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    2014年  39卷  第12期

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    2014, 39(12).
    摘要:
    鲁甸地震(Ms6.5)临震预测、中期预测及中地壳流变结构
    曾佐勋, 刘根深, 李献瑞, 贺赤诚, 杨学祥, 杨冬红
    2014, 39(12): 1751-1762. doi: 10.3799/dqkx.2014.159
    摘要:
    2014年8月3日16时30分, 在云南省昭通市鲁甸县(27.1°N, 103.3°E)发生Ms6.5地震, 震源深度10 km, 死亡617人, 失踪112人, 受伤3 143人, 受灾人口108.84万人.根据月亮赤纬角、太阳黑子极值年等周期变化及两者的叠加效应, 总结出2013—2014年是云南强震高危期, 具备Ms7地震的发生条件.次年, 利用基础SW前兆仪的临震预测指纹法信息, 制定了2014年底211号地震预测表, 预测了2014年8月四川(26.18°N, 105.33°E)将发生Ms5.3地震发生.2014年8月3日云南鲁甸Ms6.5地震表明: 这次地震的指纹法预测时间相差1天, 震中相差226 km, 震级误差Ms1.2.通过构造背景、地壳速度结构和震源机制研究, NW向的包谷垴-小河左旋走滑断裂是鲁甸地震的发震断裂.中下地壳低速(高导)体与包谷垴-小河断裂交接部位是流变界面能量释放的位置, 即本次地震的震源位置, 为板内地震三层次构造模式提供了一个新的案例.
    大陆地震构造系统: 以青藏高原及邻区为例
    李德威, 陈继乐, 陈桂凡, 梁桑
    2014, 39(12): 1763-1775. doi: 10.3799/dqkx.2014.160
    摘要:
    青藏高原及邻区三角形发震构造域是全球大陆最显著的地震多发区.脆性活动断层及其弹性回跳模式无法合理解释该区深度集中分布在10~40 km的点状震源.针对发震构造和地震机理不明确这一重大科学问题, 以大陆动力学和地球系统动力学新思想为指导, 对青藏高原及邻区发震构造系统进行域、层、带、点相关研究, 阐明大陆地震构造系统的结构型式, 认为下地壳固态流变及其韧性剪切带是提供地震能量的孕震构造, 中地壳韧-脆性剪切带是累积地震能量的发震构造, 上地壳脆性断裂是释放地震能量的释震构造.在研究青藏高原及邻区地震构造系统及其形成背景的基础上, 进一步论证了大陆地震热流体撞击的形成机理: 地幔墙导致大洋中脊之下的软流圈热流物质层流到大陆特定部位汇聚加厚并底辟上升, 造成大陆下地壳部分熔融和固态流变, 并改变莫霍面的产状, 固态流变物质侧向非均匀流动, 形成大陆盆山体系, 流动的韧性下地壳与脆性上地壳之间具有韧-脆性剪切滑脱性质的中地壳不断积累由下地壳热能转换而来的应变能, 形成发震层, 震源定位于下地壳热流物质富集带("热河")中的固态-半固态流变物质撞击到强弱层块之间的构造边界, 不同热构造环境和撞击角度产生5种不同类型的地震.从而为大陆地震的科学预测奠定了全新的理论基础.
    注水诱发地震序列的震源机制变化特征: 以四川长宁序列为例
    朱航, 何畅
    2014, 39(12): 1776-1782. doi: 10.3799/dqkx.2014.161
    摘要:
    2006年4月以来, 四川长宁、兴文、珙县交界区域相继出现注水诱发地震活动, 至2013年4月30日共发生ML4.0以上地震16次, 最大为2013年4月25日ML5.2地震.通过采用体波谱振幅相关系数方法研究长宁注水诱发地震序列ML3.0以上地震震源机制变化过程, 结果显示序列震源机制散乱; 利用CAP方法计算了序列中ML4.0以上12次地震的震源机制解, 结果同样表明其机制紊乱.分析认为: 钻孔加压注水引起附近岩体的孔隙压力增大及先存断层面的摩擦系数减小, 这2种变化均导致库仑应力变化Δσf增大, 从而促进地震的发生.因此, 注水诱发地震活动期间, 研究区构造应力场的应力强度无明显增强, 对破裂方向也无明显的约束作用, 故地震序列震源机制发散.
    天然地震数值模拟与实例对比
    柳浩, 刘江平
    2014, 39(12): 1783-1792. doi: 10.3799/dqkx.2014.162
    摘要:
    为了解决长时间正演模拟的不稳定性问题, 实现天然地震波场长时间数值模拟.在高阶有限差分数值模拟的基础上, 给出了多轴向完全匹配吸收边界(M-PML)二维划分方式, 讨论了M-PML吸收边界转换系数P的取值对其吸收能力与截断误差对数值模拟有效信号的影响.实现了二维弹性波高阶有限差分的长时间数值模拟.采用2013年12月16日湖北省巴东县地震及余震信息, 对该地震数据进行了数值模拟, 并与武汉、秭归两台站数据进行了分析和讨论, 验证该正演模拟方法的正确性和有效性.为天然地震波场传播规律、成像和震相识别及震源定位等研究提供了基础.
    三峡库区巴东地震(Ms5.1)成因机制及次声波信号
    李献瑞, 曾佐勋, 周强, 贺赤诚, 刘江平, 赵娟, 潘黎黎
    2014, 39(12): 1793-1806. doi: 10.3799/dqkx.2014.163
    摘要:
    2013年12月16日三峡库区巴东发生Ms5.1地震.根据eigen-6c2模型研究了巴东地区的8-638阶卫星重力异常, 结果表明: 该地区场源深度为10 km的地壳为局部重力低异常, 反映了该处物质密度较周围偏低, 形成低密度层.同时, 研究了该地区速度结构剖面, 结果表明: 巴东地区地壳5~9 km及10~15 km深处存在上下两个低速层, 上部低速层与水库渗水有关, 下部低速层与地幔热流体的上涌有关.低密度层和低速层的确定为韧性流变层的存在提供了证据.巴东地震是地壳深部能量的长期集聚与突发释放, 属构造地震.然而, 库水下渗引起的上部低速异常降低了断层活动的阈值, 震前库水载荷的变化对此次巴东地震的发生起到了触发作用.通过对比次声波和地震波, 我们得出次声波仪记录到的异常信号为本地次声波.
    基于广域次声传感器网络的地震本地次声波监测
    郭泉, 杨亦春, 吕君, 滕鹏晓
    2014, 39(12): 1807-1817. doi: 10.3799/dqkx.2014.164
    摘要:
    通过提出应用于广域次声传感器阵列的最小方差法信号源定位模型, 分析了阵列信号相关系数特征和本地次声波实时大气传播特性, 对阵列阵元数量、阵元组成结构引起的定位误差以及本地次声波的真实大气传播射线进行仿真, 并利用中国境内布置的广域次声传感器网络监测到了2013年4月20日四川芦山(雅安)地震的瑞利波激发的本地次声波, 验证了上述模型和仿真, 结合中国地震台网的国内的地震监测台站数据, 从信号走时、信号互相关系数、小波时频图、质点运动轨迹等方面进行了分析与对比, 并使用广域最小方差法搜索的算法对次声波和地震波进行定位, 结果显示: 各次声站点接收到由地震瑞利波引起次声站附近地表震动产生并垂直地表向上传播的次声波, 在地震瑞利波之后到达, 而且相关系数都达到0.6~0.9, 计算得到次声波源方位角为230°(以北京为原点), 距离震中小于150 km, 而且本地次声波受大气传播影响较小, 能够较容易的被广域次声阵列探测到, 因此地震本地次声波监测能够作为地震监测、研究地面起伏运动与大气波动关系的有效手段.
    对流层大气温度"蝴蝶形"震前异常
    郝国成, 董浩斌, 曾佐勋, 赵娟, KashikinV.B.
    2014, 39(12): 1818-1830. doi: 10.3799/dqkx.2014.165
    摘要:
    利用美国国家和海洋大气管理局(NOAA)的大气温度数据, 分析陆地地震和海洋地震震前震中上空的大气温度变化, 研究其作为地震短临前兆的可能性.地震样本包括2014年2月12日于田Ms7.3地震、2008年5月12日汶川Ms8.0地震、2011年3月11日日本Ms9.0地震、2014年4月1日智利Ms8.1海洋地震、2013年3月27日台湾南投县Ms6.1地震和2014年5月30日云南盈江Ms6.1地震.结果表明: (1)震前, 震中位置300~1 000 hPa大气温度有较为一致的变化趋势; (2)200 hPa与400 hPa处(根据不同地点可选择其他, 诸如350 hPa、300 hPa等高度数据)温度折线图在震前趋近或者相交, 出现类似蝴蝶翅膀的"蝴蝶形"特殊曲线形状; (3)200 hPa与400 hPa温度差等值线图在(震前数月、数周或数天不等)震中附近区域的数值减小, 温度差等值线图的塌陷最低点对应震中位置.以上规律有望应用于地震短临预测的时间与震中的确定.
    新疆于田及周边地区地震活动性与重力异常特征
    徐伟民, 陈石, 石磊
    2014, 39(12): 1831-1841. doi: 10.3799/dqkx.2014.166
    摘要:
    基于最新重力场模型对2014年于田Ms7.3地震震区的重力异常特征进行分析, 并应用Crust1.0地壳模型计算得到震区的深部构造形态, 结果显示: 震中位于地壳厚度陡变带上.同2008年于田Ms7.3地震相比, 震中虽位于不同位置, 但发震机制均与深部地壳结构变化密切相关.统计研究区内历史地震活动性与重力异常之间的关系, 发现震中的自由空气异常与地形存在明显的线性相关性, 而布格异常和均衡异常的结果则明显不同.进一步地分别计算不同重力异常的水平总梯度和线性信号, 结果表明: 重力异常梯度量与地形的相关特性更明显.研究表明: Ms7.0以上大震活动与重力异常之间具有明显的统计特性学, 这可能与重力异常反映的深部结构和壳内质量分布的不均匀有关.
    三峡库区上地壳横波速度结构
    李小勇, 朱培民, 周强, 彭松柏, 刘江平, 刘娇
    2014, 39(12): 1842-1850. doi: 10.3799/dqkx.2014.167
    摘要:
    为了更好地了解三峡库区的稳定性, 利用三峡库区的流动宽频地震仪台阵于2011年4~5月期间观测的背景噪声数据, 采用互相关方法提取了瑞利面波的格林函数, 用多重滤波方法获得了瑞利面波的群速度频散曲线.利用走时层析成像方法获得了0.5~10.0 s周期的纯路径频散曲线, 进而反演获得了沿巴东-茅坪-土门方向的横波速度结构剖面, 揭示了三峡地区上地壳的速度变化情况.研究表明: (1)研究区地下速度结构与地质构造关系密切, 速度剖面上很好地反映了一个以黄陵背斜核部为中心的背斜构造; (2)九畹溪及其周边区域下方较快的速度变化可能与对应的区域断裂构造、地震活动性密切相关; (3)三斗坪地区上地壳表现为高速, 表明三峡坝区处于构造稳定区域.
    地震台站地电场异常特性: 以中国航空工业总公司625研究所为例
    杜秋姣, 李阶法, 李献瑞, 曾佐勋
    2014, 39(12): 1851-1856. doi: 10.3799/dqkx.2014.168
    摘要:
    通过分析中国航空工业总公司625研究所地电场监测站30多年监测的原始资料, 提取了其中8组数据, 包括4组地电场中的长期异常信号和4组对应震级Ms6.0以上的地震震前短临异常信号.发现这些异常信号有以下特征: 地电场中的长期监测图中包括了许多不同大小、距离远近地震的孕震信息, 其中近区大震会主控一条或多条曲线的走势, 远大、近小的地震会造成曲线时上时下的振荡; 从4组地电场短临信号监测图中发现震前地电场异常总体表现为下降(上升)—折返—回跳—发震的模式, 说明地电场异常变化形态具有相似性和重复性, 证明地电场观测确实能监测到震前异常.发现适合该监测站预测发震时间的新方法: 根据折返天数与回跳天数大致相等, 即回跳日期加上折返天数为发震日期, 证明地电场短临预测方法具有一定的实用性.
    太阳活动周与全球大震
    林云芳, 林泊宁, 陈维升, 白志强, 郑吉盎, 曾小苹
    2014, 39(12): 1857-1863. doi: 10.3799/dqkx.2014.169
    摘要:
    为研究太阳活动与全球大震的关系, 引入一个无量纲的"地震能量函数√G", 并分析研究了1681—2011故年间全球M≥7.0大震的能量释放的时间序列.由此发现全球大震在太阳活动周4个阶段的分布和活动度, 随震级的强度而异.提出地壳对太阳风暴加卸载响应模式, 用于解释此现象: 通过考察最近331 a, 得出全球共发生了10个M≥9.0超级巨震的时空分布特征, 特别是太阳活动峰年期间没有发生过超级巨震.该研究结果可为判断全球大震提供参考.
    日本大震与中国及邻区中强地震的遥相关
    曾小苹, 林泊宁, 陈维升, 白志强, 郑吉盎, 林云芳
    2014, 39(12): 1864-1872. doi: 10.3799/dqkx.2014.170
    摘要:
    将日本从北至南划分为5个区, 分析1900—2011年3月共110 a期间发生的67个Ms=6.9~9.0大震事件, 与其后4 a在中国及邻区发生的Ms≥6.0(极个别为Ms=5.5~5.8)共569个中强地震的对应比较.得出结论: (1)日本大震和中国及邻区中强震二者有很好的遥相关关系; (2)分析了日本各区与中国及邻区地震相对应的特点; (3)中国地区地震的滞后时间多为0.5~2.0 a, 最长4 a; (4)用"遥相关法"预测2011—2013年期间, 中国及邻区的中强地震危险区.年度预测与实际发生地震检验结果显示: 预测的34个次地震危险区中, "报对"28个次, 约占总预测个次的82%, "虚报"6个次, 约占18%, 显示"遥相关法"对年度地震预测有一定效果; (5)提出"蜘蛛网"逆反应模型解释中国及邻区对日本大震的响应现象.
    强震前地磁秒数据异常及其短临预测意义
    孙旭龙
    2014, 39(12): 1873-1879. doi: 10.3799/dqkx.2014.171
    摘要:
    通过分析6个强震震中附近地磁Z分量秒数据的处理结果显示: 一些强震在震前反复出现较强的地磁异常现象.此现象在震前百余天至四十余天和临震前出现; 地磁场的特大异常持续天数随震级的增大而增大, 其异常天数与总体天数的比值随着震级的增大而增大.该特性对于短临地震预报预警及防震减灾具有一定意义.
    云南地区水温异常与地震关系
    张彬, 方震, 刘耀炜, 杨选辉, 赵刚, 荆燕
    2014, 39(12): 1880-1886. doi: 10.3799/dqkx.2014.172
    摘要:
    云南地区地震频发, 水温观测点分布也最集中, 为研究水温异常与地震的关系提供了便利条件.通过收集已经公开发表关于该区域"十五"之前的水温异常与地震的对应关系的文章, 较系统地研究了水温异常持续时间、异常空间位置与地震之间的关系.结果表明: 水温异常主要是地震短临异常, 强震前也存在水温中期趋势异常; 一般情况下, 地震震级越大, 异常范围越广, 发震地点通常出现在水温异常集中的区域.
    大震与重力异常突变带、活动断裂带关系及其流变模型
    周志鹏, 杜秋姣, 梁青, 王杰, 曾佐勋, 王雄
    2014, 39(12): 1887-1895. doi: 10.3799/dqkx.2014.173
    摘要:
    为了研究大震(Ms≥7)和巨震(Ms≥8)与重力异常和活动断裂的关系.利用EIGEN-6C重力模型计算了相关地区的自由空气重力异常, 查阅了相关地区的布格重力异常和活动断裂构造.分析了重力异常突变带和活动断裂带与这些地震的空间分布.发现大震和巨震常在重力异常突变带和活动断裂带交汇处发生.结合前人对地球深部构造特征的研究, 提出了一种流变模型来解释大地震发生于重力异常突变带和活动断裂带交汇处的原因: 地壳深部流变层(体)流动受阻碍而引起重力异常和能量积累与释放.
    随钻中子孔隙度测井响应特性数值模拟
    袁超, 李潮流, 周灿灿, 张锋
    2014, 39(12): 1896-1902. doi: 10.3799/dqkx.2014.174
    摘要:
    随钻中子孔隙度测井在随钻地层评价中发挥重要作用, 对其响应特性研究具有重要意义.利用蒙特卡罗方法建立随钻条件下地层模型, 模拟研究随钻中子孔隙度测井响应特性.模拟结果表明: 随钻和电缆测井相同条件下中子孔隙度响应变化趋势相同, 随钻中子孔隙度曲线反映孔隙度灵敏程度高于电缆测井, 但其测井响应受钻铤影响较大; 探测深度与地层孔隙度有关, 文中条件下探测深度和纵向分辨率分别为28 cm和19 cm; 在水平井和大斜度井中, 测量方位对中子孔隙度曲线影响较大; 相对倾角α越小, 中子孔隙度曲线过渡区域中点越接近地层界面; α小于60°时, 中子孔隙度曲线受围岩影响可忽略.
    汶川Ms8.0地震强震动基线改正及其在位错反演中的初步应用
    邵志刚, 周朝晖, 徐晶, 张永久
    2014, 39(12): 1903-1914. doi: 10.3799/dqkx.2014.175
    摘要:
    通过研究近场强震动记录, 发现汶川Ms8.0地震近场峰值加速度在空间上存在较明显的上盘效应和方向性效应, 与汶川引起的地质灾害空间分布具有较好的一致性.但在所有强震仪所记录的汶川Ms8.0地震同震加速度记录积分所得地壳同震速度中, 有的台站数据存在典型的线性偏移, 有的台站数据除线性偏移外还存在明显的非线性偏移.采用非线性基线改正方法处理汶川Ms8.0强震同震记录, 改正后所得同震位移明显要比线性基线改正更合乎实际情况.以强震动、GPS和InSAR同震位移处理结果做约束, 反演了汶川Ms8.0地震同震位错分布, 对于汶川Ms8.0地震主要同震破裂断裂(北川-映秀断裂), 强震动反演结果不仅较好地刻画了汶川Ms8.0地震同震主断裂上地表破裂空间分布详细变化特征, 同时也较好地反映北端破裂衰减情况, 该结果表明: 强震动资料可以为强震后的救援和灾害评估等工作提供具有参考价值的研究结果; 另一方面, 受数据数量的制约, 用强震动改正后位移反演所得位错分布中仅汉旺断裂南段存在较为明显位错, 强震仪布设时应更多地考虑是否相对均匀地分布在具有发震潜势的断裂周缘, 以期更好地在震后应急救灾中发挥更好的作用.
    中国大陆科学钻探主孔正片麻岩磁性及深部流体活动
    曾庆理, 刘庆生, 郑建平, 刘志峰, 王红才
    2014, 39(12): 1915-1926. doi: 10.3799/dqkx.2014.176
    摘要:
    通过对中国大陆科学钻探工程主孔花岗质片麻岩进行详细的岩石磁学研究及岩石矿物学分析表明: 花岗质片麻岩磁化率(0.570×10-7~120.450×10-7m3·kg-1, 平均29.996×10-7m3·kg-1)在主孔所有岩石中仅次于蛇纹石化石榴石橄榄岩, 而其天然剩余磁化强度(0.002×10-3~2.109×10-3Am2·kg-1, 平均0.210×10-3Am2·kg-1)则是所有岩性中最低的.磁化率随温度变化曲线、交变退磁曲线及磁滞回线特征表明, 花岗质片麻岩中磁性矿物组合主要成分为磁铁矿, 小部分样品中含有赤铁矿, 其中磁铁矿以多畴为主, 伪单畴磁铁矿仅在少量样品中出现.和同为完全退变质岩的角闪岩(完全退变质榴辉岩)相比, 花岗质片麻岩具有相似的磁性矿物组合, 但其磁铁矿的颗粒明显较大.多畴磁铁矿的形成, 可能和超高压变质岩折返过程中, 花岗质片麻岩较强的流体活动相关.部分分布于花岗质片麻岩主体岩性段外的样品, 具有较高的天然剩余磁化强度, 则可能反映了花岗质片麻岩及周围榴辉岩之间的流体交换.
    2010.0年代蒙古地区地磁场曲面样条
    陈斌, 袁洁浩, 王雷, 徐如刚, 倪喆, 顾左文, 冯丽丽
    2014, 39(12): 1927-1932. doi: 10.3799/dqkx.2014.177
    摘要:
    蒙古为我国的北方重要邻国, 其境内的西蒙古构造块体为我国主要地震带——南北地震带的主要北端构造.应用曲面样条(SP)方法, 对蒙古地区119个野外地磁测点的观测数据进行了计算, 获得2010.0年代蒙古地区地磁场空间分布, 并与EMM2010.0模型给出蒙古地区地磁场空间分布进行比较.结果表明: 曲面样条方法建立的蒙古地区地磁场模型与EMM给出的地磁场描述的蒙古地区各地磁要素的空间分布基本类似, 但在局部地区存在一定差异, 该差异在局部地区能达到±30'(I), ±60'(D), ±500 nT(H、F、X、Y、Z).