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统计地震学在京津冀地区地震危险性评估中的应用

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大地测量与地球动力学 2024年第9期44卷 899-904页

作者：孙丽娜郭蕾河北省地震局石家庄市050021

以1980~2022年京津冀地区现代地震目录作为统计样本,采用基于空间分割的非完全中心化Voronoi分割法来网格化研究区域,并以泊松模型为基础建立地震危险性概率模型,开展研究区中期尺度的中小地震概率预测。结果发现,计算得到的概率相对高... 详细信息

以1980~2022年京津冀地区现代地震目录作为统计样本,采用基于空间分割的非完全中心化Voronoi分割法来网格化研究区域,并以泊松模型为基础建立地震危险性概率模型,开展研究区中期尺度的中小地震概率预测。结果发现,计算得到的概率相对高值区与M_(S)≥3.0地震的发生存在一定的关联性,可以为地震的中长期预测提供参考依据。

关键词：统计地震学中小地震概率预测地震危险性

基于人工地震的河西务断裂活动性及其设定地震模拟研究

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地球科学 2024年

作者：高武平俞言祥彭远黔张文朋张安东闫成国中国地震局地球物理研究所天津市地震局河北省地震局

河西务断裂是一条处于京津冀城市群腹地规模较大的第四纪断裂，围绕该断裂开展的一系列浅层人工地震及钻孔联合剖面勘探进一步揭示，该断裂为一条晚更新世早期活动断裂。近期天津市地震局跨该断裂完成的4条28T可控震源人工地震勘探测线... 详细信息

河西务断裂是一条处于京津冀城市群腹地规模较大的第四纪断裂，围绕该断裂开展的一系列浅层人工地震及钻孔联合剖面勘探进一步揭示，该断裂为一条晚更新世早期活动断裂。近期天津市地震局跨该断裂完成的4条28T可控震源人工地震勘探测线，为研究该断裂的断裂特征及活动性提供了新证据。人工地震剖面显示：（1）该断裂倾向南东，视倾角55°～75°，向北延伸止于高王公路与京塘公路之间，在北端剖面上呈上陡下缓的单一断层，向南则呈雁列式或“Y”字型构造，总长度约50余千米；（2）不同剖面上显示的断层最浅上断点埋深存在差异，但普遍达到150m以上，表明河西务断裂展布存在差异性，但断裂断错中更新统底界，并向上延伸至上更新统，活动时代为晚更新世早期断裂。区域资料显示，该断裂向南延伸与牛东断裂相接，二者共同组成了一条规模超100千米的断裂带，存在发生7级以上地震可能。从京津冀城市群防范大震风险需求出发，对该断裂设定地震Mw7.3进行了数值模拟，潜在的长周期地震动可能对京津冀地区具有重要影响。

关键词：河西务断裂冀中坳陷人工地震京津冀城市群

利用H-κ-c方法研究丽江—小金河断裂两侧的地壳厚度与泊松比

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2175-2189页

作者：张天继金明培李秋凤缪素秋周青云云南省地震局昆明650224

本文基于研究区不同台网布设的156个地震台站记录的远震波形数据,提取台站下方径向接收函数,利用H-κ-c方法获取了丽江—小金河断裂两侧的地壳厚度与泊松比分布情况.结合前人的研究成果,分析讨论了丽江—小金河断裂两侧的地壳物质组成... 详细信息

本文基于研究区不同台网布设的156个地震台站记录的远震波形数据,提取台站下方径向接收函数,利用H-κ-c方法获取了丽江—小金河断裂两侧的地壳厚度与泊松比分布情况.结合前人的研究成果,分析讨论了丽江—小金河断裂两侧的地壳物质组成特征、孕震环境及未来的地震危险性.研究区地壳厚度从西北的~70 km逐渐向东南方向递减至~39 km,大致以27°N为分界线,以北地壳较厚,以南地壳较薄.盐边—攀枝花地区莫霍面较周围地区明显上隆.乡城—得荣—香格里拉、冕宁、丽江—鹤庆—宁蒗以及盐边—攀枝花—德昌地区均为高泊松比(σ>0.28);木里断裂、盐源断裂与金河—箐河断裂之间的区域、以及澜沧江断裂、程海断裂所在的地区呈低泊松比(σ局部上隆很可能与二叠纪地幔柱活动有关,岩浆的底侵作用导致了地壳的减薄,冷却固结后形成了盐边—攀枝花—德昌地区的地壳基底铁镁质/超铁镁质层.以盐边—攀枝花地区为中心的峨眉山大火成岩省内带阻挡了青藏高原的下地壳流动,使其沿着丽江—小金河断裂向西南方向转折.大多数MS≥5.0级的历史地震都发生在莫霍面陡变带上以及高泊松比周围或高、低泊松比过渡地区.丽江—小金河断裂的木里至冕宁段及该断裂与大具断裂交汇处位于高、低泊松比交界地区,根据S波速度高梯度带、断层的强闭锁性、历史地震空段区以及较长的大震离逝时间,推测这两段可能具备发生中强以上地震的孕震环境,需要重点关注其地震危险性.

关键词：丽江-小金河断裂地壳厚度泊松比 H-κ-c方法孕震环境

基于小震经验格林函数研究中等地震破裂方向性:以2008年攀枝花M_(S)6.1地震为例

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地球物理学报 2024年第1期67卷 144-155页

作者：罗艳赵里朱音杰中国地震局地震预测研究所地震预测重点实验室北京100036 北京大学地球与空间科学学院北京100871 河北省地震局石家庄050021

中小地震破裂方向性研究在确定实际发震面以及地震灾害评估中具有非常重要的意义.本文以2008年8月30日攀枝花M_(S)6.1地震为研究实例,以较小余震作为经验格林函数地震,利用表观震源时间函数随台站方位角变化特性,确定了主震的破裂方向... 详细信息

中小地震破裂方向性研究在确定实际发震面以及地震灾害评估中具有非常重要的意义.本文以2008年8月30日攀枝花M_(S)6.1地震为研究实例,以较小余震作为经验格林函数地震,利用表观震源时间函数随台站方位角变化特性,确定了主震的破裂方向、破裂尺度以及破裂速度,验证了该方法的适用性和可行性.研究结果表明,主震的破裂方向为几乎正南的184°,破裂长度8.05 km,破裂速度3.35 km·s^(-1),进一步确认了主震震源机制解其中沿南北向的节面是地震实际发震面,主震在水平方向沿着南北向元谋断裂从北往南破裂.攀枝花地震震源破裂速度接近地壳剪切波速度,这可能是造成此次地震虽然震级不大但破坏性严重的重要原因.本文综合分析主震的矩心深度、震源机制解、破裂方向性以及构造应力背景等信息,探讨了地震发生的破裂过程以及灾害严重的原因.

关键词：中等地震破裂方向性经验格林函数 2008年攀枝花地震

马头营干热岩开采试验场地人工注水诱发地震探讨

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大地测量与地球动力学 2024年第9期44卷 905-909,936页

作者：王宁王亚玲张晓刚尹康达毛国良纪春玲河北省地震局石家庄市050021

结合马头营干热岩区7个临时测震台站的地震观测资料和M1井2022-06~09的加压注水数据,研究地震活动与注水压力、水流量的关系,同时分析诱发地震震源机制解及其对周边应力场的影响。结果表明,注水作业可能诱发了201个地震,震源深度主要集... 详细信息

结合马头营干热岩区7个临时测震台站的地震观测资料和M1井2022-06~09的加压注水数据,研究地震活动与注水压力、水流量的关系,同时分析诱发地震震源机制解及其对周边应力场的影响。结果表明,注水作业可能诱发了201个地震,震源深度主要集中在0~4 km,这个区段也是地围压较小的安全区域,发生中强震的几率较小;水流量、水压力的改变不仅影响诱发地震的时空分布特征,而且影响地震活动频度,应力积累到一定水平诱发地震发生,之后水流量、水压力与地震频度呈现正相关关系;注水量和震级之间关系不明显,压力和诱发地震震级呈线性相关;在持续注水量达到11 821 m^(3)、压力达到23.46 MPa时,有断层失稳、诱发地震的可能;最大诱发地震的震源机制解为走滑型,主压应力NNW向,与华北区域应力分布有一定偏差,可见M1井开采对局部应力分布有影响;从地震震中位置迁移规律推测,有新的地裂缝产生。

关键词：加压注水诱发地震震源机制解应力场马头营干热岩区

基于总强度年变对张家口-渤海地震带震磁特征的分析

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大地测量与地球动力学 2024年第10期44卷 1064-1070页

作者：王朝景李博苏树朋河北省地震局流动测量队河北保定071000

利用2015-05~2021-05流动地磁矢量数据,结合M_(S)≥3.0地震资料对张家口-渤海地震带及邻区总强度年变演化特征和震磁特征进行研究。结果表明:1)73.3%震例的震中总强度变化量绝对值在0~4.0 nT之间,变化量值小;70.0%震例的震中强度变化梯... 详细信息

利用2015-05~2021-05流动地磁矢量数据,结合M_(S)≥3.0地震资料对张家口-渤海地震带及邻区总强度年变演化特征和震磁特征进行研究。结果表明:1)73.3%震例的震中总强度变化量绝对值在0~4.0 nT之间,变化量值小;70.0%震例的震中强度变化梯度值在0~5.0 nT/°之间,梯度值相对较小。2)2015-05~2021-05张家口-渤海地震带总强度年变呈正异常-正异常-正异常-正异常-负异常-正负异常相间分布的演化趋势,其中2018-05~2019-05变化量值相对较小,2019-05~2020-05发生10次M_(S)≥3.0地震;2019-05~2020-05演化趋势发生变化,由2015-05~2019-05的正异常为主转变为负异常为主,2020-07-12发生唐山M_(S)5.1地震;2020-05~2021-05以正负异常相间分布为主,2021-05~2022-05发生8次M_(S)≥3.0地震。张家口-渤海地震带总强度年变演化趋势的转变可能与区域应力场背景下局部应力的变化和集中有关,同时可能与构造带的孕震过程关系密切。岩石圈磁场变化趋势的转变包含了重要的震磁异常信息,应重点关注。

关键词：流动地磁总强度演化趋势震磁异常

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中国大陆强震发生前地震活动增强统计特征分析

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地震学报 2024年第2期46卷 226-241页

作者：呼楠石富强季灵运刘洁祁玉萍王光明张丽峰郭蕾陕西省地震局西安710068 陕西西安地球深部构造中国地震局野外科学观测研究站西安710068 中国地震局第二监测中心西安710054 四川省地震局成都610041 云南省地震局昆明650224 青海省地震局西宁810001 河北省地震局石家庄050021

依据《中国震例》(1966—2017年)对1966年以来中国大陆东部M_(S)>6.0、西部M_(S)>7.0强震前地震活动增强的异常现象特征进行了系统的梳理,并试图总结不同活动构造地块周缘强震前地震活动增强的异常时空演化特征。结果显示:①我国大陆大... 详细信息

依据《中国震例》(1966—2017年)对1966年以来中国大陆东部M_(S)>6.0、西部M_(S)>7.0强震前地震活动增强的异常现象特征进行了系统的梳理,并试图总结不同活动构造地块周缘强震前地震活动增强的异常时空演化特征。结果显示:①我国大陆大震前普遍存在地震活动增强现象,33个震例中有21个震例存在震前地震活动增强异常,占比达64%;②西部地区大多数震例的地震活动增强空间范围表现为中间尺度或构造尺度,且主震震级越大,越有可能出现大范围的地震活动增强;③西部地区出现中强地震活动增强的概率高于东部地区,前兆地震活动增强的平均震级较大,发生大震(M>7.0)的概率增大;④西部地区地震活动增强的时间尺度与震级成正比,而东部地区随着震级增大,更可能出现中期到中短期的地震活动增强异常;⑤多数西部地区震例在震前出现不同时间尺度的地震活动增强叠加的现象;⑥川滇菱形地块的强震前均出现了中长期尺度的地震条带交会现象、不同空间尺度的地震空区以及中短期尺度的中小震活动增强现象,并且对大震地点有较好的指示意义。巴颜喀拉东边界与北、西及南边界大震前存在显著的不同地震活动增强特征,震前未出现中强地震围空的现象。

关键词：前兆地震活动增强统计特征活动地块地震前兆模型

地磁时变观测数据中高压直流输电干扰事件多尺度表示及识别方法

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地球物理学报 2024年第3期67卷 969-981页

作者：李良超刘海军单维锋雷东兴袁静陈俊王浩然袁国铭防灾科技学院河北廊坊065201 安徽省地震局合肥230031

高效准确地识别地磁时变观测数据中受高压直流输电干扰的波形对于提高地磁时变观测数据质量具有重要意义.然而,由于高压直流输电干扰事件持续时间长短不一、干扰程度变化多样,给识别任务带来巨大困难.为了能自动识别长短不同的高压直流... 详细信息

高效准确地识别地磁时变观测数据中受高压直流输电干扰的波形对于提高地磁时变观测数据质量具有重要意义.然而,由于高压直流输电干扰事件持续时间长短不一、干扰程度变化多样,给识别任务带来巨大困难.为了能自动识别长短不同的高压直流输电干扰事件,本文提出一种高压输电干扰事件的多尺度表示及识别方法:利用小波技术具有多尺度的特性,卷积神经网络具有自动特征提取的特性,将二者结合,设计了一个多输入卷积神经网络模型来识别地磁中的高压直流输电干扰事件.首先使用离散小波技术将地磁时变观测样本进行多尺度分解,得到原始样本的多尺度表示,再将分解后的多尺度地磁时变观测样本分别输入到含有多个输入分支的卷积神经网络中,每个分支分别自动提取不同尺度的特征,然后将多个尺度的特征融合,并加入注意力机制来自适应计算每个尺度特征的权重,对多尺度特征进行加权处理,再采用全连接层和SoftMax层进行分类,本文将该模型命名为CBAM-MCNN.在中国地震前兆台网中心提供的高压直流输电干扰样本上进行试验,并将本文所提出模型的识别效果与现有的全卷积网络、残差神经网络、多输入卷积神经网络、IICM-HVDCT-CNN-LSTM进行了对比,在5271条测试样本集上,本文所提出的CBAM-MCNN模型识别准确率达到了97.14%,F_1值达到了97.12%,远远高于其他4种对比模型.

关键词：地磁时变观测数据高压直流输电干扰小波分解卷积神经网络 CBAM注意力机制

基于相对强度算法和参数遍历试验的地震预测回溯性检验——以中国川滇地区为例

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地震地质 2024年第3期46卷 686-698页

作者：范晓易曲均浩顾勤平陈飞王夫运江苏省地震局南京210000 山东省地震局济南250000 中国地震局地球物理勘探中心郑州450000

探索地震活动的时空分布对于地震风险评估,尤其是对于中国川滇地区这样的地震频发区和强震危险区而言具有重要意义。相对强度算法(RI)基于统计学理论,使用过去的地震强度评估预测同一地点的未来地震强度。其原理简单,已多次在国内外强... 详细信息

探索地震活动的时空分布对于地震风险评估,尤其是对于中国川滇地区这样的地震频发区和强震危险区而言具有重要意义。相对强度算法(RI)基于统计学理论,使用过去的地震强度评估预测同一地点的未来地震强度。其原理简单,已多次在国内外强震预测的实践应用中取得了良好的效果。目前,经过多年的发展完善,该方法的预测性能愈加突出。为了辅助川滇地区的地震活动性预测工作,文中使用相对强度算法(RI)和参数遍历试验(PTT)进行了全面的参数分析,深入研究了RI算法在中国川滇地区的适用性,结果表明:由于参数选择合理(包括网格大小、异常学习时间窗长度、预测时间窗起始时间和预测时间窗长度),RI和PTT的组合研究表现出了明显优于随机猜测的预测效果,揭示了川滇地震危险区地震预测的有效参数区间。相对强度算法能够对川滇地区的地震活动进行预测,文中成果丰富了地震危险区地震趋势预测的参考依据。

关键词：统计学相对强度方法参数遍历试验回溯性检验