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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

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1412-1425页

作者：寇华东王伟君闫坤彭菲叶志鹏吕恒茹常利军中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局地震预测研究所北京100036

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... 详细信息

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.

关键词：单台背景噪声干涉走时周期性变化环境因素孔隙压变化热力学形变

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川滇地区地壳应力场研究现状

地球物理学报 2024年第9期67卷 3436-3453页

作者：田建慧高原中国地震局地震预测研究所(地震预测重点实验室) 北京100036 北京市地震局北京100080

位于青藏高原东缘的川滇地区不仅是印度板块与欧亚大陆挤压碰撞的前缘地带,也是研究青藏高原演化以及高原物质东南向逃逸的重要场所,区域地壳被纵横交错的活动断裂和块体边界切割为多个次级块体,剧烈的构造运动导致了该区应力场具有强... 详细信息

位于青藏高原东缘的川滇地区不仅是印度板块与欧亚大陆挤压碰撞的前缘地带,也是研究青藏高原演化以及高原物质东南向逃逸的重要场所,区域地壳被纵横交错的活动断裂和块体边界切割为多个次级块体,剧烈的构造运动导致了该区应力场具有强烈的横向不均匀分布.本文总结了近年来川滇地区地壳应力场研究进展,分析了地表变形场、原地应力测量资料、震源机制解结果,系统讨论了川滇地区不同尺度的应力场方向及非均匀性特征.川滇地区的地表变形场沿鲜水河—小江断裂带为界的西侧区域,到红河断裂与丽江—小金河断裂交汇区域,都为明显的顺时针旋转变形.在青藏高原物质东向挤压作用下,川滇地区的构造应力场整体以龙门山断裂—丽江—小金河断裂为界,北部以NE-SW、E-W向挤压和NW-SE、N-S向拉张为主,南侧主压应力沿该断裂带呈扇形分布,与地表变形场形态一致,主张应力沿该断裂系呈弧形分布,与地形等值线特征基本一致.川滇地区的壳幔变形可能是北部耦合,南部解耦.本文分析发现,区域内龙门山断裂、红河断裂和丽江—小金河断裂等大型断裂带下方构造应力场呈现分段变化,与地震各向异性揭示的深部介质变形有关.

关键词：川滇地区构造应力场地表变形场龙门山断裂丽江-小金河断裂

盲逆断层震后变形耦合机制研究——以2017年伊朗M_(W)7.3地震为例

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地球物理学报 2024年第2期67卷 571-586页

作者：王洵王卫民何建坤周云中国地震局地震预测研究所北京100036 中国科学院青藏高原研究所大陆碰撞与高原隆升重点实验室北京100101 中国地震局地球物理研究所北京100081

震后变形是地震周期中一个重要阶段,深入研究其产生机制有助于提高对地震演化过程、断层性质及地震危险性评估的认识.2017年伊朗M_(W)7.3地震InSAR观测资料丰富,为研究扎格罗斯造山带山前褶皱带盲逆冲断层震后变形机制提供了切入点.合... 详细信息

震后变形是地震周期中一个重要阶段,深入研究其产生机制有助于提高对地震演化过程、断层性质及地震危险性评估的认识.2017年伊朗M_(W)7.3地震InSAR观测资料丰富,为研究扎格罗斯造山带山前褶皱带盲逆冲断层震后变形机制提供了切入点.合理详细的震源模型及高精度的形变观测是开展震后余滑或黏弹松弛研究的首要前提,本文采用多视角InSAR资料联合远场波形数据反演该地震的破裂滑动分布,并解算得到伪三维地表位移,利用InSAR时序分析提取震源区主震后一年半内变形特征,显示震源区震后形变特征与同震位移场类似,LOS向形变速率最大值约8 cm·a^(-1),震后变形预示震源区可能存在明显的震后应力调整现象.利用震后半年内形变资料约束的纯运动学余滑模型表明同时期释放能量为矩震级M_(W)6.7,进一步探讨应力驱动震后余滑及下地壳黏弹性松弛对震后变形的贡献,基于分层黏弹模型的模拟计算表明震后余滑和黏弹松弛效应的耦合模型可以更好地解释地表震后变形特征,其中震后余滑主要分布在同震破裂区的上方浅部,对主震后一年半内震后地表变形起主导作用,震源区壳下黏滞系数量级下限约为10^(19)Pa·s,震后变形对扎格罗斯褶皱带的生长有一定的促进作用,更长周期的震后变形机制研究还需长期高精度观测和顾及岩石圈流变结构的横向不均一性.

关键词：伊朗M_(W)7.3地震 InSAR 联合反演震后形变震后余滑

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区域选取对图像信息法可预测性的影响

地震学报 2024年第2期46卷 208-225页

作者：田唯熙张永仙张盛峰张小涛中国地震局地震预测研究所北京100003 中国地震台网中心北京100045

图像信息(PI)法是一种基于统计物理学的地震预测方法,因其对中长期地震预测有较好的效果已在国内外广泛应用。PI方法在计算过程中对选取区域的所有网格参量进行了归一化,因此不同的区域选取会产生PI热点结果的变化。本文基于中国地震台... 详细信息

图像信息(PI)法是一种基于统计物理学的地震预测方法,因其对中长期地震预测有较好的效果已在国内外广泛应用。PI方法在计算过程中对选取区域的所有网格参量进行了归一化,因此不同的区域选取会产生PI热点结果的变化。本文基于中国地震台网中心自1970年以来的全国M_(S)≥3.0地震目录,采用5年尺度的“异常学习时段”和“预测时间窗”以及1年尺度的滑动时间步长,以南北地震带2016年以来发生的M_(S)≥6.0地震的回溯性预测检验为例,研究了不同空间范围的选取对PI方法地震预测效能的影响。地震预测效能检验采用R值评分法和受试者工作特征(ROC)检验方法。结果显示:①在其它计算参数相同的情况下,不同的区域选取对PI预测结果有较大影响;②利用R值评分和ROC检验方法对不同研究区的预测效能进行评估时,区域内部地震活动性差异小的区域预测效果较好,而对于地震活动性存在较大差异的区域,地震活动性高的区域内发生的地震更容易被预测,推测导致这一结果的可能原因是地震活动性较强的区域出现的异常更显著,而算法里的归一化过程会抑制地震活动性较低区域出现的异常,从而造成漏报;③对于具体的目标地震,震中附近的PI热点图像会经历演化,因此利用PI方法向前预测时要结合多个时间窗口进行综合预测;④不同于其它天然构造地震的热点演化趋势,2019年四川长宁M_(S)6.0地震和2021年四川泸县M_(S)6.0地震震中附近热点反复出现、消失,可能与人工活动有关;⑤滇西南地区、海原断裂中东部附近、小江断裂中部地区、龙门山断裂南部和小江断裂东北部地区存在持续出现的PI热点,这些区域为值得关注的M_(S)≥6.0地震发震区域。

关键词：图像信息(PI)法南北地震带地震可预测性强震预测 R 值评分 ROC 检验

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基于改进的多分量频率-贝塞尔变换法研究郯庐断裂带潍坊段上地壳径向各向异性结构

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地球物理学报 2024年第3期67卷 1037-1052页

作者：周桂理罗松姚华建中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城230026

郯庐断裂带潍坊段位于郯庐断裂带中部,具有复杂的地质结构,总体呈现“两堑夹一垒”的构造格局.相比于郯庐断裂带其他区域,潍坊段地震活动性较弱,属于地震空区,未来发生大地震的可能性尚不明确.前人对该地区的研究目前仅局限于速度结构... 详细信息

郯庐断裂带潍坊段位于郯庐断裂带中部,具有复杂的地质结构,总体呈现“两堑夹一垒”的构造格局.相比于郯庐断裂带其他区域,潍坊段地震活动性较弱,属于地震空区,未来发生大地震的可能性尚不明确.前人对该地区的研究目前仅局限于速度结构和方位各向异性结构,对于上地壳径向各向异性结构特征鲜有报道.因此,研究该区域上地壳速度模型和径向各向异性结构,有助于更好地认识郯庐断裂带潍坊段浅地壳(地震的可能性.我们利用2017年在潍坊段所布设的302个短周期地震仪采集的背景噪声数据,基于改进的多分量频率-贝塞尔变换(MMFJ)法,同时提取到潍坊段东南侧四个区域子阵列的Rayleigh波和Love波的基阶及高阶频散数据,并且进一步反演这些频散数据得到了SV波和SH波速度以及径向各向异性结构.数值实验结果表明,高阶模式频散数据的加入能够降低反演的非唯一性,更好地约束浅地壳径向各向异性结构.实例中的径向各向异性结果表明,郯庐断裂带潍坊段四个区域都有近似相同的变形特征:在约2 km以浅,径向各向异性为负(V_(SH)V_(SV)),这可能与早期地壳伸展沉积导致的水平变形结构有关.2~5 km,四个区域径向各向异性结构各有不同,但总体处于由负到正的转折状态.这可能因为2~5 km不仅受到断裂结构的控制作用,也受到水平沉积结构的影响,导致径向各向异性结构较为复杂.

关键词：改进的多分量频率-贝塞尔变换法径向各向异性郯庐断裂带沂沭断裂带背景噪声

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地震各向异性与地质构造揭示的红河断裂带分段性

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中国科学：地球科学 2024年第8期54卷 2458-2477页

作者：李莹高原中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国地震局地震预测研究所地震预测重点实验室北京100036

红河断裂带是青藏高原东南缘一条控制地壳深部运动变形的重要断裂带,被视为川滇块体西边界,对东南缘中下地壳流问题具有明显的控制作用.地球物理资料显示红河断裂带具有分段性,由北向南地震活动、速度结构与地壳变形皆表现明显的差异性... 详细信息

红河断裂带是青藏高原东南缘一条控制地壳深部运动变形的重要断裂带,被视为川滇块体西边界,对东南缘中下地壳流问题具有明显的控制作用.地球物理资料显示红河断裂带具有分段性,由北向南地震活动、速度结构与地壳变形皆表现明显的差异性;地震各向异性表现了区域横向空间展布和垂向层次分布的复杂形态.从地壳分层角度看,(1)上地壳:红河断裂带北段快波方向较为复杂,可能受三江侧向碰撞带以及附近不同走向断裂的影响;中段快波方向表现很强的NW向定向排列特征,暗示可能形成了闭合(或闭锁)的局部变形一致区域;南段快波方向较为杂乱,表明楔形交汇区端部具有复杂的构造形态和应力环境.(2)中下地壳:断裂带北段和南段的方位各向异性表现出较强的接近壳内低速薄弱带走向的形态,可能与中下地壳物质的运移有关.在全地壳(整个地壳)尺度,红河断裂带两侧快波方向平行NW构造走向,揭示了红河断裂带作为一个可能贯穿地壳的深大断裂对周围介质有很强的控制作用.在岩石圈尺度,红河断裂带附近快波更近EW向,完全未受断裂带走向的影响,与上地幔P波和S波低速区以及正径向各向异性形态有很好的一致性.快波方向可能与岩石圈橄榄岩变形和软流圈物质流动等有关.本文认为在红河断裂带域,主要在~26°20′N以南,地壳与岩石圈地幔可能存在解耦变形,并可能与板块俯冲和回撤等有关.综合分析多种地球物理观测数据和反演结果,可以刻画出红河断裂带附近精细的地壳-上地幔各向异性结构.更密集的地球物理台阵与更高精度的观测资料有助于探明红河断裂带横向和垂向的壳幔变形细节变化,深化对该断裂带构造意义的理解.

关键词：红河断裂带地震各向异性地质构造岩石圈分段特征

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木质素改良黄土工程性质与加固机理

岩土工程学报 2024年第S02期46卷 150-154,215页

作者：王谦王兰民刘钊钊钟秀梅高中南中国地震局黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 青海大学土木水利学院青海西宁810016 兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000

为有效改善黄土的不良工程性质,选择工业副产品木质素作为改良剂,对黄土工程性能进行改善,以满足工程对土体承载能力的要求。通过配置不同配比的木质素改良黄土,测试了改良黄土的相对质量密度、界限含水率、最大干密度-最优含水率和无... 详细信息

为有效改善黄土的不良工程性质,选择工业副产品木质素作为改良剂,对黄土工程性能进行改善,以满足工程对土体承载能力的要求。通过配置不同配比的木质素改良黄土,测试了改良黄土的相对质量密度、界限含水率、最大干密度-最优含水率和无侧限抗压强度,研究了素土和改良黄土的工程性质,探讨了木质素用于改良黄土的可行性。并结合物理力学特性测试结果,基于扫描电镜试验和X射线衍射试验,从细观结构和矿物成分方面分析了木质素改良黄土的加固机理。结果表明:与素压实黄土相比,木质素改良黄土的相对质量密度明显降低,液限、塑限和塑性指数均减小,最大干密度增大,最优含水率有所下降。木质素掺量和养护龄期对改良黄土工程性质有显著影响,养护龄期28 d、木质素掺量2%时,改良黄土抗压强度最大,相较于素压实黄土强度提升32%。木质素对黄土的改良加固的机制主要包括木质素对黄土的填隙作用、胶结作用、黏土矿物强化作用、离子交换和双电层吸附作用。

关键词：木质素改良处理抗压强度 SEM XRD

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流体注入诱发地震活动的典型特征与研究进展

地球物理学进展 2024年

作者：张娜周连庆李志恒温增平中国地震局地震预测研究所中国地震局地球物理研究所山东省地震局山西省地震局

随着全球范围内大规模页岩气和地热等能源的开发，在部分开采区工业开采活动诱发了大量地震活动，造成了较大的社会影响，引发了专家和学者的关注，开展了广泛的研究也发表了大量的综述文章。不同于其他综述，本文重点关注废水回注、水... 详细信息

随着全球范围内大规模页岩气和地热等能源的开发，在部分开采区工业开采活动诱发了大量地震活动，造成了较大的社会影响，引发了专家和学者的关注，开展了广泛的研究也发表了大量的综述文章。不同于其他综述，本文重点关注废水回注、水力压裂、增强型地热系统三类典型流体注入诱发地震活动研究，通过大量文献调研综合分析了流体注入诱发地震活动的研究现状与进展，梳理了流体注入诱发地震活动的震源参数以及震源机制解、应力及其变化、流体注入诱发地震预测等方面的研究进展；总结了流体注入诱发地震活动的相关特征。综合分析发现：1.流体注入诱发地震活动在时间上与工业注水活动密切相关，大多数发生在注水操作期间、发震速率峰值在注水操作期间；2.流体注入诱发地震活动的空间分布与操作井的位置、作业储层的深度以及该区域先存断层的分布综合相关；主要呈现近井孔、深度较浅，丛集的诱发地震活动簇沿先存断层分布等特征；3.部分流体注入诱发地震活动的震源参数如应力降较小、震源机制解存在非双力偶分量，但目前震源参数以及震源机制解的非双力偶分量是否作为一个识别诱发地震的指标仍存在争议；4.流体注入诱发地震的应力研究可以确定诱发地震所发生的区域应力场，评估先存断层的应力状态、模拟孔隙压的变化有助于确定诱发地震活动的发震机理；5.对于流体注入诱发地震活动所处不同区域的地质构造背景、应力状态、注水操作参数等存在很大差异，目前虽然诱发地震活动的相关研究已取得了一定的认识，但仍需要进一步的案例分析以及更丰富的理论研究，以确定其发震机理和活动特征。

关键词：废水回注水力压裂增强型地热系统

2023年积石山M6.0地震前电离层TEC与声重波耦合现象

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地震 2024年

作者：刘红张学民杨娜中国地震局地震预测研究所

电离层异常是地震短临预报过程的重要参考,目前已经积累了丰富的研究成果。与地震电离层异常形成机制相关的LAI耦合模型也得到了发展,其中声重波途径受到了广泛关注。本研究基于中国大陆构造环境监测网络（CMONOC）GNSS观测站提取到的... 详细信息

电离层异常是地震短临预报过程的重要参考,目前已经积累了丰富的研究成果。与地震电离层异常形成机制相关的LAI耦合模型也得到了发展,其中声重波途径受到了广泛关注。本研究基于中国大陆构造环境监测网络（CMONOC）GNSS观测站提取到的北斗导航卫星系统（BDS）电离层总电子含量（TEC）数据,通过小波变换等分析方法,对2023年12月18日甘肃积石山MW6.0地震前14 h至震后2 h内TEC扰动的频谱特征和时空变化进行了探究,并与背景扰动信号和外源信号进行了对比。结果表明,临震前声重波扰动信号主要表现为向外辐散的弧状结构,反向定位结果表明该扰动弧源点接近震源位置。该扰动信号同时还受到了MSTIDs背景信号的载波作用和两个外源信号的干扰。最后,讨论了地表声重波信号的激发起源机制,指出地震孕育过程与声重波的联系仍需进一步验证和探究。

关键词： 2023年积石山M 6.0地震 BDS TEC 声重波途径地震电离层异常