更全的杂志信息网

新疆天山地震窗口网的进一步研究

更新时间:2009-03-28

地震窗是区域应力场与震源应力场变动效应的一种地震活动表现,其概念是在1980年前后由王泽皋、姜秀娥等在研究邢台地震的余震频度衰减时首次提出的,此后,又将“余震窗”扩展为“地震窗”等更为广泛的研究和应用[1-2]。地震窗的应力变化可以用其地震活动起伏来反映,通过把握地震窗的应力变化来实现对相关区域的地震预测。“地震窗”可以以弱震活动形式灵敏反映区域应力场变化的特殊构造部位,从而对其进行监视便能为地震预测提供更充分的科学依据和更有效的研究途径[3-4]。区域构造应力场可以通过“地震窗”的地震活动表现出来,针对地震窗的研究已经开展了很多工作[5-8],但是随着数字台网的改造和其密度逐渐增加,累积的数字地震资料越来越多,不同区域的最小完整震级也有所降低,地震窗范围大小的设定以及其阈值的确定都需要进行系统研究。窗口内小震活动的不断增强,表示构造应力场控制作用在不断增强,其变化与主震与窗口之间的距离存在一定的关系。窗口异常结束后多长时间发震和对应近场、远场地震有何不同等问题的研究,也需要更多的震例积累与分析[9-10]。由单个大震活动前有震兆信息的地震窗构建相应窗口网,窗口网能充分反映介质及构造的非均匀性等造成的异常的方向性效应,利用它可以大大缩小单窗预测地震三要素的尺度问题[6]。天山地震带是历史上地震强度大、频度高的地震带之一。因此加强对它的研究,找出有效的预测方法对其进行监视是很重要的,在筛选出单个地震窗的基础上,建立天山地震窗口网是一种有效的短期预报方法。20世纪九十年代新疆展开了地震窗口网的尝试性研究,所取得的重要结果:1997~1998年伽师强震群活动期间阿图什余震窗和喀什地震窗都相应出现了异常。1985年乌恰7.1级地震前1~2个月,观测到约一半的地震窗出现异常,这为缩短地震时间预报尺度提供了重要依据[11-12]。在地震窗研究取得重要成果的进展过程中,新疆研究区内共挑选出15个地震窗[11],并对多次Ms≥5.0地震作出不同程度的短期预报,效果显著。随着新疆区域地震台由原来的模拟地震记录改换为现在的数字地震仪记录,则导致原有地震窗数据资料终断。为满足短期地震预报的需要,曾研究并实际应用了由区域地震目录资料组成的地震窗[13,14],虽然取得了一定的实际预报效果,但是仍存在不足。值得注意的是,2014年2月12日于田7.3级地震之前1~2个月,在原有数据资料构建的地震窗内即塔什库尔干、喀什、乌恰附近观测到大量小震活动,小震频度异常增高,高值异常结束后,于田7.3级地震发生,再次显示出地震窗异常与大震之间的密切关系。本文中主要是基于2008年以来新疆天山及其邻近区域数字化地震资料,筛选出相应的地震窗,同时结合相应震例和窗口的映震机理,研究其震兆预测意义和效能,对地震窗内小震月频度异常特征进行提取,从而获取相对精确的阈值上下限范围。建立地震窗口网并将大震震中包围,从而获取丰富的大震三要素的震兆信息,进一步提高地震三要素的预测效能。

1 研究资料与方法

1.1 研究资料

由于一些地震台开始数字地震记录观测之后,便停止了原来的模拟地震记录的观测,模拟和数字化是独立的观测系统,即两种地震记录缺少同期平行观测。因此,两种不同方式记录的数据分析的比较是无法进行的,而开展地震窗口网的研究需要数据资料具有准确性和一致性等。本文中所采用的微震及小震资料均取自新疆区域地震台网的各个单台数字地震仪观测记录的数据,由于地震台数字地震记录始于2008年,因此,本文中研究时段为2008年1月~2016年10月,研究区选取范围为新疆天山与昆仑山地区及其邻近区域,地震窗所对应强震的震源参数取自“中国地震台网统一地震目录”。

对于研究中所对应地震的统计方法作如下规定:主—余型地震仅取主震;震群型和双震型地震,取其最大地震或是第一个地震作为一次大震事件。

1.2 数据选取与处理方法

本文中所采用的分析方法主要参照八十年代模拟地震记录组建地震窗的方法,地震窗选择时S与P波走时差和震级下限的设置,主要是参照前期模拟资料地震窗研究结果以及其他研究区普遍采用的标准,参数的设置是经过反复调整和检验而获得,其范围的大小主要取决于区域构造与地下介质状况,对于同一地震台来讲是无大变化的,震级下限取值要充分反映小震活动情况。即分别以各地震台为中心,选取S-P≤10 s范围内的ML≥1.0地震的月频度,然后分析其异常与地震窗附近区域较大地震的关系。通过普查与系统研究,映震效果较好且能通过统计检验的则选为地震窗,其余的则予以剔除。

1.2治疗方法:两组患者均进行血尿常规、肝肾功能、电解质、心肌酶谱等常规检查,记录18导联心电图,查血型配血备用。嚼服阿司匹林300mg,以后改为75~150 mg/d,同时口服300mg氯吡格雷;结合患者病情给予患者合并症进行对症治疗。

马思特(上海)化学有限公司是总部在美国的Master Chemical Corporation设立的金属切削液及相关设备专业制造商,于2002年在上海注册成立的。马思特(上海)化学有限公司是TRIM牌金属切削液产品在亚洲地区的生产、研发和技术服务中心,也是为机加工行业提供化学品专业管理的服务商。

2 地震窗的异常特征

(3)对应地震的空间分布及地震强度,由于研究时间是从2008年数字化记录以来,研究时段相对较短,处于尝试和验证阶段,研究结果是初步的。上述图表已给出5个地震窗对应地震空间分布以及相应的分析结果,从图2~6和表1~5中可以看出,其对应地震空间分布具有以下特征(其中各地震窗的经验性警戒线值用符号b表示):①库米什地震窗(b≥54次/月),从其对应地震范围和震级来看,对应的震例分别为2011年11月1日尼勒克6.0级、2012年6月30日新源—和静6.6级和2015年6月25日托克逊5.5级地震,因此对应地震范围为北天山西段MS≥6.0,窗内(地震窗口范围)地震为MS≥5.5。②阿克苏地震窗(b≥30次/月), 此地震窗仅对应相距549 km的2008年10月5日乌恰6.8级地震。③乌恰地震窗(b≥175次/月),该窗主要对应天山与昆仑山及其邻近地区的MS≥6.3地震,所对应地震的距离为107~892 km,其中对应北天山西段的中强地震仅1次,震例相对较少。④喀什地震窗(b≥150次/月),此地震窗对应了2008年10月5日乌恰6.8级地震和2016年6月26日吉尔吉斯斯坦6.7级地震。因此,可初步认为其对应地震的范围为交汇区以及喀什—阿克陶为中心的200 km附近区域,对应地震震级为7级左右。⑤塔什库尔干地震窗(b≥120次/月),从分析结果来看,该地震窗主要对应昆仑山的MS≥7.3地震,而对于远场相距1 510 km的2013年9月24日巴基斯坦7.9级地震之前也有异常反映。

  

图1 研究选取的地震窗空间分布图Fig.1 Spatial distribution of selected seismic windows

地震窗口的异常主要是对于发生在其附近区域的多次强震之前,相应地震窗即一窗多震的各单窗的异常特征。窗口网异常特征的研究,首先是固定某一强震,然后系统分析区域应力场上多个地震窗的综合异常特征及其与强震三要素预测的关系。

本文中数据收集和整理主要是基于Matlab编程实现,首先是从单台地震数据库中调出相应台站2008年以来的地震数据。然后将获取的地震数据按照普选条件进行每个月数据的合并和筛选,得到单台地震窗月频度值。最后对单台地震窗月频度数据的异常指标进行分析。

  

图2 库米什地震窗小震月频度与强震对应关系图(Ms≥5.5)Fig.2 Corresponding relationship between monthly frequency of small earthquakes and strong earthquake for Kumishi seismic window

 

表1 库米什地震窗小震月频度异常与地震对应关系表

  

异常时间(年-月)对应地震发震时间(年-月-日)地点发震位置φN(°)λE(°)震级(Ms)异常结束至发震间隔/月距离/km预测效果2011-062011-11-01尼勒克43.6582.386.04489准2012-042012-06-30新源—和静43.4384.776.62306准2015-022015-06-25托克逊41.7588.385.5460准

  

图3 阿克苏地震窗小震月频度与强震的对应关系图(Ms≥6.0)Fig.3 Corresponding relationship between monthly frequency of small earthquakes and strong earthquakes for Aksu seismic window

 

表2 阿克苏地震窗小震月频度异常与地震对应关系表

  

异常时间(年-月)对应地震发震时间(年-月-日)地点发震位置φN(°)λE(°)震级(Ms)异常结束至发震间隔/月距离/km预测效果2008-072008-10-05乌恰39.4574.036.82.2549准

 

图4 乌恰地震窗小震月频度与强震对应关系图(Ms≥6.3)Fig.4 Corresponding relationship between monthly frequency of small earthquakes and strong earthquakes for Wuqia seismic window

 

表3 乌恰地震窗小震月频度异常与地震对应关系表

  

异常时间(年-月)对应地震发震时间(年-月-日)地点发震位置φN(°)λE(°)震级(Ms)异常结束至发震间隔/月距离/km预测效果2008-012008-03-21于田35.8081.437.31.7699准2008-062008-10-05乌恰39.4574.036.83.2107准2012-062012-06-30新源43.4384.776.60892准2012-122013-01-29哈萨克斯坦42.6279.636.31.0488准2013-11~122014-02-12于田36.1282.507.31.4751准2015-052015-07-03皮山37.6078.206.51.1353准2015-10~112015-12-07塔吉克斯坦38.0572.977.40.2270准2016-052016-06-26吉尔吉斯斯坦39.4073.306.71.0170准

  

图5 喀什地震窗小震月频度与强震对应关系图(Ms≥6.0)Fig.5 Corresponding relationship between monthly frequency of small earthquakes and strong earthquakes for Kashi seismic window

 

表4 喀什地震窗小震月频度异常与地震对应关系表

  

异常时间(年-月)对应地震发震时间(年-月-日)地点发震位置φN(°)λE(°)震级(Ms)异常结束至发震间隔/月距离/km预测效果2008-05~062008-10-05乌恰39.4574.036.83.2162准2016-052016-06-26吉尔吉斯斯坦39.4073.306.71.0230准

  

图6 塔什库尔干地震窗小震月频度与强震对应关系图(Ms≥7.0)Fig.6 Corresponding relationship between monthly frequency of small earthquakes and strong earthquakes for Taxkorgan seismic window

 

表5 塔什库尔干地震窗小震月频度异常与地震对应关系表

  

异常时间(年-月)对应地震发震时间(年-月-日)地点发震位置φN(°)λE(°)震级(Ms)异常结束至发震间隔/月距离/km预测效果2008-022008-03-21于田35.8081.437.30.7600准2013-072013-09-24巴基斯坦27.6265.877.91.81510准2013-122014-02-12于田36.1282.507.31.4669准

针对上述所筛选的映震效果较好的地震窗,具体分析各地震窗异常与强震的关系,其主要异常特征分析如下:

(1)从各个地震窗的小震月频度时序图可以看出,强震之前,地震窗内小震月频度均出现高值异常,即呈现出高值—低值—发震的异常形态。高值异常多数为单点即1个月高值,仅有2014年2月12日于田7.3级地震和2015年12月7日塔吉克斯坦7.4级地震之前乌恰地震窗异常均呈现出两个点的高值异常。

对于部分学校来说,在班主任管理的过程中处于放养的状态,对于班主任专业化发展过程中存在的问题没有及时地指出来,导致班主任专业化能力得不到有效的提高。通过加强班主任专业化管理工作,能够有效地减少行政化管理所带来的弊端,对于营造和谐的师生氛围具有重要的帮助。对于中小学班主任来说,在日常的工作中面对的琐碎问题比较多,学校要认识到班主任管理工作的实际,在对班主任管理的过程中,应当尊重班主任的工作,关心他们的工作和生活,多一些体谅和理解。应当努力提高班主任的专业化建设的意识,制定班主任专业化发展的方案,从而提高班主任专业化管理的针对性和科学性。

(3) 2009-2011年,煤制油、甲醇制烯烃、甲醇制汽油、乙二醇等示范装置相继投入运行;第一个煤制天然气示范项目甲烷化装置也于2012年7月28日产出合格天然气。会议将就相关示范装置的运行情况、经济性等组织交流。

基于筛选出的映震效果较好的库米什、阿克苏、乌恰、喀什、塔什库尔干5个地震窗,分别依据上述5个地震窗的映震范围以及异常指标,对这7次强震前出现异常的地震窗以及窗口网所显示的异常特征量进行分析,相应分析的结果如表7~9所示。

基于地震窗的筛选方法,对新疆境内天山及其邻近区域进行普查与系统研究各地震台ML≥1.0,S-P≤10 s范围内小震月频度变化与附近地区强震的关系,对研究区内石场、石河子、乌鲁木齐、呼图壁、克拉玛依、塔城、温泉、新源、精河、巴仑台、库尔勒、库米什、库车、拜城、阿克苏、乌什、阿合奇、巴楚、阿图什、喀什、乌恰、塔什库尔干、和田地震台等23个单台小震月频度数据进行收集处理,并对中强地震映震效果进行相应分析,通过普查与系统研究,最终筛选出5个具有较高预报效能的地震台站,即库米什、阿克苏、乌恰、喀什、塔什库尔干作为地震窗(图1)。除塔什库尔干地震窗之外,其余4个地震窗均是直接分析实测的小震月频度,而塔什库尔干窗则是删除窗内Ms 5.0以上地震的余震之后进行相应的统计和分析。在系统分析各个地震窗异常特征的基础上,进而将5个地震窗构建成窗口网,即分别分析一次强震之前,场上5个地震窗的综合异常特征,这即是地震窗口网的异常特征,试图实现由场求源的目的。

从5个地震窗的异常指标时序图可以看出,目前库米什和乌恰两个地震窗存在异常,其中库米什窗异常时间为2016年7月,乌恰窗的异常时间为2016年8月,从上述异常对应时间及范围分析结果来看,北天山西段存在发生6级左右地震的可能。

3 地震窗口网的异常特征

对上述选择的映震效果较好的5个地震窗,即库米什、阿克苏、乌恰、喀什、塔什库尔干地震窗,分别对这5个地震窗进行时间进程和映震效果分析,同时对地震窗的异常指标特征进行总结分析(图2~6,表1~5)。

在研究时段内,研究区内发生的7次强震(包含2015年6月25日托克逊5.5级地震,此地震为库米什窗的窗内地震),这7次地震的震源参数如表6所示。

作家西塞罗说过:“任凭怎么脆弱的人,只要把全部的精力倾注在唯一的目的上,必能有所成就。”正所谓“书痴者文必工,艺痴者技必良”,专注意味着效率,专注也是一种习惯。“有始有终”、“专心致志”,这些大家耳熟能详的词语,可能并没有太多的人能够真正做到。

 

表6 2008年以来7次强震的震源参数一览表

  

编号发震日期(年-月-日)发震时刻(时:分:秒)震中位置φN(°)λE(°)震级(MS)震中地名12008-10-0523:52:4839.4574.036.8乌恰22011-11-0108:21:2543.6582.386.0尼勒克32012-06-3005:07:3443.4384.776.6新源—和静42008-03-2106:33:0335.9081.907.3新疆于田52014-02-1217:19:5036.0182.757.3新疆于田62015-07-0309:07:4537.5078.206.5皮山72015-06-2503:12:5341.7588.385.5托克逊

(2)异常的时间特征,由筛选出的映震效果较好的5个地震窗相应分析图表可以看出,各次强震之前,同一地震窗出现的异常时间(异常超前时间)不同,但是一般较为接近,多数在2~3个月。

 

表7 2008年乌恰6.8级2011年尼勒克6.0级和2012年新源和静6.6级地震前地震窗口网的异常特征表

  

实际发生地震时间(年-月-日)地点震级(MS)窗口名称地震窗异常特征量异常时间(年-月)距离/km异常结束至发震间隔/月2008-10-05乌恰6.8乌恰2008-061073.2喀什2008-05~061623.2阿克苏2008-075492.22008-11-01尼勒克6.0库米什2011-064894.02012-06-30新源—和静6.6乌恰2012-068920库米什2012-043062.0

 

表8 2008年和2014年于田7.3级地震前地震窗口网的异常特征表

  

实际发生地震时间(年-月-日)地点震级(MS)窗口名称地震窗异常特征量异常时间(年-月)距离/km异常结束至发震间隔/月2008-03-21于田7.3乌恰2008-016991.7塔什库尔干2008-026000.72014-02-12于田7.3乌恰2013-11~127511.4塔什库尔干2013-126691.4

 

表9 2015年皮山6.5级和托克逊5.5级地震前地震窗口网的异常特征表

  

实际发生地震时间(年-月-日)地点震级(Ms)窗口名称地震窗异常特征量异常时间(年-月)距离/km异常结束至发震间隔/月2015-07-03皮山6.5乌恰2015-053531.12015-06-25托克逊5.5库米什2015-02604

基于映震效果较好的地震窗以及相应的强震活动,若强震前两个以上地震窗出现异常,则异常的相应地震窗构建成窗口网,即窗口网的异常是由单个地震窗的异常综合而获得。

分别对9次强震(含两次境外地震)之前各地震窗出现异常的时间即异常超前时间(ΔT)进行分析,结果显示,将近90%的ΔT≤3个月(含两次3.2个月)。因此,拟将地震窗出现异常之后3个月发震作为短期预测指标,显然,这是一个信度较高又十分重要的指标。

地震强度的大小与震前地震窗异常个数或是异常分布面积有关,即强震震级越大,震前地震窗出现异常的数量越多或异常窗口分布的面积越大。例如,北天山西段在2011年11月1日和2012年6月30日相继发生6.0级和6.6级强震,其中6.0级地震前仅库米什窗出现异常,而6.6级地震之前观测到异常的地震窗为库米什窗和乌恰窗,这种窗口异常点数的差异很可能与强震震级大小不同有关。目前库米什窗和乌恰窗存在异常,因此,北天山西段存在发生中强地震的可能。2008年3月21日和2014年2月12日于田相继发生7.3级地震。这两次地震的震级相同,地点相近。分析表8~9给出的窗口网异常特征表明:(1)震前出现异常的窗口和数量是完全一样的即乌恰窗和塔什库尔干窗。(2)异常超前时间都较短,并且很接近均未超过两个月。由此可见,震级和地点相同或相近的强震之前,地震窗口网异常特征表现出很好的相似性,即异常具有极好的重复性特征。

4

对筛选出的5个地震窗,即库米什、阿克苏、乌恰、喀什和塔什库尔干窗口,并对其异常形态、时间特征以及映震范围和地震强度进行总结和分析,这些地震窗均具有很高的R值并可以通过R值评分统计检验[13],具有较高的短期预报效能。同时将5个地震窗组成窗口网,并对地震窗口网的异常特征进行分析和研究。本文中筛选出的地震窗口数量较之前明显减少,但是,各个地震窗的短期预报效能却显著提高。其次就是异常超前时间ΔT(月)较短,这就为大震或强震3个月的短期预报提供了较充分的可能性。因此,新的地震窗研究结果明显优于以往。本文中数字记录的研究结果与以往模拟记录所研究的地震窗的异常存在一些差异,这可能与两种记录的物理量不同有关,一个是有物理量纲而另外一种记录方式则没有。对于两种不同方式记录的地震数据资料研究的比较是无法进行的,而对其更深入的了解需要今后进一步的研究。本研究的不足之处是研究时间较短,进而震例不足,仍需要继续延长数据资料和补充更多震例之后对其进行修正和完善。地震窗或窗口网是场兆,该方法自身的不足之处是对大震地点预测范围偏大,对于此问题的解决,可以综合应用震群等其他多种预报方法进行分析研究。

(2)针对出现的情况制定相应的措施,一般采用扩孔二次浇筑也就是在原桩位把孔的直径扩大,然后再次浇筑。还有就是钻孔压浆补强,方法和断桩的补强方法基本相同。

参考文献

[1] 王泽皋.邢台余震频度增高及以后发生的华北地震[J].地震学报,1979,1(2):150-153.

[2] 姜秀娥,单锦芬,徐京华,等.华北强地震余震震群应力场“窗口”效应[J].西北地震学报,1982,4(4):41-46.

[3] 梅世蓉.地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究(一)——坚固体孕震模式的由来与证据[J]. 地震学报, 1995, 17(3): 273-282.

[4] 倪红玉,刘泽民,洪德全,等.“霍山窗”地区现代构造应力场研究[J].中国地震,2012,28(3):294-303.

[5] 王桂岭,敖雪明.中国新疆乌恰6.4级地震和苏联巴依沙隆6.7级地震前地震窗的异常及其预报[J].内陆地震,1991,5(2):126-131.

[6] 敖雪明,王桂岭,周仕勇,等.新疆地震窗口网在强震短临跟踪预报中的应用研究[J].地震学报,1994, 16(增刊):56-66.

[7] 敖雪明,王桂岭,吴小玲,等.姑咱地震窗异常与地震的关系[J].华南地震,1996,16(4):34-39.

[8] 刘小凤,梅秀萍,张小美.青藏高原北部地区地震窗口特征及其预报意义[J].西北地震学报,2003,25(4):359-364.

[9] 马宗晋.华北地壳的多(应力集中)点场与地震[J].地震地质,1980,2(1):39-47.

[10] 王琤琤,刘红桂,王炜,等.广义地震活动窗及其对震前异常过程的跟踪应用[J].地震,2000,20(4):19-27.

[11] 李莹甄,曲延军.伽师强震群活动期间地震窗异常特征研究[J].西北地震学报,2000,22(4):368-375.

[12] 龙海英,敖雪明,王桂岭.新疆特定地区地震频度与大震关系的预报研究[J].内陆地震,2006,20(3):232-238.

[13] 许绍燮.地震预测能力评分[C]//中国地震局科技监测司.地震预测方法实用化研究文集.北京:学术书刊出版社,1989:586-589.

[14] 薛丁,张建业,赵爱萍.海城地震窗地震活动异常提取及其预报效能[J].地震学报,2012,4(4):487-493.

 
张琳琳,敖雪明
《内陆地震》 2018年第01期
《内陆地震》2018年第01期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号