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南北地震带大地形变监测与大震预测问题思考.pdf

南北地震带大地形变监测与大震预测问题思考.pdf

上传者: zhuliang 2012-07-17 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《南北地震带大地形变监测与大震预测问题思考pdf》,可适用于人文社科领域,主题内容包含第期(总第期)年月四川地震EARTHQUAKERESEARCHINSICHUANNoDec.收稿日期:--作者简介:王双绪(-)男研究员.南北地震带符等。

第期(总第期)年月四川地震EARTHQUAKERESEARCHINSICHUANNoDec.收稿日期:--作者简介:王双绪(-)男研究员.南北地震带大地形变监测与大震预测问题思考王双绪(中国地震局第二监测中心陕西西安)摘要:本文以南北地震带及其附近地区大地形变监测与地震预测实践为基础简要总结回顾了利用大地形变进行强震预测研究的工作思路、方法和一些进展进而结合年昆仑山口西级、年四川汶川级特大地震前区域地壳运动变形背景和已有的研究结果分析和探讨了基于大地形变监测并考虑地震构造的差异性来进一步提高大震预测的科学性问题得到了一些初步认识与启示。关键词:南北地震带大地形变监测大震预测问题与启示中图分类号:P文献标识码:A文章编号:-()--地震是地壳运动过程中能量长期积累和突然释放的结果。尽管地震孕育发生过程十分复杂但大体上只涉及两方面的问题即动力、能量方面和构造、介质方面[]。孕育地震的能量来源于构造边界动力作用下的地壳运动过程中产生的应变能积累因而从大地形变观测资料所获取的现今地壳运动的微动态定量信息对地震预测是十分重要的[]大地形变是地壳构造运动在地表的反映[]。大地形变监测(包括GPS、精密水准、跨断层短测线场地观测等)具有精确量化和物理意义明确的特点从大地形变监测资料得到现今地壳运动的微动态定量特征获取“以场索源”所需的区域构造应力场演化信息对地震预测是十分重要的。我国自“七五”以来的历次科技攻关中都十分重视地壳形变对地震分析预报研究的推进在利用大空间范围、长时间尺度、多期动态的地壳运动变形监测资料研究与强震有关的构造形变长期背景场、动态场演化和异常识别方面取得了不少研究成果[-]。然而由于中国大陆构造系统复杂东部和西部、南部和北部构造分异显著不同地震的孕育过程中构造环境条件、动力作用方式等存在很大的差异性因而不可能通过建立普适性的孕震理论模型来解决地震预测问题而只能针对具体的构造区域进行。尤其是年月日四川汶川级特大地震发生在龙门山断裂带逆冲推覆构造区域现今GPS水平相对运动差异很弱的地带[]年月日昆仑山口西级地震前发震构造断裂左旋扭动剪切应变很高但垂直运动不显著[]。这给我们提出了一个十分严峻的问题:利用大地形变进行强地震预测确实面临着很大的困难尤其是对级以上特大地震更是如此。这里除了地形变监控能力不足外(昆仑山口西级地震前尤甚)还在于我们对大震蕴育的构造环境、地壳形变响应的认识的局限性。鉴此本文拟以多震的南北地震带这一独特的构造环境为研究区域通过对大地形变监测与地震预测实践的简要总结回顾结合对大地形变监测以来发生的两次级大震前区域地壳运动变形背景特征的分析来探讨提高基于大地形变监测与地质构造相结合进行大震预测的科学性问题。南北地震带及附近大地形变监测与地震预测研究工作基础与进展南北地震带是我国大陆东、西两大构造体系的交界地带是构造活动块体相对运动变形显著、强震频发地带对大的构造动力环境和应力场变化反映敏感[]。南北地震带大地形变监测以直接为地震预测、预报服务为目的在陕、甘、宁、青、川、滇各省(区)块体交界带上建成了区域性水准监测网和流动重力网、控制主干断裂带的小型区域水平形变网、沿深大活动断裂构造布设的跨断层观测场地初步形成了由垂直形变、水平形变和重力监测网以及跨断层短测线构成的大地形变监测网络。这些传统监测手段的优点是方法成熟、稳定可靠缺点是监控能力有限。随着GPS等空间对地观测技术的发展尤其是“九五”以来《中国地壳运动观测网络》、《中国数字地震观测网络》、《中国构造环境观测网络》等国家重大科学工程项目的实施正在获得前所未有的大范围、高精度的地壳运动变形监测资料。这为我们不断推进基于大地形变监测的地震预测进步提供了重要的支撑和保障。地震预报是以观测为基础的科学。利用大地形变进行地震预测研究的优势在于能够从地壳介质受力变形导致应力应变积累和释放的物理过程出发通过建立现代构造变形背景场和动态场定性定量分析研究区域应力应变长期积累的空间位置和积累动态为判断强地震潜势和危险区提供直接依据。因为在现有的科学认识水平和社会需求下实施强破坏性地震预报最大的困难是发震地点的确定如何从众多活动构造部位中判断具有潜在强震危险性的区段预测在未来一个时期具有最大发震可能的地点是实现有减灾实效地震预报的基础。因而我们积极探索了具有大地形变学科特色的“边监测、边研究、边预报”的基本思路以及适合于中国西部大地形变地震预测的“分层次、重过程”和“从动力机理联系进行定性综合分析”等行之有效的工作思路[]研究和完善了基于区域形变时空特征和数值模拟的、定性定量相结合的构造形变时空分析方法。初步总结了南北地震带等西部地区现今垂直运动、水平运动、断层活动空间基本格局和整体演化过程及其与强震活动的关系以及与强震孕育有关的大地形变异常特征。认识到了随着大范围、整体性、高精度、多时空尺度(类型)的大地形变监测资料日渐丰富以及《大陆强震机理与预测》(“”项目)等与地震预报有关的大型科研项目不断取得进展我们能够通过对块体活动蕴震和区域构造形变应变积累状态的定性定量研究对强震过程实行动态跟踪。进而提出了“立足形变动态特征、注重地震构造背景、增强物理力学基础、提升跟踪判断能力”的一些思路。遵循这些思路近些年来我们以西部大地形变为主、结合其它相关资料开展的强震中长期危险性背景、中期至中短期预测研究结果在中国地震局的不同尺度的地震预测汇总时被作为重要的引用和参考依据。同时我们认真实施了对大地形变监测区及其附近发生的年月甘肃永登级、年月甘肃景泰级、年月甘肃玉门级、年月日青海德令哈级、年月甘肃民乐级等中强以上地震前的GPS、区域水准、流动重力及断层形变异常的跟踪监测和分析预测工作积极主动推进前兆信息共享和区域震情联防。另外我们还利用汶川级地震前《中国地壳运动观测网络》GPS基本站的重力联测资料对发生大地震的可能区域做了一定程度的中期预测[]这种尝试为以后的进一步研究提供了有益的借鉴。丁国瑜先生在中国地震局年地震大形势研讨会上的讲话基于大地形变监测与地质构造相结合进行大震预测问题思考经过多年来的大地形变监测与地震预测实践探索我们虽然取得了一些进展但年四川汶川级特大破坏性地震的发生不仅是对整个防震减灾工作的一次严峻考验也是对多年来形成的地震工作思路、学科方法等的一次直接检验(如过去认为强震、尤其是大地震应是发生在构造活动强烈的地带而汶川地震却发生在断裂GPS水平相对运动差异很弱的地带)使我们面临极大的压力和挑战。但就大地形变与地质构造相结合进行强震预测研究的总体状况而言一些基本认识还是值得肯定的。诸如:地震的孕育发生涉及动力、能量和构造、介质两个方面。一方面孕育地震的能量来源于地壳运动过程中的应变能积累因而孕震过程某个阶段的构造活动异常信息能够在一定程度上由高精度的大地形变监测而反映出来。我国地质学家丁国瑜先生认为对地震预测而言要预测“震”首先要研究好“地”(地质构造)因为后者是前者的基础。基于这些认识我们通过对年昆仑山口西级和年汶川级地震前的区域地壳运动变形背景与地震构造进行对比分析进而发现发生于青藏高原内部的昆仑级和南北地震带上的汶川级两次特大地震前的地壳运动变形背景既有共性又有差异性。它们的共同特征均是发生在活动地块边界水平相对运动差异并不显著的断裂部位但发震断裂两侧的活动地块整体运动强弱差异却很显著反映了强震尤其是特大地震可能并不是发生在断裂运动幅度最大的部位而是发生在运动受阻的闭锁部位。可能正是这种大型构造活动地块之间运动状态的不协调性在其交界地带运动受阻而产生的长期应变能积累为其后大震发生积聚了巨大能量。它们的差异性在于汶川级地震四川地震年第期前龙门山断裂西侧巴颜喀拉地块东部相对四川盆地的强烈挤压隆升十分明显反映了震前发震构造逆冲态势显著而昆仑级地震前走滑型发震构造垂直差异活动不太明显。在上述基础上我们可以得到一些启示:首先在基本统一的大区域构造应力场背景下当内陆活动块体及边界断裂相对水平运动比较平稳和顺畅时不容易积累应变能当块体边界水平运动受阻、形成闭锁时就容易形成应力相对集中、高应变积累而可能发生强震。其次逆冲型和走滑型蕴震构造的形变背景形态不同其在不同类型的地壳形变资料中的反映也不同只有将不同构造区域大地形变监测与地震构造活动背景的差异性相结合注重针对性才能提高有效性。第三利用大地形变进行强地震预测确实面临着很大的困难同时也要认识GPS等高新测地技术的局限性只有与区域精密水准观测等传统监测技术相结合针对不同类型的地震构造结构与不同类型形变资料的结合研究才能较客观地判定高应变积累区的空间位置和积累状态增强发震地点预测能力真正提高利用大地形变进行强地震预测的科学性。参考文献[]梅世蓉冯德益张国民等中国地震预报概论[M]北京:地震出版社-[]江在森丁平王双绪等中国西部大地形变监测与地震预测[M]北京:地震出版社[]巩守文陕甘宁青地区块体交接带上大地垂直形变演化特征与块体运动[J]地球物理学报():-[]中国地震局预测预防司.大陆地震预报的方法和理论中国“八五”地震预报研究进展[M].北京:地震出版社:-[]孙其政吴书贵.中国地震监测预报年(上册)[M].北京:地震出版社:-[]中国地震局监测预报司.强地震中期预测新技术物理基础及其应用研究[M].北京:地震出版社:-[]张培震徐锡伟闻学泽等.年汶川级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因[J].地球物理学报()-[]江在森方颖武艳强等.汶川级地震前区域地壳运动与变形动态过程[J].地球物理学报()-[]江在森张希祝意青等.昆仑山口西Ms地震前区域构造变形背景[J].中国科学(D辑)(sup):-[]丁国瑜卢演俦.中国岩石圈动力学概论[M].北京:地震出版社-[]祝意青梁伟锋徐云马.重力资料对年汶川Ms地震的中期预测国际地震动态第期ConsiderationonboththegeodeticdeformationmonitoringofthenorthsouthseismicbeltsandthebigearthquakepredictionsWANGShuangxu(SecondMonitoringCenterChinaEarthquakeAdministrationShanxiXi'anChina)Abstract:ThemonitoringabilityofthecrustdeformationsandthebigearthquakepredictionsforthenorthsouthseismicbeltsinChinaarediscussed.Basedontheanalysisofdeformationobservationdataguidelinesmethodsandprogressesofthestrongearthquakepredictionarealsosummarized.ThebackgrounddeformationfieldsandpreviousseismicresearchesrelatedtotheKunlunshanPassMEarthquakeandtheWenchuanMEarthquakearereconsidered.Thecrustdeformationobservationandthedifferentgeologicalstructuresofnorthsouthseismicbeltshavetobecombinedinordertostudytheproblemsandrevelationsonthestrongearthquakeprediction.Keywords:northsouthseismicbeltscrustdeformationmonitoringstrongearthquakepredictionproblemandrevelation年月王双绪:南北地震带大地形变监测与大震预测问题思考

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