云南宾川盆地及周边地震波走时的季节性变化和可能的物理机制

基于背景噪声自相关方法,本文计算了云南宾川盆地及周边区域地震波在四个频段的相对走时变化(dt/t),发现存在比较显著的年变和半年变特征,最大变化幅度从0.1~0.2 Hz(7 km左右深度最敏感)的±0.8%逐渐降低至1.0~2.0 Hz(对应1 km以浅介质)的±0.05%.噪声源季节性变化可能是dt/t周期性起伏的一个潜在因素,但雨水和温度与其有更直接的关联性.其中雨水渗透产生的介质孔隙压变化是年变和半年变的重要贡献因素;而温度起伏产生的介质热力学形变,主要对一定深度范围(3 km左右最敏感)的介质有明显的年变影响.不同频段走时变化存在幅度差异和不同步,可能和各频段敏感核的深度范围以及水与热力学形变从地表向深部渗透/传播过程有关.研究表明,环境因素对地下介质的地震波走时有较为显著的影响,区分出它们的贡献,才能更可靠地评估地震构造应力或人文生态环境的变化.

分布式光纤声波传感背景噪声近地表成像:在北京房山的应用

低成本、高可靠地获得人口密集地区的浅层地下结构,对地震安全性评估和地下空间开发具有非常重要的意义。分布式光纤振动/声波传感(Distributed Acoustic Sensing, DAS)是近年来发展较为迅速、传感机理不同于传统地震仪的新型观测技术,利用一条普通通信光缆和一个调制解调器就可以实现高密度、长距离的振动测量。我们在北京房山用一段460 m浅埋光纤记录的12个小时背景噪声,获得瑞利波相速度频散曲线,反演出地下浅层S波速度剖面,可以看到厚约15 m起伏较缓的低速土层,反演结果与传统的噪声H/V谱比法探测结果相似,但本文结果有更丰富的结构细节。认为利用DAS高分辨率近地表速度结构探测是可行的,如果能够利用已有的长距离地埋光缆资源,将为近地表低成本、高分辨率成像研究提供新的手段。

2012年以来新疆于田强震前震序列的时空演化模式

巴颜喀拉块体边界地震活跃,其西边界新疆于田地区在2008年发生M 7.3地震后,2012年以来又陆续发生了M 6.3、M 7.3和M 6.4三次强震.然而该地区的地震监测台网非常稀疏,地震目录的完备性低,定位精度差.为了研究于田区域的前震活动规律,本文利用单台波形模板匹配方法重新检测了2011年6月以来的连续波形,改善地震目录,并用单台定位约束地震的相对位置.结果获得新的地震数量是台网目录的15倍,完备震级从原来的2.8降为1.3,更有利于前震序列时空演化特征的回溯研究.研究区地震b值在三次强震前都表现出持续降低,在临震前回弹,主震后恢复.在空间上,前震活动往往有两个阶段,早期活动先是分散在硝尔库勒盆地周缘,临震前成簇聚集到主震附近,有断层级联破裂的特征.特别是2014年M 7.3地震,大量的前震出现在主震南侧并向北迁移和停滞,它们的波形相似性很高,反映出临震前的构造应力集中和地震成核.

2022年青海门源M_(s)6.9地震余震演化与地震触发

地震序列的时空演化有助于揭示地震成核过程和地震相互作用.本文采用双差定位方法对2009年以来门源地区的目录地震重新定位,并以其为模板,匹配扫描连续波形,完善2022年门源M_(s)6.9地震前后的活动图像.结果表明:2022年门源M_(s)6.9地震主要发生在托勒山北断裂南侧高角度南倾的走滑断裂上,无明显前震活动,是典型的主—余型序列;早期余震向主震东西两侧扩展,迁移距离与流逝时间呈对数关系,符合震后余滑扩散特征,并且西侧的迁移速率和地震强度高于东侧;冷龙岭断裂和门源地震发震断裂斜交,但它的地震活动与余震不同,这些活动在余震扩散前锋到达前开始,沿断层向东南方向迁移但很快受阻,直到5 d后Ms5.2地震发生后才继续南迁,最后终止于2016年门源Ms6.4地震余震扩散区的尾端附近.因此,两条断层上的地震时空演化反映了断层之间的相互作用,冷龙岭断裂的地震活动受2022年门源主震库仑应力变化影响而触发.

三河—平谷地区地脉动H/V谱比法探测:场地响应、浅层沉积结构及其反映的断层活动

1679年三河—平谷8级地震,造成了包括北京在内的华北广大地区严重的人员和经济损失,但是该地区和地震灾害密切相关的沉积结构和地震场地响应特征研究,相对比较缺乏.本文利用1~4 km台间距的高密度单台地脉动观测、几个小孔径台阵观测和钻孔测井数据,研究了三河—平谷地区的浅层沉积的场地响应和沉积层三维起伏特征,以及构造运动对沉积厚度的影响.结果表明,研究区沉积层的场地共振频率和沉积厚度有明显的分区特征:东北部场地共振频率主要在1.0~7.0 Hz之间,具有相对较薄的沉积厚度,沉积界面起伏也相对平稳;西南部场地共振频率大部分区域小于1.0 Hz,可低至0.3 Hz,相应的沉积厚度起伏显著,其中在大厂凹陷厚度可达300~600 m.沉积起伏和隐伏断裂带的分布有较好的对应关系,反映了夏垫断裂、南苑—通县断裂第四纪以来较为活跃的正断活动.北东走向的夏垫等隐伏断裂在东北部山前的正断活动相对不发育,以及东北部和西南部沉积厚度的显著差异,都可能受到北西走向的二十里长山断裂带活动的影响.按照Vs30场地分类,研究区内沉积较厚的凹陷地区主要为E类软土,其他区域为D类中硬土.研究结果与区域地质调查、钻孔数据和浅层地震勘探剖面结果基本相符,说明地脉动探测方法能够高效、低成本的获取区域沉积厚度和场地作用,为地震小区划和抗震设防提供有意义的参考.

利用地震背景噪声互相关检测流动地震台波形时钟漂移

时钟精度是地震观测中最重要的参数之一,需要通过卫星授时信号来保障。当卫星信号被屏蔽或仪器守时部件出现问题时,地震计内部时钟会逐渐漂移,给后续数据处理带来极大困扰。利用地震背景噪声台站对互相关提取的经验格林函数,不仅可以用于结构成像,也可以用于检测波形时钟是否存在漂移,并获得时钟漂移幅度。使用地震背景噪声互相关方法对2017—2019年云南永胜地区4个流动观测台站的连续波形进行了时钟漂移检测,结果发现部分流动台站在不同时间段存在不同模式的时钟漂移,最大幅度可达到1.75 s。同时,利用云南宾川气枪重复震源激发的信号进行互相关计算,对上述结果进行了验证,发现两种结果具有较好的一致性。研究表明,背景噪声互相关对波形的时钟漂移有较高的灵敏度,能够有效检测出时钟问题,防止波形被误用,可为后续波形时钟校正提供参考信息。

江苏省泗阳浅层沉积结构的微动H/V谱比法探测

江苏省泗阳地处郯庐地震带内,存在一定的地震灾害风险。地震场地放大效应是加重地震灾害的重要因素,与浅层结构密切相关。文中基于217个微动观测的H/V谱比法结果,研究江苏省泗阳县城的地震场地效应和浅层沉积结构。H/V峰值频率分布结果表明,泗阳研究区地震场地的共振频率介于0.6~1.8Hz之间,有明显的起伏变化;对应的浅层沉积厚度为30~200m,整体上表现为中部浅、向东西两侧逐渐加深的特征,其中中部城区浅层沉积厚度为30~70m,东南角最厚;浅层沉积在NNE走向有显著的深浅交替条带,与海泗断裂带的位置和走向基本一致。与区内2条浅层反射地震勘探剖面进行对比发现,微动方法获得的基岩起伏形态较为可靠。通过微动H/V谱比法得到的沉积结构和场地响应特征,能够为泗阳地区地震危险性的小区划提供有益参考。

机器学习在地震预测中的应用进展

机器学习(Machine Learning,ML),特别是深度学习(Deep Learning,DL),在最近几年发展迅速,在数据挖掘、计算机视觉、自然语言处理、数据特征提取和预测等方面的应用中取得了令人振奋的进展。地震预测是复杂、涉及面广、不成熟而且充满争议的科学问题;其发展受到尚不清楚的地震机理和孕震结构、不完备的观测数据与真伪不清的地震现象等方面的限制。但是,机器学习有可能改善复杂地震数据的挖掘和发现,推动地震预测科学的发展。本文回顾了机器学习在地震预测的应用,包括强震、强余震和岩石破裂失稳等方面的预测,并展望了机器学习在地震预测方面的研究趋势。

北天山中段微震活动检测及其活动性和孕震构造分析

北天山地震带地处中国大陆强震高发区,孕震构造复杂,近年来陆续发生了2016年呼图壁M_S6.2地震和2017年精河M_S6.6地震。由于测震台网相对比较稀疏,该区域微震监测能力较弱。本文主要采用波形模板扫描法对北天山中段(43.5°N^44.5°N;85°E^87.5°E)进行微震事件检测,并反演精细的一维速度结构,重新定位地震;深入分析该区域的地震活动性和孕震构造特征。经过微震检测,得到该地区2014年1月至2018年9月期间57902个地震事件,是原地震目录的10倍,完备震级从1.2降至0.5。结果显示,北天山中段地震十分活跃,主要分布在北天山山前霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁背斜带南翼的浅部和南玛纳斯—齐古背斜带深部,呼图壁地震震后地震活动性有增强的趋势。研究期间沿背斜构造带走向地震分布不均,霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁背斜带西段地震活动多于东段,南玛纳斯—齐古背斜带东段地震活动显著强于西段。经过重定位,发现研究区的地震事件主要发生在褶皱内部的'盲断层'上,这些隐伏断裂与区域活动断裂和背斜构造共同组成的断层系孕育了北天山山前活跃的地震活动,并可能成为未来强震的发震构造。

2021年云南漾濞M6.4地震序列的发震构造和迁移特征

联合使用深度学习和波形模板匹配技术扫描连续地震波形,获得2021年漾濞M6.4地震震源区更为完备的地震序列目录,剖析其孕震构造和地震序列活动,探索地震的成核机制.重新检测的目录地震数量是台网目录的3倍,完备震级从台网目录的1.1降为0.5.地震分布表明震源区存在一个帚状构造,由一条走滑主断层和多条次级斜交断层组成;主断层走向315°,倾角近80°,倾向NE.地震沿断裂条带分布在长约27km、深度为2~13km的区域,以主震位置为界有明显南北活动差异:主震南侧断裂的余震频度和强度高于北侧,并在5~6km深处有空区,可能存在流体弱化作用;前震也主要在南侧断裂活动,伴随着b值的持续降低,在8km长的区域内表现为向主震方向分段迁移、停滞再加速,最后触发主震的活动模式;主震北侧断层罕有前震发生,余震稀疏且在主震3h后才出现,震级小,深度偏浅.综上推测漾濞发震断裂北部相对闭锁,南部存在弱化带并促进了震前预滑,主震发生在闭锁和预滑交界处,其成核机制可能是预滑和级联触发两种模式的综合.