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基于聚类的重复地震识别方法及应用

地球与行星物理论评（中英文） 2025年第1期56卷 94-101页

作者：黄雅芬李红谊李炎臻葛慧颖张盛中陆内火山与地震教育部重点实验室(中国地质大学(北京)) 北京100083 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 中国地质大学(北京)信息网络与数据中心北京100083

重复地震是指不同时期发生在断层同一位置的一组地震,表现为波形和震源机制上的高度相似.重复地震可用来探测断层深部形变、刻画断层行为、评估地震灾害.然而,重复地震的识别条件阈值设置尚没有统一的标准,常用的识别参数存在较大的主观... 详细信息

重复地震是指不同时期发生在断层同一位置的一组地震,表现为波形和震源机制上的高度相似.重复地震可用来探测断层深部形变、刻画断层行为、评估地震灾害.然而,重复地震的识别条件阈值设置尚没有统一的标准,常用的识别参数存在较大的主观性,会导致识别重复地震存在误差.为解决上述问题,本研究利用基于机器学习中的层次聚类算法构建了一个自动高效的重复地震识别方法.首先采用波形并行互相关技术计算地震波形之间的互相关系数,结合S-P到时差方法估算地震震源之间的距离,再利用层次聚类方法将地震聚类,获得重复地震.本文将该方法应用至甘孜—玉树断裂带和东昆仑断裂带地区的地震活动,识别重复地震并估算断层滑动速率.在甘孜—玉树断裂带附近共识别出6组重复地震组,它们均沿甘孜—玉树断裂带走向布展,平均断层滑动速率为7.4 mm/a.东昆仑断裂带附近共识别出3组重复地震组,平均断层滑动速率为6.9 mm/a.沿东昆仑断裂东段,断层滑动速率呈现出速率向东逐渐降低的趋势,显示该区域复杂的动力作用过程.这些结果与野外地质观测和GPS大地测量结果较为一致.基于实际数据测试和验证,结果表明本文发展的基于聚类的识别重复地震方法具有自动、高效、便捷的特性,为准确识别重复地震提供了重要的基础资料,为分析断层活动性提供了重要约束.

关键词：重复地震聚类分析甘孜—玉树断裂带东昆仑断裂带

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地震的应变张量观测与应用前景

地球物理学报 2017年第11期60卷 4327-4340页

作者：和泰名李世愚中国地震局地球物理研究所(地震观测与地球物理成像重点实验室)

地震发生时的动态应变场,在研究地震触发、地震破裂、地面破坏、水文和岩浆变化等方面都具有重要应用意义.地震的应变张量观测和现有的惯性地震仪观测的物理量不同.前者可以直接记录到地震发生时震源辐射的应变(应力)波,而后者记录到的... 详细信息

地震发生时的动态应变场,在研究地震触发、地震破裂、地面破坏、水文和岩浆变化等方面都具有重要应用意义.地震的应变张量观测和现有的惯性地震仪观测的物理量不同.前者可以直接记录到地震发生时震源辐射的应变(应力)波,而后者记录到的是位移、速度或加速度.地震频率的应变测量在地震学中的应用前景主要表现在:①测量震源机制解理论预言的辐射4象限分布;②测量库仑应力变化;③换算成动态应力以评估地震烈度;④测量地震波的能量密度;⑤测量地震断层形变加速和形变局部化过程.用惯性地震仪的记录虽然在理论上也可以解算出动态应变值,然而种种原因导致计算结果的误差很大,往往不可接受.应变张量地震仪若能与现有的惯性地震仪配套起来,形成大规模台阵,则有可能推动应变地震学的诞生,在地震观测和地震学科领域引起重大革新.

关键词：应变张量地震仪惯性地震仪地震观测应力应变地震学

MC-ICP-MS 测定岩石标准物质的钒同位素组成

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岩矿测试 2025年第1期44卷 63-74页

作者：徐丽怡于慧敏丁昕黄方中国科学技术大学地球和空间科学学院岩石圈演化与环境演变全国重点实验室安徽合肥230026 中国科学院比较行星学卓越创新中心中国科学技术大学安徽合肥230026

随着分析方法的发展和分析精度的提升,钒同位素已经越来越多地被用于各种地质过程研究。为了确保钒同位素分析测试过程中,可以有效地监控数据的准确度和精度,方便国际各实验室之间的数据对比,同时考虑到早期国际上常用美国地质调查局(US... 详细信息

随着分析方法的发展和分析精度的提升,钒同位素已经越来越多地被用于各种地质过程研究。为了确保钒同位素分析测试过程中,可以有效地监控数据的准确度和精度,方便国际各实验室之间的数据对比,同时考虑到早期国际上常用美国地质调查局(USGS)的标准物质面临着库存不足等问题,本文采用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测定了一系列国际地质标准物质和国家地质标准物质的钒同位素组成,δ51V值的测试精度优于0.08‰。本文选取的标准物质主要来自日本地质调查局(GSJ)和中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所(IGGE),包括一个安山岩(JA-1),三个玄武岩(JB-3、JB-1b和GBW07105),一个辉长岩(JGb-1),一个辉绿岩(GBW07123)以及一个土壤(GBW07454),钒含量范围为77~635μg/g,涵盖了目前大部分火成岩和部分土壤等天然样品含量的范围。这些标准物质除了土壤GBW07454,其他标准物质的钒同位素组成未曾被报道。经测量表明,辉长岩标准物质JGb-1具有最高δ51V值,为−1.05‰±0.08‰,安山岩标准物质JA-1具有最低δ51V值,为−0.34‰±0.06‰,其余标准物质的δ51V值变化范围为−0.72‰~−0.81‰,均落在MORB范围内。本文对这些标准物质钒同位素组成的报道,丰富了钒同位素研究的标准物质数据库,有助于未来在更多领域开展钒同位素研究。

关键词：钒同位素火成岩 MC-ICP-MS 标准物质高精度分析方法

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青藏中-南部特提斯洋板块地层分布与演化

地球科学 2025年

作者：张克信宋博文何卫红骆满生寇晓虎徐亚东王嘉轩王盛栋王丽君柯学任飞陈奋宁陈锐明中国地质大学(武汉)地球科学学院中国地质大学(武汉)地质调查研究院中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室江西师范大学地理与环境学院中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所中国科学院新疆生态与地理研究所中国地质调查局成都地质调查中心中国地质调查局西安地质调查中心

青藏高原造山域经历了原特提斯、古特提斯和新特提斯洋的形成、分布与多期次洋-陆转化，是铜、金、铌、钽等多金属成矿有利区。在整个显生宙特提斯洋的形成-消亡演化历程中，形成了各演化阶段独特的洋板块地层(简称OPS)。重建青藏高原... 详细信息

青藏高原造山域经历了原特提斯、古特提斯和新特提斯洋的形成、分布与多期次洋-陆转化，是铜、金、铌、钽等多金属成矿有利区。在整个显生宙特提斯洋的形成-消亡演化历程中，形成了各演化阶段独特的洋板块地层(简称OPS)。重建青藏高原造山域各演化阶段各构造-地层区划单元的OPS序列，以及划分对比格架，是造山域多金属矿产勘查和重大工程建设的重要基柱。本文系统梳理分析了青藏高原各时代约130多个出露点的蛇绿混杂岩等洋壳残迹的物质组成、254个蛇绿岩等洋壳残块的测年数据，以及相伴硅质岩放射虫化石，依据构造环境和时代分布，区划出3个OPS构造-地层大区和9个区，分别是巴颜喀拉-三江、龙木错-双湖-班公湖-怒江-昌宁-孟连和冈底斯-雅鲁藏布大区。巴颜喀拉-三江大区含西金乌兰、甘孜-理塘、金沙江和哀牢山4个区；龙木错-双湖-班公湖-怒江-昌宁-孟连大区含龙木错-双湖、班公湖-怒江和昌宁-孟连3个区；冈底斯-雅鲁藏布大区含狮泉河-嘉黎和雅鲁藏布2个区。按3大区和9区识别出对接带型和叠接带型两大类OPS和洋脊、洋岛-海山、洋内弧、远洋和海沟沉积建造等五类OPS亚类。依据同位素测年、古生物化石序列划分与对比，构建了首个青藏高原造山域显生宙OPS地层格架和时空演化模式，并对青藏高原特提斯演化模式进行了讨论。

关键词： OPS 时空分布显生宙特提斯演化青藏

心系深部探测,情牵物探中心——纪念地震学家张先康先生

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地球与行星物理论评（中英文） 2025年第2期56卷 113-117页

作者：王夫运杨卓欣段永红田晓峰刘保金潘纪顺徐朝繁潘素珍杨健刘志嘉世旭中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

张先康先生是我国知名地壳深部探测科学家,二级研究员、博士生导师,是我国地壳上地幔结构地震探测的主要学术带头人和领导者之一.曾任中国地震局地球物理勘探中心主任、中国地震局学术委员会委员、中国地球物理学会和中国地震学会理事... 详细信息

张先康先生是我国知名地壳深部探测科学家,二级研究员、博士生导师,是我国地壳上地幔结构地震探测的主要学术带头人和领导者之一.曾任中国地震局地球物理勘探中心主任、中国地震局学术委员会委员、中国地球物理学会和中国地震学会理事、河南省地球物理学会理事长、河南省人大代表、《地球物理学报》和《地震学报》等期刊编委.自参加工作以来,张先康先生一直从事地壳上地幔结构与构造的地震探测、地震数据反演与成像方法技术研究.先后参与和主持了华北地区地壳上地幔深地震测深、北京地区地震地质会战第三专题、京津唐张地震预报实验场深部探测、国际岩石圈计划——地学大断面、国家地震局“七五”“八五”“九五”“十五”科技计划、国家自然科学基金重点项目等工作.主持翻译了《欧洲中部爆破地震研究》《反演理论:数据拟合与模型参数估算方法》重要地学专著.在反演理论、深地震测深数据正反演与成像、三维深地震测深方法发展与应用、深地震反射方法发展与应用、高分辨地震折射剖面方法发展与应用、深地震测深仪器装备研制、中国地震局科技计划和项目设计等方面做出了重要贡献.先后获国家和省部级科技奖励近二十项.

关键词：深地震测深中国地震局中国地震学会地震预报实验场地球物理学会深部探测国家地震局地震学家

新疆西昆仑切列克其大型菱铁矿床锆石U-Pb年龄及地质意义

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地质科学 2025年第1期60卷 272-279页

作者：朱明田孔繁琦刘文成中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室中国科学院大学地球与行星科学学院中国地质大学地球科学与资源学院

木吉—布伦口—黑黑孜站干—大红柳滩菱铁矿带是西昆仑最重要的铁成矿带之一，可分为南北两段，北段分布于木吉—布伦口—切列克其一带，以切列克其菱铁矿规模最大且典型，但目前尚没有确切的成矿年代学数据来限定菱铁矿的形成时代。本... 详细信息

木吉—布伦口—黑黑孜站干—大红柳滩菱铁矿带是西昆仑最重要的铁成矿带之一，可分为南北两段，北段分布于木吉—布伦口—切列克其一带，以切列克其菱铁矿规模最大且典型，但目前尚没有确切的成矿年代学数据来限定菱铁矿的形成时代。本文从块状菱铁矿石中挑选出了大量岩浆成因锆石，它们均具有典型的韵律环带，LA-ICP-MS U-Pb定年给出的206Pb/238U加权平均年龄为488±3 Ma，指示块状菱铁矿体形成于寒武纪末期。另有3颗锆石给出了～434 Ma的年代学记录，其轻稀土含量变化较大，可能遭受了后期流体扰动。这一变质事件可能与原特提斯洋的闭合有关，一定程度上影响了块状菱铁矿的形成。由此推测西昆仑北段菱铁矿带很可能形成于寒武纪末期，与原特提期洋演化过程中的海底喷流热液成矿系统有关。

关键词：切列克其菱铁矿成矿年代学西昆仑喷流沉积

利用超声尾波观测1.5 m长岩石断层黏滑实验的波速变化

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地球物理学报 2017年第4期60卷 1470-1478页

作者：谢凡任雅琼王宝善中国地震局地球物理研究所(地震观测与地球物理成像重点实验室) 北京100081

在实验室内利用超声尾波观测大尺度(1.5 m)岩石断层的黏滑过程.利用基于尾波干涉的观测方法,我们获得了高达10^(-6)的相对波速变化的观测精度,这相当于~10 kPa的应力变化.利用高精度的测量,我们获取两种不同加载速率下(1μm·s^(-1),10... 详细信息

在实验室内利用超声尾波观测大尺度(1.5 m)岩石断层的黏滑过程.利用基于尾波干涉的观测方法,我们获得了高达10^(-6)的相对波速变化的观测精度,这相当于~10 kPa的应力变化.利用高精度的测量,我们获取两种不同加载速率下(1μm·s^(-1),10μm·s^(-1))黏滑过程三个阶段(恢复、加载和滑动)基于波速变化的特征量.我们更进一步获取了断层失稳阶段波速变化的时空演化过程.最后讨论了该观测方法需要改进的地方.以上研究结果表明作为一种对现有实验观测手段的有益补充,利用超声尾波观测实验室大尺度岩石断层的动力学过程是可行的.

关键词：超声尾波黏滑大样品波速变化

2016年印尼苏门答腊岛海域Mw7．8地震震源运动学特征

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地球物理学报 2018年第3期61卷 880-888页

作者：赵旭姚振兴中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室北京100029

根据中国和全球地震台网记录的波形记录,采用W震相矩张量反演、反投影分析及有限断层模型反演方法,研究了2016年3月2日印尼7.8级地震破裂过程,分析讨论印尼地震震源运动学特征.结果表明:此地震为一次对称的双侧破裂走滑型事件,北北东─... 详细信息

根据中国和全球地震台网记录的波形记录,采用W震相矩张量反演、反投影分析及有限断层模型反演方法,研究了2016年3月2日印尼7.8级地震破裂过程,分析讨论印尼地震震源运动学特征.结果表明:此地震为一次对称的双侧破裂走滑型事件,北北东─南南西向的断层节面(走向5°/倾角85°)为发震断层面.标量地震矩约6.19×1020 Nm,矩震级为7.79,最大的滑动量约11m,位于破裂起始点北东,沿着断层走向约30km处.破裂平均速度2.0~2.2km·s-1,破裂持续时间35s,破裂在5~25s内释放的能量,约占总能量的97%.最终形成了总长度90km左右的断层.印尼地震具有破裂持续时间短、破裂速度慢、高滑动能量带相对集中等显著特点.本研究对进一步增进海洋岩石圈地震的震源特性认识有重要参考意义.

关键词： 2016年印尼Mw 7.8地震震源机制解反投影分析破裂过程震源时间函数

2013年芦山M_s7.0地震震源区横波分裂的变化特征

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中国科学：地球科学 2015年第9期45卷 161-168页

作者：常利军丁志峰王椿镛中国地震局地球物理研究所地震观测与地球物理成像重点实验室北京100081

对2013年芦山Ms7.0级地震序列的横波分裂的时空变化现象进行了研究.通过在横波窗内S波质点运动图的分析,从位于龙门山断裂带南段芦山地震震源区地震台站的记录中提取了S波分裂的快波偏振方向和慢波的到时延迟.在研究区,观测到各台站的... 详细信息

对2013年芦山Ms7.0级地震序列的横波分裂的时空变化现象进行了研究.通过在横波窗内S波质点运动图的分析,从位于龙门山断裂带南段芦山地震震源区地震台站的记录中提取了S波分裂的快波偏振方向和慢波的到时延迟.在研究区,观测到各台站的快波偏振优势方向从南向北有分区特征,慢波到时延迟的随时间有趋势性变化.空间上,快波偏振优势方向在南部为北东向,与龙门山断裂走向一致,而北部为北西向,与区域主压应力方向一致,位于断裂带上的台站TQU和BAX表现出特殊性,可能受到龙门山断裂带的直接影响,体现了断裂带上的应力场方向变化的特殊性.时间上,慢波到时延迟在主震后迅速增大,持续一段时间后又减小;横波分裂现象主要由台站下方岩层中随应力分布排列的微裂隙控制,本文结果揭示了主震和余震过程中区域应力场的变化,芦山地震震源区的地壳应力在主震后得到了增强,随着余震活动导致的应力释放,后期应力减小.

关键词：横波分裂地壳应力芦山Ms7.0地震快波偏振方向慢波到时延迟

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