基于机器学习提取微震迁移规律的研究

<正>1研究背景地震迁移是指地震带内地震的发生顺序在空间上呈定向迁移的现象,对其规律的研究有助于震情形势的研判。马宗晋等（1992）结合中国大陆4条地震带的迁移规律证明了迁移的定向性。Peng和Zhao(2009)利用重复地震及其迁移特征反演断层的破裂与滑动特征;     

不同注水方式下断层动力学响应数值模拟研究

工业开采注水能导致现存断层活化,从而诱发大量的破坏型地震。因此,研究注水作用下断层的动力学响应对探索诱发地震的力学机理具有重要的意义。本文基于孔弹性弹簧-滑块模型,采用多孔介质弹性耦合数值模拟,计算分析了三类典型注水方式(上升型、迅速上升/下降型和间歇型)对断层稳定性的影响。研究结果表明:随着流体的不断注入,断层内部流体压力会经过缓慢上升、迅速上升和稳定上升三个阶段。针对于不同的注水方式,这三个阶段并不完全相同,体现形式存在差异;在注水方式相同的条件下,储层的渗透率越小,井口附近流体压力越大,断层处流体压力越小,两者间的流体压力差值越大;注水过程中断层临界刚度的变化与是否发生滑移并引发地震密切相关,数值越大越易诱发地震,其数值与注入储层流体的流体压力呈负相关,与流体压力变化率呈正相关;临界刚度由于流体压力变化率的增加在前期呈现快速增长趋势,后期则是由于流体压力的影响开始减小。迅速上升/下降型注水方式极大增加了注水前期诱发地震的可能性,间歇性注水方式在注水后期引起的临界刚度变化值较大,增大了诱发地震的可能性。该研究可以为注水诱发地震的危险性评价提供定量的科学依据。     

华南地区时变重力场建模实验和异常分析

陆面时变重力测量是监测地壳内部密度变化和物质运移的重要手段。为确定华南时变重力观测网络的场源监测能力和重力场变化特征,本文采用球面六面体单元构建重力场模型,开展重力场建模实验,对比不同建模方法与噪声条件下的局部重力场恢复效果,并对2015—2017年来5期实测流动重力观测数据进行计算和分析。结果表明,最小二乘配置方法的建模效果和抗噪声干扰能力较好。华南重力测网在地表等效可观测信号约±30×10^-8 m/s²的条件下,场源空间分辨能力约为55 km;实际重建的2015至2017年重力场累积变化基本趋势较一致,重力负异常在不同时间尺度下表现为持续增强和积累,且在局部出现正负波动的周期性变化。本文研究结果对评价陆地重力数据质量,指导地震重力观测网络系统改造升级,客观地开展重力场变化解释、分析强震孕育和物质变迁等科学问题具有重要的参考价值。     

中国大陆岩石圈有效弹性厚度与强震构造区力学特征研究

研究中国大陆强震区岩石圈力学特性对理解该区强震孕育环境及发生机理具有重要意义。岩石圈有效弹性厚度(T_e)及初始载荷比(F)与大陆岩石圈力学特征紧密相关。本文利用导纳和相关函数联合反演方法以及贝叶斯最优参数估计方法,基于全球最新的WGM2012重力异常数据、 ETOPO1地形数据和CRUST1.0模型的Moho面深度数据,计算中国大陆岩石圈有效弹性厚度(T_e)和初始载荷比(F)。通过对比分析,探索该地区岩石圈T_e、F、T_e梯度和F梯度对强震孕育环境的影响作用。本文发现,强震构造区岩石圈一般具有较低的T_e值、较高的T_e和F梯度值。结果表明,岩石圈综合力学强度较低且力学强度和内部载荷变化剧烈的地区,往往更有利于强震的孕育。     

依据密度分布频率特性的重力反演方法研究

Three-dimensional gravity inversion based on the mass property model is very popular in recent years. The time and efficiency of inversion algorithms is relative to the magnitude of the target mesh. One approach is to search over the entire solution space for a more refined result. However, the inversion will be difficult with the increased parameters in the large search space and the number of computations increases exponentially. ｜n this paper, we propose a novel approach based on the frequency characteristics of the density distribution over the mesh. The purposes of our study are to reduce the parameters of three- dimensional gravity inversion and to lighten the image quality of the inversion result. The results show that the new method can expedite the inversion processing and get a better geological interpretation than tradition methods.     

新疆于田及周边地区地震活动性与重力异常特征

基于最新重力场模型对2014年于田M_s7.3地震震区的重力异常特征进行分析, 并应用Crust1.0地壳模型计算得到震区的深部构造形态, 结果显示: 震中位于地壳厚度陡变带上.同2008年于田M_s7.3地震相比, 震中虽位于不同位置, 但发震机制均与深部地壳结构变化密切相关.统计研究区内历史地震活动性与重力异常之间的关系, 发现震中的自由空气异常与地形存在明显的线性相关性, 而布格异常和均衡异常的结果则明显不同.进一步地分别计算不同重力异常的水平总梯度和线性信号, 结果表明: 重力异常梯度量与地形的相关特性更明显.研究表明: M_s7.0以上大震活动与重力异常之间具有明显的统计特性学, 这可能与重力异常反映的深部结构和壳内质量分布的不均匀有关.      

新疆三塘湖盆地石炭系含油气系统初步评价

新疆三塘湖盆地晚古生代发育哈尔加乌组和卡拉岗组陆相火山喷发岩系,二者在岩石组合上均以中酸性火山岩及其碎屑岩为主,局部夹基性火山岩。通过岩性剖面和化石组合对比认为哈尔加乌组和卡拉岗组为同一时代地层,没有上下关系,时代为晚石炭世—早二叠世。对哈尔加乌组火山岩进行锆石SHRIMP U-Pb定年获取年龄值为319.6±9.8 Ma,表明这套火山岩含有石炭纪的部分,限定这套火山岩系的喷发时限为石炭纪中期至早二叠世。哈尔加乌组和卡拉岗组火山岩发育多期的火山喷发—沉积旋回,形成巨厚层的火山岩和火山碎屑岩的互层,具备良好的油气储集条件,其下伏老爷庙组暗色泥岩夹层有机碳(TOC)含量较高(0.71%～1.62%),属于一般烃源岩—好烃源岩,这套烃源岩与哈尔加乌组—卡拉岗组火山岩构成生储盖组合,上覆上二叠统芨芨槽子群泥岩为盖层,构成盆地与火山岩相关的石炭系含油气系统,具有重大的石油地质意义。     

中亚造山带中新生代壳幔相互作用特征与过程——新疆北部幔源岩浆岩系对比研究

新疆北部中新生代幔源岩浆岩多位于大型走滑断裂带或者裂谷带附近,岩石系列均具有高的TiO_2含量,富碱、高度富集不相容元素和轻稀土(LREE),ε_(Nd)(t)值低正值到负值,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值较高,不相容元素比值La/Nb和Nb/U显示中新生代玄武岩浆在形成过程中的壳幔作用明显不同于古生代造山过程,岩浆来源于类似OIB源的富集地幔。而新疆北部地区的二叠纪幔源镁铁-超镁铁岩来源于亏损地幔,陆壳物质参与了岩浆的形成,源区可能混入了早期的弧组分或俯冲的洋壳。由于古生代多个洋盆闭合和增生造山作用致使中亚造山带的岩石圈不断增厚,于古生代晚期发生拆沉去根作用,软流圈亏损地幔上涌形成二叠纪镁铁-超镁铁岩系,而拆沉的岩石圈以及俯冲下沉的洋壳及其沉积物,在地幔环境熔融交代改造原始地幔,使中亚地区的地幔自古生代晚期以后逐渐转换为整体富碱、富含轻稀土(LREE)和不相容元素的富集地幔。被改造了的富集地幔在中新生代沿裂谷带或大型走滑断裂薄弱带上涌,形成了中新生代幔源岩浆的喷发和侵位。     

设定场源参数的区域重力微变化特征与模型实验

流动重力测量作为地震前兆监测手段之一, 所得到的区域重力场微变化信号反映地壳内部密度变化、 地壳变形、 流体运移等信息。 采用定量化和模型化方法研究与地震孕育相关的重力场变化信号时空特征, 对于构建地震预报定量化指标体系具有重要意义。 通过设定场源参数构建了数值模型, 正演得到了多组不同场源条件下的重力场变化模型; 通过模型对比, 分析了重力变化与重力梯度变化对不同类型场源参数的关系。 研究结果表明: 重力垂直梯度变化对异常体边界比较敏感, 特对浅部异常更为敏感, 适用于圈定异常体范围。 以此为基础提出了观测系统的优化测量方案, 以及对观测精度的需求。 研究结果对于构建地震预报指标参数, 优化流动重力观测系统具有一定参考意义。     

华北时变重力场离散小波多尺度分解

On the basis of the absolute and relative gravity observations in North China, spatial dynamic variation of regional gravity fields is obtained. A multi-scale decomposition technique is used to separate anomalies at different depths, and give some explanation to gravity variation at different time space scales. Gravity variation trends in North China are improved. Based on this result and the analysis of wavelet power spectrum, the images of the depth of wavelet approximation and detail are obtained. The results obtained are of scientific significance for the deep understanding of potential seismic risk in North China from gravity variations in different time space scales.