滇西地区强震前兆源过程的力学模型与数值摸拟

云南西部地区的强震和大地震主要发生在一些板内大型走滑断裂带上，有一个１０～２０ｋｍ的深度优势层位；地震的破裂基本上是以走滑型破裂为特征．联系云南岩石层结构与动力学背景，我们认为，本区的地震可能有这样一种成核过程：由于岩石层结构的层次性、非均匀性，在整个岩石层板块构造运动背景场中，可能会在岩石层的中深部形成局部剪应变集中区或滑动区，尔后这个剪应变集中区或滑动区沿着断层带边界向地表滑移扩展．当滑动由深部向浅部扩展时，滑动峰将遇到断层面上的最大抗剪强度区而被阻碍闭锁，形成一个地震活动空区．随着构造荷载的逐渐增加，滑动最终要向前扩展导致整个闭锁区的失稳破裂，产生大地震．给出了描述这个地震过程的一个简单的近似积分方程；数值结果表明，该模型具有一个向不稳定非线性加速发展的阶段，这个阶段对地震前兆的形成可能有重要意义     

唐山地震前后地壳形变场的时空分布、演化特征与机理研究.

根据精密水准重复测量和跨断层形变观测资料，应用地壳形变图象动力学方法，研究了唐山地震震源区及其周围地区震前22年至震后9年间地壳形变场的时空演化过程．地壳不稳定区先出现在外围，由外向内扩展包围震源区，震源区出现不稳定但不失稳；经过短暂稳定，又出现由外向内的第2次不稳定过程，导致震源失稳．失稳前出现的形变空区与地震空区及断层闭锁区其空间分布重叠，出现时间略有先后；震源区断层出现临界预滑动后地震发生．地壳形变场演化过程与应力场数值模拟等研究结果能相互印证，支持以坚固体为核的孕震系统演化模式．      

唐山地震发震断层运动学特征与大震重复周期

根据断层深部不均匀滑动反演方法，利用6期大地形变资料，反演计算了唐山地震断层在震前、震时、震后共5个不同时间段的运动状况．其结果体现了地震断层由震前加速运动、震时突发错动到震后松弛、调整，趋于稳定的运动过程．进而利用地震断层的滑动与应变能的关系，估算了唐山地震的复发周期．      

2001年1月2 6日印度古杰拉特(Gujarat)Ｍem>Ssub>7.8地震时空破裂过程

从全球数字地震台网的长周期记录中，选择了震中距小于90的27个台站的54个P波震相和44个S波震相资料．首先，用波形反演方法确定了2001年1月26日印度古杰拉特(Gujarat)ＭS7.8地震的地震矩张量、震源机制、震源时间函数和时空破裂过程等震源参数．通过矩张量反演，并根据Kutch Mainland断层的走向、地震烈度的空间分布、余震震源的空间分布和震害的空间分布，确认2001年1月26日印度古杰拉特ＭS7.8地震的发震断层的走向为92、倾角为58、滑动角为62，即一走向近东-西向、断层面向南倾斜、以逆冲为主的左旋-逆断层．这次地震所释放的地震矩为3.51020 Nm，矩震级ＭW＝7.6．然后，借助合成地震图，采用频率域求谱商的方法，得到了依赖于台站方位的27个P波震源时间函数、22个S波震源时间函数以及平均的P波震源时间函数和S波震源时间函数．对震源时间函数的分析表明，这次地震是一次连续的破裂事件，开始比较急遽，但结束比较迟缓，总持续时间约19 s．最后，以所提取的P波和S波震源时间函数为资料，采用时间域的反演技术得到了断层面上滑动的时空分布．滑动量在断层面上的静态分布表明，断层面上的最大滑动量约为7 m．断层面上的最大应力降约为30 MPa，平均应力降约为7 MPa．滑动量大于0.5 m的区域在走向方向长85 km，在断层面倾斜方向宽约60 km(相应地，在深度方向约51 km)．破裂向东扩展约50 km，向西扩展约35 km．滑动量大于0.5 m的区域的主要部分呈椭圆形，其长轴取向与断层滑动方向一致．表明此区域破裂扩展的方向即是断层错动的方向．这种现象对于走滑断层情形是多见的，但对逆冲断层情形却少见．断层面上初始破裂点以东、以上部分面积大于初始破裂点以西、以下部分的面积，这是破裂非对称性的表现，表明破裂具有自西向东、自下向上单侧破裂的特征．从滑动率随时空变化的快照可以看出，滑动率在第4 s达到最大值，此时滑动率约为0.2 m/s，滑动基本上发生在破裂起始点及其周围．从第6 s开始，起始点的破裂基本结束，破裂开始向外围扩展．破裂向西的扩展速度明显小于向东的扩展速度．在第15 s，这种环形的扩展基本结束．自16 s以后，主要是一些零星的破裂点分布在破裂区的外围．从滑动量随时空变化的快照看，破裂自起始点开始后，逐渐向四周扩展．主要的破裂(滑动量大于5 m的区域)在6～10 s，具有明显的自西向东、向上的单侧破裂特征．在第11～13 s，破裂的西端向西、向下有所扩展．整个破裂过程持续约19 s．在整个破裂过程中的平均破裂速度约为3.3 km/s．      

具有分形结构强度分布的二维地震断层模拟

提出一种二维地震断层破裂模式，这是在一维弹簧-滑块模式的基础上建立的．利用这种断层的二维向量模型，研究了地震断层的动力学平面-应变的破裂问题．形象、直观地模拟了具有均匀或不均匀破裂强度分布的二维地震断层的破裂成核、扩展、传播直至停止的动力学全过程．阐明了在均匀预应力条件下，断层将获得足够的动量以克服破裂传播路径上的高强度障碍体．破裂锋面亦可绕过孤立的障碍体继续向前传播．整个模拟过程表明:断层破裂过程的停止条件对模拟地震破裂的全过程起着重要作用；我们还研究了断层面上破裂强度分布不均匀条件下断层的动态破裂过程，模拟了具有分形结构强度分布的二维地震断层产生的地震序列．它具有类似自然界地震现象的某些特征．这些特征主要取决于断层面上破裂强度的分布及初始应力降的大小．建立在实验和观测基础上的断层破裂过程模拟研究，为解释地震活动性统计规律的某些特征提供了物理基础.      

用长周期地震体波波形资料反演1990年青海共和地震的震源过程.

以广义反射、透射系数矩阵方法计算Green函数，用中国数字地震台网记录的1990年4月26日青海共和MS=6.9地震及5月7日发生的一次MS=5.0余震的长周期体波资料进行了矩张量反演.反演结果表明，MS=5.0余震是一次比较简单的事件,而主震的破裂过程则较为复杂,它至少是由时间相隔约35 s的两次事件构成．两次事件的震源机制与余震的一致，都是以逆冲为主的左旋-逆断层滑动，表明共和地震是共和盆地南部边缘的一条NWW向隐伏断层在接近水平的NE向压应力作用下自NW朝SE方向由较浅部往深部的进一步扩展.      

2008年汶川大地震的时空破裂过程

利用全球地震台网（GSN）记录的长周期数字地震资料反演了2008年5月12日四川汶川Ms8．0地震的震源机制和动态破裂过程,并在反演所得结果的基础上定量分析了汶川大地震同震位移场的特征,探讨了汶川大地震近断层地震灾害的致灾机理．反演中采用了单一机制的有限断层模型,使用了从全球范围内挑选的、方位覆盖较均匀的21个长周期地震台垂直向记录的P波波形资料．通过反演得出：汶川大地震的发震断层走向为225°、倾角为39°、滑动角为120°,是一次以逆冲为主、兼具小量右旋走滑分量的断层;这次地震所释放的标量地震矩为9．4×10^20～2．0×10^21 Nm,相当于矩震级Mw7．9～8．1．汶川大地震是在破裂长度超过300km的发震断层上发生的、破裂持续时间长达90s的一次复杂的震源破裂过程．整个断层面上的平均滑动量约2．4m,但断层面上滑动量（位错）的分布很不均匀．有4个滑动量集中且破裂贯穿到地表的区域,其中最大的两个,一个在汶川-映秀一带下方,最大滑动量（也是本次地震的最大滑动量）所在处在震源（初始破裂点）附近,达7．3m;另一个位于北川一带下方,一直延伸到平武境内下方,其最大滑动量所在处在北川地面上,达5．6m．其余2个滑动量集中的区域规模较小,一个在康定以北下方,最大滑动量达1．8m;另一个位于青川东北下方,最大滑动量达0．7m．汶川地震整个断层面上的平均应力降约18MPa,最大应力降约53MPa．由反演得到的断层面上滑动量分布计算得出的汶川大地震震中区地表同震位移场表明,汶川大地震地表同震位移场的分布特征与该地震烈度分布的特征非常一致,表明了汶川大地震的大面积、大幅度、贯穿到地表的、以逆冲为主的断层错动是致使近断层地带严重地震灾害在震源方面的主要原因．     

1995年1月17日日本阪神7.2级地震的构造条件研究

从地质构造背景、余震活动 、地震地表破裂及其位移分布特征和强地面运动等方面，分析了1995年1月17日日本阪神7.2级地震发震构造的几何学和动力学特点，认为野岛断裂和六甲山断裂走向相同，但倾向相反，上升盘与下降盘呈对角对称分布，属于逆走滑断裂．它们构成一条枢纽性走滑断裂，阪神地震就发生在该断裂的枢纽轴部，走滑断裂的枢纽运动导致了此次强震的孕育和发生．走滑断裂的枢纽运动常常伴随着大地震的发生，其动力学原因可以通过矩形截面梁扭转的应力分析来模拟．在一定的震中距范围内，地震地表破裂的位错量、余震密集程度以及峰值加速度随震中距的变化规律，有如在扭转的矩形截面梁内部从中心向周围的剪切应力大小的改变． 最后，从特定的地质构造环境和构造力学条件，分析了神户市地震破坏最严重地区的分布特点．本文的研究结果不仅在识别中长期地震危险区，而且在合理地建立地震灾害预测模型等方面都有一定的应用价值.      

2016年日本熊本地震破裂时空过程联合反演

为了深入认识2016年4月15日日本熊本地震破裂的复杂性,利用远场体波资料和同震InSAR资料联合反演了此次地震的震源破裂时空过程. 联合反演结果表明:熊本地震的震源破裂持续时间约为25 s,整个破裂过程释放的总标量矩为6.03×1019 N·m,对应于矩震级M_W7.1;同震滑动主要集中分布于浅部,破裂以右旋走滑为主,但在沿倾向0—5 km范围内,破裂呈较强的正断特征;此次地震破裂的最大同震滑动量约为4.9 m,且最大同震位错区位于背离断层走向上、距离起始破裂点约5—10 km的区域;破裂前期（0—7 s）,在倾向上向浅表发生破裂,在走向上向东北和西南两侧扩展;大约7 s后,破裂背离断层走向主要向东北方向扩展. 根据有限断层联合反演结果推测,此次熊本地震破裂可能出露至地表.      

1996年2月3日云南丽江地震震源过程的体波反演

利用IRIS的远震资料,经体波反演得到1996年2月3日云南丽江地震震源过程．震源由两个走向不同的正断层型剪切双力偶组成．这两个子事件在空间上相距15 km,破裂起始时间差为7 s．总地震矩为3.811018 Nm (MW=6.3)．由余震资料估计得到的破裂总面积S约为 720 km2,平均位错为0.18 m．综合考虑反演结果和震源周围的构造环境,第1次破裂可能是沿NNW向的中甸——永胜断裂带上1966年中甸6.4级地震破裂方向上的扩展;之后,第2次破裂开始沿似乎更易破裂的NE向雪山东麓断裂进行．      

断层横向构造在逆冲型地震破裂中的作用——以汶川地震小鱼洞断层为例

大地震破裂大多由横向构造(如阶区、弯曲和分叉)所分割的多个段落组成.2008年5·12汶川地震破裂沿北东走向上穿过了多个横向构造部位,特别在震中北东45 km的位置,小鱼洞断层、北川断层和彭灌断层三者之间呈现复杂的断裂切割相交关系.复杂断层几何结构对破裂的扩展是有抑制还是促进的作用？在相交的断裂段之间是否存在最优的破裂顺序？本文以库仑应力分析为手段,探讨在汶川同震破裂初始30 s内,破裂在多分支断裂中选择扩展路径时的可能应力相互作用.库仑应力分析显示:如果北川断层先发生破裂,其滑动对小鱼洞断层和彭灌断层均产生强烈负应力的抑制作用,而彭灌断层的滑动却反而对小鱼洞断层和北川断层浅部有强烈正应力的促进作用.因此,从准静态应力分析角度,彭灌断层先于北川断层发生破裂的可能性较大,这一破裂顺序与小鱼洞断层参与同震破裂过程的事实相符.此外,小鱼洞断层在链接北川和彭灌断层的同震位移中可能起到桥梁作用,但非静态应力的影响.横向构造在逆冲型地震破裂扩展过程中起到的牵引作用使得逆冲型地震破裂能够比走滑型地震跨越更宽的阶区.横向构造是逆冲断裂带内广泛发育的构成单元,因此在地震危险性分析的最大潜在震级测算中应该考虑其作用.     

苏门答腊地震的速度和大小：现在我们对去年巨大地震的特征有了更清晰的认识

我们的地震学分析结果表明，2004年12月26日的苏门答腊一安达曼毁灭性地震比最初报告结果大2．5倍，其震级仅次于1960年智利地震。该地震沿1200km长的断层滑动缓慢释放其能量，产生的长破裂引发了随后的海啸。既然整个破裂区已经滑动，由印度板块向缅甸小板块下俯冲所积累的应变也被释放，因此在该部分板块边界上暂时没有产生类似海啸的危险，虽然南段大地震的威胁依然存在。     

浅部软弱层对走滑破裂引起的地面运动影响的物理模型

报告了利用泡沫橡胶模拟浅部软弱层对走滑破裂引起的强地面运动影响的结果。走滑地震引起强地面运动的计算机模拟,有时与对断层浅部滑动特性的某些任意假设有关（如：断层面上部２ｋｍ处的滑动固定为０）。断层滑动反演研究表明,走滑断层浅部的高频辐射通常低于断层深部。在多数情况下,（１）断层区上部几公里的断层可能较弱,不能维持地震高动能释放期间所需求的高水平的剪应力;（２）断层滑动可能具有不同的本构关系,例如,滑     

地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究(二) ——强震孕育时应力、应变场的演化与地震活动、地震前兆的关系x,auto,auto,415px);}style> hf=httprztl.com >business

分别研究构造块体内有多个震源体和单个震源体孕育时，应力集中过程、时空分布规律及其与地震活动、地震前兆的关系．结果表明:① 当区域应力场增强到相当水平时，破裂开始在某个或某些块体内发生，区域应力场将随着时间而变化，强震的成组性是这个动态应力场演变的结果．在此过程中，多个高应力集中区的存在与发展，有可能导致震前异常与地震关系的多样性；② 孕震块体的应力变化过程一般显示出非线性，在经历了长期弹性变形后，从进入非弹性变形阶段到主破裂前，可能经历不止一次的非弹性变形与断层软化过程；与此相应，孕震块体中的应力、应变场要表现出复杂的时空演化图象；受应力、应变控制的地震前兆场必然表现出多方面的复杂性.      

微震分析水压致裂的破裂过程

水压致裂技术广泛用于增加石油和天然气产量和开发地热资源．用水压致裂法在地下深部形成破裂带系以储存固液态废物是工业技术与环境保护科学相结合的最新进展．了解水压破裂的力学特性和破裂带的几何形状对于资源开发和贮存废物都十分重要．水压破裂常伴有大量极微震发生．分析伴生微震的时空强分布可得出水压破裂带的几何参数及破裂过程的运动学和动力学参数．利用波形相关分析和时空搜索定位法，我们高精度地确定了157个水压破裂伴生微震的震源位置．微震的空间分布图清晰地刻画出水压破裂带的空间尺度和取向．由微震的时空分布的变化推断出破裂带的扩展方向和速率．应用经验格林函数法分析孪生地震对得到较大微震的震源时间函数和震源参数，如地震矩、破裂半径和应力降．震源时间函数的方向性变化表明破裂向西北方向传播，与破裂带扩展方向一致．微震应力降的较大变化反映出水压破裂带上力学性质的显著不均匀性．      

国外研究动态

俯冲带大地震的非特征行为与重复发生的复杂性特征地震概念最早是由Ｆｅｄｏｔｏｖ（１９６５）在研究西北太平洋俯冲带地震时提出的，以后美国学者在研究ＳａｎＡｎｄｒｅａｓ断层和Ｗａｓａｔｃｈ断层的古地震时对这个概念做了发展并建立了模型。最近，ＳｕｓａｎＹ．Ｓｃｈｗａｒｔｚ对太平洋的一些俯冲带大地震重新做了分析。好采用的方法是用震源时间函数反演确定大地震的滑动分布，该函数是由长周期面波和宽频带体波的经验格林函数分析导出得到的。对序列地震破裂空间分布的比较表明，重复断层滑动的格局有很大差别。１９９４年本州北地震和１９９５年所罗门群岛地震主要是填补了以前地震留下的滑动空区，而不是破裂粗糙部位（ａｓｐｅｒｉｔｉｅｓ）。１９９５年千岛地震和１９９６年阿留申地震则是使以前地震留下的粗糙段破裂，但滑动量不同。本文研究认为，环太平洋板块边界地震的重复发生比粗糙体模型的预测复杂得多。所研究的４个板块边界段的重复断层滑动与特征地震模型不相符合，说明地震破裂不仅仅是由固有的几何与物质不均匀性控制的，其它动力学因素也很重要。（据Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ，Ｖｏｌ．１０４，Ｎｏ．Ｂ１０，ｐｐ．２３，１１１～２３，１２５，Ｏｃｔｏｂｅｒ１０，１     

1976年盐源—宁蒗地震序列的破裂特征

使用地震活动图象和震源机制资料的构造分析方法，研究盐源－宁蒗地震序列的破裂特征。结果认为：６．７级地震破裂面是北北东向左旋走滑断层，５．６级６．４级地震破裂面是两条北西西向右旋走滑断层，构成以北北东向断为主干的共轭破裂组合，该序列受弥渡－木里地壳深部活动断裂带控制。     

地震不稳定破裂扩展与前兆过程

本讨论了地震的深部滑动破裂扩展过程模型和它的前兆意义。结果表明：该模型预示着一个失稳加速破裂扩展的阶段;这个阶段时间尺度（前兆时间）很大程度上依赖于地震孕育的介质环境和应力环境;由此产生的地表应力－应变场在空间上出现反向发展方向,可能是一种非常有意义的前兆特征。     

关于四川汶川8.0级地震的思考

汶川8.0级地震给我们国家和人民带来巨大的灾难,也向我们提出许多值得进一步思考与吸取的教训。严重的震灾告诉我们:城镇建设必须进行地震地质环境评价和检查,避免不利地形地貌条件,避开容易产生滑坡、砂土液化和泥石流等非稳定地区;应严格按国家规定的抗震设防标准进行设防,房屋建筑,包括农村民房建筑都应严格执行有关抗震技术规程;应加强活动构造研究,查明活动断裂分布和可能的发震构造;由于历史地震记载时间太短,大陆内部地震复发周期又长,在进行地震危险性评价时,一定要慎用历史地震重复原则,而要加强活动构造与古地震研究,以尽可能全面掌握大地震复发的历史;低滑动速率的活动构造也可能发生大地震,但其重复间隔更长,要特别注意其最后一次事件至今的离逝时间;汶川8.0级地震震源破裂是一个多点破裂过程,是深部断裂由滑脱带向前端断坡扩展的结果,地表表现为双断坡活动,在震源破裂扩展的过程中,破裂性质发生转换,西南段以逆断层为主,东北段转变为以走滑作用为主,逆断层型初始破裂发生于龙门山构造带中段,随后的走滑破裂已突破中段,并穿过龙门山构造带的东北段,成为一条新生破裂带。1997年玛尼、2001年昆仑山口西和2008年汶川7～8级地震系列是巴颜喀喇     

昆仑山口西8.1级地震前地震活动图像演化特征

8．1级地震发生前地震活动性图像显示出多种异常形态，地震背景空区、地震条带、小震活动平静等地震活动性异常配套出现。余震集中区远离主震震中，并在地表形成350km的破裂形变带。8．1级地震后东昆仑断裂带中段出现中等地震平静，应力场呈闭锁状态，有较强地震的孕育迹象。