2020年7月12日唐山古冶发生M5.1地震, 为研究该地震发生处的应力状态, 我们利用震后布设的密集台阵观测资料和区域固定台网观测资料识别出20505个P波初动符号, 得到96个震源机制解和该地区0.25°×0.25°的精细地壳应力场。 结果表明, 唐山古冶地震震源区小震震源机制以走滑型为主, 其次是正断型; P轴走向为NNE向, 多数倾伏角偏大, T轴走向为NNW向, 倾伏角偏小。 而且我们发现, 在滦县—乐亭断裂附近地区的P轴方位存在一定角度的偏转, 即由该断裂西侧的NEE—SWW向偏转为断裂东侧的NW—SE向, 表明该断裂带的逆冲走滑活动分隔了其两侧的应力场。 本文通过对小震震源机制和应力场的求解和分析, 为该地区特别是滦县—乐亭断裂附近地区的地震环境进一步研究提供参考。

川05井地处川滇地区, 是分布于昔格达—元谋断裂西端的地震观测井。 川05井同震响应的统计数据显示, 其动水位的响应时间为1～85 min, 响应幅度为1～29 mm, 响应形态包括振荡型、 脉冲型、 阶变型和阶变—振荡型。 本文通过统计川05井的记震分布范围, 计算地震发生时井的地震能量密度, 分析该井的映震能力, 得出如下结论: 当震中距(r)和震级(M)满足关系式logr≤0.95M-3.35时, 川05井动水位发生同震响应的可能性较大; 对于M_S8.0以上地震, 川05井具有显著的映震能力, 水位变化幅度受震级和震中距的约束较大; 触发川05井动水位响应的能量密度e(r)量级范围为10^-6～10^-2 J/m³, 当能量密度e(r)≥10^-3 J/m³(量级)时, 则能引起水温产生震后阶变。

继2019年广西靖西M_S5.2地震后, 2021年8月4日广西西部又发生了德保M_S4.8地震。 为研究此次广西西部地震活动增强现象, 并判断震前是否存在与地震有关的异常变化, 本文利用R值评分法对凭祥台的DF脉动信号垂直位移及月极值速率绝对值进行异常特征分析和预报效能评估。 结果表明: 距凭祥台400 km范围内的M_S4.0以上地震较易发生在每年台风频发、 垂直位移较高的年周期内, 而短期内则易发生在垂直位移从低值转为高值的过程中, 2021年德保M_S4.8地震就发生在垂直位移从低值0.1×10^-6 m缓慢上升至0.15×10^-6 m的过程中。 年尺度预测效能结果显示, 当月速率阈值S₀为0.00039×10^-6 m/月时, 预报效能评估最优值R_M为0.29, 2021年德保M_S4.8地震前异常持续时长8个月, 与R值检验方法的最优预报时长6个月相当。 在讨论R值随震例积累规律时发现, 新的震例可改进最优预报策略, 阈值逐步收敛至0.00039×10^-6 m/月~0.00031×10^-6 m/月, 预报有效时长逐步收敛至6~10个月的情况下, R值也逐步收敛至0.29~0.31。 与广西地区其他gPhone重力台对比发现, 2021年德保M_S4.8地震时, 凭祥台震前短期垂直位移变大的原因与台风激发的DF脉动信号增强有关, 并且当台风路径与海岸线呈正交关系时, 发生地震的可能性较高。 本研究可为预测未来广西西部M_S4.0以上地震发生时段提供经验和参考。

本文利用国际地震中心(ISC)提供的2000—2016年阿拉斯加地震走时目录, 使用基于程函方程的地震层析成像方法, 对阿拉斯加南部地区的地下三维速度结构进行反演, 获得了该区域高精度的P波速度模型。 结果显示, 研究区域内地壳结构具有强烈的非均匀性, 地壳中的低速异常与地表的沉积盆地等地质构造存在明显的相关性。 在上地幔中存在明显的相对高速异常, 对应俯冲的太平洋板块。 在相对高速异常的俯冲板块上层, 存在一个薄的低速异常层, 推测可能是俯冲进入北美板块内部的亚库塔特微板块。 2018年安克雷奇M_W7.1地震发生于该微板块的边界上, 其发生可能由俯冲板块之间的相对运动引起。 在斯普尔火山下方存在显著的低速异常, 可能是由于板块俯冲过程中物质部分熔融和脱水作用, 释放的流体向上涌动, 形成了以强相对低速异常为特征的岩浆通道和岩浆房; 而里道特火山下方以高速异常为主, 代表着俯冲板块的高速异常不连续, 可能暗示板块的撕裂。 板块在俯冲过程中脱水反应释放的流体上涌及高温半熔融物质沿着倾斜的通道向上运动, 为地表火山活动提供了物质和能量来源。

2024年1月23日新疆乌什县(78.63°E、 41.26°N)发生了M_S7.1地震, 震源深度为20 km。 本文使用形态分析法、 优势方位角、 归一化变化速率方法, 以及地磁逐日比和地磁垂直强度极化法, 处理和分析了2024年1月23日新疆乌什M_S7.1地震震中距500 km范围内的地电阻率、 地电场、 地磁场等电磁多参量的异常。 在排除各台站仪器运行、 台站观测环境、 空间电磁活动等影响因素后, 认为距震中约70 km范围内的柯坪地电阻率台在震前出现了年变畸变的变化过程。 柯坪地电阻率台2023年EW向年变幅明显低于背景值, 且是自2014年观测以来最突出的变化。 温泉地电场长极距EW/NW测道和短极距EW/NW测道在震前8个月出现岩石裂隙优势方位角先下降后回升的变化, 且矢量方位角在震前向乌什地震方向偏移; 地磁场在震前10个月、 57 d、 35 d、 7 d分别在地磁垂直强度极化法、 地磁垂直分量逐日比和地磁低点位移上显示异常变化, 以区域短期(临震)异常为主。 此外, 2022—2023年度南天山流动地磁结果也显示柯坪至阿合奇区域显示异常变化。 最后, 通过对2024年1月23日新疆乌什M_S7.1地震孕震过程中电磁多参量前兆异常的时空演化特征进行综合分析和相互印证, 判断区域应力状态的变化。 本文涉及的电磁学科预报方法清单的建设及其作用, 可以为后续分析做铺垫。

对同一套BG2015R测氡仪采用氡固体源和氡室两种校准方法的结果进行了对比分析。 结果表明, 在3个不同测量点应用氡室对BG2015R测氡仪进行校准时, 所得校准系数(K值)较高, 比采用氡固体源校准的系数高出5%。 氡室校准的重复性在低浓度测量点计算得到, 氡固体源校准因测量浓度较高, 重复性计算结果较小。 在氡室校准中, 通过3个测量点的校准系数计算相对固有误差, 能够对仪器的响应线性进行评价; 而在氡固体源校准中, 通常只能在单一测点进行多次重复测量, 并通过多次校准结果计算相对误差, 无法进行线性评价。 本研究结论为各监测点BG2015R测氡仪校准、 结果分析及使用提供参考。

收集并处理了2022年门源M_W6.6震中周边的高频GNSS、 近场强震动和InSAR等多源观测数据, 初步获得了同震位移波形和InSAR形变场。 使用高频GNSS数据快速获取的断层破裂特征表明, 此次地震以左旋走滑运动为主, 冷龙岭断层最大滑动量达3.9 m, 对应滑动深度位于1 km附近; 托莱山断层最大滑动量达2.1 m, 对应滑动深度位于1 km附近。 结合高频GNSS、 近场强震动和InSAR等多源数据进行联合反演, 结果显示冷龙岭断层最大滑动量为3.8 m, 对应滑动深度位于3.2 km附近; 托莱山断层最大滑动量为1.2 m, 对应滑动深度位于2 km附近。 与仅使用高频GNSS和InSAR数据的反演结果相比, 加入近场强震动数据的多源数据联合反演结果更加精确。 破裂过程和震源时间函数的分析表明, 此次地震持续时间为14 s, 能量释放主要集中在前9.5 s, 第5 s时地震矩释放速率达到峰值后逐渐减慢, 地震矩总释放量为1.33×10¹⁹ N·m, 对应的矩震级为M_W6.63。

华夏块体与江南造山带位于活动性大陆边缘, 其区域岩石圈变形模式对于研究太平洋和菲律宾海板块俯冲欧亚大陆有着重要意义。 SKS波各向异性可以指示上地幔物质变形或流动的方向, 是研究岩石圈深部变形的有效手段。 基于浙江省内23个固定台站的远震波形, 进行剪切波的分裂测量, 分析华夏块体与江南造山带北部不同地块的各向异性特征。 结果显示, 长江中下游成矿带SKS分裂平均快波方向为70.0°, 平均分裂时间0.58 s; 造山带东南部SKS分裂平均快波方向为-60.7°, 分裂时间平均0.89 s; 华夏地块SKS分裂平均快波方向为-65.0°, 分裂时间平均0.90 s。 据此认为, 浙江境内长江中下游成矿带的上地幔沿成矿带平行流动, 华夏地块与江南造山带东南部地幔沿NW—SE至NWW—SEE向流动; 江南造山带与华夏地块的深部边界位于钦杭结合带内, 相较地表的边界江绍断裂靠近扬子地块。

青藏高原及周边地区不仅地震活动频繁, 同时也经常发生多种其他类型地质灾害, 包括滑坡、 冰崩、 雪崩、 泥石流、 冰湖溃决等。 这些灾害由岩石、 冰川等碎屑物受到重力作用沿着斜坡向下快速滑动而形成, 其发生过程受到构造运动和环境变化等多种因素的共同影响。 在地震学领域, 这些地质灾害被认为是受到山体斜坡上的单力作用, 地震波为认识这些地质灾害的震源参数和发生过程提供重要资料。 本文通过收集前人的研究成果, 对上述的滑坡类地质灾害前沿进展进行系统回顾, 对采用地震波研究滑坡类震源的基本原理进行总结分析。 在此基础上, 选取2017年茂县滑坡作为研究实例, 对地震波形记录进行时频分析、 受力过程反演等计算, 通过时间轴对比细化过程划分、 优化台站数据选择、 改善分析过程。 结果表明, 茂县滑坡过程包括滑前启动、 主要滑动和滑后调整三个时期, 总持续时间约123 s, 其中主要滑动过程包括加速和减速两个阶段, 最大速度约54 m/s, 最大水平位移约2 km。 加速阶段低频信号显著, 减速滑动过程高频信号显著增强, 揭示了滑床坡度变化、 碎屑物成分及其滑动摩擦作用的综合影响。 随着地震观测和数据处理技术的不断改进, 地震波对滑坡的识别能力逐步增强, 有助于提高对滑坡类地质灾害的监测能力。

拉分盆地是走滑断裂中重要的派生构造之一, 其形成与断层活动密切相关。 以阿尔金断裂西段1924年民丰M_S7.3双震宏观震中附近的小型拉分盆地作为研究对象, 基于高分7号(GF-7)卫星立体像对获取的高分辨率数字高程模型以及沉积物体积守恒原理, 系统地获取了拉分盆地形成过程中的体积变化量, 通过计算得到盆地拉分量为391 m。 野外采集盆地所在洪积台地近地表光释光样品, 测得台地形成年代为(14.53±0.6) ka, 从而得出该段断裂的活动速率为12.9~14.0 mm/a。 在拉分盆地中发现了正断剖面, 结合对地层沉积序列的研究和光释光测年的结果, 揭示了7.15 ka以来该盆地至少发生了两次地震错动事件, 并认为最近一次事件可能与1924年民丰双震有关。

地震灾害的发生具有突发性和瞬时性, 可能对人类社会产生巨大的影响, 造成严重的灾难。 因此, 发展地震预测的相关理论和方法具有重要意义。 本研究利用经典的反向传播(Back Propagation, BP)神经网络, 结合变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)技术对地震数据集进行预处理, 建立了一种新的VMD-BP地震预测模型。 本研究对于地震目录中震级1.5级以上的每个条目, 都考虑了除震源深度以外的四个特征: 时间差、 震级、 纬度和经度, 将过去5个时间相邻地震事件的特征作为VMD-BP模型的输入, 并将下一个地震事件的特征作为输出, 通过构建4个VMD-BP模型分别对地震发震时间、 震级、 震中位置(纬度、 经度)进行预测。 对该模型在四川和西藏地区进行了实证分析。 通过比较模型的性能参数, 我们发现VMD-BP模型比BP模型的预测精度和拟合优度更好。 这表明基于VMD-BP的模型能够更为准确地进行地震预测, 为未来地震预测的深入研究提供了有益参考。

地震短临预测既是地震研究的重点, 也是难点。 由于地震的发生机制尚未完全明确, 涉及地壳运动、 岩石力学、 地球物理等多个学科领域, 因此研究地震短临预测也是对这些科学难题的挑战和探索。 向地震管理部门填报地震短临预测卡片是参与地震短临预测工作的重要方式, 为分析地震短临预测卡片的效能, 积累地震短临预测经验, 本文系统整理了2016年1月至2023年6月涉及四川地区的地震短临预测卡片, 简述了其中重要预测意见的依据, 讨论了地震预测卡片处置流程的改进方法, 为地震短临预测工作提供参考。

温泉水文地球化学可以在地震前出现短临前兆异常, 但不同化学组分异常的指示意义仍存在不同认识。 对2023年5月2日隆阳M_S5.2地震前, 距离震中150 km内的3个温泉开展了2年的主量元素和同位素连续观测, 研究发现洱源牛街温泉水循环深度较深, 水岩作用强烈, δ18O、 δD、 SO^2-₄、 Cl^-值在震前93~120 d出现同步异常上升; 检槽温泉水循环较浅, 但受到深部气体影响, 在震前112 d出现了挥发性元素(Cl)的异常; 炼场坪温泉水循环较浅, 受到矿物溶解作用影响明显, 在震前36~43 d出现Na⁺、 SO^2-₄、 Cl^-值异常。 3个温泉的水文地球化学地震前兆异常特征表明, Cl作为挥发性元素, 可以携带更多深部信息, 是地震短临前兆异常的优势指标; 多种化学组分出现协同变化的异常, 地震指示意义更加明确。 异常出现时间与水循环深度有关, 循环较深的温泉水中的化学组分异常出现时间在震前3个月左右, 循环较浅的温泉出现异常的时间在震前1个月左右。 通过对比2021年5月21日漾濞M_S6.4地震中洱源牛街温泉的震后趋势, 发现温泉与中强地震处于同一断裂体系时, 水循环会被打破并在震后形成新的平衡, 因此, 中强地震后温泉水中的背景值需要结合具体的构造环境进行重新确定。

中期地震预测作为中国“长-中-短-临”渐进式地震预报体系的中间环节, 在动态跟踪长期趋势预测与地震重点危险区判识结果、 衔接年度预测与短临预报方面发挥着关键作用。 该环节为短临预测提供科学背景依据, 其核心任务体系由地震大形势跟踪专家组负责实施, 主要包括两大核心任务: 第一, 开展1—3年尺度地震活动趋势研判和主体活动区判定, 包含大陆地区地震活跃程度升降趋势、 最高活动水平(最大震级与7级地震频度)预测, 以及基于全国地震趋势与构造动力环境分析的主体活动区域综合判定; 第二, 实施10年尺度地震重点危险区在中期时段发震紧迫性动态评估。 技术体系层面, 趋势预测主要依托强震期幕活动规律、 地震活动异常特征、 区域形变场演化程度及断层应力状态等四类指标, 涉及的数据处理、 分析和计算均为定量方法, 但整体而言这些指标主要是基于震例的经验预测方法; 发震紧迫程度判定尽量沿用长期预测思路, 动态跟踪断层运动状态、 断层应力状态和震源异常等, 整体上是基于震源物理模型的概率预测和基于震例指标的经验预测的结合。 本研究系统介绍了中国陆区未来1—3年地震趋势与长期危险区紧迫程度的跟踪思路和技术体系, 对每类预测方法简要从基本原理、 技术方法和中期异常特征等方面进行介绍, 最后结合中期预测实践和相关研究进展, 提出了大陆型强震孕育发生过程及前兆成因机制等研究需求, 并对中国地震数值预测和地震预报业务信息化进行了展望。 在业务方面, 希望通过技术体系、 跟踪思路和预测方法的阶段总结进一步明确中期预测的发展方向; 在科学上, 围绕中期预测的业务发展, 明确基本科技需求: 一个场源结合的科学思路、 两个基础性框架科学理论、 三个地震动力学科学问题, 期望为地震预测基础研究和预报业务发展起到抛砖引玉的作用。