洋脊俯冲对智利三联点南部孕震区尺度影响的动力学模拟

智利三联点以北地震较多,智利三联点以南地震很少且热异常显著。为探究洋脊俯冲对由温度定义的孕震区的影响,以智利三联点区域的地质背景为基础建立二维有限元数值模型,对洋脊俯冲过程进行数值模拟,并将俯冲角度和汇聚速率等因素对孕震区的影响进行了对比。结果表明,洋脊俯冲过程中孕震区宽度减小,导致发生在智利三联点以南的地震远少于智利三联点以北。剖面附近的观测数据与数值模拟结果的对比表明,数值模拟可以大致反映智利三联点区域板块间的孕震区宽度和地表热流特征。当俯冲汇聚量相同时,板块间的汇聚速率越大,洋脊俯冲过程中孕震区则越宽且其下边界越深,海沟附近的地表热流越高。与汇聚速率相比,俯冲角度等因素对地表热流的影响较小。俯冲角度越大,洋脊俯冲过程中孕震区越窄。当数值模型包含剪切生热时,洋脊俯冲过程中孕震区宽度大约可减小至15 km,且孕震区很浅。这可导致智利三联点以南部分区域难以发生地震,出现观测不到和达-贝尼奥夫带的现象。

日、月对孕震区的水平引潮力与震源机制的关系

根据计算日、月对孕震区水平引潮力方位角的表达式及美国哈佛大学提供的全球 Mw≥7.0的矩张量地震目录 ,选取了 1 980年 1月至 1 999年 1 2月全球发生的 (Mw≥ 7.0 ) 2 4 2次地震。利用地震目录中提供的地震矩张量参数 ,计算了每次地震发震应力场 P轴、T轴的方位角。同时计算了每次地震时日、月对震中区水平引潮力的方位角。将此方位角与 P轴、T轴以及二组断层面的走向进行对比分析。结果表明 ,日、月对震中区的水平引潮力方向与 P轴、T轴的方位角及二组断层面的走向互相平行或互相垂直 ,其平行或垂直的一致性非常好。平行或垂直相差在1 0°、2 0°、30°之内的发震概率分别达到了 0 .41 4、0 .736、0 .945。这个结果表明 ,日、月对孕震区的水平引潮力与大地震的发生密切相关。并进一步讨论了日。

两次鹤庆地震的不同振幅衰减特征和孕震区

本文通过对云南鹤庆地区1985—1988年1月的小震地震波振幅衰减系数变化特征的探讨,比较了两次鹤庆地震在孕震过程中的不同变化形态,讨论了在地震频繁发生地区地震波振幅衰减的不同特征,同时展示了地震孕育、发生以及震后恢复整个过程中地震波的变化特征。 本文同时探讨了孕震区和邻近外围区的大小以及两次鹤庆地震的不同孕震区;主震发生在孕震区和邻近外围区的交界处。

多学科前兆场联合反演孕震区力学参数的探讨

根据地震前兆位移场的解析表达式 ,进一步给出各种应变、倾斜、地下水和地电阻率的前兆场的解析表达式。讨论了根据多种前兆场观测资料反演潜在震源参数的可能性。由于在这些表达式中具有相同的未知数 F、x、y、h、α、β,充分利用上述各种前兆场观测数据 ,联合反演潜在震源参数应该是可行的。但是 ,对于前兆台站来说 ,由于受局部条件和仪器漂移等因素的影响 ,观测资料往往与面上观测结果不一致。在实际反演计算时 ,还有许多技术问题需要解决。

青藏高原东缘龙门山断裂带孕震区域流体行为

震间期、同震期和震后期流体对断裂带物质的强度和运动性质起到重要作用。前人已识别出断裂带浅部区域流体对断层的弱化以及矿物沉淀导致的断层愈合,然而对于断裂带深部流体的研究鲜有报道。为深入了解孕震区流体行为以及地震成核过程中流体对断层的影响,本文以龙门山断裂带的映秀-北川断裂南段虹口乡八角庙村附近碎裂岩滑动带中石英和方解石脉为研究对象,通过对断裂带脉体的显微构造、碳氧同位素和主量元素含量等分析,开展地震相关脉体的特征结构、流体来源和矿物沉淀环境的研究。结果表明,碎裂岩主滑移带由颜色结构不同的三层断层泥和细小的方解石条带组成,在主滑动带边部和上盘碎裂岩中则分别发育了指示震间期、同震期和震后期三个阶段断层活动的脉体:(1)沿阶步生长的纤维状方解石脉和拉伸型柱状颗粒方解石脉;(2)断层泥楔入脉;(3)近等粒状方解石脉以及具有横向竞争生长结构的非等粒状方解石脉和石英脉。它们分别代表了震间期封闭的还原环境下的微滑动、同震外源高压流体注入以及震后开放的氧化环境至还原环境下的矿物沉淀。碳氧同位素结果表明主滑动带和碎裂岩方解石脉δ^(18)O V-PDB值为-20.5‰~-20.3‰,低于围岩碳酸钙胶结物,表明方解石脉具有大气水来源特征。方解石沉淀温度结合地温梯度表明方解石脉的形成深度大于4km,与碎裂岩形成深度及龙门山断裂带震源深度一致。该地区方解石脉和石英脉的研究深化了关于龙门山断裂带孕震区流体行为的理解,并且对进一步认识震间期、同震期和震后期断层的强度变化机制具有重要意义。

孕震区形变异常临近地震时的有序度研究

本文根据几次大震前孕震区形变异常临近地震时的有序性,以B值、C值、H值及R值作为描述有序的指标,研究了大震前有序度时值曲线的形式和特性。发现在主震到来之前,B值和C值会突然上升并持续在高值状态,而熵值H则于此时减小。

b值下降幅度与汶川M_(S)8.0地震孕震区的关系

b值常用于评估区域应力水平。基于b值随应力升高而减小的理论基础,文中试图找出b值的下降幅度与汶川地震孕震区的关系。以汶川地震的震中为中心,选取10°×10°范围内2000年1月—2008年4月的地震目录,通过格点搜索法搜索出汶川地震前b值具有明显下降变化的异常格点,分析异常格点所在区域内b值的时序变化。结果显示,异常格点的分布随着b值下降幅度的增大逐渐收敛至龙门山断裂带的都江堰—北川段,与汶川地震破裂区的南段重合,汶川地震起始破裂点位于异常区的东南缘。异常区内b值随时间呈现“趋势下降—平稳变化—临震前急剧下降”的变化形态,分别持续3.5a、2a和4个月。文中关注b值的下降变化过程,能在较大范围内搜索出b值呈下降变化形态的区域,而这些区域对应于应力增强区,这可为未来强震的震中判定提供参考依据。

大地震孕震区地震波振幅比异常的研究

本文对1975年2月4日辽宁省海城7.3级地震和1976年7月28日河北省唐山7.8级地震,广大孕震区内震前三年多时间地震波振幅比的变化,进行了系统的测量。地震前二—三年期间在震中区出现振幅比的相对高值区,而其外围则出现相对的低值区。随着孕震态势的发展,不同时期的地震波振幅比,其高值区逐渐缩小,低值区逐渐加大,即高值区和低值区都是自孕震区外围向震中区收缩移动,形成有规律的空间变化图象。本文用孕震区形成地壳波浪状形变的模型,解释地震波振幅比移动变化图象的成因。孕震期间,由于地壳波浪状形变的性质,导致孕震地壳受力状态各异,形成广大的非均匀介质区。从一般非均匀、各向同性的弹性体内位移的运动方程出发,划分出受扰介质和非受扰介质。按着相应的波动方程,解出“原生波”和“散射波”的位移,给地震波振幅比异常以物理上的解释。本文同时讨论地震波振幅比异常对地震予报的意义。

卡斯凯迪亚孕震区板块界面成像:近海接收函数的新约束

在卡斯凯迪亚俯冲带，胡安·德富卡（JdF）板块向北美板块下方俯冲，有证据表明此处发生过震级约为9．0的强逆冲型古地震（Nelson et al，1995；Goldfinger et al，2003）。然而，事实上并没有用仪器记录到逆冲带地震，因此我们只能间接地推测发震带的位置和特性。

日本东北宫城北部1962年M6.5地震孕震区的电磁不均匀性

为了研究日本东北部宫城县境内1962年宫城北部 M6.5地震的孕震区大地电阻率结构,我们进行了大地电磁测量。二维反演表明,在该地区的地壳上部存在一个深的导电层,其上覆盖有高电阻带。该高电阻带之上还被认出有一个正航磁异常存在,人们把它解释为一个北上山地地下深成花岗岩岩体。通过与地震活动性进行比较我们发现,微震只发生在深导电层上方和高阻带里,并且几个s波反射体正好位于深导电区上方。由于s波反射体表明其下有流体存在,深导电层可以被解释为是一个充满流体的区带。而且我们认为,流体从导电性的充满流体的区带向高阻的深成花岗岩岩体的渗流可成为一种触发地震。

孕震过程中几个典型形变场的实验研究

采用激光实时干涉计量技术,观测刻有不同“构造”的试样在加压过程中的形变,研究不同破裂孕育区所表现的不同应变异常场特征。其实验结果与大同6.1级地震前后的应变场分布和运用雷达差分干涉技术测量的西藏玛尼地震、张北—尚义地震后的形变结果对比发现:(1)在一个大地震前后,孕震区出现特征形变场并可以由实验验证;(2)激光实时干涉计量技术与雷达差分干涉技术相似,激光全息技术可以在各种模拟条件下研究多种形式的形变异常场特征。建议用雷达差分干涉技术测量和研究孕震过程中的形变场特别是临近大震发生前的形变场特征,并进行相应的实验和观测研究。

甘宁青地区强震孕育的深部电性和力学环境

以 2 0 0多点次的大地电磁测深资料和 6条人工地震测深剖面的资料为根据 ,结合重力测量和地热流观测资料 ,分析研究了甘肃、宁夏和青海地区的强震孕育的深部环境 .认为强震孕育在增厚的低阻层的顶部 ,低速层的上方以及介质在横向上电性和力学性质均剧烈变化的环境之中 .这些条件的实质是在地应力作用下纵、横向地层变形不一致 。

芦山M_S7.0强震前单台波速比变化特征研究

在搜集和整理中国地震局四川数字地震台网2001年1月—2013年7月震相观测报告的基础上,采用单台多震和达测定法,重点分析研究了芦山地震前波速比时空变化特征.为保证计算结果的可靠性和稳定性,对所收集到的单台震相数据和计算结果的精度进行系统的筛选和限定,同时对出现异常的地震台,进行不同台站方位和距台站不同空间范围的波速比时空变化特征的分区细化对比研究.根据其存在的共性和差异,探讨预测孕震体空间尺度的可能性.结果发现,龙门山断裂带南段及附近地区的小金、蒙顶山、油罐顶、花马寺和五马坪等5个台站的波速比在芦山地震前均存在较明显的降低过程;小金、蒙顶山、油灌顶和花马寺等4个台站的波速比异常降低过程大约持续了3年半,震前除小金台未见明显回返过程外,其它3个台站均在震前1年左右出现回返特征;峨眉山台和五马坪台的波速比时间演化特征差异性较大,表现出一定的复杂性.从芦山地震前波速比时间变化特征的动态跟踪中还发现,强震前波速比异常区的范围具有向未来震中及其附近地区收缩的趋势.

汶川地震前的b值变化

Gutenberg-Richter定理给出了地震频度随震级的分布特征.大量研究表明频度-震级关系的斜率(b值)在大地震孕育的过程中会出现减小.为了考察b值在汶川地震孕育过程中的时间演化特征,本文尝试基于破裂断层选取研究区域,考察了2000年1月至2008年4月间,汶川地震(MS8.0)破裂区的地震活动性,并对该区域b值的变化进行了探讨.结果表明,在2005年中至2006年底,地震月频度及季度频度有一个较明显的下降.b值从2002年始至地震前呈现出一个长期趋势性减小;在地震前约半年,出现快速、显著的下降.b值的这一时间变化特征与其他研究者报道的日本东北MW9.0级地震前的b值变化特征具有很高相似性,可能反映了大地震准备过程中的应力变化.以上结果有益于认识和理解大地震孕育演化过程,同时也表明b值在中长期地震灾害评估中具有潜在价值.

山西断裂带活动趋势与动态特征

利用沿山西断裂带布设的GPS监测网的 6期复测资料 (1996～ 2 0 0 1) ,分析了山西断裂带水平运动的趋势及动态活动特征。结果表明 :(1)现阶段趋势性活动表现为北段向西运动 ,南段向东运动 ,整体呈现逆时针的差异活动性质 ;但趋势性活动强度并不高 ,断裂带从南到北在垂直方向上的趋势性差异运动分量为 3mm a左右 ;该带的南北向伸展运动量也只有 1mm a ,而且主要发生在断裂带的北段。 (2 )趋势性运动所反映主压应变场的方位角为 72°。 (3)每年间的活动性质并不完全相同甚至相反 ,并偏离趋势性活动 ,由此所推算出的应变场参数不能反映基本应力场的物理特性。 (4)高频运动 (每年的 )不但存在而且复杂 ,强度是趋势运动的数倍。 (5 )无论是长趋势性活动还是每年的活动都看不出区内任何一条断裂两侧存在明显的差异性运动(包括走滑运动 )。趋势性运动结果不仅验证了华北地区西界受力“南强北弱”的基本特征 ,而且一直持续到华北腹地。断裂两侧无明显的差异活动可能说明板内各块体之间的差异活动是在一定的空间范围内通过渐变来完成的 ,并不是以某一条断裂或狭小条带为界的突变过渡来实现的。动态活动明显存在则可能表明 :(1)在基本应力场的大环境下存在着应力扰动行为。 (2 )由于介质的物性存在着差异 。

进入短期阶段的空区识别及判据指标研究

以中期空区（孕震空区）图象为背景,在应变释放加速后转平的基础上,逐步缩小时空强三维轴向扫描窗长和步长,从多维空间探索强震进入短期阶段空区的特征及判据指标,提出了通过时空强三维轴向稳定性检验确定空区的新方法,通过对华北和西南地区26个震例的研究分析,发现在孕震空区形成后期、强震前9～16个月,震源区附近出现一种有别于孕震空区的短期空区.这类空区一般持续4～7个月,震前3～8个月结束,结束的标志往往是空区内部或边缘出现显著地震,空区内出现小震活动.

地震前兆形变场研究

假设在均匀弹性介质半空间中 ,存在一单一力源 →F ,通过求解弹性静力学方程 ,得到地球表面位移解 3个分量 (u、v,w )的解析表达式。讨论了理论垂直形变场的基本特征。力的大小是决定形变幅度的基本因素 ,力越大 ,形变幅度亦越大 ,反之 ,则越小。力源深度 h越大 ,形变幅度越小 ,影响范围越大 ,反之 ,形变幅度大 ,影响范围小。力源倾角为正时 (向下 ) ,形变中心区下降 ,倾角为负 (向上 )时 ,形变中心区隆起。力的方位角是决定形变场图像形态的重要因素。利用大同地区 (1 984～ 1 987年 )和张北地区 (1 984～ 1 991年 )水准测量资料反演这二个地区震前力学参数 ,结果表明 ,力源中心与实际震中位置相差小于 40 km,力的方位角近于水平 。

新疆北天山2次5级地震的尾波衰减系数研究

计算分析了新疆乌苏台记录的2002～2006年间其附近Ms≥0地震的尾波衰减系数值，发现中小地震震级、震中距、震源深度与尾波衰减系数值无关。针对在此期间北天山发生的2003年2月14日石河子Ms5．4地震和2006年11月23日乌苏肘。5．1地震，分析了其震前孕震区和非孕震同等大小区域地震的尾波衰减系数值，发现孕震区地震的尾波衰减系数值在震前出现了低值过程，非孕震区地震的尾波衰减系数值在均值附近浮动，孕震区地震的尾波衰减系数平均值比非孕震区小。