由触发地震活动性的级联解释前震

大地震前观测到前震，以及认为前震具有特殊的性质使得它们能够同其他地震区别开来，所有这些增加了地震是可以预报的希望。所提出的异常属性包括：震级较大的前震相对于震级较小的前震占有比正常值更高的比例；以到主震的时间为参数，地震活动速率以幂律加速；将许多地震序列进行平均时，前震在空间上向主震迁移。使用南加利福尼亚的地震活动性数据，我们证明了这些性质以及其他性质都可由一简单模型得到，这一模型认为，不管前震、余震和主震，任何一个地震都能触发其他地震。我们发现前震的前兆性质同主震的大小无关。这意味着：由于根据过去的地震活动性并考虑触发的级联作用，地震活动速率是可以预报的，因此地震(无论大震还是小震)也是可以预报的。触发的级联作用很自然地产生了大范围、长时间的交互作用，这可以用来解释在非常大尺度范围内观测到的地震活动性相关现象。     

大地震前发生的前震

在时间间隔超过20年的两份全球地震目录里，选取所记录的浅源M≥6和M≥7主震以及M≥5的前震，计算了前震的发生率。当把它们各自的震级差范围作了归一化后，观测到的总比率与以前世界范围和区域范围的研究相似。把观测到的世界范围的比率同根据加利福尼亚小的和中等余震图象的普通地震成丛发生模型进行了比较。把余震模型推广到大主震前的中等前震的情况。总的来说，观察到的世界范围的前震比率超过了推广的加利福尼亚普通模型的2倍。发现由地震的震源机制和区域构造所划分的地震子序列之间，前震比率有很大的有不同，逆断层地震的前震比率高于世界范围的平均值，而走滑断层地震的前震比率低于世界范围的平均值。在逆断层地震之中，大多数位于浅源消减带的地震有高的前震比率，而少数位于大陆的逆断层带地震有低的比率。这些差别或许能解释为什么以前的地质调查发现在加利福尼亚（特别是南加利福尼亚）发生的逆断层为典型的低比率，而世界范围观测的主要是浅源消减带的地震，它们是多前震的。假设这是真的，那么加利福尼亚普通模型或许大大地低估了卡斯凯迪亚地区潜在（M≥7）前震之后发生特大（M≥8）地震的条件概率。在哈佛大学目录里，在已识别的前震-主震对中，震级差与观测范围的均匀分布一致。     

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。     

前震序列的图像特征研究

地震丛集在时间和空间上分布具有不同的特征,2个特殊的例子就是前震序列和震群。基于对1966~1996年中国大陆8个前震序列的分析,本研究提取了如下前震序列的图像特征:1前震序列的震中在空间上密集集中;2前震的震源机制与主震的震源机制相似,而这种与主震震源机制的一致性在余震序列和震群中并不存在;3这30年在中国大陆我们尚未发现主震之前的前震丛集的震源机制不一致。最后,我们发现中国大陆5%的主震前发生前震序列。     

1975年2月4日海城地震(M=7.3)的前震系列/

我们研究了1975年2月4日海城地震(M=7.3)前震的定位及其辐射图象.用六个区域台的到时,相对于一次参考地震,将前震及主震进行了定位.这组前震开始相互很接近,然后随时间及其分布有一定的延伸.最大前震前,前震均位于直径约两公里的小体积内,而在最大前震后,其活动则向北西和南东方向扩展,形成六公里长的在北西方向上伸展的分布带.初动及 P 波 S 波振幅比表明,在前震系列中有两种不同的断裂机制.我们推测这两种辐射图象可能和前震处于分布带的不同部位有关.可能主震震源不处于前震震源所决定的断层上,而是位于这组前震南面6公里、且较这组前震浅几公里处.我们认为,在垂直于主震破裂面及前震分布带走向的方向上,前震和主震相距这么大的距离,可能是由于主震时产生滑动的断层是以雁行排列的.分析了在前震期间断层上滑动所引起的应力变化,认为由前震引起的主震断层上剪应力的增加是很小的.因之由前震直接触发主震的可能性不大.      

意大利地区前震统计及其与地震预报的可能关系

本文主要讨论意大利国家地震台网１９７５年到１９９１年期间记录的地震序称的前震。我们认为前震是超过某一震级阈值的地震，它发生在一般平静期后和给定时距范围内的主震之前。该算法确定的潜在前震总数取决于预定的平静区的大小和持续时间，而由前震预测的主震数也取决于预报区的面积大小和预报期的持续时间。     

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。     

地震波动力学特征在宁蒗─盐源地区地震序列早期判断中的应用

通过对宁蒗─盐源地区各类地震序列在３天和７天内地震波动力学特征的研究，表明该地区前震序列的地震在垂直分量上Ｐ波初动一致，且Ｐ、Ｓ波最大振幅比值稳定，呈过原点的直线，其振幅比值较低，而早期前震序列振幅比值较高。双震型地震序列出现两组初动，第一主震的余震振幅比不稳定，但第二主震的前震振幅比仍保持呈过原点的直线，利用地震特特征可望区分第一主震的余震和第二主震的前震。主余震地震序列的地震振幅比不稳定。应用地震波动力学特征作为地震序列的早期判断方法，可在３天和７天内对宁蒗─盐源地区的前震、双震型地震序列作出判断，在３天内对主余震序列作出判断。     

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。     

祁连山构造带中强地震前广义前震活动探讨

分析了祁连山构造带1984年以来的13次中强地震(Ms≥5.3),其中有广义前震的10次,占77%.广义前震与主震优势间隔时同3个月,优势空间距离约300～400 km,震级差在1级以上.中强地震前广义前震沿构造带似呈有序分布;同一地区中强震之前广义前震空间分布图像具有一定相似性.广义前震的有序活动可视为祁连山构造带中强地震发生的短临异常.     

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。     

广西陆川小震群特征的初步研究

一九七七年冬,广西陆川县乌石附近发生一起小震群。这次震群活动从77年12月开始,到78年7月结束,共发生小震和微震880余次,释放的地震波总能量为1.3×10~(17)尔格。广西是少震区,地处桂东南的陆川县地震活动水平稍高一些。据史料记载,陆川周围八个县自明朝以来六百年间,共发生五级以上破坏性地震五次。陆川近年的小震活动平均每年     

2009年4月6日意大利拉奎拉地震的前震及其预测意义

本文通过分析2009年1月1日～4月5日意大利及周边地区中小地震的时空分布特征发现,2009年4月6日意大利拉奎拉地震是一次具有明显前震的中强地震.震前中小地震从频度和强度上在时间和空间向未来震中聚集的现象,为探索利用前震序列进行地震预测提供了较好的研究案例.     

Light for Earthquake Prediction:Shocks before the L'Aquila Earthquake of April 6,2009

The temporal-spatial distribution of mid-small earthquakes in Italy and its surroundings from January 1 to April 5,2009 shows that there were significant foreshocks before the moderate L'Aquila earthquake of April 6,2009.The enhancement of frequency and intensity of small earthquakes and their concentrating tendency to the future main shock have provided a comprehensive case for digging methods of earthquake forecasting with foreshocks.     

云南地区强震的短临中强前震序列特征初探

对1965￣2003年云南地区强震前3个月内发生过的短临中强前震进行整理,将其按距离主震发生时间分为直接前震、临震前震与短期前震三类,然后通过地震序列动态分析地震活动,发现各类前震有以下显著特征:(1)直接前震:3、4级地震时间间隔临震时骤减;将地震序列从时间上分成三等分后,第二时段的地震频次没有明显衰减。(2)临震前震:震后第一天地震的频次较高而第二天相对过低,同时同一台站P波初动符号基本上一致或振幅比稳定在某一范围。(3)短期前震:震后10天前震频度衰减至零;20-30天左右地震频度骤增,同时h、p值也反应出类似的特征,30天h值迅速减小接近1或小于1,而b值基本稳定且均低于区域背景值。     

Light for Earthquake Prediction： Shocks before the L＇Aquila Earthquake of April 6, 2009

The temporal-spatial distribution of mid-small earthquakes in Italy and its surroundings from January 1 to April 5,2009 shows that there were significant foreshocks before the moderate L'Aquila earthquake of April 6,2009.The enhancement of frequency and intensity of small earthquakes and their concentrating tendency to the future main shock have provided a comprehensive case for digging methods of earthquake forecasting with foreshocks.     

结合异年倍九律鉴别前震类型

鉴别前震的方法甚多。该文主要运用异年倍九法（或称异年倍九律）帮助鉴别前震。鉴别的方式是在欲鉴别的小震或小震群发生地区寻找组成异年倍九律的地震,其某个第九天日期若与该小震或小震群发生日期相重或相近,则认为这个小震或小震群可能是前震。文中列举了2010年玉树大震前的小震和2008年汶川大震前都江堰小震群的实例,皆被鉴别为可能是前震。     

2013年左贡-芒康MS6.1地震序列震源机制变化过程研究

2013年8月12日西藏自治区昌都地区左贡县、芒康县交界发生6.1级地震,地震序列为前-主-余型,在主震发生前9h内发生了7次ML≥2.0中小地震,最大震级为ML 4.7。本文采用体波谱振幅相关系数方法,基于区域测震台网记录的数字地震波形资料研究左贡-芒康6.1级地震序列震源机制变化过程。结果显示,主震前的中小地震相关系数较高,均值为0.86,表明其震源机制相似程度较高,是具有震兆意义的小震序列;余震的相关系数较低,表明震源机制相似程度较低。     

A sequence of seismic activity in the Kanto area precursory to the 1923 Kanto earthquake

The Kanto earthquake (M=7.9) that occurred along the Sagami Trough in the Sagami Bay on 1 September 1923 was one of the most disastrous earthquakes in Japanese history. The Kanto area includes Metropolitan Tokyo and Yokohama which are densely populated, and hence it has been a matter of great concern, from the viewpoints of earthquake prediction and disaster prevention, whether or not the 1923 Kanto earthquake was preceded by precursory seismicity. A study using the most complete lists of earthquakes catalogued recently by Utsu and the Japan Meteorological Agency reveals that seismic activity in the Kanto area was appreciably higher before and after the Kanto earthquake, and that the Kanto earthquake was preceded by a sequence of anomalous seismic activity, quiescence, and foreshocks. Such higher activity before and after the Kanto earthquake is contrasted with low seismicity during the recent 30-year period. A model is proposed to explain the precursory seismic activity, subsequent quiescence, and foreshocks for the Kanto earthquake. In the model, the transition from precursory seismic activity to quiescence is ascribed to time-dependent fracture due to stress-aided corrosion. Foreshocks are related to an acceleration of premonitory slip shortly before the mainshock slip.