大华北地震动态重力监测网分形特征研究
河北文安5.1级地震前的重力变化
１ 引言
２０ ０ ６年 ７月 ４ 日在 河北 文 安 发 生 的 ５ １级 地 ． 震， 是华北 地 区 １９ ９ ９年 以来 继 张北 、 同 、 大 岫岩 、 河
在 该 区内 ， 中国地震应 急搜救 中心在 １８ ９ ５年布 设 了 流动重 力监测 网 。文安 ５ １ 地震虽 发生在重 力 网 ．级
文章编 号 ：６ ５ ４ （ ０ ８ ０ － １ －６ １７ －９ ２ ２ ０ ）２０ ６０ １ ０
河 北 文 安 ５ １级 地 震 前 的重 力 变 化 ．
孙铭 心 刘 善 华 杨 怀 宁
（ 中国 地 震 应 急搜 救 中心 ， 京 北 １０４ ） ００ ９
摘 要 对２０ ０６年７月４口河北文安５ １ ． 级地震孕育过程中首都圈重力场的异常变化和动态演化特征的研究结
的南侧边缘 ， 但震 前 首都 圈重 力场 存 在较 明显 的异
常 变化 。本 文利 用 ２０ ０ １年 以来 的 首都 圈 重 力 网观
测 资料对 文安 ５ １ ． 级地震 前后 重力场 的变化进 行研
北滦县 ５ ０级地震 之后 的第二个 ５级 以上 地震 。这 ． 次 地震 京 、 、 地 区 的震 感 较 滦 县 ５ ０级 地 震 显 津 冀 ．
ｇｏ ｎ ｔｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｃ ｐ ｏ ｅ ｓ ｆ ｈ ｅ ａ ｓ ． ａ ｔ ｑ ａ ｅ ｏ ｕ ｙ４， ０ ６ ａｅ ｓｕ ｉｄ ｉｎ ｉ ｈ ｅ ｓ ｅ ｉ ｒｃ ｓ ｅ Ｗ ｎ ｎ Ｍ ５ １ｅ ｒ ｕ ｋ ｎ Ｊ ｌ ２ ０ ｒ ｔ ｄ ｅ ．Ｔ ｅ ｒｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｍｏ ｏ ｔ ｈ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｓ
维普资讯
布格重力异常图
布格重力异常图(据袁学诚《中国地球物理图集》(地质出版社，本图使用了我国80年代以来区域重力调查的最新成果。
东部地区布格重力均方误差小于±2×10－5m/s2，一般为±0.6×10－5m/s2～±1.5×10－5m/s2；西部地区的青藏、内蒙古西部、川滇甘西部及南疆，布格重力均方误差小于±3×10－5m/s2，一般为±1×10－5m/s2～±2×10－5m/s2。
全部资料整理和改算，统一采用波茨坦重力系统；统一采用赫尔默特（1901～1909年）正常重力公式；统一采用重力高度改正系数和中间层密度值（2.67g/cm3）以及统一采用166.7km 的地形改正半径。
我国的布格重力异常是以青藏高原为低值中心（约－550×10－5m/s2），向北向东逐渐升高，形成东高西低、北高南低的总趋势，并被纵、横贯于全国的两大梯级带分割成台阶状的三级区域场，在此背景上叠加有多个形态各异的局部异常和规模较小的梯级带，构成我国复杂而独特的布格重力异常场。
1．重力梯级带（1）大兴安岭－太行山－武陵山大型重力梯级带。
（2）青藏高原周边大型重力梯级带。
2．区域重力场我国大陆区域重力场呈现三级台阶状，由东向西逐次降低，它们被两大梯级带分隔和连接。
1）东部区域重力高，即第一台阶。
2）中部弧形区域重力场，即第二台阶。
3）青藏区域重力低，即第三台阶。
3．局部重力异常1）走向基本为东西向的布格重力异常带。
有天山－阴山－燕山重力低异常带、秦岭－大巴山－大别山重力低异常带，苗岭－南岭－武夷山重力低异常带、唐古拉山重力低异常带及冈底斯重力低异常等。
2）等轴状或团块状布格重力异常。
准噶尔、塔里木、四川等盆地中多出现这类重力高或重力低异常。
3）走向为北东的布格重力异常带。
多呈线状或串珠状出现在东部地区，如长白山重力低、郯－庐－辽－吉重力高异常带等。
地震时空丛集的多重分形研究
地震时空丛集的多重分形研究
地震时空丛集的多重分形研究
为探索大地震发生的可预测性,应用分形理论并根据标准数盒子的数值计算方法,研究了华北地区历史地震和唐山地区地震活动的空间分布特征,估算了地震活动能量的分维值并研究了其多重分形谱的几何结构. 初步结果显示出大地震发生前,广义维值有明显的下降过程,分形谱f(π)结构有右偏现象. 在低于上述时空层次的唐山地区,孕震系统也有类似特征出现. 这些异常现象揭示出孕震动力系统的物理机理和激变前的某些不稳定性.
作者：安镇文杨翠华王琳瑛陈立华AN ZHEN-WEN YANG CUI-HUA WANG LIN-YING CHEN LI-HUA 作者单位：中国地震局地球物理研究所,北京,100081 刊名：地球物理学报 ISTIC SCI PKU 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS 年，卷(期)：2000 43(1) 分类号： P3 关键词：孕震系统地震时空丛集性多重分形标度复杂性。
剪切波分裂分析方法对地震各向异性研究进展
华 南 地 震SOUTH CHINA JOURNAL OF SEISMOLOGY第４０卷第４期２０２０年１２月Vol . 40，NO.4Dec.,2020（云南省地震局,昆明 650224）摘要:剪切波分裂分析方法已被广泛运用于地球内部介质各向异性研究。
不同的分裂分析方法适用于不同的介质（地壳或地幔）,揭示不同构造、不同深度介质各向异性特征,为探讨地球深部动力学演化过程提供信息。
本文介绍了剪切波分裂理论、分析方法以及总结用于不同区域研究地壳、上地幔各向异性中已经取得的相关成果。
分析剪切波分裂分析方法还存在的问题及如何处理,以期在高密度数据资料的基础上获得更为可靠的剪切波分裂参数。
关键词：剪切波分裂；地壳；地幔；各向异性特征；地球动力学中图分类号: P315 文献标志码:A 文章编号:1001-8662（2020）04-0071-08DOI :10.13512/j.hndz.2020.04.010剪切波分裂分析方法对地震各向异性研究进展田 鹏,杨周胜田鹏,杨周胜. 剪切波分裂分析方法对地震各向异性研究进展 [J]. 华南地震,2020,40（4）：71-78. [TIAN Peng ,YANG Zhousheng. Research Advances of Shear Splitting Analysis in Seismic Anisotropy [J]. South China journal of seismology ,2020,40（4）：71-78]Research Advances of Shear Splitting Analysis in SeismicAnisotropyTIAN Peng ,YANG Zhousheng(Yunnan Earthquake Agency ,Kunming 650224,China)Abstract ：Shear wave splitting analysis method has been widely used in the study of the anisotropy of the earth's interior media. Different splitting analysis methods can be applied to different media (crust or mantle),revealing the seismic anisotropy characteristics of medias with different structures and depths ,and providing information for exploring the dynamic evolution process of the deep earth. This paper introduces the theory of shear wave splitting ,analysis methods ,and summarizes the relevant results that have been obtained in the study of the anisotropy of the crust and upper mantle in different regions. The paper analyzes the remaining problems of the shear wave splitting analysis methods and how to deal with them ,in order to obtain more reliable shear wave splitting parameters based on high-density data.Key words ：Shear splitting analysis ;Crust ;Mantle ;Anisotropy ;Geodynamics收稿日期: 2020-02-10作者简介:田鹏（1988- ）,女,工程师,主要从事地震监测预报与研究工作。
华北地区构造应力场研究
科技信息
０ ８
１０ １
１２ １
１４ １
１６ １
１Ｂ １
１０ ２
１２ ２
图 ５ 华北地区地 表构造应力场等值线图 （ 单位 ： ａ） ＭＰ
图 １ 垂线偏差计算的华北地区地表构造应力矢量图 （ ０ 单位 ： ａ ＭＰ ）
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图 ６ 华北地 区 ２ ０公 里深处构造应力场等值线图（ 单位 ： ａ ＭＰ ）
图 １ 垂线偏 差计算的华北地区 １ 地表构造应力等值线图 （ 单位： Ｐ ） Ｍ ａ
分析 比较分别利用 重力场和重力垂线偏 差计 算的重力总水平梯 度和构造应 力场结果 ． 表明 ： ３ 图 ２８ ． １ 、 和图 ３９ 、 所示 的华北地 区的重 力总水平梯度分布形态相 似． 总体上该 区西部重力总水平梯度分布 比东部重力 总水平梯度分布
３ 分 析 和 讨 论
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
鬈
图 １ 华北地区 Ｄ Ｍ 图（ Ｔ 单位 ： ｍ） 图 ２ 华北地 区重 力总水平梯度矢量 图（ 单位 ： Ｅ）
１ 重 力和垂线偏差场转换构造应 力场公式
１ 利用重力场计算华北地区构造应力场 ． １ 游永雄推导 了重力场转换构造应力场 的公式 即【 ２ Ｊ Ｊ
明显 ； 区在经纬度 （０ 。３ 。 、 １９ ，３ 。（ １ 。３ 。 、 １８ ，２ ） 该 １８ ，６ ） （０ 。 ３ ） 、１ ４ ，８ ） （ １。４ 。 附近的区域 ． 重力水平梯度分布最明显。 ３ 对 比分析图 ３ ９ 两种方法得到的重力 水平梯度分 布形态 表现出 ． ２ 、． 较强的一致性。 不同的是 ． 出现明显地块边界线 的地方 ． 在 用完全布格 重力异常计算得 到的分 布图层次感更强 ： 而在断裂地带 ． 则是用 垂线 偏差得到 的分布 图方 向更为明确 ． 效果 也更 明显 ． 比如在有断裂 带的 地方 ． 图上往往是 出现较为规则 的圆形 等值线 ． 而用完全布格 重力异 常计算的等值线形态则较 为模糊 ３ 图 ４ １ 所 示的应力 聚集部位与 重力总水平梯 度分布部位 具有 ． ３ 、０ 对应关系 ．说明重力总水平梯度分布明显地区应力聚集程度就高 ． 由
【国家自然科学基金】_地震危险性特征_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
科研热词 龙门山断裂带 频谱周期参数 非平稳特征 重力异常 避让距离 近断层地震动 评估 综合集成模式 破裂特征 煤层裂隙 汶川地震 构造活动 有限元 断层活动性 数值模拟 开放的复杂巨系统 地震灾害 地震波形分类技术 地表破裂带宽度 地壳运动 分析 几何弯曲断层 倒塌率宽度 人工神经网络 hilbert谱瞬时频率变异系数 hilbert-huang变换
科研热词 汶川地震 鲜水河断裂 非均匀性 陕西 重力变化 采矿工程 赔偿金额 设防理念 矿山地震 相关性 活动断裂 晚第四纪 损失评估 抗震设计 抗震措施 强震 开采活动 安宁河断裂带 多重分形 地震预测 地震活动性预测 地震危险性特征 地震危险性 地震前兆 地震保险费率 地下流体 右旋走滑 动态过程 前兆异常 公路桥梁 免赔额 gps
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67
危险性 协同作用 区划 剪切波分裂 全新世 传播特征 亚失稳态 surrounding rock stress seismic velocity seismic ct technology mine pressure bumping fault cap方法 b值 5·12地震
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
科研热词 推荐指数 高斯光滑函数 1 震源模型(asperitymodel) 1 震源参数 1 设计基准期 1 设定地震 1 现有结构 1 滑动分布 1 活断层 1 汶川ms8.0地震 1 断层相互作用 1 抗震加固设计地震动参数 1 强地震动预测 1 库仑破裂应力变化 1 广州市 1 工程结构 1 峰值加速度 1 地震活动性分布 1 地震危险性特征 1 地震危险性分析 1 地震动时程 1 后续设计使用寿命期 1 反应谱 1 华北地区 1
强地震动观测和数据处理
分析强地震动对社会经济的影响，为政府和 相关部门制定地震应急响应和灾后重建政策 提供科学依据。
THANKS
感谢观看
跨学科融合
将物理学、数学、计算机科学等多学科理论与方法应用于强地震 动观测技术中，提升观测精度和可靠性。
数据处理与分析方法改进
自动化处理
研发高效、自动化的数据处理软件，减少人工干预，提高处理速 度和准确性。
深度学习与人工智能
利用深度学习、机器学习等技术，改进地震动数据处理中的噪声压 制、信号提取等环节，提升数据处理质量。
地震灾害风险评估与减灾
灾害风险评估
利用强地震动观测数据，对不同地区的地震灾害风险进行评估，确定高风险区域并进行重点关注。
减灾策略制定
基于风险评估结果，制定有效的减灾策略和措施，包括应急预案、疏散路线规划等，降低地震灾害造 成的损失。
地球科学研究与探索
地球科学研究
强地震动观测数据为地球科学研究提供了宝贵的一手资料，有助于深入了解地球内部结 构和动力学过程。
强地震动观测和数 据处理
coቤተ መጻሕፍቲ ባይዱtents
目录
• 强地震动观测概述 • 强地震动观测技术 • 强地震动数据处理与分析 • 强地震动观测应用与成果 • 强地震动观测与数据处理展望
01
CATALOGUE
强地震动观测概述
观测目的和意义
监测地震活动
强地震动观测是监测地震活动的重要手段，通过观测地震产生的震 动信号，可以了解地震的震源机制、震级和震源深度等信息。
数据处理与分析是强地震动 观测的重要环节，涉及对观 测数据的滤波、去噪、归一 化处理、特征提取和分类识 别等操作，以提取有用的信 息并应用于地震监测、灾害 评估和科学研究等领域。
《华北地震科学》“汶川地震讨论”专辑征稿启事
等【 也有 类似 结果 。 ７ Ｊ
（） １ 震前 文 霸 流动 重 力 测 网 的 多个 测 点 的 测值
刚等 应用 Ｇ Ｓ空间 大地测 量数 据研 究 发 现 ， 北 地 Ｐ 华
区的各 块体 间存 在 着动 态 的 相 对运 动 ， 应 的也 导 相
致 了应 变 场 的动 态 变化 ｌ ｊ ４ 。这 种 变 化 也 可 能 影 响到 该地 区的 重力 场 。上 述 分 析显 示 ， 文安 地 震 前
后华 北地 区的重力 场动态 变化 明显 。
连 续 的大面 积高值 正异 常 区 。 的特 殊性 ： 位于 重力 变化高 梯度 带 ， 正负 异 常 区变 且 换带 的“ ” ０ 等值 线 附近 。
４ 结 论
２０ ０ ６年 ７月 ４ 日文 安 ５ １级 地 震 前 重 力 场 有 ．
２ ｏ ｔｑ ｏＳ ｉ ｓ ｔ ｎ Ｃ ａｇｉ ６ ６ １ ＨｅｅＰ ｏｉｃ ， ｈｎ ） ．Ｈ ｕｕｉ ｅ ｍｏｔ ｉ ， ｈｎ ｌ０ ６ １ ， ｂｉ ｒｖ ｅ Ｃ ｉ ａ ｓ ａｏ ｎ ａ
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D 1 = 1. 612 、 最佳化网格间距 r = 44 km。对优化后大华北地震动态重力 监测网的监测能力的分析结果表明 : 测网的 最佳化网格间距与 M s5. 0 地震诱发的重力场变化区域的特征异常区半径基本相当 ; 测网对 M s5. 0 以上地震具有较 好的监测能力。
关键词 大华北; 地震重力网; 分形特征; 信息维; 网格间距 + 中图分类号 : P315 . 72 5 文献标识码: A
[ 1- 6]
1 引言
地球重力场动态变化图像一直是地震监测预报
, 精确监视区域重力场的动
态演化, 并用于地震孕育、 发展、 发生过程的追踪 , 不 仅具有可信的物理基础, 而且被大量的震例所证实
*
收稿日期 : 2010 03 02 基金项目 : 科技部公益研究专项 ( 2005D IB3 J120) ; 中国地震局专项 作者简介 : 李辉 , 男 , 1957年生 , 研究员 , 博士生导师 , 主要从事地球重力研究 . E - m ai: l lihu idz @ pub lic . wh . hb . cn
李 辉
1 , 2)
*
徐如刚
3)
申重阳
1 , 2)
郝洪涛
230031
1 , 2)
孙少安
430071
1, 2 )
周
新
1 , 2)
1) 中国地震局地震研究所 , 武汉 3) 安徽省地震局 , 合肥
430071
2) 地壳运动与地球观测实验室 , 武汉
摘
要
从分形几何学角度研究优化后的 大华北地震动态重力 监测网的分 形特征 , 给出 优化后监 测网的 分维数
2 优化前后大华北地震动态重力监测 网概况
优化前大华北地震动态重力区域网主要包括 : 辽宁测网、 首都圈测网、 内蒙测网、 山西测网、 河北测 网 ( 文霸、 邢台及火车测网 )、 河南测 网、 山东测网、 江苏测网、 安徽 测网等 , 共 计 744 个 重力测 点 ( 图 1) 。从大华北各地震 动态重力区域 网的空间分布 来看, 各重力区 域网 分布在 我国 的主 要活动 构造 带 郯庐断裂带、 山西带等地震活动带上。地震 动态重力区域网存在的主要问题有 : 1) 各区域测网 相互独立, 缺乏必要的联测 , 不能进行较大尺度的重 力场变化研究; 2) 各区域网缺乏必要的控制和绝对 计算基准, 不能得到区域重力场变化的绝 对值; 3) 地震动态重力区域网在空间分布结构上, 全部分布 在我国的主要活动构造带上。没有将测网有效地连 接 , 使得单一测网资料的研究缺乏有效的整体控制。 随着地震监测预报研究工作的深入开展, 观测 [ 7, 8] 技术的不断发展 , 以及对地 震动态重力监测网 监测能力的提升 , 为了让现有监测网以及大量观测 资料在地震预报中发挥更大作用, 中国地震局在现 有测网基础上对各重力区域网及观测技术进行了适 当的调整、 优化和改造 : 1) 新增 10个绝对重力观测 点 , 对测网进行必要的控制和绝对计算基准; 2) 新 增 124 个重力测点将各测网有效地连接, 使得测网 资料的研究与分析有助整体的有效控制; 3) 利用现 有的陆态网和晋冀蒙点位对测网补充加密; 4) 对网 内绝对重力点进行联测 ; 5) 相关单位对各监测网的 公共边进行联测。优化后大华北地震动态重力监测 网将覆盖辽宁、 内蒙古、 河北、 山西、 北京、 天津、 山 东、 河南、 江苏、 安徽和湖北等地的全部或部分区域。 监测网内分布着郯庐断裂带、 秦岭大别山断裂带、 张 渤带、 山西带、 太行山断裂等构造与地震活动带。优 化后的监测网由 923 个测点、 123 个测环、 1 045 个 测段组成, 平均点距为 29 . 4 km ( 图 2)。
第 30卷 第 5期 2 01 0年 10 月
大地测量与地球动力学 J OURNAL OF GEODESY AND GEODYNAM ICS
Vo. l 30 N o . 5 O ct பைடு நூலகம் , 2010
文章编号: 1671 5942( 2010) 05 0015 04
大华北地震动态重力监测网分形特征研究
FRACTAL CHARACTER I STICS OF SE I SMOLOG ICAL DYNAM IC GRAV I TY NET W ORK IN NORTHERN CH INA
L i H u i , Xu Rugang , Shen Chongyang
1, 2) 3) 1, 2)
, H ao H ong tao
16
大地测量与地球动力学
30 卷
是一种有效的中长期前兆监测手段之一 。随着地 震监测预报研究工作的深入开展、 观测技术的不断 发展, 以及对地震动态重力监测网监测能力的不断 提升, 2009 年 10 月中国地震局对大华北地区主要 活动构造带上的地震动态重力区域网进行了调整、 优化和改造。本文旨在以优化后的大华北地震动态 重力监测网为基础, 从分形几何学角度对优化后监 测网的分形特征 ( 分维数、 最佳化网格间距 )、 监测 能力进行分析。
1, 2)
, Sun Shaoan
1, 2 )
and Zhou X in
1, 2 )
1 ) Institute of S eis m ology, CEA, Wuhan 430071 2 )C rustal M ovem ent Laboratory, Wuhan 430071 3 )Earth quake Adm inistration of A nhu i P rovince, H ef ei 230031
Abstract
The fractal characteristics o f earthquake dynam ic grav ity netw ork in North ern Ch in a is researched
and its fractal d i m ension D 1 = 1 . 612 and th e opt i m um gr idd ing in terval r = 44 km are calcu lated respectiv e ly. F rom th e perspective of fracta l geom e try , the ab ility of m onito ring of Se ismo log ical Dynam ic Gravity N etw o rk in N orth China is analyzed . T he results show tha t th e opti m um interval approx i m ates to the anom aly radius o f grav ity fie ld change reg io n , wh ich is induced by earthquake ofM s= 5 . 0 ; G rav ity N et w ork has good ab ility to m onitor and pre dict th e earthquake ofM s> 5 . 0 . K ey w ord s : North Ch in a ; earthquake grav ity net w ork ; fracta l characterist ics; infor m atio n d i m ension; gr idd ing inter va l 研究的基本信息源