分形与混沌理论在地震学中的应用与探讨

分形与混沌理论的研究与发展，揭示了自然界中一大类无规几何形体物理过程的内在规律性及其动力演化过程的内在随机性。这给我们探索自然界中分形客体的几何形态及其与内部物理本质的关系提供了一条暂新的途径。特别是这一理论给我们探讨地震问题，例如：探讨地震活动时空分布的确定性图像、地震演化过程的动力学行为、临界特征以及未来大地震的发生等问题，带来了某些希望。本文较详细地综述了近年来分形与混沌理论在地震学中的应用研究。全文共分５部分。第１部分是孕震过程的一般概述。第２部分描述单分形与多分形在地震学中的某些应用．文中第３部分介绍了混沌动力学中的某些研究在测震学与模型中的应用。第４部分综述了自组织临界现象和闪变噪声的研究．最后，第５部分是分形理论与混沌动力学在地球科学中的应用前景与展望．     

大同断陷盆地及其大震危险性

以最新研究成果，全面、系统地阐述了大同断陷盆地的地貌特征、晚新生代地层、火山与玄武岩、主要活动断裂、新构造单元与地震活动的空间分布、大同－阳高两次地震的地震构造。在此基础上探讨了今后10年左右的时间内，大同断陷盆地的地震危险性。     

Determining Paleosol Topography Using Seismic Refraction

The seismic refraction reversed profiling technique has been used to investigate the topography of the last interglacial soil (paleosol S1) within the central Chinese Loess Plateau near Xifeng. The results suggest an essentially flat-lying soil at a depth which varies by only a few meters over an area of more than 10 km². In addition, the results indicate a high-velocity layer at 50-60 m depth which is thought to coincide with a layer of carbonate concretions at the base of paleosol S5. The results agree well with the local loess-paleosol stratigraphy for this area and indicate that the seismic refraction method is a rapid technique for investigating paleotopography.     

地震测深中的地震波衰减

基于在河南、湖北、江苏、安徽等省和西藏自治区进行的人工地震测深工作,详细分析了不同爆炸方式(水中爆炸、井中组合爆炸、矿山和洞室爆炸),不同炸药量(1.2～500吨)和不同观测距离(5～500公里)的实测资料,讨论了爆炸方式与衰减的关系。结果表明,水中爆炸的弹性波转换系数最大,并以组合爆炸方式获得最佳的效果。本文提出地震测深中的地震波衰减遵循关系式:V_m=β(R/W~1/3)-r式中,V_m 为地表运动最大速度,(R/W~1/3) 为折合距离,r 为衰减系数。(r=1.5～1.6)。文中简要讨论了地壳厚度与地震波衰减的关系。     

关于偶极法预报地震的试验研究

1982年6月到12月初在宁夏海原地区进行了偶极法连续观测试验。试验共布置了2条测线5个观测点,供电电流保持在70—100安培左右,观测精度约0.5%。人工电位差脉冲观测使用改装的小型仪器车每天流动定时测量一次,每次观测20组脉冲,观测精度在3%左右。观测结果表明:在8月14日海原北2.7级地震前(测区距震中17公里)各观测点地电阻率都明显出现异常,异常幅度8—20%不等。四极对称装置浅层探测异常幅度约1.5%。11月5日距震中区约110公里同心北3.3级地震前,赤道式装置的2个观测点有明显异常,异常幅度约7—9%。本文所观测到的前兆异常可用郭增建同志提出的地震前兆优显层的理论得到解释。     

东亚大陆地震的地球自转动力观测资料分析

东亚大陆大地震的活动带走向、活动方式、震源主压应力方向、总迁移方向,沿纬度的分布和发震频度随时间的变化,均与地球自转速率变化有成因联系。本文从地球自转加速、减速、匀速的变化趋势进行这方面的观测资料分析,证明地球速率变化是东亚大陆地震的基本动力来源     

鲜水河断裂带大震复发机制和时空分布原因

岩石接触面在高温高围压下经过几天便烧结起来而有很高但低于原岩的剪切强度。烧结面与主压应力方向夹角大于55—65°时,便不再断裂而沿其它方向剪断。实验最低温压相当地壳10km深,这应是地壳大断裂的上部裂面与下部烧结层的界限深度,受力后便向下延裂,在下部形成震源。这可能是鲜水河断裂带震源在10—25km深重复发生的原因。由带内大震机制解P轴方向与地球自转速率变化趋势的关系、区域残余应力场水平主压应力分布方向与断裂带走向的关系,讨论了带内大震活动时段的原因。由带内裂面烧结条件、残余和现今应力高值区、岩体低强度区及储存弹性应变能高值区的分布,研究了带内大震空间分布原因。     

利用PS反射波研究西藏雅鲁藏布江北侧局部地区深部地壳结构

本文利用PS反射波探测了雅鲁藏布江北侧局部地区莫霍面的深度和起伏。在亚东—当雄测线的径向方向上记录到一个尚为清楚的PS反射波,视速度为8.35±0.28公里/秒,在同一莫霍面部分使用了PS和PP震相的走时,求得下地壳结构。莫霍面的倾角为-0.83°～0.84°,该面的深度为68～69公里左右,从结果表明该地区莫霍面起伏不大,地壳基本上是水平的。作者认为利用PS反射波测定莫霍面起伏状态是很有用的,值得进一步探讨。     

中国地壳与上地幔结构的地球物理研究

地壳与上地幔是人类居住与获取各种资源、能源,改造和利用自然的重要场所,是地球科学的基础与生长点,六十年代以来发展迅猛。中国大陆、海域和过渡带地区的地壳和上地幔物理探索,在全球板块构造和驱动机制的研究具有特殊地位,文中分别就1)青藏高原地区的地壳结构,2)青海、甘肃地区地壳结构和地壳中的高速块层,3)中原地区的地壳与上地幔结构,4)京津及外围地区的地壳结构,5)隋县—南京—启东和隋县—安阳人工地震探测面的观测,6)利用面波和远震P波确定中国地壳和上地幔结构,7)中国地壳结构的基本轮廓等方面进行了讨论。