地震的应变张量观测与应用前景

地震发生时的动态应变场,在研究地震触发、地震破裂、地面破坏、水文和岩浆变化等方面都具有重要应用意义.地震的应变张量观测和现有的惯性地震仪观测的物理量不同.前者可以直接记录到地震发生时震源辐射的应变(应力)波,而后者记录到的是位移、速度或加速度.地震频率的应变测量在地震学中的应用前景主要表现在:①测量震源机制解理论预言的辐射4象限分布;②测量库仑应力变化;③换算成动态应力以评估地震烈度;④测量地震波的能量密度;⑤测量地震断层形变加速和形变局部化过程.用惯性地震仪的记录虽然在理论上也可以解算出动态应变值,然而种种原因导致计算结果的误差很大,往往不可接受.应变张量地震仪若能与现有的惯性地震仪配套起来,形成大规模台阵,则有可能推动应变地震学的诞生,在地震观测和地震学科领域引起重大革新.     

矿山地震监测技术的进展及最新成果

回顾了矿山地震监测的简史,介绍了近期矿震监测技术改造情况．抚顺小孔径矿山地震台网的监测取得了比较完整的观测资料．矿震定位结果表明了矿震与开采进程的相关性．用岩石断裂力学和损伤理论的研究成果对于两类不同矿震的成因给出了最新解释．观测资料证实了矿震与瓦斯溢出的相关性．这些结果表明．在一定条件下．矿震可能成为瓦斯溢出的预警信号．由此证明,实现矿震与瓦斯浓度的联合监测是重要的,也是可行的．矿山地质灾害的综合地球物理监测对于地震成因的研究具有重要的中尺度实验意义,同时对于煤矿安全生产也将带来重要效益．     

用小波包识别地震和矿震

在能检测到天然地震和矿震的区域，这两类地震的快速识别无论对于区域台网和矿区台网都具有现实意义。这两类震动都是非稳态信号，用传统的Fourier变换不能提取出信号的特征信息，小波包分析方法却能很好提取出信号的特征信息。本文提供了一种基于非参数识别算法，即把信号变换到频域，然后再用奇异值分解作为统计工具，提取出信号的特征信息，作为识别天然地震和矿震的识别因子。以辽宁抚顺2001年1月1日到2003年6月30的18个矿震和16个天然地震，以及北京门头沟2001年1月1日到2002年12月31日的15个矿震和14个天然地震为样本，提取出识别因子。最后，用其它的天然地震和矿震资料检验了识别因子的识别率。     

地震前低频事件的实验研究

介绍了几种强震前超低频事件的观测证据,并通过实验,研究了产生和传播机理。初步结果表明,微破裂的集结和断层的破裂起始会出现超低频脉冲,并透射到空气中形成次声波。塑性体的冲击或超临界流体的膨胀比脆性破裂更容易激发（超）低频波,且不伴随明显高频辐射成分。这样可以较为合理地解释震前“平衡”背景下的（超）低频事件。对实验中破坏前的低频脉冲给出了断裂力学解释。断裂力学的实验和膨胀－－扩容理论证明了震前会产生断层的张裂隙,从而为超临界流体提供了运移空间。流体在运移过程中突然涨缩会激发（超）低频辐射波。讨论了改进（超）低频事件的观测条件问题。     

典型构造微破裂集结的实验研究

通过大理岩破裂实验,考察了典型构造中微裂纹的演化、集结的过程和特征．根据损伤理论,分析了构造对微破裂演化的控制作用．根据微破裂集结临界条件的相似原理,认为这些特征可以类推到公里尺度,它们有助于解释地震中短期阶段的前震或广义前震分布,作为地震前兆的一次效应．其它物理效应为二次或三次效应．微破裂集结时局部密度突然加大,有助于解释部分前兆记录突跳现象．非集结部分出现部分微裂纹愈合,密度反向变化,有助于解释一些前兆记录在短临阶段记录中出现反向的现象．考察了不同构造的不同部位微破裂萌生和演化的范围差异,这些差异有助于解释不同地质构造孕震区域的孕震过程,从而可解释板缘和板内地震前兆记录的差异．这种差异可能被不同观点学者分别引用,以论证地震是否有前兆记录的问题．然而,在考察不同地区的前兆记录时,必须注意不同地区的地质背景．      

地球自转长期稳定性的一种解释

古地磁数据显示了在古地磁和热点参照系之间的不到1000km的运动,即100Ma(百万年)期间的真极移,它意味着地球自转轴一直是相当稳定的。这个长期的自转稳定性可以用晚中生代和新生代的大规模板块运动的缓慢变化来解释,只要俯冲带的岩石层是地幔对流导致的地幔密度不均匀性的主要部分。因此,不需要引入其他诸如自转不规则的缓慢再调整之类的机制,就可以解释所观测到的缓慢的真极移。     

裂纹间动态相互作用的实验观测与理论分析──以共线剪切裂纹归并为例

本文以共线剪切裂纹的归并为例,研究裂纹系的动态相互作用．实验结果表明：在张破裂的意义上,小间距共线剪切裂纹的内端部实际上是阻碍结构,通过迂回弯曲的张破裂归并．本文提出一种估计张破裂扩展途径的近似方法,利用张应力破裂判据找出了潜在的破裂扩展途径的第一近似,较好地模拟了共线裂纹的破裂途径,和现有的数值模拟方法比较,可以大大缩短机时,简化计算程序,保证精确度．本研究结出了岩石剪切破裂“隧道效应”（即破裂跳过障碍体,而障碍体本身不破坏）的机理,还给出了脆性介质在摩擦、磨损过程中碎屑产生的机理．     

Nucleation of earthquakes and its implication to precursors

IntroductionIn the middle of 1990s, the argument about nucleation phase occurred. Ellsworth and Beroza(1 995) studied the wave records of 30 earthquake events, which initiated slowly. Ellsworth, et al calledthem as nucleation phase. They discussed the relationship between their moment, duration time andthe relationship with the main shock behind. Scherbaum (1997a, b) proposed his different view andsuggested that some of the recording of the long period initial of seismic wave was misinterpret…     

破坏性矿震震前短临阶段震源过程研究

1993年5月15日19时,北京矿务局房山煤矿矿井下6号地震台附近,在4分多钟内相继发生3次破坏性矿震,最大一次震级为2.3级（M0=1.51011Nm）．利用理论地震图分析得到,这3次矿震都是以倾向滑动为主,与在场人员目击到的高倾角煤层中大量煤块倾泻而下的现象一致．主震及其震前一系列事件的6号台近场记录与普通记录不同,不仅有高频振动,而且还有低频振动．用弹性波理论和近年来一系列关于地震破裂成核理论结果进行分析表明:低频振动可能是亚临界扩展向前推进时激发的长周期波,它是不可恢复的形变;高频振动则是矿震事件,它是脆性破裂辐射的波场．根据M＝2.3事件记录及其震前5.4ｓ出现的前震记录中低频振动优势频率推测,主震发生时孕震断裂端部扩容区体积迅速增大．震前20多天直到主震发生期间,震源过程主要特点如下:亚临界扩展多次出现,在此期间孕震断裂端部扩容区体积变化不大．亚临界扩展时不仅激发产生长周期波,也常同时诱发小事件的发生,亚临界扩展优势方向与主震的滑动方向基本一致．      

产生有限差分合成地震图的最佳震源时间函数

震源时间函数在产生有限差分合成地震图中起着十分重要的作用。鉴于此, 我们考虑了5种不同的时间函数的振幅谱。结果表明, 当时间函数的高频信号比主信号携带更多的能量时, 伴随着主信号成分将出现我们所不希望的拖尾现象。本文说明, 在所考虑的几种用于产生有限差分合成地震图的震源时间函数中, 形如f(t)=te-2的时间函数是最佳的。由具有一个覆盖层的半无限空间弹性地球模型, 来产生有限差分合成地震图证实了这个结论。