永登5.8级地震孕育发生过程中的断层形变与重力场动态图象特征s

初步研究了1995年7月22日甘肃永登5.8级地震孕育发生过程中的断层形变异常和重力场、垂直形变场动态演化特征．孕震过程中近源区有3处断层形变呈,,相变化异常,外围区1993年以来先后有10余处场地断层形变出现台阶、突跳等异常．流动重力监测到震前出现的高值异常区、同震效应及震后恢复正常的演变过程等．资料反映了孕震过程中近源区断层运动由准线性走向非线性的过程,重力场变化由孕育、发震过程的非均匀态走向震后的准均匀态的演化过程,较强地震的孕育发生与区域应力应变场的动态演化密切相关．还简要总结了作者对这次地震中短期预报试验的经验教训．      

Stress-dissipative heat geotemperature precursor mechanism of earthquakes

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西安市岩土体剪切波速与土层深度关系的研究

通过对西安市3个主要地貌单元共309个钻孔剪切波速资料的分析整理,采用指数和线性拟合两种方法对测点较多的细砂、中砂、粗砂、黄土、粉质粘土、古土壤、卵石等土类的剪切波速VS与土层深度H的关系进行统计回归,得到其经验关系式;将实测剪切波速值与利用上述统计结果得到的预测值进行对比检验,两者差别不大。说明区分地貌单元和各类土层的VS与H经验关系可靠且符合当地岩土特征,可用于西安地区一般建筑的工程勘察与地震安全性评价工作。     

空间大地测量GPS揭示的汾渭盆地及其邻域现今地壳应变场变化特征

利用汾渭盆地及其邻域2001—2007年与2009—2011年高精度GPS监测资料,基于区域构造特点,采用块体运动应变模型结合数理统计假设检验法,建立了区域合理的地壳运动应变模型,基于此定量研究了区域现今地壳应变场及其变化特征,特别是2008年汶川强震对汾渭盆地区域变形特征的作用影响,同时从盆地整体上分析了盆地内多发的地裂缝灾害与区域整体构造变形特征之间的内在关系.研究结果表明:经统计检验判断,选择合理的区域地壳运动应变模型,对获取真实反映区域实际构造变形特性的应变参数具有重要的作用;2008年汶川强震对青藏东边缘地块及渭河盆地西侧局部地区应变场造成一定的影响,但是震后上述区域并没有出现显著的应变积累而是呈现出应变量值较震前减小的特征,分析其原因可能是因为此区域并不是强震造成的库仑应力显著增加区,在震后2009—2011年时间段内处于构造应力场的松弛调整期;汶川强震没有显著改变研究域现今整体的构造变形背景特征,区域地壳构造活动特征仍具有较好的继承性;基于研究域构造块体具有各向同性连续弹性变形的前提,初步推断整个汾渭盆地内多发的地裂缝灾害可能是区域NW—SE向拉张应力场作用下的地表破裂响应.     

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三分量石英晶体谐振式压力传感器研制

早在20世纪六七十年代,我国就曾开展过比较多的土层应力观测工作,河北唐山八中业余地震观测组曾利用简易液压土层应力计,观测到唐山7.8级地震数次强余震前的土层应力扰动异常信号.土层应力观测虽在多次地震前监测到了比较好的短临异常信号,但是由于其观测精度低、应力-应变本构关系不够明确等方面的原因,在20世纪80年代清理攻关后逐步退出专业舞台、甚至群测群防舞台.     

GPS连续监测鲜水河断裂形变场动态演化

利用跨鲜水河断裂的二对GPS连续观测点资料, 获得了跨鲜水河断裂高精度形变场(误差约1 mm)的动态演化轨迹. 该轨迹清晰地反映了鲜水河断裂乾宁段和道孚段形变场的明显不同, 前者为稳态、后者为非稳态. 道孚段的非稳态形变可能与鲜水河断裂在此分段并呈现东、西二支有关. 采用一多段脆韧转换带模型对形变场动态演化给出初步的模拟与解释: 鲜水河断裂南段转换带内蠕滑稳定, 而北段和道孚段呈现间歇状态且平均滑移率高于南段. 这可能与断层面介质的物理性质有关, 揭示当前断裂南段转换层强度可能高于北段, 对应于更长的发震周期.     

2008年汶川8.0级地震前横跨龙门山断裂带的震间形变

利用区域GPS和水准测量资料,结合地震构造背景的分析,本文研究2008年汶川8.0级地震前横跨龙门山断裂带地区的震间地壳形变,探讨引起这种形变的活动构造与动力学模式,并由此认识汶川地震的孕育与成因机制.主要结果表明：1997～2007年期间,自龙门山断裂带中段朝北西约230 km的地带内存在垂直于断裂的水平缩短变形、以及平行于断裂的水平右旋剪切变形,缩短率为1.3×10^-8/a （即：0.013 mm/km/a）,角变形速率为2.6×10^-8/a;同一地带在1975～1997年期间还表现出垂直上隆变形,上隆速率在龙门山前山断裂与中央断裂之间仅0.6 mm/a,而至龙门山后山断裂及其以西达2～3 mm/a.这些反映了在汶川地震之前至少10～30余年,龙门山断裂带中段的前山与中央断裂业已闭锁、并伴有应变积累.造成这种形变的主要原因是：以壳内的低速层为“解耦”带,巴颜喀拉地块上地壳朝南东的水平运动在四川盆地西缘受到华南地块的阻挡、转换成龙门山断裂带中段的逆冲运动;由于该断裂段的震间闭锁,致使西侧的巴颜喀拉地块的上地壳发生横向缩短以及平行断裂的右旋剪切变形.然而,龙门山断裂带北段在1997～2007年期间除了有大约0.9 mm/a的右旋剪切变形外,横向的缩短变形极微弱,这可能与该断裂段西侧的岷江、虎牙、龙日坝等断裂带吸收了巴颜喀拉地块朝东水平运动的大部分有关.另外,汶川地震前,横跨龙门山断裂带中段与北段的地壳形变特征的差异,与汶川地震时能量释放的空间分布吻合.     

龙门山高倾角逆断层结构与孕震机制

针对汶川8.0级地震的主破裂面是否以陡立倾角延伸至地壳深部的争议,我们的研究旨在明确发震断层形态随深度分布的二维结构特征, 即断层的倾角及相应段落的深度, 并在此基础上分析发震断层的孕震和发震机理. 利用子空间置信域非线性反演方法, 通过拟合近场的同震水准变形, 获得了分别对应于清平-北川和南坝-青川发震断层的二维弹性位错模型. 结果显示, 此次龙门山中央断裂带的发震断层系统存在明显的南北分区特征. 以北川-南坝为过渡带, 北川以南至清平的发震构造为二元结构, 包括两部分:一是浅部高倾角的逆断层, 倾角在70°~80°以上, 底部深度可达10~15 km, 同震位错主要发生在10 km以上深度, 平均位错超过6 m;二是深部缓倾角的逆断层, 反演得其倾角约25°, 底部可达30 km深度, 位错主要分布于断层的顶部和底部, 平均位错约4 m. 南坝以北的发震断层为单一结构的逆断层, 倾角约60°~70°, 逆断层位错分布于10 km深度以上, 平均位错小于2 m.余震分布和主震震源机制也支持清平以南发震断层为二元结构的推论. 有限元模拟显示,在二元结构的逆断层系统中, 通过提高断层面上正的库仑应力, 深部缓倾角的逆断层活动对浅部高倾角逆断层有明显的促震作用. 模拟还显示地壳缩短不是现今松潘地块地表垂直变形的主要原因, 垂直变形更可能反映了青藏高原东缘相对四川盆地的差异抬升. 对高倾角逆断层的库仑应力作用显示, 差异抬升对龙门山逆断层活动有重要的促进作用.     

GRACE卫星观测到的尼泊尔8.1级地震前后的重力变化

利用GRACE卫星重力资料,计算尼泊尔地震震中及周缘重力和地表密度时空变化,并获取震源域特征点重力变化时间序列。结果表明,青藏高原内部、印度北部及华南块体东侧重力以增加为主,喜马拉雅与缅甸弧形带重力呈逐年减少趋势;尼泊尔地震发生在正负重力变化梯度带上,且重力变化在2015年具有明显的时间分段性特征,1~3月及地震发生的4月重力均以减小为主,5~9月以增加为主,12月以后以减小为主逐渐恢复;特征点时序揭示震源域重力呈长期减少趋势,并在2013~2016年呈现出“增加-减少-增加-发震-减小”的变化特征;地表密度变化较好地反映出地表质量迁移与重力变化的关系,为进一步理解尼泊尔地震的大陆动力学机制提供参考。