岷县漳县强震前的跨断层短临异常及亚失稳状态特征

2013年岷县漳县M S6.6地震发生前2~4d,距震中37~70km的四店、毛羽沟、麻界滩跨断层流动短水准场地观测到以正断层型突跳为主的短临异常,尤其是四店场地,变幅高达5.5mm,异常相当显著。文中对这3处场地所在的西秦岭构造区的跨断层短水准观测资料进行分析,并结合GPS连续观测数据与小地震活动信息对其异常机理进行探讨。结果表明:岷县漳县震前数天,西秦岭构造区跨断层短水准观测显示的断层活动微动态变化量增大、特性明显改变及靠近震区的“局部化增强”等现象,符合构造力学实验显示的亚失稳状态特征。

亚失稳状态的观测难点与对策研究

亚失稳态的研究取得一定的进展,认为加速协同化是区域整体进入准动态亚失稳阶段的标志,也是必震标志。于是,实现对孕震体亚失稳态的有效观测与识别则成为关键问题。可通过"同源前兆波"获取孕震体信息,判别是否进入亚失稳态。地震短临预测无疑是以地震预测理论、地震观测台网布阵对策以及观测仪器为基础。分析其观测难点大致可归结为5个方面:无震滑动是地震预测中的一大难点,理论模式、实验结论与观测结果很难相符,岩石蠕变破裂全过程存在地区差异,深部解耦受制约以及当前观测体系的局限等。探求了以"同源前兆波"作载体克服难点的若干对策。就当前观测台网布阵对策以及观测仪器研制提出了改进措施。

平直走滑断层亚失稳状态的位移协同化特征——基于数字图像相关方法的实验研究

亚失稳阶段是断层临近失稳的最后阶段，识别断层亚失稳状态，对评估断裂区内的断层失稳危险性具有重要意义．含平直走滑断层的岩石样品在卧式双轴伺服控制压机上加载产生黏滑，同时用高速相机以1000帧S_的速度记录样品变形，失稳过程中的数字图像，然后采用数字图像相关分析方法计算样品表面变形场，并通过定义表征断层位移累计值相对离散程度的协同化系数来描述断层失稳过程的协同化特征，结果表明：（1）局部预滑区进入亚失稳阶段之前，扩展速率非常缓慢；进入亚失稳I阶段后，扩展速率有所增加，但仍很缓慢，属于准静态扩展；在亚失稳II阶段，在占整个亚失稳阶段～1．5％的时间段内，断层先是以～0．9mS。的速率扩展，继而快速贯通整个观测区域，此时断层已转为准动态扩展．（2）在亚失稳I阶段断层位移协同化系数降为进入亚失稳前的一半，在亚失稳II阶段这一系数再降为进入亚失稳前的四分之一．这一系数持续下降意味着断层位移协同化作用的加强，亦可作为断层进入亚失稳阶段的特征之一．（3）此外，在断层失稳滑动阶段，观测区内断层出现三次整体滑动：初始滑动，快速滑动和调整滑动．断层在三次滑动之间存在两次短暂的停顿过程．

断层亚失稳阶段热场演化的实验研究及野外应用探索

亚失稳阶段位于应力时间曲线上峰值时刻O与失稳时刻B之间.亚失稳前期的准静态应力释放在后期转为准动态释放,以时刻A作为转折点.亚失稳阶段的识别对于地震时间预测具有重要意义.根据以往研究,构造变形中引起温度变化主要有两种机理：由应力积累和释放引起的升温和降温以及由摩擦引起的升温.亚失稳阶段是上述两种温度变化机制并存的阶段,它们在亚失稳阶段的演化特点可能成为识别亚失稳阶段的判据之一.

失稳前断层加速协同化的实验室证据和地震实例

地震是断层的快速错动,它有2个主要条件:一是断层协同化程度较高,一旦应力条件达到,能够迅速连接造成较长断层段的快速错动;二是断层上一些部位积累了足够高的应变,能够克服局部高强部位的错动阻力。地震短临前兆和必震信息识别是地震预报研究的焦点问题之一,为此开展了实验室平直断层失稳模拟研究。从应力变化曲线上可以判定标本所处的应力状态和识别亚失稳应力阶段。利用在实验室便于对压机信息和场上物理量的观测信息进行对比的优势,捕捉和比较应力偏离线性阶段和亚失稳阶段平行断层应变的时空演化过程中的差别。研究表明,由于断层上不同部位相互作用,断层各部位由独立活动逐渐转变为协同化活动,而断层活动协同化程度是判定断层所处应力状态的一个标志。断层活动协同化过程一般包括应变释放点产生、释放点的扩展和增多以及释放段之间相互连接3个阶段:第1阶段发生在偏离线性阶段,断层上不同部位的应变变化开始分化,出现孤立的应变释放区和积累区;第2阶段应变释放区的平稳扩展与亚失稳前期准静态失稳有关,断层上孤立应变释放区增多,并出现稳态扩展;第3阶段相当于亚失稳的后期,即准动态失稳阶段,断层上的应变释放区加速扩展,积累区应变水平加速提高。加速协同化开始于由准静态扩展向准动态扩展的转化,加速的机制是断层段间出现强相互作用。转化的本质在于扩展机制发生了变化,即由孤立断层段的扩展转变为断层段间在相互作用下的连接,这时断层进入发生地震的临界状态。根据实验结果,结合海原断裂带西侧的老虎山-毛毛山断裂地震活动的时空演化,分析了2000年6月6日ML6.2地震前该断层的协同化过程。

关于推进数值地震预测的思考

在广泛查阅国际地震预报研究动态的基础上,根据当前数值地震预测研究中面临的问题和相关问题的研究进展,对未来推动数值地震预测研究的有关方面进行了初步讨论,以达抛砖引玉之效。借鉴数值天气预报的发展历程,发展数值地震预报首先亟需就各种观测资料进行四维"同化"分析,形成地震孕育过程中线性能量积累阶段、非线性转变到亚失稳阶段不同状态连续变化的"模式"地震资料构成的地下四维"云图"。不同途径观测资料的"同化"和亚失稳阶段的数学表达是数值地震预报技术的关键。

地震预报首先实现“救人”的战略思考——临震预报可能性与实现的途径分析

美国学者盖勒认为地震无法预测,该观点在地震界占据上风。但是,我国曾在1975年海城7.3级地震前成功预报,挽救了数万人的生命。只是,这种地震预报的成功案例是具偶然性还是必然性,值得地震学家深思。1966年3月8日邢台6.7级地震发生后,毛泽东主席明确指示:不能再让地震杀人。周恩来总理指示,必须加强地震预报研究,做到准确及时,要对地震中的各种现象,任何微弱变化记录下来,综合、辩证的分析,争取从邢台地震中找出地震预报的头绪。在周恩来总理的亲自指导下,新中国地震预报科学事业,以邢台地震为起点,踏上了征程。