由于气枪震源信号较弱, 容易受外界噪声或者地震等因素干扰, 而使得其真实的振幅被掩盖。 这些干扰记录若直接参与叠加容易导致振幅信息不可靠, 也会影响叠加效果。 为消除干扰影响, 提出概率筛选和噪声模型筛选振幅叠加方法, 以2018年6月在福建龙门滩水库和沙溪口水库的气枪实验数据为例, 从剔除干扰的能力、 波形形态、 振幅值等方面说明两种方法的实际效果, 并对比两者的优缺点。 研究结果表明: ① 两种筛选方法均能有效去除异常干扰, 经处理后的气枪信号的波形形态和最大振幅值与直接线性叠加基本一致; ② 对于固定台网台站, 噪声频谱方法可方便确认台站的运行状态, 及时筛除异常台站; ③ 对于灵敏度等信息不详的流动台站, 噪声模型筛选方法使用受限, 而概率筛选方法简洁, 适用性强。

中条山北麓断裂是鄂尔多斯块体东南缘运城盆地南缘主边界断裂, 控制运城盆地的构造演化过程。 滑动速率是活动断裂定量研究最重要的参数之一, 也是断层活动方式和强度的直接反映, 该段滑动速率值对运城盆地的地震危险性评估、 中长期预测有着重要意义。 以中条山北麓断裂解州段为重点, 利用高分辨率遥感影像解译、 地质地貌调查、 无人机测量、 断层剖面分析以及地层年代测定等方法, 对该断裂的晚第四纪活动习性、 地貌面变形以及活动速率开展详细研究, 获得以下三点认识: ① 中条山北麓断裂解州段存在一系列与主断层相平行的次级断裂, 越靠近盆地内部, 断层发育时间越晚, 活动性越强; ② 晚更新世以来盐池一带主要发育三期洪积扇, 最早一期洪积扇废弃年龄为14.1~15.7 ka, 地貌面上的断层陡坎平均高度为10.2~11.7 m; 断层的平均垂直滑动速率为0.65~0.83 mm/a; ③ 小李村南(15.7±2.5) ka以来断裂平均垂直滑动速率为0.45~0.62 mm/a; (107.4±18.6) ka以来平均垂直滑动速率约为0.1 mm/a, 晚更新世断裂的活动性有逐渐增强的趋势。

利用1999—2007年、 2009—2015年和2015—2017年即2016年1月21日门源M_S6.4地震前后的GPS水平运动资料, 以及震区周边200 km半径范围内跨断层流动短水准观测数据, 借助GPS视应变场计算、 冷龙岭断裂剖面的负位错反演, 以及跨断层形变强度新指标的提炼, 综合分析此次强震前相关断裂的中—长期闭锁背景以及断裂活动的中—短期动态演变过程。 结果显示: ① 2009—2015年相对1999—2007年, 祁连山构造区中东部GPS站点间差异运动和挤压变化增强; 跨断层短水准观测也显示震前2年左右时间内相似的断裂活动或形变应变加速特征。 ② 分层非均匀负位错反演揭示与地震相关的冷龙岭等断裂1999—2007年即震前十数年长期闭锁, 2009—2015年即震前6年半上—中层即地表以下0～15.6 km深度闭锁程度明显增大。 ③震区周边半径200 km内跨断层形变强度新指标显示出震前半年内逆断稍占优势的变幅加剧异常, 反映中短期前兆。

本文选取辽宁海城、 盖州地区(40°~41°N, 122°~123°E)作为研究区, 利用广义极性振幅技术(GPAT)方法, 反演得到研究区2012—2017年6月共184个地震震源机制解, 并利用Misfit角度分析震源机制一致性参数特征。 研究结果表明: ① 研究区地震震源机制解以走滑型和正断型为主。 海城地区地震震源机制解以NW—SE向节面的左旋走滑型和NWW向节面的正断型为主。 发震构造以NW向海城河断裂为主, NE向节面为主的地震可能受到NE向金州断裂带的控制。 ② 青石岭地区的发震构造为与九寨—盖县北段共轭的NW向未知断裂, 西海域的地震活动可能是NE向的雁式断裂和NW向共轭的未知断裂共同作用的结果。 ③ 震源机制一致性结果显示, 一致性增强后发生了震级相对较大的地震。 研究区的震源机制一致性较强, 表明该区域的应力较为集中。 但由于2016年以来活动趋于平静, 尚难以根据震源机制解一致性程度做出当前应力状态的判断。

基于卫星高光谱数据讨论鄂尔多斯西缘CH₄和CO气体背景场特征和2015年4月15日内蒙古阿拉善左旗M_S5.8地震前后气体异常变化。 结果表明, CH₄和CO气体总量在时间上均存在显著的季节变化, 空间分布上受构造地质背景、 地形地貌影响, 高值区位于银川、 吉兰泰、 河套断陷盆地。 2015年4月15日内蒙古阿拉善左旗M_S5.8地震当月, CH₄异常沿鄂尔多斯西缘断裂带呈线性展布, 地震前1周左右, 震中两侧油气田出现CH₄异常, 异常幅度达到6倍标准偏差, 与地震引起附近油气田CH₄逸出增加有关; CO异常空间分布与CH₄基本一致, 时间上滞后CH₄异常1周左右, 持续2周左右后消失。 CH₄和CO关系密切, CO异常部分源自CH₄氧化。

根据晋冀蒙交界地区固定台和流动台共计78个台站记录的高质量远震资料, 得到了共计6978个接收函数, 反演了晋冀蒙交界地区的地壳厚度与波速比结果。 结果显示, 研究区的地壳厚度在31~45 km, 变化幅度较大, 具有由东向西逐渐加厚的横向变化, 并且沿着东南—西北方向有渐变特征。 台站下方地壳速度比在1.63~1.90, 对应的泊松比在0.18~0.31, 具有明显的分块特征。 波速比相对较高的地区多为沉积盆地断陷中心地带及附近区域, 波速比较低的区域分布在太行山脉中段与吕梁山地区等隆起区域附近。 大同火山区波速比高于周边地区, 是火山剧烈活动引起地幔物质上涌的反映。 太行山山前断裂带附近的台站下方地壳平均速度比呈现由北向南逐渐减小的特征, 表明此区域地壳分层结构明显, 同时也反映了平原地区与山脉地区的地壳介质成分的差异。

根据“双衬套”理论模型和应变理论, 以易县台分量钻孔应变观测资料为例解算测区构造应变变化。 由于易县台分量钻孔应变元件灵敏度不一致, 首先进行相对实地标定, 数据信度由0.7557升高到0.9344; 其次, 应用理论固体潮对易县台分量钻孔应变进行绝对标定, 得到耦合系数; 最后, 通过应变换算得到易县台观测点附近的应变参数, 面应变ε_a每年以2440 ns的速度变化, 最大剪应变ε_s以每年230 ns的速度变化, 应变主方向为138°。 综合结果表明, 易县台测区附近的构造应变呈稳定拉伸的状态。

地震三维形变场对于研究地震发震机制等具有重要意义。 已有的InSAR三维形变场重构研究中, 只有中强地震的实例。 由于形变量级小、 InSAR方位向形变的误差较大, 中小地震的三维形变场重构易受噪声等影响。 本文以2016年5月22日西藏定日M_W5.3地震为例, 开展中小地震三维形变场重构的尝试。 首先基于InSAR技术获取了Sentinel-1升轨和降轨观测模式下的同震形变场, 再结合同震形变场的特点、 区域构造特征等, 添加限定方程(走滑运动为0), 重构了同震三维形变场。 结果显示, 震中附近以下降为主, 幅度达7 cm, 南北方向形变较小(约2 mm), 此区域还伴有2 cm的西向水平运动; 形变中心区域东西两侧部分区域均出现少许东向运动(1.5 cm)。 由同震形变场特征判断此次地震以正断破裂为主。 本文提出了基于连续性分层采样选取样本点方法, 以适应本地震形变场的实际情况。 对所得的LOS向位移场和重构的三维形变场进行降采样, 反演得到了断层面上的滑动分布, 两种数据得到的结果相似, 最优发震断层的走向约181°, 倾角约45°, 断层错动平均滑动角约-87.1°, 平均滑动量约为3.6 cm, 最大滑动量位于深度6.5 km处, 相当于一次M_W5.4的地震。

纸房断裂位于新疆东北部, 是北天山地区一条NW向活动断裂, 全长约140 km, 其北接阿尔泰山, 南临东天山, 东接戈壁阿尔泰山, 其周围多次发生过大地震。 纸房断裂缺乏历史地震记录, 为典型的地震空区, 且位于Ⅰ、 Ⅱ级活动块体边界带, 断裂活动和地震危险性值得关注。 通过野外地质调查、 无人机航测、 开挖探槽和年代测定, 认为该断裂为全新世活动断裂, 以右旋走滑性质为主, 兼具有逆冲性质, 最新一次事件发生时间为1730~5170 aB.P., 单次事件垂直位移约为0.5 m, 最近地震离逝时间应大于1730 aB.P.。 通过对断裂附近发育的两个小型绿洲分布特点和水文地质条件进行研究, 结果表明断裂活动对绿洲的形成起决定性作用。

昌黎台地电阻率受降雨影响明显, 降雨量越大, 地电阻率下降幅度越大, 两者存在良好的线性关系。 基于昌黎台电测深资料反演的水平层状均匀介质结果, 建立地表薄层电性结构变化模型, 通过影响系数理论定性分析降雨对地电阻率的即时效应, 研究结果显示降雨主要是通过改变地表介质含水量和电性结构造成地电阻率变化的。 利用褶积滤波法定量模拟降雨对地电阻率的短期影响过程, 可以较好去除降雨对地电阻率的即时影响和滞后响应。

在经典走滑断层位移公式基础上引入时间变量, 研究断层运动中地表位移与时间的动态变化关系, 得到走滑断层地表位移时空动态演化公式。 当观测点处于断层近、 中场或者孕震阶段处于孕震中、 晚期时, 地表位移近似正比于时间对数函数。 得到以下结果: ① 走滑断层随时间的位移是不收敛的, 但发散速度十分缓慢。 ② 目前多数GPS水平方向的时间序列良好的线性特征为时间对数函数的局部线性近似。 ③ 在孕震中、 晚期的任意时刻, 断层近、 中场的地表任意一点的位移与其距断层的距离成正比, 即垂直于断层方向的地表位移曲线近似一条直线。 ④ 从震前的某个时刻开始计时, 震前距断层远的站点产生的位移比距断层近的站点产生的位移大; 震后距断层近的站点产生的位移比距断层远的站点产生的位移大。 走滑断层地表位移动态演化公式适用于断层的近中场, 孕震的中晚期, 可为断层地震危险性的判定提供理论支持。

以西北地区甘青两省地磁资料为研究对象, 应用地磁极化方法对其进行处理和分析, 发现在2017年6月3日阿拉善5.0级地震前, 震中附近地磁台站同步出现了极化超阈值现象, 异常特征如下: ① 阿拉善5.0级地震前出现了3次极化值高值异常, 时间上反映地震的短期特征; ② 3次发生异常的台站数量逐次增加; ③ 3次异常的幅值逐渐增大; ④ 3次异常持续时间依次增大。 ⑤ 3次极化异常空间分布范围随地震的临近而逐渐增大。

对华东地区1970年以来的地震空区进行了预报效能评估。 结果表明: M_L≥3.0地震空区的报准率为0.45, 虚报率为0.55, 漏报率为0.57, R值为0.26; M_L≥3.5地震空区的报准率为0.31, 虚报率为0.69, 漏报率为0.75, R值为0.08; M_L≥4.0地震空区无对应的M_S5.5以上地震。 M_L≥3.0地震空区的R值高于具有97.5%置信水平的R₀值, 具有一定的预报能力, M_L≥3.5和M_L≥4.0地震空区不具有预报能力。 主震一般发生在空区内部边缘, 震前空区一般不会被打破; 空区的持续时间、 空区尺度、 震级下限与主震震级无明显线性关系; 空区主要分布在江苏、 山东及附近海域。

场地条件对地震动具有较大影响, 研究不同场地条件下的地震动特征对地震动的校正具有重要意义。 本文以九寨沟地震为例, 收集了66个台站的198条三分量强震观测记录和SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)公里格网的DEM(Digital Elevation Model)数据, 从多个角度对场地特征进行分析。 首先根据坡度法使用DEM数据对九寨沟特征进行了场地分类, 然后讨论了不同场地类型下的加速度时程、 加速度反应谱、 地震动衰减等地震动特征。 研究表明, 缺少实测资料的情况下, 地形坡度可以作为Vs30(地表以下30 m范围的平均剪切波速度)的一种替代指标, 利用坡度法可以较快速地对场地进行分类; 利用强震观测记录能够从多角度对台站的场地特征进行分析, 不同场地类型对地震动影响不同, 其中, 土层对地震动具有明显的放大效应。 该结论可以为地震动结果的校正提供依据。

讨论了锦州沈家台水氡活度浓度出现的高幅度波动异常变化与地震活动的关系。 沈家台水氡测项自2004年开始观测以来, 数据变化稳定, 氡活度浓度一般在4~5 Bq/L范围波动, 且具有很好的年周期变化规律。 但在2016年11月20日开始出现高幅度异常变化, 较正常波动范围平均高出约5 Bq/L。 针对此次出现的异常变化, 在排除外界干扰的基础上, 应用临界慢化方法进行高频异常识别分析。 结果表明, 提取的水氡高频信息成分和方差均存在异常变化, 且高频异常与原始数据异常出现时间具有同步性变化特征。 综合测点映震效能、 区域地震活动性、 井水地球化学分析及水氡异常形成机理等分析结果, 认为这次沈家台水氡出现的异常变化与辽西及环渤海地区应力场调整关系密切, 该区应力增强及井水文地质条件的制约是造成水氡出现高值波动的主要原因。

2012年5月28日河北省唐山市古冶区与滦县交界发生4.8级地震, 国家强震动台网中心在河北、 天津和北京的94个强震动台站记录到了本次地震的加速度。 本文给出了获取记录的强震动台站分布及强震动记录结果, 统计了强震动记录数量随震中距的变化, 给出了3个较小震中距台站记录到的加速度时程; 绘制了空间地震动峰值加速度等值线图及周期0.2 s、 2.0 s加速度反应谱值的等值线, 发现峰值加速度等值线与长周期加速度反应谱等值线极值分布具有明显地域差异, 分析认为是由于厚沉积层对长周期地震动具有放大作用造成的。 通过强震动记录与适用于本区的三个衰减关系对比, 分析了此次地震的峰值加速度衰减特征, 同时研究了周期0.2 s、 2.0 s加速度反应谱值的衰减特征, 周期2.0 s反应谱值随震中距的衰减与衰减关系能较好地对应, 然而在震中距100～130 km沉积层较厚的集中地区, 表现出了实际记录较衰减关系值偏大的现象, 认为同样是由于厚沉积层对地震动加速度反应谱长周期的放大作用导致的。 研究了震中距差别不大的情况下, 场地类型与沉积层厚度对反应谱特征周期的影响, 对比基岩台站与软弱地基土层台站的强震动记录反应谱, 发现软弱土层台站的土层对地震动有一定的放大作用, 导致中长周期地震动被放大, 对比位于沉积层较薄的隆起区台站与位于沉积层较厚的凹陷区台站强震动记录反应谱, 发现厚的沉积层不仅对反应谱长周期有放大的作用, 同时也会使得反应谱特征周期值变大。