小江断裂带地壳运动特征及地震危险性研究

利用1999~2013年间川滇地区的GPS速度场观测数据和块体模型研究小江断裂带地壳运动特征及地震危险性。结果表明:小江断裂带闭锁程度较高,应变量积累较大,在地表以下6km的闭锁程度约为0.94,滑动亏损速率约为(9.2±0.4)mm/a,整条断裂带左旋走滑速率约为(10.8~12.1)mm/a。结合小江断裂带上的历史地震数据估算,小江断裂带未来地震最大震级为7.3级,与近年来断裂带活动较为活跃相吻合。     

加速迭代硬阈值ISAR稀疏成像

加速迭代硬阈值(AIHT)作为一种压缩感知(CS)算法,具有计算复杂度低、内存占用小的特点,在较小数目的观测下,经过有限次迭代便能获得较好的重建效果。因此,本文将该算法应用到逆合成孔径雷达(ISAR)稀疏成像,对该方法的具体特征和适用性进行了详细分析。仿真结果表明,在相同信噪比和回波脉冲数条件下,基于AIHT的ISAR成像方法,相比于稀疏贝叶斯算法(SBL),在重建时间上缩短了至少2个量级;相比于迭代加权最小二乘法(IRLS)和平滑l0范数算法,在重建质量上提高了约3倍。经实测数据处理结果验证,在1/4原始脉冲数条件下,该方法仍具有良好的聚焦性能和压低旁瓣效果。     

基于改进NAS-RIF算法的遥感噪声图像自适应复原

实现对遥感噪声图像的有效复原是遥感图像处理的一项重要研究内容。在对非负支撑域有限递归逆滤波(non-negativity and support constraints recursive inverse filtering,NAS-RIF)算法深入研究的基础上,提出一种基于改进自适应NAS-RIF算法的遥感噪声图像复原方法。该算法针对经典NAS-RIF算法存在的缺陷,首先对含有椒盐噪声和高斯白噪声的遥感图像采用自适应伪中值滤波算法进行预处理,以尽可能排除图像中噪声的干扰;然后结合图像的灰度值,从算法支撑域和背景灰度值2个方面加以改进;最后对代价函数引入基于目标信息的修正项,改进了经典NAS-RIF算法的代价函数;与对数函数复合,使得改进后NAS-RIF算法的代价函数具有良好的收敛性;并采用共轭梯度法对改进自适应NAS-RIF算法进行整体优化。对仿真实验结果进行的主观和客观分析表明,本文算法的性能优于经典NAS-RIF算法、已有的改进NAS-RIF算法以及小波阈值去噪方法,能够胜任遥感噪声图像的复原处理。     

历史大地震断层滑动模型的建立及其对同震数值计算的影响——以1920年宁夏海原MS8.5大地震为例

大地震的发生会引起区域位移场和应力场发生变化,进而改变区域内及临近断层的应力状态和地震活动性.目前,研究学者可据已有的断层滑动模型来计算分析大地震同震应力变化,同时采用库仑应力触发理论来进一步分析震后余震分布和断层危险性.然而,历史上曾经发生过不少大地震,例如,1920年的海原M_S8.5大地震,是全球范围内少见的特大地震之一.局限于无确切的地震台站地震波等资料,前人在研究历史地震的影响时往往给出一些简单的断层滑动模型,将断层面上错动量视为均匀分布.为更准确地了解历史地震对后续地震的影响,基于前人研究和一般地震滑动形态分布规律及地震反射剖面等资料,以海原M_S8.5大地震为例,探讨了如何建立海原大地震断层滑动模型,并分别搭建了简单断层滑动模型和复杂断层滑动模型的全球同震横向不均匀并行椭球型地球模型.通过对海原M_S8.5地震的同震位移场和应力场的计算,发现采用复杂断层滑动模型比简单断层滑动模型地表位错分布更切合实际.同时,进一步计算和分析了此次大地震对青藏高原东北缘近100年历史地震和周围断层的应力触发作用,得出断层滑动模型对同震计算结果的影响集中在发震断层附近而对远场影响较小.

     

郯庐断裂带江苏段安丘-莒县断裂全新世活动及其构造意义

郯庐断裂带是中国东部重要的活动断裂带和边界构造带,其鲁苏段全新世活动断层的空间展布和古地震序列是地学关注的焦点问题,也是准确评价区域地震危险性的重要参数.以往研究工作多集中在郯庐断裂带地表地貌现象明显且有强震记录的山东段,而江苏段则研究程度相对较低,有关郯庐断裂带江苏段全新世活动断层范围和古地震序列问题存在争议.本文利用野外地质地貌调查、浅层地震勘探、钻孔联合剖面以及古地震探槽等多层次综合方法,重点开展郯庐断裂带江苏段全新世活动断层的分布和古地震序列研究.结果显示全新世时期,安丘-莒县断裂是郯庐断裂带江苏段的主要活动断层,且江苏全段该断层都是全新世活动断层.通过对比宿迁闸-皂河镇断裂南北安丘-莒县断裂的断层地貌和断层最新活动时间,并结合宿迁闸-皂河镇断裂在第四纪没有活动过等证据,推测该断层在全新世时期并不是区域阻碍破裂的断层.探槽揭示郯庐断裂带江苏段全新世两次古地震事件,事件Ⅰ限定在（6.2±0.3）-（13.4±0.7）ka B.P.之间,而事件Ⅱ限定在（2.5±0.1）ka B.P.到现今,全新世两次古地震间隔较长.基于构造类比法,安丘-莒县断裂具有深部孕震的构造特点,是区域未来强震的潜在发震构造.

     

复杂断裂体系识别技术研究与应用

随着勘探的深入,现在的很多勘探目标都是断裂体系非常发育的圈闭,这样针对圈闭里断层的识别和刻画就变得尤为重要。通过对尼日尔三角洲盆地深水区的复杂断裂圈闭的研究认为：（1）利用分频超道数据体估计结构倾角,将相干体分析方法与超道技术相结合,可使大型断层成像更为清晰。（2）利用小断层主频段地震数据,对不同尺度的体曲率数据进行融合,可显著提高小断层的识别能力。（3）利用梯度矢量来描述地质体的倾角和方位,可剥除大倾角地层信息,使断层成像更为清晰。（4）本技术方法在研究区取得了比较好的效果,各类特征的断层能够清晰识别,降低了断裂系统解释的多解性。（5）本技术体系对其他类似区域的断层识别具有借鉴意义。     

西昌海河流域大中型滑坡发育特征及其成灾规律分析

海河流域以邛海湖为核心,呈树枝状展布,将美丽的西昌城环保其中。受地质环境条件所限,流域内地质灾害频发,危害严重。随着近年来以图幅为单元的高精度地质灾害调查工作的开展,发现海河流域内10万立方米以上的大中型滑坡数量众多,其发生往往造成严重的灾害事件。本文以典型实例为基础,研究分析了海河流域内大中型滑坡的发育特征,归纳总结了其主要危害形式及成灾规律,对区域内地质灾害研究与防治具有一定的科学意义。分析结果表明：（1）海河流域内大中型滑坡主要发育在攀西红层中,地层岩性特征影响着滑坡的滑动失稳方式;（2）断层及其诱发的劈理常构成滑坡边界或滑动面,进而控制滑坡变形;（3）海河流域内大中型滑坡多为降雨、洪水、地震等多因素耦合诱发的;（4）受人类工程活动因素影响,海河流域内大中型滑坡灾害表现出直接危害小、间接影响大,且链式效应明显的成灾规律。     

基于双重逆极限空间的地貌信息数据挖掘方法

为了挖掘不完备的地貌数据信息,将地貌信息描述为拓扑空间的形式,从逆极限定义出发,利用映射诱导法建立与原地貌信息空间拓扑同构的双重逆极限空间作为目标信息空间,然后利用拓扑传递性分析原地貌信息空间与目标信息空间的拓扑相似度,实现不完备的地貌信息空间数据挖掘.本文利用GIS软件,结合地貌的坡度、坡向等地貌特征因子分别模拟了地貌信息数据挖掘前后的模型并进行了对比,结果表明此方法是可行的.     

基于逆散射级数法的鬼波压制方法

鬼波问题是影响海上地震资料分辨率和保真度提高的最重要因素之一.详细论述了逆散射级数理论和逆散射级数法鬼波压制原理,说明了逆散射级数方法进行鬼波压制理论的完善性和对鬼波描述的精确性.实现了基于逆散射级数理论的鬼波压制方法,方法以波动方程和Lippmann-Schwinger方程为基础,在频率-波数-波数域内构造与鬼波相关的压制算子,在不需要对地下介质作任何假设条件下实现地震数据驱动鬼波压制,并通过改善消除鬼波的压制算子,提高算法的稳定性.资料处理试验与处理结果分析表明,基于逆散射级数鬼波压制方法能在实现鬼波压制的同时较好保留有效反射波的信息,从而补偿地震资料低频损失和提高地震数据的保真度.数据处理试验还表明,研究方法能对低信噪比的地震资料进行有效的鬼波压制处理.建立了基于逆散射级数鬼波压制处理流程.     

鲜水河断裂带北西段跨断层基线变化机理探讨

2013年芦山M_S7.0地震发生后,鲜水河断裂北西段的侏倭、虚墟等跨断层测点基线测项均出现不同程度的异常变化,异常核实结果认为基线异常属实.该异常变化是否与芦山地震的发生存在一定关联性,值得深入研究.本文首先分析芦山地震发生前后鲜水河断裂北西段不同基线长度的变化特征.基于鲜水河断裂带及邻区三维非线性黏弹性有限元模型,以GPS观测资料、同震静态滑移量作为约束,通过开展多组数值模拟实验,探讨下地壳不同流变特征下,芦山地震发生前后不同阶段,不同跨断层基线长度的时序动态变化特征.初步研究结果表明,1）侏倭、虚墟基线测点原始观测资料均表现出地震发生时基线长度减小,发生后短时间内反向快速恢复及增加的协同变化;2）在以GPS观测数据为约束的块体间差异性运动的动力学边界条件下,鲜水河断裂表现为左旋走滑运动;3）模拟结果显示,地震发生时测点间距离迅速减小,表现为断层右旋的特征,这与实际观测资料反映的结果一致;4）鲜水河断裂带两侧地块的下地壳黏滞系数分别取10¹⁸Pa·s、10¹⁹ Pa·s时,由于黏弹性松弛效应的影响,造成基线长度在地震发生后短时间尺度内快速增加.对比分析认为,地震后短时间内实测资料反映的基线长度快速增加的特征可能是黏弹性松弛效应与构造作用共同作用的结果.