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2021年, 第41卷, 第3期 刊出日期:2021-07-31 上一期   
中国地震科学实验场人工智能实时地震监测分析系统的应用与展望
周连庆, 赵翠萍, 张捷, 车时
2021 (3):  1-21.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.001
摘要 ( 64 )   PDF(10027KB) ( 36 )  
GPS应变场云图方法识别地震形变场异常初步分析
常金龙, 甘卫军, 孟令升, 朱成林, 刘俊清
2021 (3):  22-31.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.002
摘要 ( 37 )   PDF(4357KB) ( 14 )  
鲁甸MS6.5地震前巧家台阵观测到的中小地震应变释放加速现象
陈学忠, 李艳娥, 陈丽娟
2021 (3):  32-41.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.003
摘要 ( 33 )   PDF(4687KB) ( 35 )  
基于Levenberg-Marquardt法和最小二乘法的中国西部烈度衰减关系模型研究
任静, 李志强, 杨彦明, 任克新
2021 (3):  59-76.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.005
摘要 ( 24 )   PDF(6549KB) ( 26 )  
辽宁地区Pb震相识别及康拉德界面研究
安祥宇, 赵倩, 李恩来, 李子昊, 康晓珊
2021 (3):  77-89.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.006
摘要 ( 19 )   PDF(6244KB) ( 14 )  
大寺断裂构造特征研究
张文朋, 高武平, 闫成国, 林逸
2021 (3):  90-103.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.007
摘要 ( 26 )   PDF(10688KB) ( 56 )  
1941年9月21日江西寻乌北地震考证及发震构造探讨
邓辉, 董非非, 谢斌
2021 (3):  104-113.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.008
摘要 ( 35 )   PDF(2684KB) ( 10 )  
辽东南地区地下水化学时空变化
姜莉, 崔月菊, 王海燕, 孙凤霞, 王喜龙, 杜建国
2021 (3):  114-130.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.009
摘要 ( 21 )   PDF(2656KB) ( 21 )  
宁夏井水位记震能力变化与周边地震关系研究
崔瑾, 司学芸, 孙小龙, 曾宪伟, 丁风和
2021 (3):  131-143.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.010
摘要 ( 24 )   PDF(3197KB) ( 20 )  
巴颜喀拉地块及其周边地震危险性分析
任晴晴, 陆丽娜, 钱小仕, 赵宜宾
2021 (3):  144-156.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.011
摘要 ( 27 )   PDF(2842KB) ( 24 )  
四川及周边地区TEC异常与印度尼西亚地震关联性研究
周煜林, 张学民, 刘静, 熊攀, 欧阳新艳
2021 (3):  157-170.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.012
摘要 ( 18 )   PDF(9561KB) ( 14 )  
2019年四川长宁MS6.0地震前电离层TEC异常分析
翟笃林, 林剑, 张学民, 宋锐, 熊攀
2021 (3):  171-191.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.013
摘要 ( 22 )   PDF(7081KB) ( 39 )  
天山中东段中强地震与地面气温的关系研究
卢显, 耿飞, 张晓东, 孙珂, 孟庆岩, 闫伟
2021 (3):  192-201.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.014
摘要 ( 22 )   PDF(2281KB) ( 26 )  
2019年长宁6.0级与夏河5.7级地震前的地磁日变化异常
倪晓寅, 黄颂, 姜楚峰
2021 (3):  202-218.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.015
摘要 ( 24 )   PDF(15780KB) ( 28 )  
强震前地磁日变化感应电流线状集中分布孕震机理研究
李军辉, 姜楚峰, 吴迎燕, 范文华, 冯丽丽
2021 (3):  219-228.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.016
摘要 ( 23 )   PDF(4564KB) ( 20 )  
2021年, 第41卷, 第3期 刊出日期:2021-07-31 上一期   
中国地震科学实验场人工智能实时地震监测分析系统的应用与展望
周连庆, 赵翠萍, 张捷, 车时
2021 (3):  1-21.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.001
摘要 ( 64 )   PDF(10027KB) ( 36 )  
“智能地动”(EarthX)系统是目前国际上唯一实时运行的人工智能地震监测系统。 2018年12月起, “智能地动”系统在中国地震科学实验场试运行, 实时处理川滇地区123个地震台站数据。 该系统利用人工智能技术自动检测、 拾取震相进而定位地震, 在第一个台站接收到P波后数秒内快速产出地震的震源位置和震级, 自发震时刻开始计算, 平均定位仅用时28.9 s。 此外, 系统还使用全波形拟合的方法, 在1~3分钟左右快速产出震源机制解和矩震级, 而无须任何人工干预。 EarthX系统在2020年1月1日至2020年8月4日期间, 共记录地震897次, 产出M3.0以上地震震源机制解81次。 基本实现了3级以上地震的自动定位和震源机制解的产出, 机制解的平均产出时间为震后103.8 s, 弥补了当前地震监测台网不能产出地震震源机制解的空白。 通过EarthX系统的推广应用, 可逐步取代传统的地震监测发布手段, 将台网人员从繁重的地震数据处理工作中解放出来。
GPS应变场云图方法识别地震形变场异常初步分析
常金龙, 甘卫军, 孟令升, 朱成林, 刘俊清
2021 (3):  22-31.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.002
摘要 ( 37 )   PDF(4357KB) ( 14 )  
介绍一种获取地震形变场异常的应变场云图方法。 首先在指定时间窗内对GPS位移时间序列进行拟合速度值、 插值速度场和计算应变场处理, 然后以一定步长滑动得到时空连续的应变场动态变化图像, 进而提取形变场异常信息。 通过分析门源MS6.4地震与震前应变场时空演化对应关系, 说明本方法对预测地震有一定的指示作用。 在2019年年终会商中, 对嫩江ML4.5地震提出预测意见并检验了实用性。 研究认为, 应变场云图是一种有效、 直观识别震前形变场异常的方法, 可在地震会商工作中推广应用。
鲁甸MS6.5地震前巧家台阵观测到的中小地震应变释放加速现象
陈学忠, 李艳娥, 陈丽娟
2021 (3):  32-41.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.003
摘要 ( 33 )   PDF(4687KB) ( 35 )  
本文利用2012年3月—2019年12月巧家台阵观测到的地震活动资料, 基于累积应变释放曲线的斜率K随时间的变化, 分析了鲁甸地震前地震活动的应变释放加速现象。 结果显示: ① 鲁甸MS6.5地震前, 深部(震源深度h≥10 km)地震K值出现了明显的逐渐上升过程, 而浅部(震源深度在10 km以内)地震K值则没有明显变化, 保持平稳。 表明深部地震活动应变释放存在显著的加速过程, 而浅部地震活动则保持平稳; ② 鲁甸地震之后, 深部地震K值迅速下降, 于2016年年初达到最低值, 直到2019年年底, 一直处于较低水平, 期间巧家台阵邻近地区没有发生过较强的地震; ③ 根据应变释放理论模型估计了幂指数m, 在K值上升过程前期m=0.177, 后期m=0.902, 表明在K值上升过程前期应变释放加速是很快的。 上述观测结果对地震孕育过程的认识和地震预测研究拟或具有一定的启示意义。
滇西北地区主要断裂带及邻区三维P波速度结构的双差地震层析成像
杨峰
2021 (3):  42-58.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.004
摘要 ( 35 )   PDF(11082KB) ( 95 )  
利用区域固定台站和中国地震科学探测台阵记录的7349个近震事件的60471个Pg波绝对走时和196465个相对走时数据, 采用双差地震层析成像获得滇西北地区(25°~28.2°N, 99.5°~101.5°E)横向分辨率为0.2°的中、 上地壳的三维P波速度模型, 重点分析了区域内各主要断裂带及其邻区的速度结构特征。 结果表明: 金沙江—红河断裂带北段15 km以上的P波速度较低, 重定位后中、 小地震的震中主要位于低速异常的内部, 且震源深度在断裂带两侧相似; 推测金沙江—红河断裂带作为川滇菱形块体西南边界的剪切控制作用已弱化, 分界能力局部减弱, 并且断裂带下方主体的低速异常可能为跨越断裂的动力传递提供条件。 丽江—小金河断裂带(西南段)两侧存在大范围的P波低速异常, 推测此低速体可能是青藏高原东南向挤出的物质, 而程海断裂带以东从近地表至25 km深处明显的P波高速异常体则可能会阻挡高原物质东南向的逃逸。
基于Levenberg-Marquardt法和最小二乘法的中国西部烈度衰减关系模型研究
任静, 李志强, 杨彦明, 任克新
2021 (3):  59-76.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.005
摘要 ( 24 )   PDF(6549KB) ( 26 )  
收集1900年以来, 中国西部地区488次地震的烈度等震线资料, 采用长、 短轴椭圆模型, 应用Levenberg-Marquardt法和最小二乘法拟合了中国西南地区和西北地区地震烈度衰减关系, 结果表明: 两种拟合方法的回归模型结果具有良好的一致性, 在西南地区与西北地区2个统计单元内地震烈度衰减关系有显著不同, 应作为不同的分区对待。 同时, 将本文结果与其他研究者得出的中国西部地区地震烈度衰减关系结果进行了对比分析, 并以近年来中国西部发生的6个真实地震的烈度圈数据为基准, 对比了本文模型与其他区域模型的长、 短轴及面积的计算结果, 结果显示: 本文烈度衰减关系计算结果的精准性要稍高于大区域的计算结果, 但相对于小区域来说, 本文结果比小区域的烈度衰减关系结果误差偏大。 由于地震烈度衰减关系具有区域性特征, 区域划分越细范围越小, 结果精准性越高, 但是计算大区域的烈度衰减关系, 有利于第一时间掌握灾区大范围的灾情分布, 特别是对于震级较大的地震, 计算得到大尺度上的地震烈度衰减关系, 可以迅速分析相邻省区受影响地区的烈度分布特征, 无须利用另一个省的地震烈度衰减关系数据重新计算, 故而本文两种方法得出的结果较好地反映了烈度衰减的区域特征, 适合用于中国西部地区的工程地震研究和应用。
辽宁地区Pb震相识别及康拉德界面研究
安祥宇, 赵倩, 李恩来, 李子昊, 康晓珊
2021 (3):  77-89.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.006
摘要 ( 19 )   PDF(6244KB) ( 14 )  
本研究采用2012—2019年辽宁地震台网记录的ML≥2.5地震波形资料, 利用理论走时与实际波形特征相结合的方法, 从114条地震记录中拾取到269条Pb震相进行分析, 结果表明辽宁地区易识别的Pb震相的周期小于Pn, 振幅介于Pn和Pg之间, 波形呈尖锐的锯齿状。 使用修正后的辽宁地区速度模型计算P波理论走时发现, 当震源深度大于11 km, 震中距在80~120 km时, Pb作为初至震相到达; 震源深度小于11 km时, 辽宁地区Pb只作为续至震相到达。 Pb的频带比Pn宽, 高频能量比Pn强, 频带宽度和高频能量与Pg比较接近。 Pb的拟合速度为6.9082 km/s, 反演获得康拉德界面平均深度为23 km。 通过射线路径勾勒出康拉德界面分布, 证明康拉德界面在辽宁地区及渤海湾北部横向连续。
大寺断裂构造特征研究
张文朋, 高武平, 闫成国, 林逸
2021 (3):  90-103.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.007
摘要 ( 26 )   PDF(10688KB) ( 56 )  
大寺断裂穿过天津市中心城区, 目前尚未对其进行过系统的探测研究, 其空间展布及第四纪活动性证据不足。 据钻孔、 重力、 大地电磁等资料, 大寺断裂切割深度大于10 km, 在新近纪之前曾发生过较大规模的正断层活动, 造成了下盘地层的大量剥蚀, 并构成了断裂东侧晚古生代—中生代地层的分布边界, 其在中—新生代活动较强烈, 第四纪以来活动较弱。 结合最近的浅层人工地震勘探成果, 确定了大寺断裂的空间展布及活动时代等构造特征。 大寺断裂总体走向NNE, 倾向E, 南起胡连庄北, 经团泊东、 大寺西, 穿过市区东南, 止于东丽区万新庄东, 总长约36 km, 最新活动时代为中更新世晚期; 断裂在陈塘庄南发育一小分支断裂, 走向NEE, 倾向NW, 长约5 km, 最新活动时代为中更新世。
1941年9月21日江西寻乌北地震考证及发震构造探讨
邓辉, 董非非, 谢斌
2021 (3):  104-113.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.008
摘要 ( 35 )   PDF(2684KB) ( 10 )  
1941年江西寻乌北5¾级地震的震中位置和等震线, 在各版本地震目录和调查报告中不尽一致。 在收集前人研究成果和补充新资料的基础上, 通过对地震调查资料的详细考证, 核查各记录点地震烈度, 复核地震宏观震中参数, 重新确定其等震线范围, 并结合地震地质调查工作, 对1941年寻乌北地震可能的发震构造进行了综合研究。 分析认为, 1941年寻乌北5¾级地震宏观震中参数为25.1°N、 115.7°E, 等震线呈NW向展布, 其发震构造可能是震区内的NW向断裂, 河源—邵武断裂则为其控震构造。
辽东南地区地下水化学时空变化
姜莉, 崔月菊, 王海燕, 孙凤霞, 王喜龙, 杜建国
2021 (3):  114-130.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.009
摘要 ( 21 )   PDF(2656KB) ( 21 )  
根据辽东南地区10处泉水、 井水的水化学组分和氢、 氧同位素组成, 讨论了地下水的化学类型、 成因及其动态变化特征。 测得水样的TDS范围为105.38~809.05 mg·L-1, 主要阳离子为Na+、 Ca2+, 主要阴离子为SO2-4、 HCO-3; δ18O和δD值分别为-9.25‰ ~ -7.53‰和-66.43‰ ~ -54.33‰。 根据Piper分类法, 所采水样可划分为9种水化学类型。 样品的氢氧同位素组成表明, 研究区泉/井水主要来源于大气降水, 并有深部流体的混入。 在花岗岩分布区, 大气降水经水-岩相互作用演化成F-含量较高的SO4·HCO3-Na型、 HCO3-Na型或SO4-Na型水, 为花岗岩裂隙水的典型特征; 金州的水样因受碳酸盐岩层影响和海水入侵形成Cl-Ca·Mg型水; 砂砾岩中的长石类矿物水解和粘土矿物的离子交换作用使得Na+和Ca2+相对富集形成HCO3-Na·Ca型水。 地震发生前后部分泉/井出现了K+、 F-和Cl-离子浓度的异常变化, 这可能是深部流体混入浅层地下水造成的。 K+、 Mg2+、 Ca2+、 Cl-离子浓度变化对辽宁地震活动的响应较好。 研究结果可用于辽宁地区流体地球化学地震监测、 预测和水环境研究。
宁夏井水位记震能力变化与周边地震关系研究
崔瑾, 司学芸, 孙小龙, 曾宪伟, 丁风和
2021 (3):  131-143.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.010
摘要 ( 24 )   PDF(3197KB) ( 20 )  
通过分析宁夏地区5口井水位记录的2013—2018年对中国大陆5级以上、 全球7级以上地震的同震响应, 计算了引起5口井水位同震响应地震震级与震中到观测井距离的阈值范围, 即井水位记震范围及各观测井的记震特征, 提出结合井水位记震范围与记震特征分析各井记震能力随时间变化的方法。 结果表明, 引起宁夏地区井水位同震响应的地震震级和井震距确实存在某个阈值范围关系, 表示为地震能量密度, 宁夏地区约为10-4 J·m-3; 相较于以往判断井水位记震能力变化的方法, 该方法提高了时间分辨率; 当井水位记震能力发生变化时, 井周边发生4.5以上地震的概率较高。
巴颜喀拉地块及其周边地震危险性分析
任晴晴, 陆丽娜, 钱小仕, 赵宜宾
2021 (3):  144-156.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.011
摘要 ( 27 )   PDF(2842KB) ( 24 )  
巴颜喀拉地块及其周边因地震动活动频繁成为中国地震预测研究的重要目标区, 我们利用广义极值(GEV)分布对该地区的最大震级进行了极值统计分析。 本文首先对于分布参数进行估计, 然后计算出重现水平、 地震平均复发周期与发震概率和震级危险率等参数, 并比较了GEV分布99%分位数和b值截距法最大震级、 历史最大震级。 最后基于Monte Carlo模拟方法验证了运用GEV分布对研究区域做极值统计分析的稳定性。 经计算, 该地区6.0级地震的平均复发周期为1.8年, 8.0级以上巨震的复发周期仅为76.8年。 百年的重现水平高达8.08级。 另外, 该地块未来发生5.0~7.0级地震的概率较大, 说明该地块未来仍然会比较活跃。 Monte Carlo模拟结果表明, 利用GEV分布探讨该地块的地震危险性在一定程度上是稳定的。
四川及周边地区TEC异常与印度尼西亚地震关联性研究
周煜林, 张学民, 刘静, 熊攀, 欧阳新艳
2021 (3):  157-170.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.012
摘要 ( 18 )   PDF(9561KB) ( 14 )  
使用中国地壳运动观测网络和美国喷气动力实验室的GPS TEC数据, 通过滑动四分位法, 对2019年8月2日印度尼西亚苏门答腊岛南部海域6.8级地震进行分析, 研究印度尼西亚地震与四川及周边地区TEC异常的关联性。 基于对四川及周边地区以及全球TEC的监测, 我们发现在2019年7月25日(震前一周), 印度尼西亚地震震源区及其北半球的磁共轭区域曾发生不同程度的TEC异常扰动现象。 结合2011—2019年四川及周边地区GPS TEC数据与印尼6.0级以上地震目录统计分析发现, 大部分印尼6.0级以上地震会在四川及周边地区出现TEC异常扰动现象。 在时间上, 异常集中在震前10 d至震后4 d的范围内, 主要发生在地方时6:00—11:00, 在7:00(LT)和10:00(LT)两个时刻形成两个峰值, 而在夜间出现相关的异常最少; 在空间上, 在四川地区存在TEC异常的印尼强震集中在印尼西侧, 印尼西侧与四川地区TEC异常表现出良好的关联性, 且TEC异常扰动现象面积约为32×104 km2, 异常面积巨大, 易于监测。 研究结果表明, 四川及周边地区TEC异常与印尼6.0级以上强震具有很好的时空关联性, 结合全球TEC异常分布可以对印尼地区地震监测发挥重要作用。
2019年四川长宁MS6.0地震前电离层TEC异常分析
翟笃林, 林剑, 张学民, 宋锐, 熊攀
2021 (3):  171-191.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.013
摘要 ( 22 )   PDF(7081KB) ( 39 )  
2019年6月17日四川宜宾市长宁县发生MS6.0地震。 为了检测地震电离层电子浓度总含量(TEC)异常变化, 采用自回归滑动平均模型(ARIMA)和先知(Prophet)两种方法来描述TEC时间序列, 检测长宁地震前后TEC异常变化。 地磁指数Kp, Dst, Ap和F10.7用于区分与太阳—地磁活动等空间因素相关的其他异常。 结果显示, 使用ARIMA方法, 除了在地震发生前13天5:45 UTC检测到TEC数据时间序列中的显著电离层异常外, 其他电离层异常变化全部发生在震后2~6 d; 而使用Prophet方法在地震发生前16天7:45 UTC、 13天9:30 UTC、 5天8:30 UTC以及3天09:30 UTC检测到多处异常现象。 综合分析表明, 使用Prophet方法比ARIMA更易检测出震前异常。 同时, Prophet由于其非线性学习的能力相对较强可作为地震电离层异常检测的鲁棒预测工具。
天山中东段中强地震与地面气温的关系研究
卢显, 耿飞, 张晓东, 孙珂, 孟庆岩, 闫伟
2021 (3):  192-201.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.014
摘要 ( 22 )   PDF(2281KB) ( 26 )  
通过对中国国家级地面气象站的每日最低地面气温数据进行预处理, 应用K值偏移指数方法对去除研究区域多年背景信息及历史地震影响的地面气温数据进行异常特征提取, 获得天山中东段每日地面气温特征变化信息, 构建该区域2015—2017年的每日地面气温特征信息库, 研究其时空变化规律, 并进行回溯性地震检验, 得到地面气温高值异常时段的有震对应概率, 以及中强以上地震前后的地面气温变化规律。 本研究对新疆地区的地震预测具有一定的参考意义。
2019年长宁6.0级与夏河5.7级地震前的地磁日变化异常
倪晓寅, 黄颂, 姜楚峰
2021 (3):  202-218.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.015
摘要 ( 24 )   PDF(15780KB) ( 28 )  
运用地磁低点位移、 地磁加卸载响应比和地磁逐日比三种地磁日变化异常分析方法, 分析了2019年6月17日长宁6.0级和10月28日夏河5.7级地震前的地磁前兆异常现象。 研究发现, 两次地震前三种方法分析的结果均出现了异常, 两次地震均发生在异常集中交汇区域。 综合分析表明, 应用地磁低点位移、 加卸载响应比和逐日比预测区叠加法可以提高震中位置预测的准确度。
强震前地磁日变化感应电流线状集中分布孕震机理研究
李军辉, 姜楚峰, 吴迎燕, 范文华, 冯丽丽
2021 (3):  219-228.  doi: 10.12196/j.issn.1000-3274.2021.03.016
摘要 ( 23 )   PDF(4564KB) ( 20 )  
本文研究了地磁日变化感应电流的短期原地重现异常(简称重叠异常)与两次强地震前重力变化的关系, 结果显示, 两次强震前都出现感应电流重叠异常, 在异常后半年内, 重叠段端部附近区域出现重力负异常, 其后发生地震。 感应电流的重叠段与上地幔和壳内高导带走向基本一致, 线状集中分布的地磁日变化感应电流的量级达数千安培, 推测其孕震机理可能是某种因素导致上地幔和地壳内高导带出现“裂纹”, 深部流体进入“裂纹”形成“短时间高导通道”, 当“短时间高导通道”持续多天, 或短期内原地不同日期出现“短时间高导通道”后, 出现重叠异常, 感应电流在重叠段端部高阻区产生热量, 介质的热膨胀导致其上方地面发生变形, 引起重力下降, 并导致地壳水平挤压高应力处断层间摩擦阻力变小, 发生地震。