2024年1月1日, 日本能登半岛发生7.6级地震, 造成了重大人员伤亡与财产损失, 本文利用震后3 d的信息, 快速分析了此次地震的震源特征、 受灾情况和应急响应工作。 结果显示: ① 地震破裂方式为逆冲型, 余震分布呈现NE向带状特征, 范围约150 km; ② GNSS观测到震中附近显著的W-WN同震位移, 最大水平位移达1.2 m, 两段断层反演模型能够较好地拟合观测数据; ③ 震中附近观测到了较大的峰值地面速度(PGV)和峰值地面加速度(PGA), 最大达到145 cm/s和2681 cm/s², 同时烈度达到日本标准最高值(7度), 并且能登半岛附近绝大部分地区的烈度都在5强以上(日本烈度标准的从高到低第4档); ④ 截至1月3日, 此次地震已造成了日本石川县73人死亡, 323人受伤, 183栋房屋全毁或半毁, 并引发了海啸、 火灾、 边坡破坏、 道路受损等灾害链。 最后, 本文简要总结了针对此次地震的紧急救援、 信息发布等灾害应对和管理措施。 此项工作为理解地震机理、 研究灾害成因以及开展有效应对措施提供了参考, 为未来类似事件的处置提供了借鉴。

2023年12月18日23时59分, 甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震, 造成人员伤亡和财产损失。 本次地震发生在青藏高原东北缘地区, 受青藏高原向NE向扩展挤压作用的影响, 区域发育两组较为典型的断裂构造: NWW向大型左旋走滑断裂带是活动块体运动边界, 另一组NNW向右旋走滑断裂则发育在块体内部构成次级块体边界。 此次积石山6.2级地震就发生在NWW向西秦岭北缘左旋走滑断裂带和NNW向日月山右旋走滑断裂带之间的大型挤压阶区内, 初步判定其发震构造为以逆冲作用为主的拉脊山断裂带东南段的积石山东缘断裂。 断裂切断拉脊山北缘断裂带东南段, 使积石山东缘断裂成为一个长度不足40 km的独立活动段, 判定原震区近期发生更大地震的可能性不大。

本文利用中国大陆构造环境监测网络(以下简称“陆态网络”)GPS站点实测总电子含量(total electron content, TEC)数据, 建立了京津冀区域电离层经验模型, 并通过引入太阳通量和地磁活动数据来提高模型的性能。 本文研究了电离层TEC的日变化、 季节变化和地磁影响分量的函数模型, 采用非线性最小二乘法拟合待定系数, 提出了一种多参数经验融合模型电离层TEC京津冀区域模型(Multi-Parameter Empirical Fusion Model-Ionospheric TEC Beijing-Tianjin-Hebei Region, MEFM-ITBTHR)来预测京津冀区域电离层TEC。 结果表明, MEFM-ITBTHR模型能够很好地拟合建模数据集。 本文还对MEFM-ITBTHR模型的性能进行了地理位置变化分析、 季节变化分析和地磁扰动分析。 结果说明在京津冀区域, MEFM-ITBTHR模型在不同经纬度、 不同季节、 不同地磁扰动下与实测TEC的预测效果、 线性相关性、 模型精度都优于IRI2020和NeQuick2模型。 本文构建的区域TEC经验模型可为GNSS单频用户提供新的电离层延迟改正方法, 同时对建立其他新的和改进现有的电离层经验模型具有重要的参考意义。

北京时间2023年12月18日23时59分, 甘肃省积石山县(35.70°N, 102.79°E)发生6.2级地震, 积石山县大河家镇为本次地震的宏观震中, 地震烈度为Ⅷ度(8度)。 通过2023年12月18日甘肃积石山M_S6.2地震青海地区的现场初步调查发现, 这次地震造成大量房屋倒塌, 多处出现滑坡、 地裂缝和喷砂冒水(液化)现象。 由于震区浅表土质松软, 地下含水较多, 地震的破裂和构造作用造成浅表地体的流滑。 本文简要介绍了本次地震的烈度分布、 地震地质灾害类型及特点, 分析讨论总结此次地震灾害的特征及影响。 本研究可为地质灾害重点防范区范围划定、 趋势预测和灾后重建提供科学参考, 对今后抗震设防和防震减灾工作有启示作用。

2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震震源区及邻区绝对板块运动方向与岩石圈方位各向异性有很好的一致性, 区域浅地表变形与上地壳各向异性反映的变形特征都出现明显的空间扰动, 上地壳的局部不均匀变形和物性差异是积石山地震的深部发震构造背景。 地震发生在积石山东缘断裂, 该断裂长约30~40 km, 短期内不具备发生相当震级或更大地震的深部蕴震构造条件。

为研究2023年甘肃积石山6.2级地震对周围地区的应力影响, 本文首先根据各个机构和学者提供的震源机制数据确定了本次地震的震源机制中心解。 节面Ⅰ: 走向159.08°, 倾角40.57°, 滑动角112.46°; 节面Ⅱ: 走向310.52°, 倾角53.05°, 滑动角71.88°。 此次地震为逆冲型地震。 将当地的应力体系投影到震源机制中心解的两个节面上, 得到相对剪应力分别为0.797和0.951, 可以看出该地震是区域构造应力场作用下的一次正常能量释放。 拉脊山北缘断裂呈NNW走向, SWW倾向, 倾角为45°~55°, 与震源机制中心解的节面Ⅰ较为一致, 判断拉脊山北缘断裂为此次地震发震断裂。 基于该地震破裂模型及均匀弹性半空间模型, 计算此次地震对周边地区产生的同震位移场及应变场。 体应变在震中呈现拉张, 距离震中较远的东北和西南两侧呈现轻微拉张, 震中周边呈现压缩, 东侧压缩表现更为突出。 水平位移场表现为在震中西北侧和小部分东南侧的物质向外涌出, 而东北侧和西南侧的物质涌入震中; 与水平位移场相对应, 垂直位移场在震中表现为隆升, 而四周表现为略微沉降。

基于区域数字地震台网波形数据, 在三维空间内利用波形拟合反演方法获得2023年12月18日甘肃积石山M_S6.2地震最佳震源机制解, 结果表明: 节面Ⅰ走向305°, 倾角56°, 滑动角61°; 节面Ⅱ为走向169°, 倾角43°, 滑动角125°; 矩震级M_W6.02。 最佳拟合的空间精细位置为102.377°E, 35.968°N, 深度9 km。 结果显示, 地震破裂沿NW方向扩展。 初步推断此次地震的发震断层面为节面Ⅱ, 发震断层是拉脊山北缘断裂(积石山东缘断裂), 是一次逆冲为主, 兼少量走滑分量的浅源强震事件。

2023年12月18日甘肃积石山县发生M_S6.2地震, 该次地震触发官亭盆地中川乡金田泥流灾害, 造成严重的破坏和人员伤亡。 通过震前、 震后的高分辨率卫星影像对比分析, 初步判断此次地震没有引发大型同震滑坡与密集砂土液化, 但是震前震中区发育的大量大型黄土滑坡和密集液化砂脉是由更老的地震事件触发。 金田泥流灾害是物源区高含水量黏性土在强震动条件下沿沟谷发生流动所致, 其发生可能与人类的耕作方式(引黄灌区震前冬季灌溉导致浅表土层含水量提高)有关。

2023年12月18日23时59分在甘肃临夏积石山发生了M6.2地震, 地震发震断层推测为此前尚未充分认知的积石山东缘断裂。 本文利用远场地震记录反演分析了2023年积石山M6.2地震的破裂过程。 结果表明, 地震破裂持续时间约8 s, 主要破裂长度为20~25 km, 宽度约25 km。 在走向为164°的节面Ⅰ上, 整个破裂过程释放的标量地震矩为1.46×10¹⁸ N·m, 相当于矩震级M_W6.05, 最大同震滑动量约为0.25 m, 估计矩心深度为9.5 km, 破裂主要沿断层走向SSE向扩展; 在走向为303°的节面Ⅱ上, 释放的标量地震矩为1.38×10¹⁸ N·m, 相当于矩震级M_W6.03, 最大同震滑动量约为0.19 m, 矩心深度为11.1 km。 破裂呈现双侧形态, 主要沿SE方向, 并存在NW向的拓展趋势。

地震地表破裂是地震发生的重要特征, 是研究地震动力学、 构造变形的重要手段。 一般认为, M6$\frac{3}{4}$以上的地震才会形成地表破裂。 但近年来, 也有M6.0左右的地震发生了地表破裂。 本文旨在探讨中强地震地表破裂的识别方法。 中强地震发震构造的识别具有一定的挑战性, 主要表现在以下几个方面: ① 中强地震地表破裂的规模(位错量、 宽度、 长度和深度)较小, 容易被黄土层厚覆盖, 掩盖地表破裂的痕迹, 不易识别; ② 非构造成因裂缝干扰, 使得难以区分构造成因地表破裂。 本文以2023年积石山M_S6.2地震为例, 对中强地震构造成因破裂的识别标志进行了初步分析, 提出了以下识别标志: ① 地表破裂几何展布和剖面形态, 地震伴生的次生灾害(滑坡、 崩塌、 砂土液化等)的线性分布为识别发震构造提供参考和线索; ② 地表破裂沿破裂走向呈现稳定地穿越不同地貌单元, 至少穿越一条沟谷等低凹地貌; ③ 地表破裂在地质剖面上表现出稳定的产状; ④ 地表破裂伴生构造形态, 地表沿破裂发育雁列式褶皱(挤压鼓包)与张裂缝交替出现的现象。 本文提出的识别标志为中强地震发震构造的识别提供了新的思路。

基于有限断层模型反演方法, 利用区域宽频带地震波形数据, 反演了2023年12月18日甘肃临夏积石山6.2级地震的震源破裂过程, 获得了积石山地震破裂滑动时空分布: 此次地震是逆冲兼少量走滑型地震, 破裂持续时间约为9 s, 主体能量在前6 s释放, 地震破裂主要沿断层走向向NW方向拓展, 计算得到的标量地震矩为1.39 × 10¹⁸ N·m, 相当于M_W6.02, 破裂尺度约10 km左右, 最大同震滑动量为35 cm。

大地震发生后, 断层面产状快速确定对震后趋势判定具有重要参考价值。 本文收集2024年新疆乌什M_S7.1地震序列的震源机制数据, 对多家机构计算的该地震震源机制解进行中心解求解后, 对震源机制的节面进行聚类分析, 去掉噪声点的震源机制得到两簇结果, 发现标准差较小的第二簇中心节面可能为发震断层面。 然后, 为进一步通过断层面与应力场关系验证可能的发震断层面, 收集了该地区历史震源机制资料, 反演得到乌什地震震源区的构造应力场, 发现该地区受到NW—SE向的挤压应力和近垂直向的拉张应力; 将应力场分别投影到两簇节面上, 发现标准差较小的第二簇中心节面处于剪应力较大区域, 并且正应力也有利于该中心节面破裂。 综合其他资料分析, 本研究推测2024年新疆乌什M_S7.1地震发震断层为NW向、 低倾角断层, 走向为244.62°, 倾角为46.19°。

基于区域宽频带数字地震台网观测到的地震记录, 采用多点源地震矩张量反演方法对2023年甘肃积石山M_S6.2地震进行了地震矩张量反演研究。 结果显示, 该地震震源机制解的NE倾的节面(走向312°, 倾角48°, 滑动角76°)为发震断裂, 主体地震矩从震源向地表沿滑动矢量的方向(方位角236°, 倾伏角40.5°)释放, 主破裂持续时间约为5.8 s, 与此同时, 地震破裂区断层面上发生了次级的双侧破裂。

使用区域台网资料, 采用CAP方法反演了2023年12月18日甘肃省积石山6.2级地震的震源机制解, 结果显示, 该地震为逆冲型地震, 与GCMT、 GFZ和USGS的震源机制解基本一致。 震源机制解节面Ⅱ的走向与积石山东缘断裂大致相同。

本文使用结合波形互相关技术的双差定位方法, 对2023年甘肃积石山6.2级地震序列(截至2023年12月22日24时)进行了重定位。 结果显示, 主震震中位于临夏州积石山县(35.745°N, 102.827°E), 震源深度约为12.5 km。 余震序列呈现出NW和NNW两个展布方向。 其中主震西侧的余震条带呈NW向展布, 深度方向上向NE方向倾斜。 重定位结果显示了该地区具有复杂的构造背景和发震机制。

非天然地震事件分类是地震监测业务部门的日常工作之一。 本研究主要针对地震、 爆炸和矿震的分类问题, 在地震波数据处理、 特征提取和人工智能综合分类的研究基础上, 基于Qt开发框架, 结合Python、 Matlab等多种编程语言, 开发了一个具有良好的可移植性和可扩展性、 具有自主知识产权的地震分类识别软件。 该软件可以部署在不同操作系统上, 由七个模块组成: 地震数据导入模块、 数据处理模块、 特征提取模块、 综合分类模块、 特征分析模块、 当量估算模块和结果分析模块。 软件集成了多种时频特征提取技术和人工智能分类方法, 形成了较为完整的地震类型判定流程。 软件内置的地震事件分类模型准确率高于90%, 适用范围较广, 已推广应用于多个地震监测部门, 并取得了较好的应用成果, 提高了对非天然地震的快速分析能力。

本文应用图像信息(PI)方法对2023年山东平原M_S5.5地震、 2021年江苏大丰海域M_S5.0地震和2020年河北古冶M_S5.1地震进行了回溯性预测研究。 以华北局部(32°N~42°N, 114°E~122°E)为研究区域, 在网格尺度分别为0.5°×0.5°和1.0°×1.0°且预测窗长为5 a的两组参数模型下, 获取2019—2027年逐年滑动的预测窗热点演化图像。 结果显示, 当网格尺度为1.0°×1.0°时, PI热点效果优于0.5°×0.5°网格, 且对平原地震和大丰海域地震的发震位置指示作用较好。 当时间窗长和归一化阈值绝对值同时增大, 个别窗口存在古冶地震的有效热点, 但未找到热点能同时覆盖3个地震震中所在网格的参数模型。 不同参数模型下的PI热点显示, 未来3~4 a郯庐断裂带渤海段存在发生M_S≥5.0地震的风险。 本文研究结果对于华北局部地区M_S≥5.0地震危险性分析具有一定的参考意义。

本文以嘉黎断裂带中段(尼屋乡—古乡段)为研究对象, 利用30 m分辨率的SRTM DEM数据, 提取435条支流流域标准化陡峭指数(k_s)、 43条支流河谷宽高比指数(VF)、 55个流域面积-高程积分指数(HI)、 10条支流河道纵剖面和裂点。 依据不同河段的河流标准化陡峭指数和沿河道纵向剖面的一系列裂点分布特征, 将研究区划分出流域上游、 下游南侧与下游北侧三个区域进行对比分析。 上游k_s值与HI值均低于下游, 而VF值高于下游值。 这些数据研究结果表明, 尼屋乡—古乡段下游区域构造抬升活动强烈, 而上游区域抬升则相对较弱。 尼屋乡—古乡段下游选取南北两侧各5条支流分析, 遥感解译结果显示断裂大致沿河谷南侧展布, 多与南侧一级支流低海拔裂点发育位置相当。 结合野外断裂剖面调查和测年结果分析, 认为断裂中段活动时代为全新世早期或晚更新世晚期, 除右旋走滑活动外, 还伴有显著的逆冲挤压性质, 其原因是断裂中段位于青藏高原东构造结正北侧, 推测断裂除羌塘块体向东运移影响外, 逆冲作用是受构造节持续向北推挤作用的结果。

采用微水试验和固体潮汐反演两种方法计算了王3井、 宝坻新井、 宁河井不同时期渗透系数, 经对比分析发现, 两种方法计算含水层渗透系数所得结果在总体量级上是相当的, 并且变化趋势是一致的, 发育稳定、 连续性较好的含水层中的观测井, 二者计算结果更加接近。 微水试验估算的井含水层渗透系数主要反映了井孔周围局部含水层渗透能力在短时间内水流过程中的渗透性特征, 而固体潮汐反演估算的渗透系数则反映了在较长时间内较大范围含水层的平均渗透能力。 因而, 在观测井同震响应分析、 抽(注)水干扰等异常核实分析中, 使用微水试验估算的井含水层渗透系数更为合理, 而在分析区域应力场变化中使用固体潮汐反演估算的渗透系数则更合理。 本文分析了三口观测井水位和渗透性变化特征以及产生原因, 并进一步分析了王3井和宝坻新井水位对2021年5月22日青海玛多7.4级地震同震响应机理, 以及玛多地震对宁河井水位观测的影响机制, 发现应力积累、 抽/注水干扰、 地震波传播等因素均会对含水介质渗透性造成影响。 并且, 地震波传播过程对不同含水介质造成的影响不同, 而含水层岩性相同的不同观测井对同一地震的响应特征和机理也不相同。

针对2013年1月23日辽宁灯塔M_S5.1地震, 利用引潮力附加构造应力(Additional Tectonic Stress Caused By Tidal Force, ATSCTF)计算模型, 计算得到震中位置(41.5°N, 123.2°E)在地震前5周以及震后3周(2012年12月16日—2013年2月15日)的ATSCTF变化。 地震发生时, ATSCTF垂直方向分量处于高相位点附近, 显示引潮力对本次正断层走滑型地震具有诱发作用。 以ATSCTF变化周期的各低相位点时间(2012年12月19日、 2013年1月4日、 2013年1月18日、 2013年2月2日)数据分别为背景, 各周期期后数据分别与背景逐日相减, 计算研究区(36°N~46°N, 118°E~128°E)范围内, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)卫星射出长波辐射数据(Outgoing Long Wave Radiation, OLR)在各ATSCTF周期时段分布及其变化。 结果显示, 无震的ATSCTF变化的A、 B、 D周期, 震中附近OLR无变化; 发震的ATSCTF变化的C周期, 在空间上, 该地区震前OLR仅震中及其南侧区域发生了显著连续升高变化过程, 在时间上经历了初始微异常→异常加强→高峰→衰减→发震→平静的演化过程, 与岩石应力加载—破裂经历: 初始微动破裂→扩张破裂→应力闭锁→地震爆发→平静的力学演化过程中各阶段红外辐射特征一致; 显示引潮力对处于临界状态的活动断层具有诱发作用, 而OLR是地震构造应力应变过程辐射表征。

本文基于区域数字地震台网波形数据, 在三维空间内利用gCAP反演方法获得2020年3月30日和林格尔M_L4.5地震矩心的空间精细位置为40.131°N, 111.922°E, 深度为13 km。 最佳震源机制解节面Ⅰ为走向279°, 倾角41°, 滑动角-27°; 节面Ⅱ为走向30°, 倾角72°, 滑动角-127°; 矩震级M_W3.98。 采用双差定位法对主震和余震序列进行重定位, 获得19个地震事件的重定位结果。 研究表明, 主震震源参数为40.136°N, 111.858°E, 震源深度为11.718 km; 余震序列沿NW—SE方向双向扩展, 地下破裂长度约为4.6 km; 深度剖面显示, 主震位于余震区中部, 主破裂同时向上和向下扩展, 深度分布范围为4～17 km。 利用Hypocenter-Centroid方法对地震发震断层进行快速判断, 20组测定结果均显示NW走向的节面Ⅰ为发震断层面。 综合震源区地质构造、 余震序列分布、 区域构造应力场及三维地壳结构等研究结果, 推断和林格尔M_L4.5地震的发震断层是一条沿NW向延伸的隐伏断裂。 本次地震是一次左旋走滑、 带正断分量的事件。 地震发生于地壳内波速高低转换的过渡区, 位于偏高速体一侧。 综合分析认为, 流体物质的涌入是引发2020年和林格尔M_L4.5地震的关键因素, 而复杂的断层结构不仅为流体运移提供了通道, 且控制着地震的发生及地震序列的空间展布。

为了提高差动式电容传感器信号检测电路的测量精度, 本文提出了一种将增量总和调制技术和差动式电容传感器相结合, 做成一个新型信号检测系统的方法。 该信号检测方法将差动式电容传感器、 前置放大器和相敏检波电路放置在增量总和反馈环路内, 形成一个大的反馈环路。 本文通过推导该检测电路的系统传递函数, 分析该检测方法中利用增量总和调制技术的技术优点, 根据该方法设计一版电路板并进行试验。 研究结果表明, 本文提出的信号检测方法的输出数字量与中心极板偏离平衡位置的大小和方向具有很高的相关性, 对进一步提高差动式电容传感器检测电路的测量精度具有较好的促进作用。

安徽霍山地震窗作为地震预测效能评价较好的指标(R>R₀, R=0.26, R₀=0.204), 对安徽及邻区震情形势研判具有重要作用。 历史震例总结显示, 当霍山地震窗3个月内M_L≥1.0地震累计频次超过40次时, 出现开窗异常, 该异常对未来一年内地震窗中心点周边100 km范围内的M_S3.5地震、 250 km范围内的M_S4.0地震、 500 km范围内的M_S5.0地震、 500 km以外的M_S6.0及以上地震具有预测意义。 自1970年以来, 使用该指标漏报地震7次, 其中, 在2018年河南固始M_S3.6地震与2019年湖北应城M_S4.9地震发震前, 霍山地震窗区域内小震活动增强, 并且3个月内M_L≥1.0地震累计频次接近异常阈值。 霍山地震窗区域内小震密集, 可能存在小震波形相互交叠干扰而无法被识别的情况。 本研究利用匹配定位(M&L)法对2017年4月与2019年4—9月霍山地震窗区域的小震进行检测, 以获取更为完整的地震目录, 并重新分析了霍山地震窗的预报效能。 研究结果表明, 基于小震检测后更为完整的地震目录, 霍山地震窗开窗异常未漏报2018年河南固始M_S3.6地震与2019年湖北应城M_S4.9地震, 计算得到R>R₀(R=0.30, R₀=0.196), 该项异常对应地震优势发震时间为开窗后9个月内。 本研究说明M&L法在霍山地震窗小震检测中具有实用性, 可在后续霍山地震窗跟踪中作为一种常规的处理方法, 以期获取更为完整的小震目录, 为震情跟踪研判提供数据支撑。

在深井地震综合观测中实现秒脉冲(Pulse Per Second, PPS)精确、 可靠地传输非常重要。 针对该需求, 设计了一种正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)符号, 选择其中的一些频点用来标记PPS, 避免了采用单独导线传输PPS, 节约了硬件资源, 提高了传输可靠性。 另外, 受传输信道的频带限制, 以及接收过程中滤波器的影响, 直接传输PPS的时延难以判断, 而信道和滤波器相频特性是确定而且可测的, 使用正弦波标记传输PPS时, 可以基于滤波器相频特性计算出滤波器引起的时延偏差, 校正信道及滤波器的影响。 实验证明, 基于正弦波标记传输PPS的时移计算误差能够达到微秒级, 完全能够满足目前地震观测的使用要求。

东昆仑断裂带是青藏高原内部的主要巨型左旋走滑断裂。 了解该断裂带的活动速率对于理解青藏高原的隆升演化和大陆构造变形过程至关重要。 近年来, 多学科的研究成果揭示了东昆仑断裂带活动速率时空变化特征的阶段性认识。 本文综述了东昆仑断裂带的几何分段、 深部结构和在数十年至数十万年时间尺度下的活动速率研究进展, 并探讨了未来的研究方向。 东昆仑断裂带呈现典型的走滑断裂几何结构, 自西向东形态逐渐变得复杂, 呈现出“马尾状”的构造形态。 通过遥感、 地质调查、 古地震和大地测量等方法, 研究者测量了东昆仑断裂带的水平和垂直活动速率。 研究结果显示, 水平活动速率自西向东总体减小。 以阿尼玛卿山(99°E~100°E)为界, 西部地区的水平活动速率基本稳定在10~12 mm/a, 变化不大; 东部地区的水平活动速率范围为1~12 mm/a, 不大于西部, 但该速率值存在较大争议。 垂直运动速率则呈现出相反的趋势, 西部约为水平活动速率的10%, 而东部逐步增加。 这表明西部的水平变形仍有部分在东部转换为垂向隆升。 在地貌位错量和大地测量数据相似的情况下, 活动速率的差异可能与位错量相应的起始年龄差异、 震后黏弹性松弛效应、 次级断裂和巴颜喀拉块体内部断裂、 岷山隆起等因素有关。 目前, 东昆仑断裂带的水平运动已有深入研究, 未来可以尝试补充其垂直运动的研究, 利用水平和垂直速率之比的变化来探讨水平走滑和垂向隆升变形的转变过程。 不同学科对于东昆仑断裂带的活动速率有不同的认识, 这是由于该断裂带具有复杂的几何结构, 并且不同学科的研究方法在时空尺度上也存在差异。 因此, 在综合分析多学科数据时, 需要考虑这些差异对结果解释的影响, 并尽可能采用相同或相近时间尺度下的数据进行对比。

精确测量绝对重力仪参考棱镜的振动信号并将其用于补偿绝对重力测量值是提高绝对重力仪测量精度的一种解决方案。 对此, 本文介绍了参考棱镜振动测量的原理, 设计了参考棱镜振动加速度测量装置, 推导参考棱镜振动测量装置的传递函数。 研究表明, 可以将测量装置等效为加速度计, 通过成熟的加速度计测量方法, 可获得等效的加速度计传递函数参数, 从而得到测量装置输出电压对参考棱镜振动加速度的传递函数, 该函数能够解算出参考棱镜的振动加速度, 以补偿绝对重力测量值。 在实验室测得的数据与理论数据相符的基础上, 通过在北京国家地球观象台做垂直振动摆的振动实验得出, 实验曲线与理论模型公式刻画的幅频特性曲线重合, 验证了参考棱镜振动测量装置在实际中使用的可靠性。

简要回顾了中国地形变用于强震监测预报领域的发展过程及现状。 对几次强震前得到的比较突出的地形变异常进行了分析, 收集了大面积形变异常与强震中长期预测、 地震前兆分布存在时间有序和空间配套、 强震前发现巨幅形变异常、 InSAR给出强震前地面垂向形变、 强震前地倾斜异常、 慢地震和预滑移等方面的研究成果。 综合分析认为, 强震前震中区附近存在与孕震体尺度相当的巨幅快速地面异常隆升。 及时有效地捕捉强震前巨幅快速地面异常隆升的时间有序和空间配套的异常信息, 可望针对人口稠密区域未来发生的强震给出具有减灾实效的预测预报意见, 值得尝试。 基于本研究提出了针对人口稠密的地震重点监视防御区开展高密度、 大量程、 低精度地倾斜观测的设想, 并初步给出了观测方案、 基本原理和数据计算处理方法。

岩土剪切波速是地质工程、 地震工程和工程勘察领域需要涉及到的重要参数之一。 以榆林地区218个钻孔数据为研究对象, 定量研究了榆林地区Ⅱ类场地常见的6种土类的剪切波速和埋深的关系, 通过最小二乘法优化参数, 并以拟合优度、 根均方误差与中值误差作为评价指标, 给出推荐的函数模型和适用范围, 并以两个工程场地实测钻孔为例对比了两个常用模型, 验证了本文模型的可靠性。 结果显示: 研究区各类土的剪切波速和埋深都呈较为明显的正相关, 不同岩性的埋深和剪切波速的相关性规律应该具体问题具体分析; 经过对模型参数优化并对比三种模型评估指标, 可知用三次多项式表达更为合适。 该研究成果有助于更好的理解岩土体剪切波速和埋深之间的关系, 为榆林地区工程项目建设提供参考。

近年来, 红山台地磁观测数据中多次出现因车辆干扰而引起的异常变化, 对台站观测资料的完整率产生相当程度的影响。 在红山台实地开展车辆干扰影响实验的基础上, 本文重点分析了轻型卡车及其他不同类型车辆在公路行驶过程中对地磁观测数据的影响特征。 结果表明, 车辆对观测数据产生的干扰影响与其使用的材质密切相关, 车辆铁磁性材质的磁化率值越大, 影响的距离越远。 干扰的强度随着距离增大逐渐衰减, 轻型卡车在距离测点300 m处、 重型卡车在距离测点120 m处, 两者的干扰影响基本消失。 轻型卡车干扰幅度的理论值和实验值一致性较好, 重型卡车干扰幅度的理论值和实验值却相差很大。 这种差异可能还与不同类型车辆的构造、 大小、 体积和设计的差异有关。 结合观测数据各分量受车辆干扰所表现的形态, 初步判断车辆产生的干扰磁场总体呈现出磁轴与地面平行的偶极子磁场特征。 此外, 频谱分析表明, D和H分量均在车辆行驶时间段出现明显的谱峰, 车辆行驶速度越快频率越高。 此项工作可为今后识别地磁观测数据中的车辆干扰影响提供依据。

选取2009年1月至2022年12月唐山老震区的地震目录资料计算b值, 利用格点搜索法确定b值下降幅度较大(≥20%)的区域作为异常区, 分析该区域b值的时间变化特征, 结合b值的时空变化研究该区域发生M4.0以上地震的危险性。 研究发现, 唐山老震区7次(组)M4.0以上地震均发生在b值下降幅度较大的区域边缘或附近, 表明应力较高的区域是地震危险区。 异常区域内b值的时间变化显示, 7次(组)M4.0以上地震多在震前半年至一年出现b值下降的变化过程, 也反映了异常区域应力逐渐积累的过程。 总体来说, b值的时空下降变化对唐山老震区M4.0以上地震的研判具有指示意义。

首先, 利用区域宽频带波形拟合, 反演了2022年泸定M_S6.8地震序列主震和部分余震的震源机制解和震源深度; 其次, 基于有限断层模型反演方法, 使用区域宽频带波形数据反演了此次泸定地震震源破裂过程, 并根据得到的震源破裂模型计算了峰值地面速度(PGV)分布。 结果显示, 此次地震矩心深度为6.0 km, 是一个典型的高角度左旋走滑地震。 震源破裂传播方向主要沿断层走向约165°向东南方向传播, 由深部震源起始破裂点向浅部扩展, 并破裂到地表, 地表破裂主要分布在磨西到猛虎岗一带, 长度约16 km。 震源破裂过程持续时间约20 s, 能量主要集中在前15 s内释放。 地震释放的标量地震矩为1.07×10¹⁹ N·m, 约等于矩震级M_W6.62。 地震主体破裂发生在3~6 s之间, 最大滑动量达到1.8 m, 位于震中东南方向深度约10 km处。 除此之外, 在震中西北方向深度11 km处和震中东南方向深度18 km处分别发生两个次级破裂, 滑动量大约在0.6~1.0 m。 主体破裂的破裂长度约20 km, 两个次级破裂的长度分别约为4 km和8 km。 使用该震源破裂模型计算得到了PGV分布, PGV分布以震中为中心沿断层走向两侧扩散, 其长轴与地震断层走向一致, 呈NW向, 极震区PGV为200~360 cm/s, 地震烈度区内受灾严重的村镇均位于极震区。

动态破裂在走滑断裂带上阶区附近的传播能力控制了地震破裂的可能规模, 而非均匀应力场对动态破裂的传播有显著影响。 在本研究中, 我们通过整合动态破裂模型和静态应力扰动模型, 构建了走滑断层上的非均匀应力场, 对走滑断层阶区附近前次动态破裂所产生的静态应力扰动对后续破裂传播行为的影响进行了二维动态破裂模型研究。 模拟结果表明, 当考虑到走滑断层上的地震复发行为时, 即使前序地震破裂传播被阶区所阻挡, 其所产生的静态应力扰动也可显著提升下次地震跨该阶区传播的能力。 另外, 不同的初始均匀应力使得动态破裂能够跨大致相同宽度的阶区传播。 较大的应力降或者较小的断层强度比(S)能够使得动态破裂在相对较宽的阶区上传播。 因此, 在研究走滑断裂带不同分段的级联破裂模式时, 需要考虑前序地震所造成的静态应力扰动影响。

基于Lg波谱比与台站场地响应联合反演的方法, 选取2016—2020年内蒙古自治区及邻省地震台网记录到的M_L≥2.8地震事件78次, 开展内蒙古自治区中西部地震波衰减和场地响应分析研究。 结果显示, 三分向衰减参数分别为: QUD(f)=372·f0.54, QEW(f)=287·f0.59, QNS(f)=382·f0.43。分析34个台站场地响应可得, EKH、 BYT、 HYS台站在1~7 Hz频段内有明显放大效应, BHS、 XLT、 RLT台站在1~3 Hz频段有明显放大效应, 可能与台站所处复杂的地质构造有关。

为了促进地震预测和揭示地震成因奥秘, 依据地壳结构、 地震地质、 地球物理、 地热流体地球化学资料和地震序列发生的时空特征, 综合研究了2023年2月6日土耳其南部7.8级双震的成因。 2023年2月6—17日土耳其南部发生7.8级双震, 伴随了几十次M≥5.0强余震和数千次M<5.0的余震。 地震震源深度分布范围为5~22 km, 在大约500 km×300 km的范围内震中分布形成一条NE向、 宽约40 km、 长约300 km和另一条近EW向、 宽约50 km、 长约240 km的震中分布密集带。 研究区下存在地壳内的低速高导层, 大地热流密度高值异常, 布格重力负异常、 航磁异常以及深大断裂带, 表明该区岩石圈内存在地幔流体聚集、 形成超高压流体的条件。 地幔流体局部聚集形成超高压流体的过程可视为孕震过程。 2023年2月6—17日不同时段的地震震源空间分布的阶段性集中和深度变化表明, 地幔高能密流体的持续供给或者供给量增大形成了孕震体。 当孕震体内流体压力大于围岩束缚强度(围岩抗压强度+静水压力)时发生流体隐爆, 产生地震。 流体通过运移—聚集—爆炸—运移—聚集—爆炸……的循环方式运移, 同时产生7.8级双震及其余震。 这从能量来源和产生地震波的角度较合理地解释了在有限的范围内非连续、 非弹性地体中连续产生7.8级双震和M≥4.0余震的现象。

通过对张渤断裂带山东东部地区温泉/地热井采样, 测试水样主量元素和氢氧同位素, 进行水文地球化学特征分析, 结果表明: ① 地热水化学类型主要有Ca-HCO₃、 Na-Cl、 Na-HCO₃、 Na-SO₄。 ② δD、 δ¹⁸O的测值范围分别为-39.90‰～-68.00‰和-5.00‰～-8.50‰, 均落在中国大气降水线和中国东部地区大气降水线下方附近, 说明地热水来源为大气降水。 计算得到研究区地热水最小循环深度为1183 m, 最大循环深度为4271 m, 补给高程大致变化范围为430.0~1366.6 m。 ③ γNa/γCl变化范围在0.509~38.37, 其中临朐揽翠湖、 磁山温泉变质系数相对较高, 表明受矿物溶滤作用较大。 ④ Na-K-Mg三角图表明地热水样大多为部分平衡水, 仅有高青县御泉汤温泉为平衡水。

查明火山气体释放的规模及空间分布特征, 对火山监测与喷发预测、 评估地质源温室气体释放及气候环境变化等具有重要意义。 本文采用密闭气室法观测土壤气浓度, 计算了长白山天池火山区CO₂和CH₄气体释放通量, 结合高光谱气体CO和CO₂分析了火山区不同区域气体释放特征及影响因素。 结果表明: ①长白山天池火山区土壤CO₂通量范围为0.16～1051.39 g·m^-2·d^-1; CH₄通量值范围为-0.05～4.68 g·m^-2·d^-1。 长白山天池火山区气体释放在空间上呈环带状分布特征, 火山口周缘气体释放较弱, 在聚龙温泉群、 锦江温泉群和锥体海拔1800～2200 m范围内气体释放最为强烈。 ② 长白山天池火山含碳气体释放在地表和高光谱卫星观测的时间和空间上都有一定的相关性, 火山口上方气体释放最弱。 ③ 长白山天池火山含碳气体排放的空间差异可能受到火山口特殊条件、 断裂构造、 温泉地热储和岩浆作用的控制。

为提高监测井水位映震效果的判别准确度并提升预测效能, 本文运用不同方法对雅安地区两条断裂附近的6口监测井水位的映震效果开展了对比判别研究。 首先, 使用差分法对监测井水位数据进行处理和分析。 然后, 将水位数据与区域地震活动性的两种参数(能级和最大震级)相结合, 分析区域地震活动性与水位波动的关系。 接着, 在时域和频域两个层面对该组合序列进行分析处理。 最后, 采用Molchan图表法检验5种方法的预测效能, 并选出最佳处理方法及断裂附近预测效能最优的监测井。 结果表明: 水位与地震活动性参数结合处理相比单独使用水位差分法具有优势, 前者能够准确排除地震活动性对水位异常的干扰。 6口监测井的最优预测方法各不相同, 最优预测天数均在60 d内。 通过比较监测井水位对地震的预测效能检验结果, 确定了两条断裂区域预测效能最优的监测井。 虽然水位与地震活动性两种参数结合处理并不适用于所有监测井, 但该方法能够体现水位受地震活动性影响的程度。

乌鲁木齐04泉水中溶解气H₂和阿克苏断层土壤气H₂监测点均属新疆地震监测预报评估A类。 本文以二者为研究对象, 分析不同赋存形式H₂浓度的动态变化特征; 利用R值评分方法和Molchan图表法对H₂浓度进行映震效能检验, 并提取异常指标; 探讨和分析不同赋存形式H₂的映震机理。 结论如下: 乌鲁木齐04泉水中溶解气H₂浓度受气象因素影响较小, 而阿克苏断层土壤气H₂浓度受气压和气温双重影响, 其中以气温影响为主。 R值评分方法和Molchan图表法检验显示, 两个监测点均具有较好的短期预测效能。 H₂浓度测项具有较好的短临预测效能, 这得益于H₂的物理化学性质稳定且迁移速度极快。

温泉水文地球化学方法已经广泛应用于地震短临前兆的研究中。 红莫温泉位于安宁河断裂带南段, 该温泉水样的常量元素分析结果表明, 红莫温泉水的化学类型主要为Na-HCO₃型; 氢氧同位素分析显示地下水的现代补给主要来自大气降水, 补给高程约为407～619 m; 微量元素分析表明温泉水在循环过程中与围岩发生了低程度的水—岩反应。 据SiO₂温标计算, 其热储温度为63.7 ℃, 循环深度在2.52 km。 研究红莫温泉水文地球化学特征变化与地震的关系发现, 温泉水的Cl^-、 Na⁺、 SO^2-₄和δD在2020年巧家5.0级地震、 2022年宁蒗5.5级地震、 2022年芦山6.1级地震和2024年鲁甸4.9级地震前后有不同程度的异常反应。 因此, 红莫温泉是理想的温泉水文地球化学地震短临监测点。

辽宁盘一井地下流体自1973年开始观测以来, 发展至今不仅流体观测手段逐渐丰富, 积累了大量观测资料, 并在多次地震前出现明显异常, 为地震监测预报提供了重要借鉴, 本文对辽宁盘一井地下流体异常特征、 预测方法及异常成因进行了研究。 对盘一井不同测项的震前异常特征及预测方法分析结果表明, 水氡以趋势性和临震异常为主, 氢气以短临异常为主, 使用阈值法、 差分分析法及临界慢化法识别异常效果较好; 氯离子以短临异常为主, 使用原始曲线分析方法提取异常效果较好。 盘一井水氡异常成因分析表明, 盘一井各测项浓度异常与测点周边地震活动强弱、 区域应力场变化等存在紧密关系。 在压应力状态下, 该井氡浓度异常往往表现为高值异常; 在张性应力状态下, 该井氡浓度异常往往呈“V”字形态变化。