孕震断层的多锁固段脆性破裂机制与地震预测新方法的探索

通过建立孕震断层中锁固段的临界破坏—断裂力学与其蠕变过程联系,发现每个锁固段断裂点与加速应变能释放起点的累积Benioff应变之比,有着依赖于锁固段个数的指数律关系,指数函数的底数为1.48.在最后一个锁固段破坏以前,每一个锁固段的临界破坏断裂过程表示一个中等强度或更大震级预震(preshock)的产生过程;在最后一个锁固段破坏之后,主震将发生.通过相当数量地震实例的回溯性预测分析,表明这一指数律能可靠地应用于中等强度预震和主震的预测.该方法能够在地震的中期、短期以及临震预报方面发挥作用.常数1.48很可能是表征中等强度或更大震级的预震和主震产生过程的普适常数.我们还对地震预报研究中某些有争议的问题进行了讨论,从理论和技术层面论证了本方法的适用性.

潜在锁固型滑坡的类型、形成条件和预判方法研究

已有研究表明滑动是大型灾难性滑坡最常见的失稳机制类型,且滑动过程中一般都伴随滑动面上锁固段(承受应力集中,提供关键承载作用的部位)的应力集中和脆性破坏,其强度和变形决定着边坡的整体稳定性,作者将此类滑坡统称为锁固型滑坡。本文通过分析研究我国36个大型典型灾难性滑坡实例,首次归纳总结了锁固性滑坡的类型和形成条件等共性规律,同时提出了任一边坡能否发展成为锁固型滑坡的预判方法。本文研究成果是锁固型滑坡进一步进行失稳破坏类型预分析、稳定性评价及失稳滑动预报等共性规律的认识和实施防灾减灾措施的前提,具有较好的科学意义和防灾减灾指导价值。

对孕震断层多锁固段脆性破裂理论的进一步验证及有关科学问题的讨论

基于作者最近发展的孕震断层多锁固段脆性破裂理论,本文对世界范围内的典型大地震进行了回溯性预测验证,表明该理论能可靠地应用于大地震的预测.本文还对地震科学研究中某些有争议的问题进行了分析,澄清了某些认识上的误区.

川滇地区未来强震预测与汶川M_W 7.9级地震孕震过程分析

根据作者提出的孕震时空区域划分原则,确定了川滇地区地震区(带)划分的合理方案.运用孕震断层多锁固段脆性破裂理论与相关预测方法,给出了各地震区(带)未来强震的四要素预测结果.结果表明,除西昌、丽江与鲜水河地震区在较长一段时间内无破坏性地震发生外,其他地震区都将有破坏性地震发生.本文还分析了汶川大地震的孕震过程.结果表明:导致2008年5月12日汶川M_w7.9级地震的最直接原因,是1976年发生在松潘—平武的M_s7.2级双震震群事件.

山东、河北、河南、山西、辽宁海城与京津地区未来中强地震预测

运用孕震断层多锁固段脆性破裂理论与有关方法,对山东、河北、河南、山西、辽宁海城与京津地区各地震区未来的地震趋势进行了分析,给出了未来有中强地震发生的地震区地震震级、地点、临界应变(对应发震时间)、震源深度四要素在内的预测结果.研究表明:导致海城M_s7.3级地震发生的最直接原因是发生在1944年的丹东M_s6.75级地震事件,该6.75级地震是引发海城大地震的直接导火索.

新疆与其边境地区、内蒙古地区及华东、华南与台湾部分地区未来强震预测

运用孕震断层多锁固段脆性破裂理论与有关预测方法 ,对新疆与其边境地区、内蒙古地区及华东、华南与台湾部分地区各地震区未来的地震趋势进行了分析,给出了未来有大地震发生的地震区地震震级、地点、临界应变(对应发震时间)、震源深度在内的四要素预测结果 .得出的结论可供有关部门参考,以制定相应的防震减灾措施.

基于震例探讨大地震的物理机制

查明大地震物理机制对地震预测和防震减灾具有重要意义.本文评述了当前主流地震机制假说,指出用于描述浅源地震机制的弹性回跳说和粘滑说存在诸多缺陷;前人提出的脱水致裂、相变失稳、剪切熔融和反裂隙断层作用等中-深源地震机制假说,均存在与观测事实不符的情况.本文简要介绍了近些年我们发展的孕震断层多锁固段脆性破裂理论,指出断层运动导致锁固段累进性破裂发生地震,称锁固段在体积膨胀点和峰值强度点发生的显著地震为标志性地震事件.震例分析表明,浅源、中源、深源及其混合型地震区标志性地震事件的孕育规律均遵循该理论.进一步的讨论指出,弹性回跳说和粘滑说均隐含着断层面上存在锁固段的假设;深源地震震源体具有发生脆性破裂的环境条件;该理论能合理解释地震应力降远小于室内岩石破裂应力降、热流佯谬和自组织临界性这些难点问题.这充分说明,大地震物理机制均可统一解释为锁固段脆性破裂.

新疆于田7.3级地震前瞻性预测回顾及其震后趋势分析

基于作者提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论与相关预测方法,作者曾对于田地震区未来震情进行了前瞻性预测分析,给出了该地震区强(大)震事件的震级、震中经纬度、震源深度以及临界Benioff应变值四要素预测结果.将上述四要素预测结果与2014年2月12日新疆于田MS7.3级地震参数进行比较,表明:四要素预测值与实际值相差不大,对于田地震区的前瞻性中长期预测结果可信.此外,本文认为2008年新疆于田—策勒ML6.6级震群事件是2014年新疆于田7.3级地震发震的直接导火索.

云南昭通“9·7地震”的前瞻性预测验证

基于作者提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论与相关预测方法,作者曾在2010年11月就发表文章对昭通孕震区震情进行了分析,并给出了该区域未来强震的震级、震中经纬度、震源深度以及Benioff应变临界触发值.通过与此次2012年9月7号云南昭通发生的MS5.7、5.6级双震进行比较,认为这次双震发生的实际Benioff应变临界触发值与预测值非常接近,表明该理论方法能够可靠地应用于中等强度预震和主震的预测.

崩滑灾害临界位移演化的指数律

基于锁固段概念和重正化群理论,从新的思路和视角出发,提出崩滑灾害临界位移演化的2个指数律,发现斜坡失稳的临界位移与加速蠕变起点的位移和锁固段的个数有关。第一律适用于斜坡的脆性破坏分析,例如岩崩、滚石和岩体倾倒破坏;第二律适用于斜坡的蠕变破坏分析预测,例如岩滑、堆积层滑坡、黄土滑坡以及含锁固段的黏土滑坡。多个典型滑坡实例分析表明上述指数律的广泛适用性与可应用性。所提出的方法能够在崩滑灾害的中期、短期及临阵预报方面发挥作用。

西藏地区未来强震预测

运用孕震断层多锁固段脆性破裂理论与有关预测方法,确定了西藏地区各地震区分区的合理方案,对各地震区未来的地震趋势进行了分析,给出了未来有大地震发生的地震区地震震级、地点、临界应变(对应发震时间)、震源深度四要素在内的预测结果.结果表明,日土以北、聂荣以北、昌都与当雄地震区都将有破坏性地震发生.建议有关部门加强这些地区的地震活动性检测与震情跟踪,并制定相应的防震减灾措施.

青海、甘肃与宁夏地区未来大地震预测分析

根据孕震断层多锁固段脆性破裂理论与孕震时空区域划分四项基本原则,确定了青海、甘肃与宁夏地区地震区划分的合理方案,给出了各地震区未来强震的四要素预测结果.结果表明,除海原、共和、昆仑山口西地震区近期无破坏性地震发生,玉树地震区未来地震趋势目前还难以判定外,古浪、乌兰-大柴旦、玛多-阿坝地震区都将有破坏性地震发生,且都距临界点较近.

强震的孕育规律与孕震模式

针对强震能否预测以及如何预测的科学难题,建立孕震断层多锁固段脆性破裂理论,发现强震孕育过程的指数规律:sf(k)=1.48ksc,其中sf(k)和sc分别为第k个锁固体断裂点与第一个锁固段膨胀起点对应的累加Be-nioff应变,可以利用锁固段在其变形膨胀点处开始发生的震群事件(加速性地震活动前兆)预测未来大震,并给出了强震四要素相关预测方法。通过对诸多历史强震(如邢台地震、海城地震、汶川地震、玉树地震等)的回溯性检验分析表明:强震可以预测,且其孕震过程都遵循着上述简单的共性力学规律。在此基础上,归纳出4种典型强震的孕震模式,即大震震级呈"大—小—大"型,大震震级呈连续上升型,锁固段快速连续破裂型与标准型。此外,根据相关强震预测理论方法,对有关抗震救灾未来研究的方向提出如下建议:建议加强活动断裂位置精确定位、性质判定的地震地质研究,并开展孕震区锁固段(闭锁区域)判识的地质与地球物理研究等。

锁固体破裂标志性地震震级与峰值强度点地震震级的统计关系

锁固体变形到膨胀点时,震群事件开始发生,在震群事件中常出现一个或两个震级显著较大的地震,即标志性地震事件.基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论与孕震时空区域划分原则,以中国及其边境地区历史强震震例为源数据,得到锁固体破裂标志性地震震级Msc与峰值强度点地震震级Msf之间的统计关系为:Msf≈Msc+0.5.这为依据Msc预测Msf提供了一个简便方法.

中国西南地区某些地震区未来震情研判

运用孕震断层多锁固段脆性破裂理论与相关预测方法,对原已划分的中国境内及周边地震区边界进行了重新厘定,并新增加了10个地震区.本文重点对中国西南地区未来震情进行研判,并给出这些地震区未来震情的四要素预测结果.分析表明:得荣地震区即将有大震发生;中缅边境地震区2、中缅边境地震区3未来将有大震或巨震发生;白玉地震区、开远-蒙自地震区、昌都地震区、云龙地震区、聂荣-巴青-左贡地震区、中缅边境地震区1、下关-楚雄地震区将有强震发生;弥勒-丘北地震区与曲麻莱以北地震区将有中强震发生;由于对鲜水河地震区的边界调整,本文也对其未来震情进行了重新分析.此外,本文也分析了福贡地震区、曲靖地震区、噶尔-革吉地震区、日喀则地震区、盐源地震区、丽江地震区与昭通地震区的地震危险性.本文研究结果可供有关部门参考.

华南与华东某些地震区地震趋势分析

运用孕震断层多锁固段脆性破裂理论与相关预测方法,分析了华东、华南地区某些地震区未来的地震趋势,并给出了这些地震区未来中强震、强震或大(巨)震的四要素预测结果.结果表明:南澳-泉州地震区未来有大震或巨震发生;海口地震区未来有强震或大震发生;安徽霍山地震区、九江-安庆地震区、南宁-普安地震区、河源-安远-瑞金-永安地震区未来都将有中强震或强震发生;而百色地震区未来震情基于目前的数据还不能作出明确判断.本文得出的结论可供有关部门参考,以制定相应的防震减灾措施.在分析地震区震情发展趋势时,还讨论了个别地震区存在的某些争议问题.

中国新疆及邻区某些地震区未来震情研判

本文运用孕震断层多锁固段脆性破裂理论与相关预测方法,对新疆及邻区的某些地震区边界进行了修正,对未来震情进行了重新研判并给出了这些地震区未来震情的的四要素预测结果.结果表明:新源-阿拉木图地震区即将有巨震发生,中吉边境地震区即将有大震发生,哈密-阿勒泰-厄斯克门地震区未来有大震或巨震发生,博湖、库尔勒、拜城、与昆仑山口西地震区未来有强震发生,若羌地震区未来有中强震发生.本文研究结果可供有关部门参考.

2015年4月25日尼泊尔M_w7.8地震孕育过程分析与震后趋势研判

基于作者提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论及板间地震区划分原则,划分了伊斯兰堡—加德满都地震区.从孕育周期界定与主震事件判识角度,分析了该地震区大（巨）震事件的孕育过程,研判了其未来震情.结果表明：伊斯兰堡—加德满都地震区至少已经历三个完整的孕育周期,是一个Mw8.3～8.6地震危险区;2015年4月25日尼泊尔Mw7.8地震,是该区当前孕育周期第三锁固段损伤累积至峰值强度点时发生的一次标志性大震事件;2015年5月12日尼泊尔Mw7.3地震发生后,该地震区再次处于临界状态,将发生Mw8.0～8.2地震.

川滇地区某些地震区未来震情研判

运用孕震断层多锁固段脆性破裂理论与相关预测方法,对川滇地区某些地震区未来震情进行了重新研判和分析,并给出了这些地震区未来中强震或强震的四要素预测结果.结果表明:若1973年炉霍大震不是MS7.9级,则鲜水河地震区未来有MS7.9～8.1级的地震发生;其它地震区,包括小江、西昌、云龙、宜宾-长宁以及自贡-遂宁地震区,未来都将有破坏性地震发生.

甘肃岷县漳县6．6级地震的前瞻性预测验证及震后趋势分析

基于作者提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论与相关预测方法,作者于2013年7月21日对海原地震区未来震情进行了分析,并给出了该地震区较大地震事件的震级、震中经纬度、震源深度以及临界Benioff应变值四要素预测结果.将其前瞻性强震四要素预测结果与2013年7月22日甘肃岷县漳县6.6级地震参数进行比较,结果表明该前瞻性预测是一次较为成功的强震预测案例,2000年景泰MS5.9级震群事件是2013年甘肃岷县漳县6.6级地震的直接导火索.