玛尼地震的InSAR形变研究与模拟

采用欧洲空间局ERS-2的星载干涉雷达数据,选取1997年11月8日M_W7.6级玛尼地震作为研究对象,采用了差分干涉方法,在通过对覆盖同一地区的SAR数据进行差分干涉处理,得到了玛尼地震的视线向同震形变场。经研究发现:该地震形变场呈长轴近北东东向不规则椭圆形分布,地表破裂带长度约为130 km,发震断层走向约为78°,断裂为左行走滑特征。断层以南为隆起区,在发震断层附近最大视线向隆起位移量为113.6 cm,断层以北为沉降区,最大视线向沉降位移量为170.4 cm。基于Okada模型实现了具有复杂结构的4段断层段参数的InSAR形变场数据模拟,获得断层的最大走滑为6 m,估计出玛尼地震的标量地震矩M_0为2.69×10~(20)N_m,计算得到的矩震级M_W为7.6。证明了研究方法的正确性和研究结论的可靠性。     

高光谱气体背景场特征及震情跟踪应用前景

基于2004—2017年华北地区高光谱数据,计算CH_4、CO、O3总量背景场,发现不同气体在时间尺度上受温度、湿度、高空辐射等影响有较明显的周期性特征,在空间尺度上CH_4、CO总量平原高于山区,O3总体呈现随纬度升高而降低的特征;利用RST算法对华北地区5.0级以上地震进行震例总结发现,震前62.5%的地震震中附近出现气体高值异常,异常气体主要为CH_4、CO,而O3异常不明显。研究结果表明,RST算法对高光谱气体CH_4、CO进行异常提取可作为地震预报的辅助依据,服务于震情跟踪判定。     

2017年九寨沟MS 7.0地震震源深度测定

为了更好地确定2017年8月8日九寨沟M_(S )7.0地震震源深度其发震机理,利用四川、甘肃和青海区域地震台网的观测波形数据,采用多种方法研究了此次地震的震源深度。首先,采用gCAP方法反演了九寨沟M_(S )7.0地震的震源机制解和矩心深度,结果显示,节面Ⅰ走向243°/倾角87°/滑动角-158°,节面Ⅱ走向151°/倾角68°/滑动角-3°,矩震级为M_(W )6.5,矩心深度为8 km;然后,采用ISOLA近震全波形方法反演了此次地震的震源机制解,反演结果与gCAP方法结果相差不大,矩心深度为7 km;最后,通过sPn震相与Pn震相之间的走时差测定此次地震初始破裂震源深度,结果显示深度约为12 km。研究表明,九寨沟M_(S )7.0地震的矩心深度为7—8 km,初始破裂深度约为12 km。     

以颗粒物理原理认识汶川MW7.9地震 发生前临震预滑和震颤现象

发生在孕震区周边地块上的临震预滑和震颤现象,对破坏性地震预测有一定前兆意义,是值得地震学界关注的问题。选取2008年5月12日汶川M_W 7.9地震发生前,临夏和湟源地震台分量应变仪记录与临夏、恩施和西安地震台数字地震仪记录以及临夏和周至地震台深井水位仪记录,分析发现,在临震前数天至数小时,上述各地震台不同学科观测仪器均记录到一些"跃变"和"震颤"震相。文中试图以颗粒物理原理,来认识不同距离、不同台站、不同学科的观测仪器在临震前相近时间段内记录的低频和高频震相,可能是不同地块在临震前发生预滑错动后激发的预滑震相Xp和地下气体在裂隙内流动激发的震颤震相Tp。观测结果表明:2008年5月8日03时至主震发生,各地震台所处地块在相近时段内逐次发生次数不等的预滑错动,其中1—2次较大错动可在噪声背景中被识别;各地震台预滑错动方向指向或背向主震震中。据此认为:汶川M_W7.9地震前,上述各地震台所处地块在不同大小、不同方向的力链驱动下,发生指向或背向主震震中的临震预滑现象。     

山西定襄七岩泉新旧测氡仪水氡测值稳定性及映震分析

2014年山西定襄七岩泉新增BHC-336智能定标器,对新、旧2套测氡仪的水氡测值,就稳定性、数据一致性、内在质量等进行对比分析,结果显示,因存在系统误差,2台测氡仪水氡测值稳定性均值存在差异,测量精度和性能具有一致性;与新测氡仪相比,旧测氡仪水氡测值相对偏差和均值标准误差更小,精度更高,数据相关程度较高,数据稳定性更好。定襄水氡对华北5级以上地震具有较好的映震能力,新测氡仪对2016年4月7日原平4.6级地震映震效能比旧测氡仪灵敏。     

利用sPL震相测定福建仙游M 4.6地震震源深度

选用福建数字地震台网宽频带记录,利用sPL震相测定仙游2013年9月4日M 4.6地震震源深度.基于此次地震的震源机制解,结合本地区的速度模型,利用频率-波数法(F-K方法),先计算出相应震中距上不同深度的格林函数,再进一步得到sPL震相在不同深度上的理论波形;之后根据sPL震相的特点,选用震中距30～50 km范围的宽频带台站记录,经过去仪器响应、滤波、旋转至传播路径后,将其和理论波形进行比对,找出波形最为相似的对应深度.测定结果显示,此次地震深度为12 km左右.     

海南地区Pb震相的识别及康拉德面的确定

选取海南省地震台网2009年1月1日至2016年8月25日记录到的281次M_L≥2.0地震，利用PTD方法重新定位其震源深度，采用折合走时分析海南Pb震相，并对Pb震相的速度拟合进行佐证，进而确定海南岛Pb震相的存在。结果显示，从其中的52次地震事件中可识别出57个Pb震相，其相速度为6.68 km/s，在此基础上以地震波走时方程反演得到的海南地区康拉德面的平均深度为21 km。      

深度神经网络拾取地震P和S波到时

从地震波形数据中快速准确地提取各个震相的到时是地震学中的基础问题.本文针对上述问题提出了利用深度神经网络拾取到时的新方法，建立了用于地震到时提取的17层Inception深度网络模型，在对原始三分量数据进行高通滤波和归一化处理后输入网络直接输出到时信息.整个过程基于神经网络自适应提取波形特征，自动输出结果.通过对100组加了不同强度的噪声数据进行了可靠性检验，相比于其他方法神经网络方法对于噪声具有较高的容忍度以及稳定性，并且与地震目录数据有较高的相似性.相比于AR-AIC+STA/LTA，深度神经网络虽然运算速度稍慢，但整个过程不需设定时窗与阈值，同时具有更高的可用性，并且可以迭代升级以提高精度.此方法作为人工智能方法，为波形到时拾取提供了新思路.     

利用近场高频GPS、 强地面运动和远场地震波形数据联合反演2008年汶川MS8.0地震的震源时空破裂过程

联合近场GPS测站1-Hz运动学位移、 强震仪加速度波形和全球台站P震相波形作为约束, 以时空滑动分布约束条件和ABIC模型参数选择方法, 结合先验的滑动方向变化范围, 反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程, 给出了能够综合反映震源破裂过程的统一模型。 结果表明, 汶川地震总体上存在4个主要的破裂区, 最主要的一个破裂区位于震源东北40~120 km, 断层面上的最大位错量约为10 m, 主体滑动分布在2~20 km深度范围, 破裂达到地表; 第二个主体破裂区位于断层破裂带南段, 最大滑动量达到6 m; 另外2个主体滑动区位于断层破裂带北段, 但滑动破裂量小于断层南段破裂区的滑动量, 滑动破裂值最大值为4 m, 超过1 m的区域在走向上超过70 km。 反演得到的断层滑动模型的地震矩为9.5×10²¹ Nm, 相应的矩震级为M_W7.95。 汶川地震破裂表现为单侧破裂, 起始破裂在汶川下方16 km深度, 向东北方向一致性地传播, 过程持续~120 s。 在地震发生后0~10 s内, 破裂集中在震源起始破裂区, 滑动破裂值为~1.0 m, 之后破裂向东北方向扩展, 震后20~40 s是主要的破裂时段。 在40~60 s, 破裂跨越断层南段和北段。 在80~90 s破裂最大值开始下降, 在100~110 s时, 下降为~0.5 m, 在110~120 s时, 下降为~0.1 m。 加入近场GPS测站1-Hz 波形数据与近场强震仪波形和远场长周期体波联合反演, 提高了震源破裂模型的空间分辨率, 特别是浅部滑动破裂区的分辨率, 反演的最大滑动破裂值比不用1-Hz 波形数据反演的结果增大, 表明近场1-Hz GPS波形数据对于揭示汶川地震的时空破裂过程具有重要的作用。     

青藏高原东北缘重力场深部结构及其动力学特征

本文采用欧拉反褶积、场源参数成像(SPI)、场源边界提取(SED)、莫霍面反演、地壳三维可视化等多源方法,对青藏高原东北缘地区的布格重力场进行反演与分析,深入研究该地区的深部结构与变形特征,探讨区域深部孕震环境及动力学机制.研究表明,青藏高原东北缘的布格重力场整体呈负异常值,具有明显的分区性,表现出鄂尔多斯盆地异常值相对偏高、阿拉善块体次之、青藏高原块体极低的特点,其中海源断裂系形成了一条宽缓的弧形重力梯度条带,梯度值达1.2 mGal·km^-1.欧拉结果显示,鄂尔多斯盆地相比于青藏高原块体而言,场源点具有较强的均一性,场源强度值高(密度值高)且深度稳定在25~32 km范围内,而高原块体的中下地壳尺度广泛分布着低密度异常体.SPI图可知,海源弧形断裂系位于“浅源异常”弧形区,反映其地壳较为活跃,易发生中强地震.SED图揭示青藏高原地壳向东北扩展,经过几大断裂系的调节后运动矢量向东或东南转化,SED与GPS、SKS运动特征大致相同,说明地表-地壳-地幔的运动特征有着较强的一致性.青藏高原东北缘地区壳幔变形是连贯的,加之莫霍面由北向南、由东向西是逐渐加深的,因此属于垂向连贯变形机制,不符合下地壳管道流动力学模式.区域形成了似三联点构造格局,其中海源弧形断裂系的深部地壳结构复杂,高低密度异常体复杂交汇,是青藏高原、阿拉善、鄂尔多斯三大块体相互作用的重要枢纽,其运动学特征总体为中段走滑尾端逆冲,而断裂系正处于大型的弧形莫霍面斜坡带之上,具备强震的深部孕震环境,因此大尺度的运动调节与深部孕震条件共同促使了该地区中强震的多发.