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ISSN 0253-3782 CN 11-2021/P

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单台sPL震相测定珊溪水库地震震源深度
汪贞杰, 孙侃, 朱新运
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20190110
[摘要](226) [HTML全文](166) [PDF 1446KB](10)
摘要:
稀疏台网下的传统走时定位难以确定中小地震的震源深度,而地震波深度震相蕴含着震源深度信息,为确定地震震源深度提供了新的途径。近震深度震相sPL与直达Pg波到时差和震源深度呈线性关系,可用以约束地震震源深度。本文以珊溪水库2014年震群事件为例,利用单台sPL震相测定了地震震源深度。结果表明:震源深度的测定结果与基于水库台网高密度台站下Pg和Sg走时定位Hyposat方法和全波形拟合CAP方法测定的震源深度高度一致,介于4—6 km范围内,与区域活动断层探测结果相符合。sPL震相优势的震中距处于30—50 km之间,区域台网范围内sPL与Pg的到时差与震源深度的线性关系相对固定,因此利用单台sPL震相即可快速获取可靠的地震震源深度,适用于稀疏台网下的中小地震震源深度的确定,且其误差可控制在1—2 km范围内。
基于BP神经网络的闽台ML震级偏差分析与修正
林彬华, 金星, 陈惠芳, 廖诗荣, 黄玲珠, 张燕明, 巫立华
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20190038
[摘要](210) [HTML全文](166) [PDF 2205KB](19)
摘要:
选取我国台湾地区2012—2018年期间的浅源地震资料,将台湾气象局与福建地震台网中心测定的ML震级进行对比分析,得出两机构测定的震级之间的差异主要是受地震震级大小、震源深度、震源地理位置等因素的影响,并采用线性回归方法对两机构测定的ML之间的模型关系进行拟合。与此同时,引入反向传播神经网络技术对两机构测定震级之间的偏差进行预测训练,构建4−9−9−9−4的五层网络模型,利用2012—2017年台湾震例作为训练集进行学习训练,2018年数据作为测试集进行预测效果分析。测试结果表明,经过反向传播神经网络修正后,震级偏差较大改善,基本都控制在[−0.4,0.3]之内,预测效果优于传统的线性回归方法,特别是对多震、少震区域震例的修正效果更为显著,进一步验证了反向传播神经网络技术具有较强的非线性拟合能力和泛化能力。
利用动态时间规整方法实现不同时间长度地震观测资料的形态匹配
闫伟, 王海涛
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20190016
[摘要](20) [HTML全文](13) [PDF 1560KB](1)
摘要:
本文将动态时间规整方法引入到地震观测资料的形态匹配分析中,以解决因时间尺度不一致的两列观测数据无法定量比对的问题。基于动态时间规整技术方法原理,通过测试数据验证了动态时间规整方法的可行性,并利用云南西部地区的断层实际观测数据,分析了1996年丽江MS7.0地震前的跨断层观测数据异常形态与当前数据异常形态的相似性问题。结果表明:① 动态时间规整方法可用于地震资料时间长度不一致时的相似性匹配;② 时间不一致的两列观测数据可用累积规整路径距离来定量表征,累积距离越短,曲线形态越一致;③ 动态时间规整方法可用于给定模板的前兆数据相似度的计算机自动提取,可提高当前仅依靠人工判别的工作效率;④ 从模式识别的角度考虑,当前下关跨断层水准观测数据变化形态与1996年丽江MS7.0地震和2008年汶川MS8.0地震前的水准数据变化形态较为一致。
浅壳与上地幔地震的水平加速度谱阻尼修正系数模型
苏开潍, 杨青松, 梁基冠
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20190052
[摘要](15) [HTML全文](7) [PDF 1876KB](1)
摘要:
对日本K-net和KiK-net台网中6 466条浅壳与上地幔地震动记录进行了统计分析,考虑四种场地类别分别建立了浅壳与上地幔地震的加速度谱阻尼修正系数模型,并利用随机效应模型将模型总残差分离为事件间残差、事件内残差(分为场地间残差和场地内残差),计算其相应的残差标准差,探究地震震源、路径、场地等因素对模型误差的影响。研究结果显示:所提出的模型能较好地拟合实际计算值,其随机误差整体随谱周期和阻尼比的增大而增大;震源效应导致的随机误差在谱周期小于2.0 s时小于其它效应;在大部分谱周期上,场地效应导致的随机误差小于路径效应及其它效应;事件间残差与震源和震源深度显著相关,场地内残差与震源距显著相关。
天津王3井水位异常机理
王熠熙, 孙小龙, 邵永新, 刘双庆, 李悦, 李赫, 王喜龙, 龚永俭
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20190065
[摘要](18) [HTML全文](10) [PDF 2660KB](2)
摘要:
本文针对2016年6—9月天津王3井出现的井水位高值破年变现象进行了异常机理分析。首先,利用频谱分析法提取了水位年动态并与区域降水量进行相关分析,排除降水的影响;其次,采用三阶多项式拟合计算了水位多年动态,定量地识别出王3井的水位破年变,并取王3井及周边水源进行了水化学分析,结果显示,王3井所处局部区域的地下水主要成因为大气降水,存在一定的水岩作用,与周边水源之间无明显水力联系。最后,结合首都圈地震台站的波速比推测天津王3井所处的局部构造区域内可能存在一次短期应力积累过程。2016年9月10日发生的唐山MS4.2地震缓解了此次局部应力积累,使得王3井内水位逐渐恢复正常年变特征。
龙门山断裂带地壳结构的三维建模
夏婷婷, 张景发, 田甜
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20190087
[摘要](197) [HTML全文](141) [PDF 1633KB](44)
摘要:
为了实现龙门山区域地质信息的科学管理与共享,推动该区域地球物理资料的统一管理,本文在整理现有二维地球物理探测数据的基础上构造了龙门山断裂带区域的三维地壳结构模型,并结合实测的布格重力异常数据对模型进行了分析。结果表明,地层模型正演的整体重力场与实测布格重力异常基本吻合,初步证明该模型的正确性。局部重力场显示:在该模型的尺度下,沉积层对整体重力场的变化贡献较小;中上地壳有不同程度的隆起和坳陷,与前人研究所揭示的低速异常体吻合;地幔表现为规则的自西北至东南单调上升的重力异常梯度带,与前人反演结果的趋势一致,从而证明了模型的可靠性。最后在重力资料约束下对模型进行了反演,进一步修正了模型。
断层几何形态对阿拉斯加中南部俯冲带慢滑移特征的影响
李昊天, 周仕勇
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20190102
[摘要](167) [HTML全文](113) [PDF 1574KB](12)
摘要:
本文采用三种不同的俯冲带几何模型,在速率-状态依赖型摩擦律和准动态算法的框架下,对阿拉斯加库克湾的慢滑移事件进行了数值模拟,以探究断层几何形状对慢滑移特征的影响。结果表明:几何因素对慢滑移的时空演化有较大影响;慢滑移区域的宽度对数值模拟的结果起着至关重要的作用;断层几何形态更平缓的区域将导致更大、更快的事件。这一结果有助于我们进一步了解慢滑移的成因以及断层几何因素对慢滑移时空演化的影响。
基于Newmark模型的概率地震滑坡危险性分析方法研究—以甘肃天水地区为例
李雪婧, 高孟潭, 徐伟进
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20180075
[摘要](436) [HTML全文](294) [PDF 2145KB](16)
摘要:
本文以天水地区为研究区,结合地震潜在震源区模型和概率(Newmark)位移预测方程,采用概率地震危险性分析方法,计算了该地区50年超越概率10%水平下的Newmark位移。同时,根据天水地区50年超越概率10%下的阿里亚斯烈度,并结合Newmark位移与阿里亚斯烈度的关系式,计算了天水地区在遭受50年超越概率10%下的阿里亚斯烈度影响时,潜在滑坡体产生的Newmark位移分布。通过比较上述两种方法得到的天水地区不同Newmark位移的分布特征,本文认为二者虽然存在较大差异,但其空间分布特征均能反映天水地区每个场点处的相对滑坡危险性。对滑坡危险性水平进行分区的结果显示,天水地区60%以上的区域具有高地震滑坡危险性,50%以上的区域具有甚高地震滑坡危险性。本文的研究结果可以作为天水地区地震危险性及风险评估的参考资料,也可以作为天水地区城市规划、土地使用规划、地震应急准备以及其它公共政策制定的参考资料。
震源机制一致性的显著性检验方法—以1999年11月29日辽宁岫岩MS5.4地震前震序列为例
郭祥云, 陈学忠, 李艳娥, 隗永刚, 陈丽娟
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20190045
[摘要](237) [HTML全文](151) [PDF 1718KB](17)
摘要:
本文提出用四维空间的欧氏距离DFM来表示不同地震震源机制之间的一致性,并以1975年辽宁海城MS7.3地震序列和1999年辽宁岫岩MS5.4地震序列为例分析了主震与前震和余震的震源机制一致性与DFM值之间的关系,其结果显示,当欧氏距离DFM<50时,两次地震的震源机制接近。为了对若干次地震组成的一组地震的震源机制一致性进行判定,引入了显著性检验方法。根据陈颙提出的震源机制一致性参数K,以符号检验法和统计检验量Z值检验法对岫岩MS5.4地震前小震的震源机制一致性进行了分析,其结果表明,在临近岫岩MS5.4地震前所发生地震的震源机制的一致性显著,置信度可达98%。
利用远震P波层析成像研究巴颜喀拉地块东缘及邻区的深部结构
杨歧焱, 李大虎, 吴锋波, 梁明剑
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20190080
[摘要](197) [HTML全文](119) [PDF 3258KB](20)
摘要:
为了揭示巴颜喀拉地块东缘及邻区的壳幔速度结构差异,获取2017年九寨沟MS7.0地震的深部构造背景,本文收集了2009年5月至2016年8月期间四川及邻区数字测震台网的203个地震台站所记录到的远震P波走时数据,应用有限频体波走时层析成像方法,反演得到了巴颜喀拉地块东缘及邻区50—600 km深度范围内的三维壳幔P波速度结构。反演结果表明:巴颜喀拉地块东缘及邻区的壳幔速度结构具有明显的横向不均匀性和分区特征,松潘—甘孜地槽褶皱系、西秦岭和祁连山褶皱系的整体速度异常较低,研究区东部属于克拉通性质的四川盆地西北缘和鄂尔多斯地块南缘则呈明显的高速异常。上地幔P波速度结构特征差异表明松潘—甘孜地块的抬升可能与地幔上涌有关,巴颜喀拉地块东缘九寨沟震区及周边50—250 km深度范围内的上地幔存在低速异常,在400—600 km地幔过渡带深度范围内表现为明显的高速异常特征。巴颜喀拉地块向东南方向运移受到东部高波速、高强度的克拉通地块对青藏高原物质东向挤出的强烈阻挡,而九寨沟震区处于松潘—甘孜地块重要的北东边界断裂交会处附近,应力容易在此集中,这些因素均可能是东昆仑断裂塔藏段与岷江断裂北段交会处附近发生九寨沟MS7.0地震的深部动力学背景。

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利用地震光照成像法研究青藏高原东南缘岩石圈间断面结构及其动力学意义
李伟, 丁志峰, 孙伟家
2019, 41(5): 549 -568. doi: 10.11939/jass.20190037
[摘要](648) [HTML全文](413) [PDF 4417KB](88)
摘要:
为了进一步认识青藏高原东南缘的构造演化等动力学问题以及该区域的深部孕震机理,本文使用位于该区域内的中国地震科学台阵探测项目的台站所记录到的远震P波波形数据,采用地震光照成像法获取了岩石圈间断面的结构,并讨论了该方法的准确性和稳定性。研究结果显示,青藏高原东南缘的岩石圈西薄东厚,其中:滇缅泰地块腾冲火山附近最薄,约为60 km,其较薄的岩石圈可能是软流圈地幔物质上涌造成的;扬子地块岩石圈厚度从四川盆地向南逐渐减薄,特别是四川盆地下方最厚,可达190 km左右;滇缅泰地块腾冲火山下方150 km深度左右探测到明显的间断面,该间断面可能是腾冲火山原始岩浆源的位置即岩浆源。本研究所得结果 “印支地块与滇缅泰地块结构的连续性” 进一步为印度板块的推挤作用造成腾冲火山低速物质向东溢出的结论提供了地震学证据。此外,研究区域最北端的剖面显示,峨眉山大火成岩省的内带在50—250 km深度范围及其上方地壳内存在明显的局部高速异常,其不均匀分布特征可能与二叠纪火山喷发过程中岩浆底侵及中新生代以来多期次构造活动有关。
中国大陆地区宽频带地震台网台基噪声特征
王芳, 王伟涛, 龙剑锋, 牟磊育, 傅磊
2019, 41(5): 569 -584. doi: 10.11939/jass.20190031
[摘要](540) [HTML全文](346) [PDF 3651KB](55)
摘要:
利用中国地震台网880个宽频带地震台站2014年1月至2015年12月的垂直分量连续波形记录,通过计算每个台站的噪声功率谱密度和概率密度函数,对中国大陆地区的台基噪声水平进行了初步分析。结果表明:中国大陆的噪声水平在不同频带呈现不同的分区特性,其中高频带(0.1—1 s)噪声水平在西部和北部较低,而在中东部地区较高,京津冀和东南沿海地区最高;城市噪声水平高于人口稀少地区,表明高频带噪声与交通、工业等人文活动强度具有较高的相关性;在盆地及其边缘地区,高频带噪声水平高于周边山区,可能与沉积层的放大效应有关;微震噪声(1—20 s)主要来自于中国东部海岸线的海洋活动作用,其强度由东南沿海向内陆地区逐渐变弱。基于噪声的分区特征,利用概率密度函数的第5和第95百分位数获取了31个地震台网的高低噪声基线,相比全球新高低噪声模型,该基线能够对台站观测状态进行更有效的判别。
基于随机抽样一致性-网格搜索方法反演断层面倾角
段虎荣, 闫全超, 李闰, 陈胜雷
2019, 41(5): 585 -599. doi: 10.11939/jass.20190022
[摘要](449) [HTML全文](291) [PDF 2268KB](25)
摘要:
采用小地震的丛集性活动资料定量地研究地下断层的三维几何信息对地震危险性评估具有至关重要的意义。若所使用的资料存在高比率的离群值,将会使断层几何参数的估值产生较大偏差。为了提高断层几何参数估值的稳健性,本文将随机抽样一致性(RANSAC)与网格搜索(GS)相结合,给出了随机抽样一致性-网格搜索(RANSAC-GS)估算方法。在数值模拟试验中,对模拟观测值加入1%,5%,10%和20%的离群值,分别采用GS和RANSAC-GS两种方法估算了断层面倾角,并从反演参数的残差、反演模型计算值与观测值的密合度、目标函数及相关度等方面证明了RANSAC-GS方法即使在高比率离群值的情况下,依然能够给出稳健的参数估值。最后,利用2008年1月至2012年12月鄂尔多斯地区小震重定位结果,以震源点到断层面距离最小为准则,采用RANSAC-GS方法反演获得太谷断裂的断层面倾角为52.5°,与前人的结果有较好的一致性,在此基础上对大地测量形变观测给出合理的阐释,从而证明了本文方法的有效性。
川滇地区地壳密度变化与强震孕育关系
李红蕾, 陈石
2019, 41(5): 600 -612. doi: 10.11939/jass.20190029
[摘要](578) [HTML全文](361) [PDF 2171KB](55)
摘要:
为研究川滇地区地壳密度的时空演化特征与强震孕育的关系,本文基于2011—2014年川滇地区的重力复测资料,利用阻尼最小二乘反演算法,获得了川滇地区0—50 km深度范围内分辨率为55 km×55 km×10 km (长×宽×高)的三维动态密度变化模型。以所获取的动态密度变化为依据,分析了川滇地区三维密度变化特征与2013年四川芦山MS7.0、2014年云南鲁甸MS6.5和四川康定MS6.3地震的关系,并由此对强震重点构造部位的深部地壳结构特征、孕震背景及区域动力学过程进行了深入分析。结果显示:川滇地区出现多个与主要活动断裂带展布方向基本一致的密度变化高梯度带,在三次地震的震中区及其附近观测到明显的区域性密度变化异常。15—35 km深度范围内的密度变化水平剖面显示:强震容易发生在上地壳密度变化正、负异常过渡的高梯度带和密度变化四象限分布的中心;中地壳深度密度变化低异常是强震孕育的主要介质条件;下地壳深度密度变化低异常或密度变化高梯度带均有可能是孕育地震的主要介质结构。0—50 km深度的垂直剖面上的密度变化结果显示,地震震中区及附近浅部、深部地壳呈现解耦变化。壳内垂向正负密度变化过渡带可能是强震孕育的又一个主要特征构造。
吉兰泰断陷盆地周缘断裂带气体释放及其对断层活动性的指示意义
刘兆飞, 李营, 陈志, 崔月菊, 路畅, 杨江, 赵元鑫
2019, 41(5): 613 -632. doi: 10.11939/jass.20190025
[摘要](464) [HTML全文](285) [PDF 2506KB](43)
摘要:
为了研究吉兰泰断陷盆地周缘断裂带气体排放及其对断层活动性的指示意义,在盆地周缘4条活动断裂上布设了5条土壤气测量剖面和1条电磁测量剖面,观测了土壤气中Rn,Hg和CO2的浓度、释放通量和地电阻率,对各测量剖面进行了土壤化学组分分析,计算得到了断层活动性相对指数KQ。研究结果显示:土壤气体CO2和Rn受渗透性较低的粉砂土阻挡,主要沿结构破碎的断层上盘逃逸,并形成浓度高峰;吉兰泰盆地南缘土壤气Rn,Hg和CO2的浓度和释放通量最高,可能与盆地西南缘花岗岩中U和Ra的运移以及盆地南缘碳酸盐岩的分解有一定的关系。各测量剖面的断层活动性相对指数KQ值的变化特征表明,正断层和逆断层的KQ值大于走滑断层,且巴彦乌拉山山前断裂上的KQ值最高,揭示其活动性最强,有可能是地震发生的潜在危险区。
远场地震在台湾南部的触发非火山型微震颤
张赟昀, 唐启家, 黄敬棠
2019, 41(5): 633 -645. doi: 10.11939/jass.20190017
[摘要](458) [HTML全文](270) [PDF 3317KB](16)
摘要:
选取2011—2016年发生的38次震中距大于1 000 km的MW≥7.5地震震后3小时的连续波形资料,利用人工检视方法对这38次地震是否触发了我国台湾地区的非火山型微震颤进行了调查。分析结果显示:这38次地震中有4次远震触发了非火山型微震颤,事件持续300—500 s不等。利用网格搜寻方法对此4次微震颤事件进行了定位,确定震中位于台湾中央山脉南段,震源深度为21—53 km。结合研究区内地球物理观测资料,分析认为是由于远震产生的面波改变了研究区内的瞬时应力,进而导致断层蠕滑触发了微震颤事件。
基于深度学习残差网络模型的地震和爆破识别
隗永刚, 杨千里, 王婷婷, 蒋长胜, 边银菊
2019, 41(5): 646 -657. doi: 10.11939/jass.20190030
[摘要](638) [HTML全文](429) [PDF 1697KB](71)
摘要:
为加强对地震台网记录的天然地震与人工爆破事件进行准确的性质识别,本文基于深度学习技术中的残差网络模型,提出了一种新的爆破识别方法,并根据北京数字遥测地震台网及国家数字测震台网中心记录的波形数据及其发布的包含事件性质的地震报告,选取河北三河采石场的93次爆破事件和54次周边地震事件的波形功率谱,分别采用不同的训练样本比例进行了100次和1 000次独立的随机抽样子试验以及 “留一交叉验证法” 试验,对人工爆破与天然地震进行了识别研究。试验结果表明,深度学习残差网络模型在天然地震与爆破事件的性质识别中具有很高的识别率且效果稳定,具有较好的应用前景。
结合纹理和形态学特征的高分遥感影像建筑物震害信息提取
李金香, 赵朔, 金花, 李亚芳, 郭寅
2019, 41(5): 658 -670. doi: 10.11939/jass.20190014
[摘要](388) [HTML全文](243) [PDF 1515KB](11)
摘要:
为提高震害信息获取时效性,对基于我国国产高分遥感影像的建筑物震害信息提取方法进行深入研究,本文以2017年5月11日新疆塔县MS5.5地震为例,利用该地震前后极灾区高分遥感影像,利用结合纹理和形态学特征的方法进行了建筑物震害信息提取,通过变化检测分析获取了极灾区建筑物震害信息,并与基于像元级和基于目标级的信息提取结果进行对比,采用震后无人机影像目视解译结果对本文结果进行了精度验证。结果表明:通过缩减研究区范围可大力提高数据提取精度和速度;运用灰度共生矩阵、二值化、数学形态学等方法对影像进行迭代运算,能较好地提取高分遥感影像中的建筑物信息;通过对地震前后建筑物提取结果进行变化检测分析,能够有效地提取完全倒塌的建筑物,信息提取总体精度为90.45%,比基于像元级和基于目标级信息提取结果的精度分别提高了5.78%和5.23%,可为震后快速确定人员压埋点、部署救援力量提供决策依据,提高地震应急救援的时效性。
液化场地强震记录的频谱特征
徐国林, 陈龙伟
2019, 41(5): 671 -679. doi: 10.11939/jass.20190112
[摘要](745) [HTML全文](465) [PDF 1994KB](51)
摘要:
为研究液化场地上建筑物承受地震作用的特性,本文利用11组液化场地实测记录,对液化场地的地震动特征进行了分析。结果显示,场地液化后,地表加速度幅值减小,长周期成分显著增多,记录中出现明显的 “尖刺” 。对比国内外抗震规范设计反应谱与液化场地实测加速度反应谱,分析得出:在短周期T<0.3 s,规范设计反应谱值与实测记录反应谱基本一致;在中长周期段0.3 s<T<1.5 s,规范反应谱值明显低于实测记录反应谱值;在长周期段T>1.5 s,规范设计谱较实测记录反应谱值略低。基于5种数值方法模拟的液化场地地震动结果显示:周期T<1.0 s时,数值计算的反应谱值基本高于液化场地实测反应谱值,或与之吻合;而周期T>1.0 s时,数值计算的反应谱值均低于液化场地实测反应谱值。
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