摘要:0 引 言 喜马拉雅山脉全长 2500 km,平均海拔约6000 m,是世界上最雄伟高大而又年轻的山系,是印度大陆与欧亚大陆发生强烈碰撞挤压的产物(Yin and Harison,2000).地处喜马拉雅山脉中段的世界最高峰——珠穆朗玛峰,地形极其险峻,气候瞬息万变,长期以来因其强烈的构造运动和独特的自然环境,一直为许多宗教信徒、登山爱好者和科学家所瞩目(常承法和郑锡澜,1973).
摘要:速度脉冲型地震动对近断层区域工程结构有特殊的破坏作用,是造成近断层区域震害的主要影响因素之一.开展近断层速度脉冲型地震动研究对揭示近断层区域工程结构的地震破坏机理、开展抗震设防以及抗震设计具有重要价值.速度脉冲的有效识别是关键环节,主要历经定性、半定量、定量的过程.其中定量识别方法具有可重复性、可批量处理等优点,越来越受到广泛认可和应用.然而目前定量速度脉冲识别方法尚未有统一的、明确的判别原则.本文从识别条件、基本原理、关键步骤、应用范围等方面系统总结并详细介绍了目前国内外常用的三类定量速度脉冲识别方法,即基于连续小波变换的速度脉冲识别方法、基于能量的速度脉冲识别方法以及多速度脉冲定量识别方法,并推荐了这三类方法中的代表方法,分析了其优缺点.分析指出速度脉冲识别方法的不同,本质是速度脉冲主要特征波形的提取手段以及量化的判别标准的不同.各种方法都有自身的优势,但由于速度脉冲记录波形的不稳定性,没有任何一种方法可以达到百分之百的识别率.此外,现有的定量识别方法都是基于信号处理方法和脉冲特性基本原理,并未考虑速度脉冲产生机制.因此需要综合上述三点来综合判别速度脉冲,形成完善的脉冲判别体系.最后,探讨了定量的速度脉冲识别方法进一步提升的关键问题和研究重点.
摘要:月球内部的圈层结构对于理解月球的形成和演化至关重要,因为它与岩浆洋冷凝、密度分异和物质对流等过程密切关联.阿波罗任务在月球正面中低纬度建立了第一个月震观测台网,为我们提供了研究月球内部结构以及月震的宝贵实测资料.然而,阿波罗时代的月震仪在灵敏度等方面存在较大限制,导致原始信噪比低,严重影响了月球内部圈层结构的探测能力,迄今尚未观测到切实可靠的深部反射震相,导致在月壳厚度、月核大小及深部物性状态等方面均存在很大的学术争论.本文回顾了阿波罗月震探测的仪器、数据及应用情况,特别关注月球内部圈层结构、月震波散射和衰减等方面的研究进展;最后,展望了未来月震研究的发展方向,并介绍了我国首台月震仪研制的基本构想.
摘要:本研究主要讨论地震动空间变化的随机描述.首先给出了基于密集地震台阵记录估计相干函数的方法,并对计算中需要关注的问题给出了相应的解释;然后对现有的经验和半经验相干函数模型的建立进行了详细的梳理,并对模型在工程应用中的适用性、有效性和局限性进行了讨论;最后通过对比分析不同相干函数模型对场址地震动空间相关性的模拟结果,对相干函数模型的选择提出了建议.
摘要:本文对月球就位光谱和雷达探测的科学研究进展进行综述,着重介绍了嫦娥三号和嫦娥四号探测器在月表巡视探测过程中获取的重要成果.光谱探测包括月表物质组成、光度特性、太空风化信息和热辐射特征等方面.雷达探测包括月表浅层结构探测、月表之下空洞/熔岩管道的探测和月壤介电特性参数反演.最后对月球就位光谱和雷达探测的发展趋势进行了展望和探讨.
摘要:理解并预测多尺度、高维度和非线性的地震学现象是一个极具挑战性的科学任务.与日俱增的海量观测数据降低了信息收集和信息解读之间的耦合程度,增加了信息解读的抽象性和不确定性.然而,伴随大数据一同来临的还有人工智能计算机技术——机器学习.机器学习突出的隐式关系提取和复杂任务处理能力推动着研究学者们不断将机器学习的应用推向更广阔的领域.本文介绍了地震学中常用的机器学习算法及其应用范围,讨论了人工智能与地震数据相结合的发展方向.
摘要:如同一百个人的心目中有一百个哈姆雷特,一百个地震科学家心中也许会有一百二十个中国地震科学实验场. 本文简要介绍一下经过两年时间,通过很多专家的沟通、讨论、争论、碰撞所形成的关于中国地震科学实验场的一些"共识性"基本概念,在一定意义上,也算是中国地震科学实验场本身的"公共模型"(community model).
摘要:海底地形影响着海洋自然灾害、资源开发以及军事国防.海底地形的探测手段由过去传统的船载声呐技术发展到依靠重力数据反演水深.国外从1980年代就开始利用船载和卫星测高数据开发全球水深模型,截至目前发布的水深模型空间分辨率达到15″.本文总结了声呐、激光测深雷达、卫星测高重力数据和遥感影像反演水深的研究现状,并分析每种测深手段的优缺点,介绍了五种水深模型代表产品ETOPO、DTU、GEBCO、SRTM、SIO topo系列的发展历程,并利用我国近海海域的船测水深数据对各系列的最新产品进行精度评估,结果表明近期发布的产品精度明显优于2009年发布的ETOPO1,SRTM15+V2.3的精度最高,其误差标准差为30.297 m,误差小于50 m的数据量占比87.2%.本文可为了解测深方法以及水深模型的发展过程提供参考.
摘要:2024年 1月 23日,新疆维吾尔自治区乌什县发生了MW7.0地震,本次地震是南天山断裂带近一个世纪以来的最大地震事件.为确定乌什地震的发震断层位置及其产状,本研究基于Sentinel-1A数据和差分干涉测量、像素偏移技术获得乌什地震升降轨同震形变场,并通过贝叶斯非线性反演方法估计了发震断层的几何参数,获得乌什地震同震滑动分布.研究结果显示,升轨最大视线向抬升形变达 80 cm,最大视线向沉降约 16 cm.视线向同震形变与像素偏移量结果表明乌什地震显著的垂向运动特征,而升降轨像素偏移方位向观测的反向运动特征表明乌什地震发震断层明显的左旋走滑运动分量.反演结果显示乌什地震发震断层为东北东—西南西走向,北西倾的断裂产状,最优断层倾角约 67°,平均滑动角约 60°,表明乌什地震同震滑动以逆冲运动为主,兼具少量左旋走滑分量.本文获取的乌什地震变形方式和断层参数与天山南缘盆—山边界的迈丹—沙依拉姆断裂的运动学和几何学相符.乌什地震的高倾角断层走滑-逆冲活动表明南天山与塔里木盆地之间的斜向汇聚作用,天山地区的地壳缩短由山前新生的逆冲推覆带和造山区的高角度逆断层共同吸收.
摘要:对比了6个基于地理信息系统(GIS)的地震滑坡易发性评价模型,包括二元统计(BS)、逻辑回归(LR)、人工神经网络(ANN),以及基于线性、多项式和径向基三种核函数类型的支持向量机(SVM)模型.这些模型被应用于嘉陵江的支流——涪江的一个支流流域,该区域是2008年5月12日汶川地震影响区的一部分.滑坡编录图、坡度、坡向、高程、斜坡曲率、到水系距离、地形湿度指数(TWI)、到公路距离、到地表破裂距离、峰值地动加速度(PGA)和岩性共11个专题图层被应用到该研究中.根据上述6类地震滑坡易发性评价模型与应用同样的输入,得到6个地震滑坡易发性索引图.利用2个曲线下面积(AUC)指标分别表示模型正确率和预测率,来检验这6类模型的性能.结果表明逻辑回归模型的结果成功率和预测率均为最高,为80.34%和80.27%.其次为基于径向基函数的支持向量机模型,其成功率和预测率分别为80.302%和80.151%,与逻辑回归模型的结果接近.结果最差的是基于线性函数的支持向量机模型,成功率和预测率分别仅为72.52%和72.533%.此外,结果表明径向基核函数是该区域地震滑坡易发性评价工作的3种核函数中最合适的核函数.一直以来,研究人员认为软计算技术(如人工神经网络和支持向量机)的性能要好于逻辑回归和二元统计模型,本研究提供了一个反例.
摘要:航磁异常在地质构造研究中具有覆盖广、成本低以及横向分辨率高等显著优势,被广泛应用于隐伏岩浆岩及断层探测,俯冲带、大陆裂谷、岩墙群及地幔柱等构造特征分析,磁性界面(包含结晶基底及居里等温面)反演,区域构造划分,以及孕震构造背景研究等领域.近来随着航空磁测技术的发展,积累了越来越多大比例尺、高精度的航磁数据,并在此基础上产生了新的全球/区域地壳磁异常图/模型.在由航磁异常对场源位置、形态、走向及埋深等进行分析反演方面,人们使用了化极、延拓、求导(包含水平及垂向导数、斜导数、总水平导数、总梯度模及各类导数组合)、欧拉反褶积、磁性界面及磁化率反演等多种技术.本文对岩石磁性和磁异常解释的不确定性进行了整理和归纳,对各种航磁异常分析及反演技术进行了介绍,对航磁异常在不同场景下的地质构造应用进行了回顾,并对未来航磁探测、数据分析及应用等发展进行了讨论和展望.
摘要:本征光纤振动传感通过在光纤一端重复发射探测激光,在光纤同端或另外一端接收散射光或透射光并解调它们的变化,测量光纤上的动态应变(即振动).本征传感以光纤为传感器,具有结构简单,布设灵活,运维方便的优点,能应用于流体、高温、高压或强电磁干扰等恶劣环境,可以大幅度延伸可监测的区域,并实现相对廉价的长期连续监测.此外,光纤传感还可以利用全球城市内、城际间和跨洋等已有光缆中的冗余光纤资源,快速构建振动监测网络,改善振动监测能力.目前基于散射光的振动传感,单台仪器可以实现沿光纤米级间隔、近百千米的密集分布式监测;而基于透射光的传感,尚缺乏分布式观测能力,但可检测上万千米长光纤上的强烈振动.本文介绍这两类本征光纤振动传感相关的基本原理、应用实例和发展前景.
摘要:印度—欧亚板块的挤压碰撞形成了长达2500 km的喜马拉雅造山带.北京时间1950年8月15日22点09分,在喜马拉雅东构造结的墨脱—察隅一带发生了MS8.6地震,是世界上有历史地震记录以来发生的最大的内陆型地震,整个青藏高原及毗邻的印度平原均有明显震感,给周边地区带来重大的经济和财产损失.我们基于前人在地震灾害、地震定位和震源机制等方面获得的研究成果,对墨脱—察隅大地震的震源参数、震源区地下结构、发震断层的构造特点进行了系统回顾.在此基础上,我们收集了不同机构给出的历史地震目录资料,总结了震前20年和震后10年较为完整的5.0级以上地震目录,分析了4个不同时间和空间发展阶段的地震活动性;同时利用现代地震目录和我们在震源区架设的近台观测波形资料,探讨了1964年以来发生的中小地震、2017年米林6.9级地震和2019年墨脱6.3级地震的发生机制.东构造结地区构造背景复杂,发育了三个不同方向、依次向南迁移的次级构造结,即南迦巴瓦构造结、桑构造结及阿萨姆构造结.在最年轻的阿萨姆构造结地区,印度板块不仅沿着米什米逆冲断裂向NE方向俯冲,同时沿着主前锋逆冲断裂向NW方向俯冲,阿萨姆构造结前缘的察隅岛弧和桑构造结表现出强烈的地壳水平缩短.这种持续不断的高强度的构造挤压应力作用,导致主前锋逆冲断裂和米什米逆冲断裂同时发生破裂,形成MS8.6的墨脱—察隅大地震,并在米什米山和阿博尔山一带发生大范围的余震活动和明显的地表形变.早期地震发生机制的不确定性有待进一步深入分析,地震、地质、遥感和野外调查等多种研究手段的融合可以为其提供较为全面的观测依据.
摘要:地幔过渡带位于410-km和660-km两个地震学间断面之间,是深入认识地球内部温度结构、物质组成以及动力学演化过程的关键区域.地幔过渡带的上下界面分别对应橄榄石到瓦兹利石和林伍德石到布里奇曼石和铁方镁石的矿物相变.本文总结了地幔过渡带间断面结构的主要地震学研究方法以及研究进展.这些方法包括SS和PP前驱波方法、接收函数方法、ScS多次反射波方法、P'P'前驱波方法、三重震相波形模拟方法、背景噪声体波干涉成像方法等.总体而言,地幔过渡带的厚度与地幔过渡带速度在大尺度结构上存在正相关性,表明两者都主要受控于温度结构,与橄榄石矿物相变预测一致.然而,地震学观测得到的410-km和660-km间断面的绝对深度和几何形态则缺乏相关性,可能是由于地幔过渡带上下界面处的横向温度变化特征并不一致或者由于水含量和化学成分等差异所导致.410-km和660-km间断面的强度(包括速度、密度和波阻抗跳跃值)和宽度主要受到地幔过渡带化学成分和水含量的影响.一些地震学研究还探测到了地幔过渡带内部的520-km和560-km间断面,前者被认为由瓦兹利石到林伍德石的相变所导致,而后者可能与钙-钙钛矿从超硅石榴子石中出溶有关.地幔过渡带附近的低速层可能与过渡带物质进入上下地幔发生脱水熔融存在一定联系.尽管地幔过渡带研究取得了长足进展,但仍有许多重要科学问题悬而未决.精确可靠的地幔过渡带地震学成像结果可以为这些问题提供关键信息,但同时也需要与矿物物理学、地球动力学、地球化学等学科交叉融合.本文最后对未来的地幔过渡带地震学研究方向进行了展望.
摘要:由美国白宫科技政策办公室、自然灾害委员会和美国国家研究委员会共同主持编写的"美国可持续性减灾战略研究",规划性地提出了传统灾害研究范围内需要继续研究的工作(计划)和相当长时间可持续性减灾需要研究的问题.前者研究出来的新成果和新的基础知识,可以在后者加以创造性利用.前者的研究领域包括:灾害的监测、预报和预警;灾前准备、灾时应急响应、灾后恢复与重建;工程地震与地震工程措施;防灾减灾政策,如土地利用、标准与规范、灾害保险再保险、灾害经济、灾害心理、灾害教育培训、媒体与减灾;减灾力量与资源配置(政府机构、社会团体、工业企业、非政府组织在减灾中的作用、物资、财政投入等);国际合作与活动.依据应用的需要,可以把研究课题排成优先、一般优先和低优先3个层次.这3个优先层次决定着投资政策的实施.
摘要:陆地重力观测相较于航空和卫星重力观测,距离场源更近,观测精度相对较高,其静态异常和时变数据已广泛应用于研究多种地球动力学问题.21世纪以来,绝对重力观测技术发展迅速,陆地观测网络日益完善,高精度陆地重力观测数据产品逐渐丰富,基于这些产品的大地测量和地球物理研究不断取得新进展.本文总结了近十几年来高精度陆地重力观测数据在大地测量和地球物理领域的应用进展情况,包括基于重力异常数据构建重力场和大地水准面模型、建立地壳物性结构模型、反演Moho界面形态和估计岩石圈有效弹性厚度,以及利用时变重力数据构建时变重力场模型、探测微弱动力学信号、估计地壳构造变形速率和分析与火山、地震过程的可能关联,最后探讨分析了陆地重力测量的未来发展趋势,可为中国大陆重力观测系统建设与发展规划提供参考.
摘要:断层相互作用与地震触发关系研究是震源物理学领域的热点问题,能够帮助认识强震的孕育过程与物理机理,在地震危险性分析与预测研究中也有良好的应用前景.前人的综述文章从应力触发的基本原理、方法、适用性及多个震例研究的角度,提供了详细的阐述,然而从地震活动性分析这一角度对地震触发的介绍并不详尽,也未对这两个角度的结合和互补提供进一步的探讨.本文从物理模型和统计模型两个角度,综述了过去几十年针对断层相互作用和地震触发机制研究的成果与进展;通过介绍速率-状态摩擦律,展现这一科学问题的内在统一性,并对目前存在的问题和未来的可能研究方向进行了梳理和展望.从物理模型角度,着重分析了断层相互作用来源的几个重要机制:静态应力触发、动态应力触发和黏弹性应力触发,以及计算的基本原理和方法.在统计模型方面,介绍了地震活动性分析的基本原理和方法,重点分析了ETAS模型和b值在断层相互作用和地震触发机制中的应用.从两个模型结合的角度,指出两者互相验证的统一内涵以及速率-状态摩擦律的基本原理和方法.分析指出通过库仑应力计算和ETAS模型这两种不同的角度,可以综合研究多断层或地震之间的应力相互作用,并提供交叉验证,增加结果的可靠性;应用速率-状态摩擦律可以回溯性地研究地震序列的发生过程,为认识地震触发关系和断层相互作用提供了新的视角.
摘要:汶川地震是中国自 1949 年建国以来破坏性最强的地震,影响范围最广,灾害损失最严重.测 定 震 级 为 M S 8.0,以 及 震 感 等级 为 修 订 的 麦 卡 利 地 震 烈 度 (MMI)表 XI度,该地 震 造 成 了 严 重 的 次 生 灾 害,如 滑坡、泥石流和堰塞湖等(图 1.1).
摘要:喜马拉雅东构造结地处印欧大陆碰撞前缘,主要受喜马拉雅、拉萨、羌塘、川滇等地块和印度板块相互作用,区域构造变形强烈,是喜马拉雅造山带变形最强烈的地区之一,地震频发且主要呈条带状展布.为揭示该地区地震活动及发震机制、断裂现今运动状态和区域应力应变模式,本文以喜马拉雅东构造结及周缘地区为研究区,采用双差定位法对2008—2018年间65663个M≥1.0的地震事件进行重定位,应用CAP方法对2009—2021年间163个M≥3.5的地震事件进行震源机制解反演.在此基础上,收集研究区前人所得震源机制解共1156个,使用区域阻尼应力张量反演获得了中上地壳(0~35 km)区域应力场.研究结果显示,区内地震主要沿断裂展布,其中喜马拉雅东构造结、高原中部拉张裂谷、川滇地块和滇缅地块地震活动频繁.地震深度主要分布于5~25 km,川滇和滇缅地块内部地震相对于拉萨、羌塘地块的数量和优势深度有明显增大.不同类型的震源机制分布具有明显规律性,东构造结处各种机制类型地震频发;走滑型震源机制主要沿大型边界断裂分布;正断机制地震发生于川滇地块的西边界断裂;逆断地震发育于印欧大陆碰撞前缘.研究区主压应力轴水平方向从喜马拉雅、拉萨、羌塘、川滇、滇缅地块大致以东构造结为中心近顺时针旋转,且东构造结顶部、川滇地块北西部等地区呈现出强烈的局部不均匀性.