic dense zones are concentrated in the southern part. Based on archives and seismic dense characteristics, we amended the epicenter of strong earthquakes in 1548 and discussed about magnitude of the earthquake in 1888. Possibility of the event in 173 as a tsunami was discussed. The event in 1597 was doubted as a strong earthquake in Bohai Sea.     

川滇地区较长时间尺度的地震活动盛衰交替性

通过与更早地震资料的对比, 研究了鲜水河断裂带, 川滇地壳块体东带、 西带, 松潘、 龙门山断裂带以及整个川滇地区较长时间尺度的地震活动盛衰交替性。 结果表明, 川滇东带北段(鲜水河断裂带)、 松潘、 龙门山地震带及川滇西带中段和南段(主要是红河断裂带)的地震活动具有明显的几十到百年尺度的盛衰交替性。 而川滇东带中南段(安宁河-则木河-小江断裂带)与川滇西带北段(金沙江断裂带)在上述地震带的平静期里, 中强以上地震频次明显减少, 但有个别7级以上强震发生。 这样, 整个川滇地区地震活动的盛衰交替性呈现一种比较复杂的阶段性特征: 伴随频繁中强震的强震活跃期与突发强震活动期交替出现。 值得注意的是, 川滇地区从19世纪末开始的伴随频繁中强震的强震活跃期已超过百年, 目前出现长期平静, 应注意进入突发强震活动期的可能性。 根据川滇地区上一个突发强震活动期突发强震的空间分布, 推测未来的突发强震可能发生在南北向断裂带, 或其他方向断裂带与南北向断裂带的交汇部。 文中还对上述统计现象的机理作了简要讨论。     

青藏高原东北缘断层系统的大地震迁移概率及断层滑动速度的分段特征

青藏高原东北缘是青藏高原隆升、生长及变形前缘.区域地震活动频繁,且地震在其主要断层带之间时空迁移.为了研究区域大地震在主要断层带之间的迁移规律与概率,以及主要断层带大地震破裂的时空分布特征,本文建立了青藏高原东北缘地区的三维黏弹塑性有限元模型,模拟了区域断层系统的地震循环,得到了人工合成的万年时间尺度的地震目录.根据模拟的地震目录,并结合古地震数据,计算分析了大地震(MW≥7)在研究区各个主要断层带之间的迁移概率,探讨了黏度、高程、统计时间长度等因素对大地震在各主要断层带之间的迁移概率和大地震在各主要断层带上的发生概率的影响,并且初步调查了海原断层带和香山天景山断层带的大地震破裂时空分布特征.研究结果显示:继区域最近两次大地震(1920年海原断层带上的M8.5海原大地震和1927年香山天景山断层带上的M8古浪大地震)之后,下一次大地震(MW≥7)发生在海原断层上的概率最大,约为51%～81%;其次是在香山天景山断层上,概率约为9%～37%.模型结果显示,不同的青藏高原中下地壳上地幔黏度大小,对大地震在各个断层带之间的迁移规律和迁移概率的影响较小;而研究区的高程载荷对地震迁移则有显著的影响:高程载荷易于使得海原断层地震活动减弱及香山天景山断层的地震活动增强.研究结果也显示了青藏高原东北缘地区主要断层带的地震活动与断层滑动速率分布的分段性显著;大地震在断层带上的破裂位置并不固定,呈现不均匀性;并暗示了断层几何形状对地震活动、断层滑动速率分布与大地震破裂位置的控制作用.     

2008年汶川8.0级地震发生的历史与现今地震活动背景

为了了解2008年5月12日四川汶川M_S8.0地震发生的地震活动背景,本文综合历史与现代地震资料,从南北地震带中段及其邻区的视野研究了汶川地震前1~2千年的强震活动性,以及震前20年的地震活动性背景.结果主要表明：（1）至少在2008年之前的1100~1700年中,龙门山断裂带未发生M≥7的地震,相对其南、北两侧的其他活动断裂带（或段）形成一个地震空区,2008年汶川M_S8.0地震发生在该空区中;（2）17世纪以来,在由龙门山断裂带大部分地区、川北岷江-虎牙断裂带以及甘南文县-武都断裂带组成的巴颜喀拉块体东边界上共发生了12次M=6.5~8.0地震,显示出一个已持续了近400年、逐渐加速的应变能释放过程,2008年汶川M_S8.0地震属于该过程中两次巨大地震之一;（3）汶川地震前20年,龙门山断裂带中、南段不存在背景地震活动的平静,反而显示出比曾经发生过1879年M_S8地震的甘南文县-武都断裂带还略高的地震活动背景水平;（4）2008年汶川地震的强度远远超出龙门山断裂带的历史最大地震,说明仅基于数百年至一、两千年的历史地震记载,远不足以正确评估较低滑动速率的、大型活动断裂带的潜在地震危险性.     

强震前中短期地震活动异常动态图像的表示方法及其预测意义

提出了二个描述中强震发生前中短期阶段地震活动异常时空演经图像的参量σＮ、σＥ。分别将其用于华北地区、新疆地震区及南北地震带,并对其预报效能进行检验,对其异常的空间分布图像与强震发生地震进行了分析,结果表明,该二参量能较好地瓜倾吐夺前中短期阶段孕震区及其周围地区地震活动的异常平静及丛集的现象。二参量异常的时空分布图像上示出在中强震发生前３个月至１年在震中周围地区有明显的异常分布,且随着时间逼近发震时     

Distribution of Seismicity Before the Larger Earthquakes in Italy in the Time Interval 1994–2004

The Region–Time–Length (RTL) algorithm has been applied to different instrumental catalogues to detect seismic quiescence before medium-to-large earthquakes in Italy in the last two decades. RTL performances are sensitive to the choice of spatial and temporal parameters. The method for automatic parameters selection developed by Chen and Wu has been applied to twelve Italian earthquakes with magnitude greater than 5. The limits of the method in constructing maps of seismic quiescence before the earthquake are demonstrated, and a simple improvement is proposed. Then a new technique, namely RTL_surv, is proposed for routine surveys of the Italian seismicity. RTL_surv has been applied to all the earthquakes with magnitude greater than 4 in the Italian area in the time interval 1994–2004; four different sub-areas have been identified, with different characteristics in the level of recorded seismicity. One subarea—Tyrrhenian Sea—was characterized by a too low level of recorded seismicity for the application of the method. In the other three subareas a seismic quiescence was detected before at least the 66% of the earthquakes with magnitude greater or equal to 4 and all the earthquakes with magnitude greater than 5.     

1950年以来帕米尔东北缘—西昆仑地区7级左右地震后新疆地区中强地震活动状态分析

本文类比分析了1950年以来帕米尔东北缘—西昆仑地区7级左右地震发生后3年内新疆地区中强以上地震的活动状态, 并进一步讨论了2008年于田7.3级和乌恰6.8级地震后新疆地区的地震活动特点。 结果表明, 1950年以来帕米尔东北缘—西昆仑地区7级左右地震发生后, 新疆地区应变能释放相对较为充分, 震后3年通常无6.5级以上强震发生; 7级左右地震后3年新疆地区5级以上地震频度总体呈下降趋势, 2008年于田7.3级地震后5级以上地震出现的活跃—平静的显著差异性活动特征与1974年乌兹别里山口7.3级地震和1996年喀喇昆仑山口7.1级地震后较为相似。 此外, 结合新疆地区强震活动的动力学环境作用和帕米尔东北缘—西昆仑地区7级左右地震的震源机制特征, 初步探讨分析了该区 7级左右地震后3年内新疆地区中强以上地震空间活动特征的可能成因。     

Evolution of Stress Fields and Faulting in Seismic Zones

—Measurements indicate that stress magnitudes in the crust are normally limited by the frictional equilibrium on pre-existing, optimally oriented faults. Fault zones where these limitations are frequently reached are referred to as seismic zones. Fault zones in the crust concentrate stresses because their material properties are different from those of the host rock. Most fault zones are spatially relatively stable structures, however the associated seismicity in these zones is quite variable in space and time. Here we propose that this variability is attributable to stress-concentration zones that migrate and expand through the fault zone. We suggest that following a large earthquake and the associated stress relaxation, shear stresses of a magnitude sufficient to produce earthquakes occur only in those small parts of the seismic zone that, because of material properties and boundary conditions, encourage concentration of shear stress. During the earthquake cycle, the conditions for seismogenic fault slip migrate from these stress-concentration regions throughout the entire seismic zone. Thus, while the stress-concentration regions continue to produce small slips and small earthquakes throughout the seismic cycle, the conditions for slip and earthquakes are gradually reached in larger parts of, and eventually the whole, seismogenic layer of the seismic zone. Prior to the propagation of an earthquake fracture that gives rise to a large earthquake, the stress conditions in the zone along the whole potential rupture plane must be essentially similar. This follows because if they were not, then, on entering crustal parts where the state of stress was unfavourable to this type of faulting, the fault propagation would be arrested. The proposed necessary homogenisation of the stress field in a seismic zone as a precursor to large earthquakes implies that by monitoring the state of stress in a seismic zone, its large earthquakes may possibly be forecasted. We test the model on data from Iceland and demonstrate that it broadly explains the historical, as well as the current, patterns of seismogenic faulting in the South Iceland Seismic Zone.     

中蒙弧地区地震活动性及其地球动力学成因研究

应用中国地震局地球物理研究所和蒙古科学院天体和地球物理研究中心合作编制的蒙古国及邻区M≥3.5的地震目录,研究了中蒙弧地区的地震活动性特征.结果表明,与中国大陆的“南北地震带”相对应,研究区地震总体分布大致以107°E为界,呈现西强东弱的特点,7级以上的强震集中于贝加尔湖、萨彦、阿尔泰以及天山地区,107°E以东,除纬度40°线附近（燕山地震带）地震较集中且强度大之外,其它地区地震稀少,强度也低.通过断层的野外调查和本地区震源机制解,进一步研究了该地区地震活动性特征的构造应力场及地球动力学成因.研究区大部份地震都是走滑型断层活动的地震.逆断层活动的地震主要分布于中国的天山地区和中蒙边境一带的阿尔泰山地区,正断层活动的地震主要分布于俄罗斯的贝加尔湖裂谷带,走滑兼倾滑断层活动的地震主要分布在研究区域的西部地区.研究区域内的大部份地区主压应力轴（P）的倾角都小于30°,为水平或近水平的构造应力场,自西向东主压应力轴的走向从近南-北方向逐渐转为北东-南西方向.断层的野外调查、震源机制解和区域构造应力场的方向表明,中蒙弧地区主要来自西南面的印度洋板块向北偏东方向的碰撞挤压,通过青藏高原传递到本区,来自东面太平洋板块的影响已较微弱,这是研究区地震活动西强东弱、8级以上强震都发生在西部的主要原因.     

区域-时间-长度算法在青海地区的应用研究

应用检测地震活动水平相对变化的区域-时间-长度算法（RTL算法）,分析研究了青海地区有相对较完备小震资料的14次6级以上震例。结果表明,该区6级以上地震发生前在源区或近源区大约120km半径的空间尺度内,‰值能检测到明显的1年内和2年内时间尺度的中期地震活动异常,地震活动增强的“上升型”异常和地震活动平静的“下降型”异常各占一半。     

中国大陆近期地震活动性与中长期地震概率预测

通过地震震级概率预测方法得到的中国大陆各地震带１９９０￣２００５年地震危险性预测结果与近几年实际地震活动情况的对比研究。对这一方法及其实际预测效果有了更深入的理解。在此基础上，对中国大陆各地震带１９９６年７月至２００５年发生不同震级的地震概率进行了预测。结果表明，未来中国大陆继续处于１９８８年底以来的新一轮地震活跃阶段，中国东部地震发生概率继续增加，华北地块的北部边缘地震带和右江地震带有可能发生６     

用空间光滑方法评估弱地震活动区的地震活动性参数

本文以长江中游地震带为研究区域,该区地震活动比较弱,发震构造不清晰,但人口、经济分布集中,中小地震往往会造成强烈的社会影响。自有记载以来,共记录到122次Ms≥4．7级的地震,最大的地震为1631年常德63/4级地震,在这样的区域进行地震危险性分析,依据构造特征和地震活动进行潜源划分的方法会带来较大的不确定性,为了更合理地评价其危险性,本文试图先在研究区内划分活动水平相当的等b值区域,然后利用空间光滑法计算各区的地震年平均发生率分布。结果显示,各分区内年平均发生率存在较大差异,年发生率分布图与现代和历史地震震中分布格局基本一致,为潜源区划分提供了一种量化的空间参考数据。     

青藏高原北部地区弱震空间图像特征与中短期地震预测方法

通过对青藏高原北部地区31次地震的研究,确定了震前地震活动图像的中短期预测指标以及中期向短期过渡的异常判据及预测方法。研究结果表明,中强地震前普遍存在地震空区、弱震条带、前兆地震或震群、地震活动增强和平静等异常图像,所表现出的异常时间存在很大的差异。具有中短期特征的弱震空区(段)和条带一般出现在震前1～3a,平均持续时间1a,在空区解体后1～6个月发生地震。大多数前兆地震或震群活动属于短临异常,一般出现在震前几天至6个月,震级差为1．0～2．3,距离震中5～60km,空间上主要集中在祁连山地震带。地震活动增强以应力集中为主,属于短期异常特征。异常图像在时间上表现为中期阶段以孕震空区、弱震条带、地震活动增强和平静等异常,异常比较显著且不同步;短临阶段出现前兆地震和地震空区停止活动而形成的临震前的相对平静。异常图像在空间上具有较明显的分区性,与区域活动构造有一定的关系。     

On the seismicity of central Kamchatka before the 1997, M = 7.9 Kronotskii earthquake

We report results from a detailed study of seismicity in central Kamchatka for the period from 1960 to 1997 using a modified traditional approach. The basic elements of this approach include (a) segmentation of the seismic region concerned (the Kronotskii and Shipunskii geoblocks, the continental slope and offshore blocks), (b) studying the variation in the rate of M = 4.5–7.0 earthquakes and in the amount of seismic energy release over time, (c) studying the seismicity variations, (d) separate estimates of earthquake recurrence for depths of 0–50 and 50–100 km. As a result, besides corroborating the fact that a quiescence occurred before the December 5, 1997, M = 7.9 Kronotskii earthquake, we also found a relationship between the start of the quiescence and the position of the seismic zone with respect to the rupture initiation. The earliest date of the quiescence (decreasing seismicity rate and seismic energy release) was due to the M = 4.5–7.0 earthquakes at depths of 0–100 km in the Kronotskii geoblock (8–9 years prior to the earthquake). The intermediate start of the quiescence was due to distant seismic zones of the Shipunskii geoblock and the circular zone using the RTL method, combining the Shipunskii and Kronotskii geoblocks (6 years). Based on the low magnitude seismicity (M≥2.6) at depths of 0–70 km in the southwestern part of the epicentral zone (50–100 km from the mainshock epicenter), the quiescence was inferred to have occurred a little over 3 years (40 months) before the mainshock time and a little over 2 years (25 months) in the immediate vicinity of the epicenter (0–50 km). These results enable a more reliable identification of other types of geophysical precursors during seismic quiescences before disastrous earthquakes.     

河北省测震台网中小地震矩震级的测定

利用河北省测震台网的数字地震波形资料,反演了2008年12月至2010年4月62个中小地震的震源波谱参数,计算了这些地震的地震矩M0和矩震级Mw,利用正交回归分析方法得到了近震体波震级ML和Mw之间的关系式.     

论发震构造特性在潜在震源区参数确定中的应用

发震构造特性是潜在震源区划分及其地震年发生率确定的重要依据。潜在震源区除了反映“未来具有发生破坏性地震的地区”的内涵外,还应反映高震级档地震具有相似复发特征的涵义。由于在地震活动性参数统计单元内,有一些具有不同本底地震的活动构造块体,为更好地反映地震活动的空间不均匀性,考虑潜在震源区的三级划分是有必要的。通过分析潜在震源区内高震级档地震的复发特征,计算预测时段内潜在震源区的高震级档地震的发震概率,采用预测时段内概率等效转换获得地震年平均发生率的方法,有助于在中国地震危险性分析框架内考虑潜在震源区的强震复发特性。另外,文中还对潜在震源区内特征地震次级震级档频度不足的特性和发震构造上强震非均匀性在地震危险性分析中的应用问题进行了探讨