遥感技术在地震监测预测领域的研究综述

遥感技术因其监测范围广、更新周期短、获取成本低、受地面限制少等特点,在地震监测预报方面发挥着独特的优势。综述了遥感技术在发震构造解析、构造地貌分析、地震形变监测、地震红外监测、重力异常监测、电磁异常监测、化学元素异常监测等几个方面的研究进展,及其技术瓶颈所在,并总结了各类方法中常用的卫星及参数特征;基于对学科现状的回顾,讨论和预测了未来地震遥感发展的趋势。

基于储层砂岩孔隙结构的地震岩石物理模型

在实验室内对新疆车排子地区春光油田沙湾组储层砂岩样品进行了系统地震岩石物理实验,在确定储层砂岩中不同孔隙类型组成条件下,基于非接触模型综合考虑储层砂岩孔隙度以及孔隙形状对于干燥岩石骨架弹性性质的影响,并利用实验结果对模型参数进行标定进而建立表征目标储层岩石骨架地震弹性性质的岩石物理模型,模型结果与实验结果吻合良好。依据实验及模型结果,利用喷射流作用模型替代传统Gassmann方程进行流体替换,同样能够较好地对超声频率实验结果进行解释。

2022年平山4.3级地震震源机制及发震机理

基于震中附近地震台站波形资料,采用CAP方法得到平山4.3级地震的震源机制解和矩心深度,同时利用sPL震相对震源深度进行了精确测定。结果显示:平山4.3级地震震源机制双力偶解节面Ⅰ走向311°、倾角43°、滑动角33°;节面Ⅱ走向196°、倾角68°、滑动角128°;P轴方位角259°、倾角15°,表现为NEE-SWW向的挤压应力状态,与华北地区构造应力场方向基本相同。结合区域应力状态和地质构造活动,推测其发震断层为一条兼有走滑性质的逆断型隐伏断裂。

地震背景噪声功率谱密度及概率密度函数的计算及其Matlab实现

介绍了地震背景噪声功率谱密度及概率密度函数计算方法及涉及的一些概念,以台站实际数据为例,给出了应用Matlab计算噪声功率谱密度及其概率密度函数的程序算法,该方法直接输入文本格式数据,计算台基噪声功率谱概率密度函数;以洛阳地震台24小时的连续波形记录为例,详细叙述了原始数据去仪器响应、计算功率谱密度、倍频程计算和噪声功率谱密度的概率密度函数计算实现的全过程。该方法编程简单,适用于单台噪声水平评估,在野外台站的快速勘选中具有潜在应用价值。

泰安台水管仪标定故障典型实例

针对泰安台DSQ水管仪在2020年的年中、年终标定中出现NS向多次重复标定均不合格的情况,通过分析标定过程中单端电压差值的变化,判断为标定装置中的水银掉落导致N端堵塞,经检修后标定合格。此次典型故障排查中分析电压差变化规律的方法,对台站水管仪的运行维护、标定故障识别有很好的借鉴和指导意义。

2022年3月16日吉林松原宁江M 4.3地震前地震活动特征

针对2022年3月16日吉林松原宁江发生的M 4.3地震前的测震学资料及相关方法进行了震例回溯,发现此次地震前测震学方面存在3项异常:ML 3.0地震条带、视应力(2.5≤ML≤3.1)高值、b值趋势下降,三项异常均为中长期异常。结合松原宁江区以往的震例总结报告,综合分析认为这3项异常预测意义明确,对松原宁江地区中强地震的震情趋势分析具有一定的指示意义。

邢台地区钻孔三维层序-构造可视化建模

通过收集邢台地区已有的钻孔资料,结合浅层地震勘探成果、深部探测成果及部分石油物探资料,采用三维可视化Petrel建模软件,解决了建模中复杂地质现象的难题,精细地表达了研究区域的地质现象,建立了邢台地区第四系三维模型,详细分析了邢台地区第四系分布特征。模拟结果显示:邢台地区的南部中央部位为一大型隆起区,直径达5km左右;区域内新近系和第四系为连续沉积,无明显分界线;地层整体上呈现东厚西薄的特征,在邢台东断裂的西部新近系较薄或基本缺失;Q1、Q2、Q3地层相对较厚,达到60~150m厚度,其地层南部的中央位置缺失,直径范围达3~5km左右;R地层主要分布在邢台东断裂以东的区域。

刊首语

祝贺山东省地球物理学会成立20周年论文集出版,春华秋实二十载,风雨兼程,硕果累累。学会成立20周年之际,开展了“出版学会成立20周年论文集”论文征集活动,得到山东省地球物理学会会员单位广大会员的积极响应,收到全省会员作者学术论文81篇。在《华北地震科学》编辑部的大力支持下,经山东省地球物理学会成立20周年论文集编委会审定,选出41篇优秀论文,分2期在《华北地震科学》2024年第41卷第1期和《华北地震科学》2024年增刊发表。内容涉及地震、电法、重力、地磁等多个研究方向,反映了山东省地球物理研究工作的现状和进展,展示了近年来地球物理行业发展的应用新成果,总结了新经验,展现了行业发展、学会工作新风貌。

港口码头护堤内部缺陷无损检测技术应用

以港口码头护堤内部缺陷检测为例,基于不同地球物理技术特点,提出地质雷达、高密度电法和地震映像法的综合物探无损检测方法。研究表明,基于3种浅层物探技术资料解释,利用多方法相互比对验证,可有效解决单一技术多解性难题,准确探明结构体内部缺陷隐患类型、位置、规模等参数,为护堤维修加固和安全评估提供有效依据。

云南地震预警及人工速报定位偏差

选取2022年1月1日至2023年2月28日云南地震预警网触发的云南省及邻区50 km以内、预警震级M≥3.0的预警首报及与之相对应的云南地震台网人工速报结果,对比全国统一编目结果,分析云南地震预警及人工速报结果定位偏差。结果显示:①云南台网地震预警与人工速报均未发生误报、漏报现象,地震预警触发率达100%;②对于云南省内地震,预警首报平均用时可达8 s,编目震级M≥4的地震预警首报用时均为3~8 s以内;③对于台站分布均匀的地震事件,地震预警震中位置准确率和人工速报相比差别不大;④全国统一编目结果为3.0≤M≤5.0的预警震级与编目震级匹配较好,其震级参数具有可靠参考价值。最后,对地震预警系统在云南预警网中的应用提供建议与意见,并为进一步提高预警定位准确性提供新思路。

广域电磁法在山东济阳坳陷氦气探测中的应用

利用广域电磁法在山东济阳坳陷氦气富集区开展方法实验,采用“电磁勘探资料处理解释一体化系统”进行广域电磁法数据处理与反演成像,获得地下3 km深度范围内的地层电阻率分布特征;建立了广域视电阻率与试验区盖层、储层之间的电性关系,同时也揭示了深部断裂构造与氦气运移通道之间的关系。在综合研究的基础上,基本查明了区内氦气主要储层馆陶组、东营组、沙一段、沙三段地层分布、厚度及氦气运移通道、构造圈闭等信息,形成了适用于济阳坳陷氦气勘探的广域电磁数据采集及处理方法,丰富了济阳拗陷氦气探测研究成果,为进一步推动济阳拗陷氦气勘探提供地球物理参数。

基于高分辨率遥感影像的土耳其地震建筑物震害特征

选取土耳其卡赫拉曼马拉什省努尔达吉镇城区和周边乡村地区作为研究区,通过获取地震前后的高空间分辨率遥感影像数据,提取房屋建筑震害信息,识别房屋建筑震害等级,利用震害指数计算区域内地震烈度等级,综合分析得到建筑物震害特征与主要成因,对地震灾情快速评估、应急救援和恢复重建具有重要参考。

地电阻率受高压输电线路架线施工干扰的判定

针对南京台两套地电阻率观测系统2023年1月9日出现的同步下降阶变,通过观测系统状况检查,自然环境、场地环境因素调查以及时间、空间多尺度多测项联合分析,判定此异常为受高压输电线路架线施工影响而非震兆异常,并对异常机理进行了简单解释。该判定和分析过程对地电阻率数据异常变化核实具有很好的参考价值,也为地电阻率异常数据的分析解释提供一种思路。

2023年3月临城M_(L)3.9地震震源机制解及构造应力场特征

采用CAP方法反演了2023年3月25日河北临城M_(L)3.9地震的震源机制解和震源深度,同时收集了河北地区2001—2023年间的M_(L)≥2.0地震震源机制解,通过主应力轴分区特征及采用线性阻尼逆推方法(DRSSI)来反演区域构造应力场特征。结果显示:临城地震是左旋-走滑型地震,地震矩震级为MW=3.6,发震断层为节面I,走向271.0°、倾角62.0°、滑动角−30.0°,是一条EW向隐伏断层;研究区域内的震源机制解以走滑型为主,P轴主体呈NEE-SWW向、T轴呈NWW-SEE向;P、T轴倾伏角大都在30°以内,陡倾伏角较少,主要呈近水平向,受水平构造应力的影响;研究区最大主压应力方向以NNE和NE为主;冀南地区及中部的衡水、沧州地区出现应力轴的方向偏转,可能与太行山山前断裂复杂的构造环境有关。

2023年10月24日甘肃肃北Ms5.5地震震源机制及发震构造

收集到青海和甘肃区域地震台网记录的宽频带地震波形和震相观测数据,利用ISOLA近震全波形方法对2023年10月24日甘肃肃北Ms5.5地震进行矩张量反演,得到震源机制解和矩心深度;通过双差定位方法获得地震序列精定位结果和时空分布特征,并结合该地区构造背景对发震构造进行分析。获得肃北Ms5.5地震震源机制解参数为:节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角为170°、73°和108°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角为300°、24°和42°,震源矩心深度为4km;重定位后,此次地震序列震中集中分布在长约22km、宽约10km的区域内,地震丛集的优势方向为NNW-SSE向。通过对震源机制解、定位结果、区域构造背景等进行分析,推测震源机制解节面Ⅰ为发震断层面,此次地震为发生在隐伏断层上的一次逆冲兼有走滑型地震事件,发震断裂与周边主要断裂的性质一致。

文安和古冶2次M_(S)5.1地震活动特征对比

对2006年文安M_(S)5.1地震和2020年古冶M_(S)5.1地震前的异常平静图像、区域-时间-长度(RTL)曲线、地震图像信息(PI)热点进行了对比分析。研究结果表明:①2次M_(S)5.1地震前存在不同程度的时空平静异常图像;②RTL方法显示,文安地震前半年存在显著平静异常,古冶地震前半年内未出现平静异常;③PI方法显示,在3年预测窗长和0.1°×0.1°网格尺度下,2次地震的震中附近皆存在热点,文安地震的有效热点相比于古冶地震对地点指示意义更好,发震风险性更高。该研究对华北地区M_(S)5.0以上地震活动特征总结和地震危险性评估具有一定的参考意义。

巴颜喀拉块体南边界带西端当江断裂的活动构造变形:高分遥感的解译与野外验证

以活动断裂遥感影像解译标志为基础,利用奥维地图、91卫图等影像资料,结合前人的研究成果,重点分析了甘孜-玉树断裂带当江段的空间展布及几何学与运动学特征;在此基础上对重点段进行野外踏勘,通过一系列的断错地貌现象验证解译结果,最后得到甘孜-玉树断裂带当江段的几何展布。研究结果显示:①甘孜-玉树断裂带当江段总体走向为NWW;②断裂地貌发育有断层陡坎、槽谷、冲沟和河流阶地的左旋位错等;③断裂运动性质以左旋走滑为主,带有垂直的倾滑分量;研究同时表明:①遥感解译对于高寒、高海拔、交通不便的地区开展工作十分重要;②遥感解译对于地表破坏少、植被覆盖少的地区其效果更为直观、更利于在此类地区发挥作用;③活动构造变形强烈地区的遥感影像特征明显,更易于开展遥感解译工作。

济南市北跨新城区地质环境适宜性评价

在研究地质环境背景的基础上,构建了济南北跨新城区地质环境适宜性敏感因子—综合指数模型,选取黄河悬河稳定性作为敏感因子,从水文、水文地质、工程地质和环境地质等4个方面选取重要地表水源、地下水富水性、地下水位最小埋深、活动断裂、地基承载力、软土、液化土、采空塌陷等作为重要因子,采用专家打分法确定重要因子的权重,对地质环境适宜性进行了综合评价。结果表明:适宜区和较适宜区占总面积的72.37%,可满足新城区规划建设的需要。该评价结果可从地质环境的角度为新城规划建设提供科学依据,实现城市建设与地质环境保护协调发展。

融合微博数据的地震辅助决策系统

以新浪微博数据为基础数据,采用网络爬虫技术对数据进行抓取,通过地理编码确定受灾区的时空分布情况,基于数据质量评价体系分析微博数据的可用性,结合遥感数据构建辅助决策分析模型,实现了融合微博数据的系统平台;为验证系统的实用性,以2022年芦山MS6.1地震为例,利用微博数据空间分布特征、交通、地形地貌等数据,对灾后救援力量分配、安置点选址和路径规划进行分析,为地震灾害救援以及后续的灾后重建提供了有效的决策支撑。

高精度海底重力测量在探测隐伏断裂中的应用

依托于山东省黄渤海海域高精度重力测量案例,系统性总结了高精度海底重力测量技术方法,并以牟平-即墨断裂、桃村断裂、海阳断裂、武宁断裂等陆域区域重大断裂为例,利用欧拉反褶积以及位场转换等数据处理方法,精确定位了断裂构造在海域的延伸展布位置,形成了高精度海底重力测量在探测隐伏断裂中的应用示范。结果表明:高精度海底重力测量方法可以有效提升浅海地球物理探测技术能力,为海洋基础地质研究、矿产资源勘查、重大工程建设等相关领域提供基础资料。