根据欧亚地震带7级以上地震释放能量与全球7级以上地震释放总能量之比，利用χ²检验方法对欧亚地震带地震活动增强与中国大陆地区7级以上地震发生的关系进行了统计检验。结果表明，当出现欧亚带年地震释放能量比高于50%且有8级以上地震发生时，其后3年内中国大陆地区将有发生多次7级以上地震或8级地震的可能性，这个关系在10%的显著水平下通过显著性检验。

由于史料记载的模糊和局限性, 1604年泉州海外8级大地震是否引发地震海啸灾难, 一直是有争议的。 该文从这次地震历史资料的辨别、 考证和分析研究认为, 泉州海外大地震并未引发地震海啸产生的显著灾害。 在相关的史料与台湾海峡发震构造的分析基础上, 通过潜在海啸源的鉴别以及海啸源参数的确定, 对泉州滨海断裂和台湾海峡浅滩南缘海啸源进行数值模拟计算。 在计算过程中, 利用了1994年台湾海峡浅滩南缘地震的海啸波验潮站资料, 对计算模型和方法进行了检验。 1604年泉州海外大地震的潜在海啸源(滨海断裂)的数值计算结果表明, 海啸波对泉州湾沿岸的增减水效应不足以造成灾难性的影响, 因此也为1604年泉州海外大地震未引发灾难性的海啸提供了新的证据。

机器学习(Machine Learning, ML), 特别是深度学习(Deep Learning, DL), 在最近几年发展迅速, 在数据挖掘、 计算机视觉、 自然语言处理、 数据特征提取和预测等方面的应用中取得了令人振奋的进展。 地震预测是复杂、 涉及面广、 不成熟而且充满争议的科学问题; 其发展受到尚不清楚的地震机理和孕震结构、 不完备的观测数据与真伪不清的地震现象等方面的限制。 但是, 机器学习有可能改善复杂地震数据的挖掘和发现, 推动地震预测科学的发展。 本文回顾了机器学习在地震预测的应用, 包括强震、 强余震和岩石破裂失稳等方面的预测, 并展望了机器学习在地震预测方面的研究趋势。

华北地区是我国的政治、 经济和文化中心, 也是我国地震多发地区之一。 华北地区历史地震资料记载时间较早且较为连续, 是研究我国强震活动的理想试验场。 选取第三、 第四活动期M≥6.0地震目录作为基础资料研究华北地区强震活动特点。 首先探讨华北地区强震活动与活动地块、 边界带的关系, 然后从时间和空间上分析华北地区强震活动的轮回性阶段及其期幕活动特点, 最后计算未来5年华北地区发生下一次M≥6.0地震的累积概率和条件概率。 研究结果表明: ① 华北地区M≥6.0地震活动主要集中在活动地块的边界带, M≥7.0地震则全部发生在活动地块的边界带上, 同时华北地区地震应变释放速率与边界带的构造活动速率呈线性相关; ② 第四活动期各活跃幕的能量释放均低于第三活动期, 因此华北地区未来仍可能发生M≥6.0地震; ③ 第三、 第四活动期的主体活动区存在显著差异, 且第四活动期的强震活动较第三活动期向东迁移; ④ 在2020年年初发生第四活动期闭幕M≥6.0地震的累积概率为80%左右, 而在2022年年底前发生M≥6.0地震的条件概率为50%。 本研究可为华北地区地震大形势分析和中长期地震危险性预测提供重要参考。

基于高精度的三维波场模拟和伴随方法, 伴随成像成功实现了天然地震全波形成像在区域和全球尺度下的应用。伴随成像技术基于谱元法, 使用全三维、 多参数的初始模型对地震波场进行数值模拟, 通过正演波场和伴随波场的相互作用快速求取目标函数的梯度, 结合高性能计算技术, 实现大尺度全波场成像。相比于传统的地震层析成像方法, 伴随成像对地球内部结构异常体的描述更加精细和全面, 更适用于构造活跃地区的深部动力学研究。本文首先介绍伴随成像方法的基本原理, 随后阐述其具体实现流程, 并回顾该方法在地球深部结构研究中的应用, 最后对其未来发展做出展望。

1830年河北磁县M7^1/2地震发生于磁县—大名断裂带西段, 该断裂地震破裂和活动性的研究受到地震研究者关注。前人研究着眼于1830年磁县大地震的地表破裂, 本文的研究重点是磁县—大名断裂带西段晚更新世以来的断层活动性。应用卫片、 航片解译和野外地震地质调查等方法开展研究, 重要地点进行探槽开挖或野外地质剖面剥落以及采样测年, 确定了断层各段落破裂事件的发生年代。该断裂西段分为3个断层段落: F₂为磁县—峰峰段落, F₃为东田井村—陶泉乡段落, F₄为韩家沟村—甘泉村段落。F₂断层段大部分隐伏, 为早中更新世断层。F₃断层段东端在东田井村南断错距今22 ka地层, 为晚更新世活动断层; F₃断层段在鼓山南山村一带为全新世断层, 从张家楼村到陶泉乡为推测全新世活动断层。F₄断层段为全新世断层。F₄断层段全部位于基岩山区, 可见多处基岩断面、 地震沟槽及断层眉脊等断层破裂; 一些破裂面发育地衣丽石黄衣[Xanthoria elegans (Link.) Th. Fr.], 使用地衣测年方法确定这些破裂面为1830年磁县大地震地表地震遗迹。磁县—大名断裂带终止于F₄西端。综合分析断裂带各个分段的破裂事件, 得到磁县—大名断裂带西段活动事件时空分布, 估计磁县—大名断裂带西段的晚更新世地震复发周期在6000年左右。

对中国大陆强震活动的时空分布特征进行分析, 有助于中国大陆强震趋势的判定。 由于地震目录完整性的限制, 目前对中国大陆强震时间间隔的分析多基于1900年以来地震目录。 因为记录时长相对较短, 难以排除当前强震时序特征基于偶然的可能性, 并且可能导致过拟合而影响预测效果。 针对上述问题, 本文根据2021—2030年中国大陆地震重点危险区确定工作中的相关资料, 对合成地震目录进行了分析, 结果表明区域地震活动强弱交替是一种普遍现象, 当假设中国大陆活动断层具有准周期复发特征时, 合成地震目录时序特征与当前目录最为接近。 基于上述认识, 使用适用范围更广的单参数指数分布拟合了中国大陆强震间隔, 并结合相邻强震构造关联随时间的变化对2021年5月22日玛多7.4级地震后中国大陆的强震趋势进行了分析。 结果表明, 继玛多7.4级地震之后, 未来两年中国大陆再次发生7级以上地震的概率较大, 下次强震发生在2022年年底之前的概率为61.81%。 下次强震发生在2021年的概率为30.58%, 最有可能的发震区域是巴颜喀拉地块; 下次强震发生在2022年的概率为44.97%, 重点关注南北地震带中南段。

1970年1月5日云南通海发生了M_S7.7地震, 震后发生了多次M_S＞5.0的强余震。 文中计算了1970年通海7.7级大地震后, 主震分别在5次强余震破裂面上诱发的库仑破裂应力变化(ΔCFS)。 结果表明, 有4次强余震发生在库仑破裂应力增加(ΔCFS＞0)的地区, 增加的范围为10^-2～10^-1 MPa; 有1次强余震按2种震源机制解结果给出的破裂面计算, 得到2种结果, 分别发生在库仑破裂应力变化为正和在库仑破裂应力变化为负的地区。 研究结果表明, 主震位错产生的库仑破裂应力变化可能是1970年通海7.7级大地震强余震活动的重要原因。

华北地区历史强震活动频繁, 但自1998年张北6.2级地震后至今6级以上地震平静近22年。 大家对该区域未来6级以上地震危险趋势非常关注, 且有不同观点。 本文分析了该区6级以上地震活跃—平静周期性, 运用小波变换技术对周期成分进行了定量计算; 对比研究了活跃期与平静期之间的过渡阶段(本文称其为过渡幕)地震活动特点及其持续时间; 从1999—2018年地震应变释放率与第Ⅲ、 第Ⅳ活跃期、 第3平静期和第Ⅳ活跃期内第3、 第4平静幕的对比、 平静幕持续时间的统计特征、 当前华北地区显著的5级地震平静以及该区6级和7级以上地震前5级以上地震活动状态等方面进行了研究。 结果显示, 支持当前华北地区进入平静期的依据相对较多。

郯庐断裂带中段最新活动的安丘—莒县断裂(命名为F5断裂)为中国东部地区重要的地震活动断裂。 已有研究表明, F5断裂向南已延伸进入安徽境内的淮河—女山湖之间, 但该段的具体几何展布还存在以下问题未解决: 一是F5断裂以东的紫阳山东侧断裂是否属于F5断裂分支; 二是F5断裂向南是否延伸至女山湖北岸。 为解决以上问题, 本次工作基于遥感解译、 地质地貌调查、 探槽开挖及断错地层年代样品测试等方法, 对紫阳山东侧断裂及女山湖北岸一带断裂开展了研究。 结果表明, 紫阳山东侧断裂发育时代较老, 在早、 中更新世发生过强烈逆冲挤压运动, 晚第四纪以来不活动, 该断裂不属于F5断裂分支; 郯庐断裂带在女山湖北岸上詹村一带断错了晚更新世地层, 该处断裂为F5断裂向南的延伸部分; F5断裂已完全贯穿于淮河—女山湖之间, 断层迹线单一、 连续, 段落总长度约20 km。 文中还讨论了F5断裂向南应该终止于女山湖至明光市一带, 断裂终止受区域古老构造格局控制, 表明该断裂既有新生性又有继承性。

用于定点连续观测的地震观测仪器, 产出的观测数据是一个时间序列, 反映了被观测量随时间的变化。 本文将地震观测系统中任何与频率特性有关的信号处理过程均视为滤波器, 如传感器的频率特性、 数据采集过程中的抗混叠滤波等, 对地震观测系统中的滤波器进行了深入讨论。 实际工作中往往认为慢变量信号中不存在高频分量, 使得在数据采集过程中忽视了抗混叠滤波器的应用, 从而在实际观测中导致频率混叠干扰时有发生。 针对这一问题, 本文通过模拟计算的示例, 显示了频率混叠干扰对观测数据质量的影响, 解释了分量应变分钟值观测数据中同震响应波形的不合理现象, 进一步阐明了数据采集过程中抗混叠滤波器的重要作用。

近些年中国油价上调时间与全球大震的发生出现同步, 引起地震学家和相关人员的关注。 这两者在物理上是毫无联系的事件, 然而通过对2003—2015年的相关资料进行分析, 发现两者发生时间具有较好的一致性, 即油价上调与全球大震发生具有相关性, 这种相关性甚至通过了严格的统计检验, 超出99%的置信区间。 这个看似荒谬的结论背后隐藏的是一个容易被忽略的统计误区: 对事后数据进行统计检验, 如果有足够多的样本, 通过精心挑选则一定能找到一些样本是统计相关的, 即使他们之间没有任何因果关系。 揭示这一统计误区对于目前地震预报使用的统计方法有重要意义, 上述研究表明仅仅依靠统计检验不能判定某种现象或者异常是否与地震存在必然的因果关系, 是否存在物理上的关联, 因为所考察的现象或者异常有可能是大量样本中的一个被精心挑选出来的特例。 在大数据大量积累和使用的今天, 为了避免走入上述统计误区, 需要在分析相关性的基础上, 对每一种可能的前兆现象进行向前预报检验, 同时探求其与地震的内在因果关系, 即阐明前兆现象的物理机制。

玉门—北大河断裂是酒西盆地南侧的一条重要的活动断裂, 断裂西起青草湾, 向东经老玉门市、 青头山、 大红泉, 止于北大河以东骨头泉一带, 长约80 km, 走向北西西, 倾向南, 倾角20°~60°。 玉门—北大河断裂为一条全新世活动的逆冲断裂, 断裂东段保留了地震破裂带遗迹, 通过野外断错地貌调查和探槽开挖, 揭示该破裂带形成于距今1.7±0.3 ka, 此前断裂在4.1±0.3~5.4±0.3 ka及8.4±1.0 ka还有过2次古地震事件, 利用经验公式和已有震例估算, 每次地震震级约为M7。

研究中国大陆强震区岩石圈力学特性对理解该区强震孕育环境及发生机理具有重要意义。 岩石圈有效弹性厚度(T_e)及初始载荷比(F)与大陆岩石圈力学特征紧密相关。 本文利用导纳和相关函数联合反演方法以及贝叶斯最优参数估计方法, 基于全球最新的WGM2012重力异常数据、 ETOPO1地形数据和CRUST1.0 模型的Moho面深度数据, 计算中国大陆岩石圈有效弹性厚度 (T_e) 和初始载荷比 (F)。 通过对比分析, 探索该地区岩石圈T_e、 F、 T_e梯度和F梯度对强震孕育环境的影响作用。 本文发现, 强震构造区岩石圈一般具有较低的T_e值、 较高的T_e和F梯度值。 结果表明, 岩石圈综合力学强度较低且力学强度和内部载荷变化剧烈的地区, 往往更有利于强震的孕育。

法国DEMETER(Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions)卫星是世界上第一颗专门针对地震电离层扰动监测的电磁卫星, 于2004年发射, 2010年底结束运行, 共在轨飞行6.5年, 获得3万多条整轨数据, 为地震监测及电离层物理研究提供了坚实的数据基础。 全球科学家利用这颗卫星的数据开展了大量的地震应用研究, 发表文章上百篇, 将电磁卫星的地震应用研究推向了新的阶段。 中国第一颗电磁监测试验卫星CSES(China Seismo-Electromagnetic Satellite)于2018年2月2日成功发射, 目前已完成在轨测试并交付使用, 科学数据也已正式对外发布。 如何充分发挥CSES卫星的应用效能, 将空间电磁监测向业务化运行转化, 总结和思考DEMETER卫星的技术进步、 研究成果及曾经出现过的问题, 十分重要。 因此, 本文着重介绍DEMETER卫星在地震监测应用领域的代表性研究进展, 并结合CSES卫星的设计和运转实践, 对未来空间地震电磁探测及科学研究的发展方向进行一些初步讨论。

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。

在1966年3月邢台强震群水准观测基础上, 本文首先对同震位移和数值模拟结果进行了对比, 认为邢台强震群发震断层浅层是牛家桥阳断层和永福庄断层, 深部发震断层是倾向北西的北东向断层; 然后以区域水准观测为约束, 通过反演给出了邢台强震群震前断层无震滑移、 同震断层位错和震后断层余滑空间分布。 结果表明, 震前显著无震滑移主要发生在3月8日6.8级前震的发震断层上, 而3月20日宁晋7.2级和6.7级地震发震断层深部同震位错相对弱的断层段, 震前也存在较为明显的无震滑移; 震后断层余滑主要分布在束鹿凹陷西侧的牛家桥阳断层。 从邢台强震群过程中断层运动时空演化特征可以看出, 强震破裂成核过程中震前断层无震滑移既可能发生于前震发震断层, 也可能发生于主震发震断层, 震后断层位移空间分布与同震位错具有互补性; 而震前断层无震滑移是否为有关震前前兆的真正原因, 是值得进一步深入研究的问题。

本文对2017年以来中国地震局在南北地震带采集到的5期相对重力测网数据进行了平差计算, 简要分析了甘东南研究区内测点平差精度, 进而分析了2019年10月28日甘肃夏河M_S5.7地震前的区域重力场变化。 结果表明: ① 研究区内90%测点平差后重力值精度小于10×10^-8 m·s^-2, 与绝对重力观测结果符合性也较好, 表明观测质量较高, 数据可靠; ② 2017年 4月至2018年4月, 临潭—宕昌断裂南西侧重力正变化、 北东侧重力负变化, 与2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震前重力变化反向, 断裂西段夏河、 合作附近出现显著的重力差异变化; ③ 2018年4月至2019年4月, 临潭—宕昌断裂南西侧重力变化-10×10^-8～-30×10^-8 m·s^-2、 北东侧重力变化+20×10^-8～+30×10^-8 m·s^-2, 夏河M_S5.7震中附近重力变化不明显, 呈现出围绕夏河县、 泽库县和碌曲县等三县交界地区准四象限分布的特征; ④ 强震易发生在重力变化四象限分布中心地带或正、 负异常区过渡的高梯度带上, 九寨沟M_S7.0地震后, 我们曾基于流动重力异常变化在夏河M_S5.7地震前做过一定程度的中期预测, 尤其是地点预测。

选取2014年1月至2019年8月宜宾地区(28.0°N~28.5°N, 104.6°E~105.1°E)记录的地震资料, 利用最大似然法估算b值, 得到了宜宾地区b值的时空变化特征。结果显示: ① 2019年长宁M_S6.0地震前5个月, b值出现加速下降变化, 震后快速回升。这一现象很可能反映了地震孕育中的应力积累集中到地震发生后的应力释放过程。② 长宁地震前震中区及附近地区一直存在低b值异常(≤0.85), 震前5个月, 震中附近出现了b值下降, 尤其是长宁地震西偏北方向出现了b值显著下降, 后续珙县发生的3次M_S5地震正位于该异常区及边缘。③ b值空间低值异常可用于判定未来中强地震发生的危险区域, 而b值的下降可用于判定强余震的可能发生地点。④ 分析地震危险性时, 更应关注低b值背景下的b值下降, 即高应力集中区域的地震危险性增强。

为研究水位气压效应的主要特征, 采用广西南宁石埠、 九塘两个台站的水位、 气压观测资料, 利用小波分析、 交叉小波分析、 小波相干分析方法在时间-频率空间内对二者的周期特征以及二者的相关特征进行了分析。 结果表明: 水位观测数据的显著周期为7.8~14.7 h, 气压观测数据的显著周期为7.8~14.7 h和17.5~27.8 h; 水位和气压存在7.8~14.7 h尺度的共振周期; 水位和气压在较宽的周期尺度上存在着显著的相关性, 且水位和气压的相关系数随周期和时间变化, 二者的相对相位角也因周期的不同而存在差异。

目前对首都圈地区中小地震的震源机制研究所用的方法主要有P波初动极性法、 振幅比法及波形反演方法。 前两种方法只利用了波形中很少量的信息, 且对于稀疏台阵效果较差, 而传统的波形反演法也仅利用了波形的部分信息, 且对于震级、 数据资料等有一定的要求。 为克服上述传统方法中的局限并进一步提高震源机制解的准确性, 本文采用一种新的综合利用上述各种信息的全波形匹配方法来反演首都圈地区中小地震的震源机制解, 提高反演解的可靠性。 为了检验所使用的全波形匹配震源机制反演方法的可靠性, 我们首先进行了合成数据测试, 结果表明全波形匹配方法可以得到稳定可靠的震源机制解。 利用新的全波形匹配方法计算了2019年4月北京发生的两次地震震源机制解, 并结合活动断裂进行分析。 将新的全波形震源机制反演方法应用于首都圈地区2015年以来的22个地震(2.2≤M≤4.3), 并对22个地震的震源机制解及应力轴分布进行了分析, 与前人研究结果具有较好的一致性。

在前人提出的地震预测方法基础上提出一种地震学综合预测方法。 首先利用动态图像方法(地震条带与地震空区)大致确定潜在地震危险区; 然后利用中、 强地震产生的库仑应力确定孕震区; 最后利用地震矩快速释放模型和相关长度增长模型判断孕震区是否进入短临状态。 在地震三要素预测中, 发挥地震学典型预测方法的优势, 并且对相关性较小的预测方法的预测结论相互对比、 印证, 以便得出更可靠的预测结果。 文中还利用这种综合预测方法对1983年菏泽5.9级做了简略研究, 结果表明这种综合预测方法的预测结果和菏泽地震基本上是一致的。

对华北地区1970—2017年出现的地震空区采用统一的识别标准进行全时空清理研究, 结果表明, 华北地区M≥5地震前出现空区的比例为36.7%, 且华北地区M_L≥3.0地震空区的持续时间与主震震级存在一定的线性正相关关系, 但长轴尺度、 起始震级与主震震级的线性关系不明显; 报准率为0.76, 虚报率为0.24, 漏报率为0.60, R值为0.32, 高于具有97.5%置信水平的R₀值, 表明地震空区这种预测方法在华北地区具有较好的预报效果。

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。

地震前兆异常性质的准确判断是提高地震预测水平的前提。 据国内外相关统计, 真正具有地震预测意义的地震前兆异常数量十分有限。 因此, 厘清震前异常与地震的关系对今后异常识别意义重大。 2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震前4个月, 甘肃清水温泉水氡出现大幅波动异常变化。 为了判断这次异常与九寨沟地震的关系, 在异常持续期间, 通过抽水实验、 水化学组分以及氢氧同位素组成分析, 并结合九寨沟地震发震构造以及其他前兆异常空间分布特征, 对水氡异常成因机理进行了深入分析。 结果表明: 对于水氡与水位的变化关系, 实验与实际观测结果一致, 都呈正相关变化; 实验中水氡变化幅度与实际观测的相当; 水化学组分以及氢氧同位素测试结果显示清水温泉水氡异常期间, 来自地壳深部的流体并未增加; 清水温泉区其他前兆没有出现明显的短期异常变化; 在空间上清水温泉与九寨沟地震震源区被两条深大断裂隔开。 因此, 清水温泉水氡大幅异常变化并非九寨沟地震的短期前兆异常, 而是企业抽水开始时间、 持续时间以及用水量不固定引起的。 该实例为地震前流体前兆异常性质的准确判定提供了更为可靠的方法和思路。

2020年6月26日新疆于田西昆仑地区发生M_S6.4地震, 这是继2008年M_S7.3和2014年M_S7.3两次于田地震后发生的又一次强震。 判定此次地震的发震构造是进行地震解剖需要解决的一个基本问题。 本文基于GIS平台与技术, 对构造地质、 高分遥感、 地貌地形、 地震、 GPS速度场、 震源机制等各种资料进行整合, 通过跨学科资料的综合分析, 对地震相关的动力学、 运动学机制进行了研究, 对发震构造进行了初步的判定。 此次于田地震的发生可能是2014年强震破裂段进一步向西南方向破裂的结果。 地震精定位结果显示震中位于琼木孜塔格峰附近。 高分遥感解译及构造地貌变形分析的结果表明极震区是一个典型的张性盆岭构造区, 发育有小型的断陷盆地和正断性质的控盆断裂。 震后高分卫星影像表明在震区未发现明显的地表破裂带以及地震次生灾害。 此次地震可能是由西昆仑地块与松潘—甘孜地块之间NE向构造带内张性构造体系的活动而引发的。 由于构造带两侧地块的斜向拉张运动, 使得正断层、 走滑断层在构造带内先后形成并且持续地、 同步地活动。 正断比走滑更主要一些, 其分别能够很好地适应并吸收张性纯剪切分量以及横向简单剪切分量, 从而使得构造带内正断型、 走滑型地震频发, 此次于田M_S6.4地震就是在这种背景下发生的。 构造区范围内的地壳自地表向深部可能存在着多层次的张性构造体系, 各个体系之间可能不具有明显的关联性。 本次地震可能与地表张性构造体系关系不大, 推断是深层次张性构造体系活动的结果。

岷山断块位于中国南北强震构造带的中段, 区域地质构造复杂, 活动断裂众多, 强震频发。 4条不同走向的活动断裂NE向龙门山构造带的茂汶断裂、 NWW向东昆仑断裂带的塔藏断裂、 近NS向的岷江断裂和NNW—NS向的虎牙断裂构成岷山断块的南北西东边界。 638—2017年该区域共发生了10次6级以上破坏性地震, 2017年九寨沟7.0级地震就是其中之一。 结合区域构造背景, 对岷山断块所发生的6级以上地震的发震构造特征、 地震活动特性进行归纳总结, 综合分析该区域地震地质特征及地震危险性, 得出以下认识: ① 地震分布空间分区特征显著, 破坏性强震发震构造多为活动性较强的岷山断块东西边界断裂, 震中位置多位于两组或多组活动断裂构造的交会或穿切部位; ② 地震分布时间特征表现为随着时间发展具有迁移回返和原地复发性等特点; ③ 岷山断块东西边界断裂破坏性地震的发生具有一定的时间关联性, 东边界虎牙断裂1973—2017年的地震序列为西边界岷江断裂1933—1960年地震序列约40年后的地震构造响应; ④ 未来岷山断块仍应是继续关注的强震潜在危险区, 岷江断裂中北段的强震潜在危险区是近期值得深入研究的地区之一。

地磁垂直分量Z日变幅逐日比是基于变化磁场在地球电导率的作用下会产生一个与变化磁场相反的感应磁场, 该感应磁场不仅包含了外空磁场的信息, 还包含了地下电导率的信息。 因此, 相对于地磁场其他成分来说Z分量更多地反应了地下活动的变化, 逐日比是利用前后两日地磁Z分量日变幅相比来提取该异常现象, 但磁暴可能会对逐日比异常判定产生影响。 我们取1984年至今江苏区域范围达到逐日比异常判定指标的29个事件结合磁暴以及该异常事件之后和地震的对应关系进行统计分析。 研究发现, 无磁暴时逐日比异常和预测范围内地震对应关系达到0.77, 有磁暴时逐日比异常和地震对应关系为0.25。 综合分析认为逐日比异常事件发生后, 若该日无磁暴或者Dst指数小于异常第二日, 那么该异常为地震前兆的可能性大概为0.8, 反之则该异常有可能是磁暴的影响而不是来自于地下活动的影响, 需结合其他前兆分析方法进行综合分析, 该研究增强了逐日比异常判定地震地磁前兆信息的可靠性。

本文是针对迄今为止中国在地震大小的度量方面存在的主要问题撰写的。 在阐明地震大小物理含义的基础上, 首先指出由震源辐射能量E_R出发所定义的传统震级标度M_L, m_b(m_B), M_S都存在着“以偏概全”, “震级饱和”和M_L震级标度的“局限性”, 以及不同标度的震级之间不可相互换算等问题。 而由在地震破裂的整个过程中震源区“等效力”所做的功出发导出的地震矩M₀是对地震大小最科学的度量。 为继续应用“震级”这一术语来描述地震的大小, 由M₀所定义的矩震级标度M_W不仅克服了传统震级标度存在的各种问题, 而且适用对不同大小、 不同震中距、 不同震源深度地震大小的度量。 因此近20年已被国际地震学界普遍采用。 最后强调推进地震大小的度量与国际接轨是推进中国地震科技现代化必须解决的重要基础性工作, 不仅有利于国际地震科技交流合作, 而且有助于增强防震减灾工作的科学性。

提出一种基于Facebook 开源的Prophet预测模型进行电离层TEC异常识别的新方法。 首先, 对比分析了该方法与传统时间序列预测方法(ARIMA模型等)预测电离层TEC建模背景值的精度, 以及与经典电离层TEC异常识别方法(滑动四分位法)提取前面对应一致的电离层TEC背景值的精度。 结果表明, Prophet预测模型预测建模背景值的精度要明显优于其他方法, 且预测的建模精度比ARIMA模型等方法高2.55倍左右, 比滑动四分位法高10.74倍左右。 同时, 在最佳预测建模区间时, 其精度值大小比较依次为RMSE_IQR=10.5841>RMSE_ARIMA=3.2780>RMSE_Prophet=0.8469, 说明传统探测法预测建模背景值时具有较大的不足。 随后, 以2017年8月8日九寨沟7.0级地震为例, 利用该方法分析了电离层TEC异常扰动情况, 并对比验证了该方法的有效性和准确性。 实验结果表明: 在震前第10 d和第2 d电离层TEC发生较为明显的负异常, 第7 d电离层TEC发生较为明显的正异常。 对比实验表明, Prophet预测模型的有效性和准确性明显优于滑动四分位法。

基于CAP方法, 使用地震波形资料, 计算得到了2009年1月~2017年8月期间南北地震带及周边区域466个3.5级以上地震震源机制解。 在补充收集1976年1月~2017年8月GCMT公布的259个4.5级以上地震震源机制解的基础上, 分析了南北地震带地震震源机制解和应力特征。 震源机制空间分布显示, 不同断裂带、 块体间表现出不同的震源机制空间分布特征, 该特征与南北地震带不同段落活动构造性质基本吻合。 作为青藏高原东边界的南北地震带, 由于动力环境复杂, 其内部P轴方向具有明显的差异性。 这种差异主要表现为: 南北地震带北段P轴呈NE向分布; 龙门山断裂带及周边除NE段P轴取向为NW—NNW向外, 其他地段P轴近EW向; 川滇菱形块体内部P轴呈NNW向, 而其西边界以西呈NNE向, 东边界以东呈NW向, 应力方向转换带的与川滇菱形块体边界基本一致。 整体而言, 南北地震带及近邻P轴方向由北到南发生了顺时针转动。

智利俯冲带是全球地震活动最为活跃的地区之一, 2010年以来已经发生了3次8级强震。 本文在调研了该地区地震地质、 历史地震、 运动学特征等方面研究成果的基础上, 梳理了其中与地震预测预报有关的观测现象, 总结了相关科学问题的研究进展和认识过程。 结果显示: ① 智利俯冲带历史地震记录丰富, 基于现代大地测量的断层震间闭锁研究深入, 近年来多次8级地震均发生在历史地震破裂空段和滑动亏损较大的强闭锁区; ② 2010年Maule M_W8.8地震和2014年Iquique M_W8.1地震震前均有不同程度的前兆变化, Maule M_W8.8地震前主要是“一类空区”和“二类空区”的嵌套; 而Iquique M_W8.1地震前还伴有b值持续降低, 前震活动频繁, GPS时间序列瞬态变化等一系列短临异常变化; ③ 同震位错和震间闭锁的空间分布显示智利俯冲带断层摩擦性质复杂; ④ 孕震物理力学机制复杂, 不同学者不同方法之间还存在一些认识争议。

将江苏地区(30.5°~35.5°N, 116°~122°E)按1°×1°分成18个子区, 搜集整理了江苏数字地震台网2009年1月1日至2017年12月31日产出的震相观测报告, 采用多台和达法计算了各子区域的平均波速比, 分析研究了全区波速比和泊松比分布特征。 结果表明: ① 各区的波速比均值介于1.68~1.73之间, 相关系数均在0.99以上, 全区平均波速比值为1.71, 较全球大陆地壳平均值偏低; ② 全区平均泊松比值为0.24, 研究区域没有熔融的介质性质, 与该区地质构造以花岗岩为主的特征一致; ③ 从泊松比与地壳厚度的相关性来看, 江苏地区的泊松比与地壳厚度整体上呈现负相关的关系, 北高南低、 东高西低, 在33°N附近, 泊松比高低相间, 变化复杂, 可能与研究区内复杂的地质构造有关。

在系统介绍中国新疆北天山地区和台湾南部地区泥火山研究进展的基础上, 对其地质特征进行了对比分析。结果显示, 北天山和台湾南部地区的泥火山均沿着断裂带分布, 主要位于背斜轴部, 泥火山分布区地层多出露为含泥岩层。对两个地区泥火山喷出物物理特征进行了对比分析, 固体喷发物的矿物成分相似, 如石英、 蒙脱石等; 液体喷出物的泥浆温度与冒泡频率相近, 但最大气泡直径与气体流量有很大差别。又分别对两地区液体、 气体喷出物的化学特征进行了对比分析, 液体喷出物均盐度高; 甲烷是大多数泥火山喷发气体的主要成分, 一些泥火山喷发的气体主要是二氧化碳。区域构造地质和气候条件不同, 导致两地泥火山喷出物存在差异。从现有研究来看, 两地泥火山的喷发都是岩层的孔隙压力增大造成的。两个地区泥火山与当地地震活动之间表现出良好的对应关系。泥火山的地球化学参数可能是地震活动的潜在指标。

利用水文地球化学数据建立温泉水文循环模型, 探讨温泉水文地球化学变化与地震的关系, 对中强地震短临流体异常判断具有重要的意义。 通过对石棉公益海温泉水常量元素、 微量元素和氢氧同位素以及锶同位素的测量, 探讨了该区域水文地球化学时空变化特征。 因此, 于2008年10月至2019年9月, 共对公益海温泉采集水样206个, 并对温泉水中离子组分和浓度, 温泉逸出气组分、 温泉气体同位素、 碳同位素和氢氧同位素含量进行测量。 分析结果表明: ① 公益海温泉主要为Na-HCO₃·Cl型水, δD、 δ¹⁸O同位素测值分别为-14.19‰~-14.83‰和-108.67‰~-110.47‰, 分布于大气降水线附近, 说明温泉水主要源于大气降水; ② 据SiO₂地温计计算热储温度约94.12℃, 循环深度约4.3 km, 表明大气降水入渗地下, 在热源加热后, 沿着断层和裂隙循环到地表, 形成温泉补给; 并且, 锶同位素和微量元素研究发现, ⁸⁷Sr和⁸⁶Sr主要来自硅酸盐类矿物, 微量元素含量较低, 水岩反应程度较弱; ③ 通过对研究区进行长时间连续观测发现, 在公益海周围300 km范围内的3个五级以上的地震使温泉水中常量元素的浓度, 分别出现了震前异常、 同震响应和震后效应。 推测这可能是因为公益海温泉位于公益海断裂和安宁河断裂的交会区, 推测周围的地震会触发公益海温泉水中的离子地球化学特征产生变化。 结合已有地质资料与公益海温泉水文地球化学数据, 建立公益海断裂带温泉水文循环模型, 这些对公益海断裂带周围未来中强地震短临流体异常判断具有重要的意义。

综合分析了1995年7月22日甘肃永登5.8级地震前兆异常时空分布特征,主要表现为异常数量多、分布广、密度大、震后响应性异常显著,且时空分布具有成组性、空间分布具有相对稳定性。 这可能与该区中强震成丛活动方式有关。 此研究结果在1996年6月1日甘肃天祝—古浪5.4级地震中短期预报中发挥了作用。

2019年6月17日, 四川长宁发生6.0级地震。在地震发生后四个月内, 震源区地震活动呈现出频度高、 强度大、 衰减慢的特点。在此次震群的发展演化过程中, 跟踪研究其余震序列活动特征, 包括描述序列发展过程中大小地震比例关系及应力变化的 b值, 对于监视和分析地震危险性具有重要意义。本文在对地震序列进行精确重定位的基础上, 利用长宁地震前后研究区的地震目录, 计算了当地b值时空分布。b值空间分布表明, 在长宁M6.0地震前震源附近b值明显低于周围; 长宁M6.0地震后, 序列b值从东南向西北开始回升, 之后分布较为平均。b值时间过程表明, 在地震后, b值在短时间内降低到极低的水平, 然后开始回升; 这期间b值出现多次震荡, 强余震多发生在b值下降过程中。截至8月31日, 震源区的地震活动仍然非常活跃。

本文以Web of Science核心合集为文献源, 分别以1960年1月1日至2017年12月31日、 1968年1月1日至2017年12月31日、 2008年1月1日至2018年9月1日三个时间段的科学文献为分析对象, 借助CiteSpace软件, 讨论了地震预测预报研究的发展进程, 以10年为单位的研究议程的演变, 以及汶川地震以来地震预测预报研究的主要领域, 试图对地震预测预报研究以及相关领域发展战略研究提供一定的参考。 结果显示, 地震预测预报相关科技进程一直处在动态的发展中, 在重大事件的推动下, 每一个时间段中呈现不同的且趋向于多样化的发展趋势, 同时愈来愈向着多种方法并重的更加深入和精细的阶段发展。

2013年6月16日, 中国大陆西部出现地磁低点位移。 异常出现后一个月内, 位于低点位移分界线附近发生7月22日岷县、 漳县交界6.6级地震。 本文通过采用实测低点时间减去理论低点时间的方法剔除低点时间经度效应, 并以剔除经度效应后低点时间为0 h的等值线作为低点位移分界线, 2013年岷县—漳县6.6级地震震中处于6月16日地磁低点位移分界线上。 对异常期间的中国大陆地区地磁垂直分量日变形态进行统计, 发现其存在显著的分区特征, 低点时间为正的区域内日变化形态基本呈现W型, 低点时间为负的区域内日变化形态主要呈现V字型特征。 低点位移异常日期间, 中国大陆存在显著的高梯度带, 本文采用梯度值定量描述低点时间空间变化程度。 在6月13日正常日期间, 中国大陆地区未出现梯度值大于1.5 h/(°)的区域, 在6月16日异常日期间, 出现梯度值大于1.5 h/(°)的区域, 2013年岷县—漳县6.6级地震位于高梯度区边缘。

东昆仑断裂带是青藏高原东北部一条重要的断裂, 具有明显的分段活动性。 现代在不同段发生过多次由东向西迁移的强震, 连接形成千余公里长的地表破裂带。 各段历史地震调查、 古地震、 复发周期和滑动速率等研究表明东昆仑断裂带存在两个地震空区, 其中玛曲段地震空区的危险性大, 最大潜在地震矩震级不小于7.5。