民众自救互救是灾后及时减轻损失的有效行动, 也是全社会救灾能力的重要组成部分。文中基于北京市朝阳区居民近10万份调查样本数据, 运用有序逻辑回归模型进行实证研究和稳健性检验, 揭示了民众灾害自救互救态度的影响机制。结果表明, 对政府防灾能力的信任和灾害对个人与家庭的影响是民众灾后自救互救态度的2个核心驱动因素。调查数据同时显示, 民众自救互救的主观意愿与实际能力之间存在“高意愿、低技能”的矛盾。针对不同类型子样本的进一步分析结果显示: 自救互救态度会受性别、年龄、灾害经历等个体特征影响。建议政府在提高防灾透明度、强化民众风险感知、加强技能培训等方面加大支持力度, 以提升民众防灾减灾救灾能力。文中研究结果可为政府制定灾害自救互救优化政策及相关措施提供参考。

地震灾害损失预评估是做好地震应急准备和降低灾害损失的重要内容, 而房屋建筑高度、面积、分布位置及结构类型数据是预评估工作的基础。为实现房屋建筑物数据的自动提取, 文中重点围绕农村地区房屋情况开展研究, 首先利用无人机获取研究区可见光遥感图像, 经预处理、设定参数、空三加密、拼接等步骤后, 生成研究区的数字表面模型、高程模型及正射影像数据。在房屋数据提取过程中, 从提取效率及精度的角度分别对比了基于高程信息的提取方法与监督分类方法, 其中基于高程提取的方法在差值分析中, 经统计像元均值和标准差, 确定高差范围为2.7~12m, 面积阈值设定为4.8m², 提取面积约为80 566.8m², 经对比分析, 提取精度达90%以上, 相较于监督分类方法在房屋面积、分布位置等方面效果更佳, 整体提取精度受地物类型影响不大。在房屋结构类型占比方面, 利用以上房屋提取结果, 结合实地抽样调查情况, 进一步解译房屋结构类型, 用于预评估结果的产出。文中采用的方法可应用于房屋建筑物数据的提取, 能提高地震灾害损失预评估工作的效率和精度。

在地震灾害应急响应中, 快速精准识别单体建筑震害对灾损评估和救援决策至关重要。针对传统震害检测方法存在的样本依赖性高、边界模糊和非建筑干扰等问题, 文中提出基于无人机影像纹理特征主成分分析(PCA)的破坏建筑物变化检测模型, 结合震前卫星影像与震后无人机数据, 通过多特征融合与降维处理提升检测效能。以2023年甘肃积石山 M_S6.2 和2021年云南漾濞 M_S6.4 地震为例, 模型利用三角网迭代滤波和点云抽稀方法, 从无人机数字表面模型(DSM)生成归一化数字表面模型(nDSM), 有效剔除植被与地形干扰, 精准提取建筑物轮廓; 基于感兴趣区域(ROI)技术分割震前、震后单时相影像中的建筑目标, 并通过高精度配准(甘肃匹配精度为88%±4%, 云南为91%±3%)确保时空一致性。通过主成分分析方法融合协同性、对比度、相异性等8类纹理特征, 筛选前4项主成分构建变化检测框架, 并与纹理特征强度差值法(TF+DC+ROI+CD)、强度差值法(DC+ROI+CD)、震后单时相最大似然法(ML)及马氏距离法(MD)的结果进行对比。结果表明, PCA融合模型在漾濞地震中的总体精度达89.4%、Kappa系数为0.85, 显著优于单时相方法(ML OA, 78.2%; MD OA, 75.6%)。在研究区0.62km²(甘肃)和0.49km²(云南)范围内实现7h全流程处理, 能够满足应急响应时效需求。

大青山山前断裂是河套盆地北缘一条规模宏大且活动性强的控盆正断层, 其新生代构造活动对大青山隆升及呼包盆地演化具有重要的控制作用。文中基于GF-7高分辨率立体遥感影像数据, 结合多源地质与地貌资料, 开展了对大青山山前断裂带的详细构造地貌解译。根据层状地貌面保留程度, 采用多种方法对大青山山前断裂带的遥感影像进行处理, 通过提取其河流阶地、冲洪积台地、夷平面等地貌面, 构建三维地貌模型, 并进一步求取不同构造地貌的抬升高度、掀斜角度等构造变形量参数进行地貌面定量分析。结果表明, 大青山山前断裂带的构造变形呈现出明显的非均质性, 断裂构造显现强烈的垂直差异升降与分段活动特性, 垂直于构造带走向的各断块整体抬升高度向着山前方向逐级递减, 块体之间被正断层断错, 以2级断块为主; 平行于构造带走向的地貌面呈现出显著的分层特征, 分段结果与前人的分段方案高度一致。基于解译和提取出的地貌面结果进一步估算垂直抬升量, 结果表明, 中段是断裂带构造活动最为显著的区域, 累积变形强度最大, 而西段和东段的构造活动相对较弱。

四川盆地南缘近年来发生的地震频次增加、强度增大, 然而目前对川南地震的孕震机理及时空演化特征的研究和了解都不够充分, 这也限制了对该区未来地震活动趋势研判和地震风险的准确评估。文中利用布设在川南荣县—威远—资中地区的短周期密集台阵观测数据, 对该地区的微小地震进行检测识别和精确定位, 并反演获取该区的三维S波精细速度结构, 综合分析三维S波速度结构、区内地震展布及深部构造环境等科学问题。结果表明, 密集台阵记录获取的荣县—威远—资中地区的地震分布呈现较强的时空丛集性, 且绝大多数地震分布在结晶基底上的覆盖层内部, 震源深度优势分布层位主要集中在1~5km。研究区浅层三维S波速度结构表现出明显的不均匀分布特征, 且速度结构随深度呈趋势性增加。在深度2.0km以内, 研究区大部分范围内的S波速度为2.2~2.6km/s, 在3.0~6.0km深度范围, 探测区北西侧背斜构造内大部分区域的S波速>2.8km/s, 南东侧沉积盖层的S波速度为2.6~2.8km/s, 速度特征分布与研究区域西北高、东南低的地形地貌对应较好。荣县震区和威远—资中震区浅部存在显著的横向介质分布差异, 震中主要位于S波速度的高、低速异常分界带附近, 地震序列的空间展布特征与震区介质速度结构存在密切关系。荣县震区震源体东南侧3.0~5.0km深度范围内存在较为显著的低速异常分布, 指示着该处可能赋存流体, 推测该区地震可能是区内先存隐伏断层在区域构造应力及震区流体扰动共同作用下发生挤压错动所致。

文中利用上海地区318个钻孔资料, 按剪切波速特征将100m以浅的土层归并为淤泥质黏性土、软可塑黏性土、硬可塑黏性土、粉性土、砂土5类。整体上, 剪切波速按从大到小依次为: 砂土、硬可塑黏性土、粉性土、软可塑黏性土、淤泥质黏性土。剪切波速与深度正相关, 在深约50m以浅时剪切波速与深度的关系非线性较强, 约50m以深时剪切波速与深度的关系近似呈现线性趋势。文中分析了线性函数、二次多项式函数和幂函数对波速-深度关系的适用性, 发现幂函数模型在各类土层中的拟合效果较好, 适用于上海地区土层剪切波速-深度关系。此外, 运用幂函数模型拟合了5类典型土层波速-深度关系, 并外推了3m以浅和100m以深的波速值。文中研究得到的剪切波速与深度的关系可为上海地区的剪切波速预测提供参考。

2023年12月18日甘肃省积石山M6.2地震触发了严重的黄土液化及泥流灾害。为分析这次液化的地震动触发因素, 文中利用地震预警网获得的地震动数据展开了数据分析工作, 得到如下认识: 1)黄土区浅表地层对地震动时程振幅(包括PGA)普遍存在显著放大作用, 导致浅表地层释放能量数倍增加; 2)浅表地层的强震动作用时间延长; 3)浅表地层对频率<5Hz, 特别是1~3Hz的地震波有明显放大作用。黄土区浅表地层对低频地震波的放大作用源于共振效应, 加之震中附近剧烈的垂向与水平向强震动的长时间往复作用, 使得饱水黄土、砂土层快速液化并形成泥流灾害。文中结果有助于认识黄土液化的地震动触发因素, 对利用地震动数据研究地震触发地质灾害具有参考意义。

文中利用小波多尺度分解对晋冀蒙交界区高精度布格重力异常进行分析, 得到不同尺度的布格重力异常场, 分析不同尺度的布格重力异常场与断裂构造的关系, 结合以往地质地球物理勘探成果, 对研究区主要断裂和深部构造特征进行研究, 结果表明: 布格重力异常轴的走向大致为NNE和NE向, 和断裂走向基本一致, 布格重力异常过渡带与深大断裂对应较好, 深大断裂对重力异常的展布有控制作用; 随着小波细节阶数从低到高, 布格重力异常场等值线圈闭从小变大, 从零星杂乱到简单, 4阶细节重力异常呈团块状, 和构造单元基本一致; 通过布格重力异常小波细节场共识别出21条断裂, 其中包括13条上地壳断裂、4条中地壳断裂、4条下地壳断裂; 莫霍面深度由东南向西北逐渐变深, 范围为29.0~42.5km, 在太行山莫霍面深度迅速变浅, 地壳厚度减薄, 莫霍面突变带是地壳厚度变异带, 也可能是深大断裂带或断块的分界线; 研究区3次7级及以上地震都发生在活动断裂带上或附近, 地震的孕育发震是地质体应力和应变能积累—破裂—释放的力学过程, 断裂带是地壳中相对薄弱的区域, 是应力集中和释放的主要场所, 断裂带的活动性可直接导致地震发生; 另外2次7级及以上地震发生在莫霍面突变部位, 莫霍面突然变化引发深部应力扰动, 与断裂活动耦合诱发地震。即断裂控制的莫霍面局部隆起或凹陷下方是地震发生的深部构造背景。

文中通过实施2条高分辨率浅层地震反射剖面和2条钻孔联合地质剖面, 对郯庐断裂带安丘-莒县断裂南流段晚第四纪活动特征进行了系统研究。地震反射剖面揭示该断裂段由西支和东支2条主要断裂组成。宋家村钻孔联合地质剖面显示, 东支断裂自西向东发育呈阶梯状分布的断层f₁和f₂, 均倾向E, 最浅上断点埋深约3.85m, 垂直错断上更新统约1.9m。通过年代学测试获得其最新活动时代为(53.9±2.9)~(58.2±2.3)ka BP, 计算得到其垂向滑动速率约为0.03mm/a, 结合在岩心中发现的擦痕和高角度密集片理等构造现象, 判定东支断裂为晚更新世中期活动的右旋逆断层。前曹村钻孔联合地质剖面揭示西支断裂自西向东发育呈阶梯状分布的5条断层(f₁—f₅), 均倾向E, 最浅的上断点埋深约9.7m, 最新活动时代为(54.8±3.4)~(78.4±3.2)ka BP。在岩心中发现的紫红色断层泥、擦痕及高角度密集片理等现象表明西支断裂具有右旋正断性质。在2处钻孔联合地质剖面中均未发现地震液化现象, 据此推断1668年郯城地震的地表破裂带未延伸至本文研究区。 2024年郯庐断裂带南端的肥东地区发生的4.7级地震和多次近4级的余震, 是郯庐断裂带近年来的最大地震; 相比之下, 位于郯庐断裂带中部的南流段发育多条断裂活动性较强的正断层和逆断层, 其断裂活动水平明显高于肥东地区。分析认为南流段具有一定的地震危险性, 建议加强关注。

郯庐断裂带是中国大陆东部的一条古老的陆内俯冲带, 也是大型活动断裂带, 其中段曾发生过1668年郯城8.5级地震。文中利用郯庐断裂带中段及周边地区较高精度的布格重力场, 采用方向导数和Parker-Oldenburg界面方法, 得到区域主要断裂几何分布与莫霍面深度, 通过计算实际地壳厚度与Airy理论地壳厚度的均衡差异(I), 进一步分析深部孕震结构以及1668年郯城地震的深部环境。研究表明, 区域重力场可划分为1个构造带和5个块体, 其中郯庐断裂带中段作为走滑为主的构造边界, 表现为一条NNE方向的高异常条带或平缓的重力梯度带, 梯度值最高达0.6mGal/km。通过重力方向导数场解译了35条主要断裂的分布与交切。区域莫霍面深度由西向东逐渐变浅, 在30.6~36.0km之间, 其中郯庐断裂带形成了一条莫霍面陡变带, 且在潍坊、郯城和宿迁—嘉山地区莫霍面局部上隆。通过地壳均衡结果可知, 区域大部分地区处于稳定状态(I趋于0), 而鲁西块体及东部沿海的少部分地区处于地壳不均衡状态, 郯庐断裂带内部出现了东、西分异的现象, 西地堑地壳趋于均衡(I≈0), 而东地堑地壳处于不稳定状态。郯庐断裂带东地堑与之交切的断裂极少, 具备积累应力应变的刚性结构条件, 且东地堑郯城地区的莫霍面出现严重上隆(深度<33km), 加之郯城局部地区的地壳处于不均衡状态(I>1.1km), 1668年郯城地震是在这种深部孕震环境下发生的。

晚新生代以来, 青藏高原东北缘弧形构造带的构造活动强烈。弧形构造带内的烟筒山断裂夹持在天景山断裂和罗山断裂之间, 三者均处于柴达木、阿拉善和鄂尔多斯地块交会的特殊位置。然而, 与天景山断裂和罗山断裂相比, 针对烟筒山断裂的研究成果较少, 尤其缺乏其全新世活动的直接证据。文中选取烟筒山断裂北段为研究对象, 通过遥感解译、地质调查、典型场点地貌航测、探槽开挖及释光测年的方法, 获得了以下认识: 1)烟筒山断裂北段全长约90km, 部分地貌陡坎清晰, 剖面上以低角度逆断层为主, 倾向SW, 倾角约30°; 2)烟筒山断裂北段小榆树沟附近的地貌陡坎与断层位置对应, 通过开挖探槽发现一条新生且为全新世活动的断层; 3)释光测年显示, 探槽剖面记录在晚更新世(距今(63.08±3.18)ka)之后至少发生过2次古地震事件, 其中最新一次地震事件发生在全新世(距今(7.99±0.42)ka)之后, 考虑地层剥蚀, 2次古地震造成的垂直断距至少分别为1.3m、1.0m, 震级下限可达6.9级、6.8级; 4)烟筒山断裂作为天景山断裂的伴生次级断层, 其最新一次地震事件的离逝时间接近甚至超过古地震复发周期, 因此, 其北段的地震危险性值得关注。

近年来, 利用环境地震学方法对岩质边坡等地质灾害体开展监测预警日益受到行业关注。其中, 利用环境背景噪声干涉技术测量边坡内部的速度变化, 对于深入了解外界因素作用下边坡内部的损伤演化过程及其规律具有重要的研究和应用价值。文中通过布设在中国西南地区大渡河流域典型岩质边坡-瀑布沟边坡上的2台长期运行的地震仪, 利用环境背景噪声干涉技术对该边坡开展了长达2年5个月的多重散射波波速变化监测。结果表明: 在年尺度内, 波速变化在-1.5%~2.0%的范围内表现出季节性的可逆型波动, 且与气温变化呈现出显著的线性正相关; 在季节性尺度内, 边坡对夏季降雨的响应表现为0.3%~0.6%的波速小幅下降, 同时周边区域的大地震事件也会导致边坡速度的短时下降。最后, 文中利用多元线性回归方法, 构建了该岩质边坡季节性波速变化的多物理场耦合模型, 对上述外界因素与波速变化之间的关系进行分析, 得到气温、降雨及地震活动对该岩质边坡波速变化的定量化响应。

(U-Th)/He同位素年代学方法在地质体的热史研究中独具优势, 诸多基于不同矿物的(U-Th)/He年代学体系应运而生。其中, 磷灰石(U-Th)/He年代学体系应用极为广泛, 这得益于磷灰石在地壳岩石中分布广泛, 单颗粒有效铀含量较高, 且封闭温度低于90℃, 能够反映岩体在近地表的热史过程。Durango磷灰石作为磷灰石(U-Th)/He定年的国际标准样品, 对其年龄进行测定, 对于验证实验流程的精准性与可靠性意义重大。浙江大学(U-Th)/He年代学实验室于2024年建成, 实验室精心构建了完备且严谨的磷灰石(U-Th)/He单颗粒测试流程, 并对3个批次共计60个Durango磷灰石颗粒展开测试。结果显示, 颗粒年龄介于28.48~33.20Ma, 平均年龄为(31.30±2.19)Ma(2σ), 与国际标定值高度吻合; Th/U介于17.10~26.1, 同样与国际报道相符。充分证实实验室测试结果精确可靠, 测试流程科学合理, 测试方法切实可行。

活动造山带地貌演化是构造抬升与侵蚀作用竞争的结果, 河流作为关键营力, 其形态调整可反映区域构造活动与气候变化信息。传统研究聚焦于河流坡度对构造扰动的响应, 而河道宽度作为水力系统的另一重要参数, 其控制因素及地貌指示意义尚未充分揭示。基岩河道宽度是揭示构造-侵蚀相互作用与地貌演化过程的关键参数, 近年来逐渐成为地貌学研究的热点。文中系统地综述了水力几何模型、侵蚀动力学理论与全球典型案例研究, 重点讨论了基岩河道宽度的控制因素(河床可蚀性、构造变形、沉积物效应及气候变化等)。综合现有研究可以发现: 1)河床可蚀性是控制宽度的核心内在因素, 岩体强度与节理密度通过影响侵蚀机制(磨蚀或拔蚀)调控河道形态: 高抗侵蚀性基岩区河流收缩变窄, 陡峭度增加; 软弱或破碎岩层则促进侧蚀, 形成宽浅河谷。2)构造变形通过隆升速率变化驱动河道形态调整: 在高隆升速率区, 河流通过收缩宽度集中水流剪切力, 加速下切以平衡抬升; 而在低隆升区则以拓宽河道削弱侵蚀能力。3)沉积物供给的双重效应显著影响宽度响应: 具有充足沉积物覆盖的河床抑制下切但增强侧蚀, 而低沉积物供给则使能量集中于基底侵蚀, 形成窄深河道。4)极端气候事件通过洪水流量剧变和沉积物脉冲输入, 触发河道宽度短期调整, 长期则通过侵蚀基准面变化影响形态演化。由此可见, 当前研究仍存在多因素耦合机制不明、定量模型普适性不足等问题, 未来需结合高分辨率遥感、数值模拟与年代学数据, 深化宽度参数在地貌演化模型中的应用, 为造山带构造-气候相互作用研究提供新视角。

基于岩土介质电阻率变化开展地震预测, 是野外观测、科学研究和预测实践相互结合与促进的系统性工作。中国应用于地震监测预报的地电阻率观测, 采用直流电法连续测量地下固定探测体积内介质电阻率随时间的变化。通过计算直流稳恒电流场的电位分布, 实现了地电阻率地表和井下观测的解析计算和数值分析。在垂直方向, 一维影响系数分布揭示了不同深度地层电阻率变化对观测的影响程度; 更为细致的三维影响系数分布, 则揭示了测区不同区域地层电阻率变化对观测影响的差异性, 明确了地电阻率观测的局域性特点。岩石物理实验和电阻率理论模型揭示出压应力加载过程中, 含水岩土介质电阻率具有各向异性特征的下降变化与微裂隙定向扩展之间的关系。通过断层虚位错模式分析地震前震中周围相对的变形积累特征, 以区域变形为中间桥梁, 电磁学科建立了观测站的异常变化与远距离地震晚期孕育过程之间的联系过程, 得到了与孕震过程有关的地电阻率异常的预期形态, 在此基础上开展“以源观场”的地震中短期预测, 对近年来发生的2022年泸定 M_S6.8、2023年积石山 M_S6.2 和2024年乌什 M_S7.1 等地震做出了较好的预测。以上研究内容散见于时间跨度超过60年的国内外文献之中。文中对基于地电阻率观测开展地震预测的主要基础理论进行回顾总结, 以便地电分析人员能较为便捷地了解并应用于地震预测实践。

使用初至波与反射波联合层析成像方法反演呼和浩特-包头盆地深地震反射数据, 获得了呼包盆地浅层地区精细的P波速度结构。正演采用基于网格方程求解器的快速扫描算法(FSM), 规避了复杂介质中非线性射线难以追踪的难题; 反演采用限制内存的拟牛顿法(L-BFGS), 并与伴随方法联合, 可避免计算Hessian矩阵的高昂成本, 尤其适应大规模反演问题。结果显示, 在测线40km和53km处存在明显的速度差异, 且深度延伸至盆地基底面。结合区域地质背景、 前人研究结果认为, 速度差异处与鄂尔多斯北缘断裂组成的断裂带位置基本吻合, 表明层析成像结果的可靠性。

景谷地震序列为包含NNW与NW 2个分支的地震序列, 地震序列的触发关系有待进一步研究。文中首先利用历史地震震源机制反演区域构造应力场, 利用地震序列震源机制反演发震断裂局部应力场, 采用主震破裂过程和余震机制分别计算主震、 余震产生的静态库仑应力变化。结果表明, 在滇西南区域构造应力场中, 景谷地震所在区域的特征与景谷发震断层的局部构造应力场特征较为一致, 局部构造应力场的最大主应力轴优势方向为25°。景谷地震主震产生的静态库仑应力变化与余震分布具有较好的相关性, 在余震序列中, 约73.46%的余震受到主震的触发, 2次 M_W5.5 强余震分别受到0.251MPa、 0.376MPa的应力加载, 触发作用明显。M_W≥3.0余震序列的静态库仑应力变化计算结果表明, 部分未直接受到主震触发的余震仍受到其余余震的影响, 余震的静态库仑应力变化叠加效应对后续余震有显著的触发作用。景谷地震序列特殊的触发机制作用可为震后趋势预判及地震危险性分析提供一定的参考。

重力观测是了解火山岩浆活动状态的有效手段。2021、 2022和2023年长白山天池火山区开展了3期流动重力观测, 结果显示, 距火山口35km范围的点位出现重力变化, 说明火山区目前活动岩浆或热液可能的分布范围。2021—2022年的重力变化为-161.4~23.4μGal, 以负值变化为主, 推测经历2020—2021年火山小型扰动后, 上移岩浆的后撤和流失; 2022—2023年的重力变化为-37.8~135.7μGal, 以正值变化为主, 可能是受压应力环境再次影响, 熔融的岩浆沿着已有通道上移, 填充至既有孔隙或空间和断层。2个时间段多数点位变化超过50μGal, 远大于观测误差的影响; 重力变化量超过100μGal的点位主要位于以火山口为中心12km的范围内, 推测由中间圆柱状岩浆通道中的岩浆活动引起。火山口两侧点位的重力变化出现分群性, 可能由不同的平板状岩浆体活动引起。重力变化最大的点位于火山口西侧, 推测附近有深大断裂通过。天池火山区重力变化大, 形变量在几十毫米以下, 结合地球物理方法获取天池火山壳幔岩浆系统, 推测该时间段岩浆活动主要发生在相互联通的壳内岩浆囊与断层之间, 岩浆侵入或后撤至已存的孔隙或断层。2021—2023年2年尺度的重力变化范围为-90.6~56.0μGal, 主要以负值变化为主, 表明2021—2022年后撤和流失的岩浆多于2022—2023年上移填充的岩浆, 火山区现今岩浆仍处于活动状态。

2023年12月18日23时59分, 甘肃省临夏回族自治州积石山县发生 M_S6.2 地震, 此次地震造成了严重的人员伤亡。快速准确判断地震影响重灾区是开展应急救援工作的关键。手机信令数据对地震灾害的影响具有良好的响应关系, 可为快速判断重灾区提供有益帮助。本研究以积石山 M_S6.2 地震为例, 利用对比分析、 相关分析和空间插值分析等方法, 探讨了手机信令数据变化对地震影响区的判断效果。结果表明, 手机信令数据在地震后会发生显著的异常变化, 且不同烈度区内手机信令数据响应程度不同; 手机信令数据与烈度存在显著相关关系; 基于手机信令异常变化可以较准确地模拟地震影响重灾区的具体范围和实际破坏情况。手机信令数据的异常变化对震后重灾区的准确判断及应急救援工作的高效开展具有显著应用价值。

地震滑坡作为一种破坏性极强的地质灾害, 不仅对灾区居民生命安全构成威胁, 还对当地基础设施和交通网络造成严重破坏。因此, 快速、 准确地识别同震滑坡分布并评估其易发性, 对于决策者及时部署应急响应、 合理配置资源及最大限度减少人员伤亡和财产损失具有至关重要的意义。文中以2014年 M_W6.2 鲁甸地震为例, 基于卷积神经网络(CNN)构建了AlexNetCBAM滑坡易发性评估模型, 并采用随机森林(RF)模型作为对比工具, 开展了鲁甸震区滑坡易发性评估。研究综合选取了高程、 坡度、 坡向、 地震烈度、 断层距离、 地层岩性等10个影响因子, 并通过GINI指数定量分析了各影响因子对滑坡发生的贡献程度。结果表明, 相较于地貌特征和地质条件, 地震因素对鲁甸地震滑坡的控制作用最为显著。进一步比较2种模型预测的滑坡敏感性图(LSM), 发现滑坡高易发区的分布与实际滑坡分布情况基本一致, 鲁甸地震极高和高危险区主要集中在2个区域: 1)距震中最远的东南部河谷地区; 2)震中西侧沿EW向从BXF断层至牛栏河的区域。根据定量评价指标可知, AlexNetCBAM模型和RF模型的准确率分别为0.84和0.82, AUC值分别为0.91和0.90, 表明AlexNetCBAM模型在鲁甸地区同震滑坡预测中的表现略优于RF模型。

针对巨厚沉积层的华北盆地, 文中利用较高精度的航磁场数据开展隐伏断裂的空间展布研究。在参考前人地质资料基础上, 通过航磁场变纬度化极处理, 采用垂向一阶导数与斜导数边界增强方法, 解释修正了区域主要断裂的平面几何分布与交切关系。鉴于导数方法在沉积覆盖区的局限性, 将修正结果与前人资料进行对比分析, 以确保解译结果的可靠性。同时, 采用欧拉反褶积方法反演主要隐伏断裂的断层视深度, 推断其下切规模及延展深度, 并与前人结果进行对比验证。结果表明: 基于航磁场及其导数场解释修正了59条主要断裂, 断裂以NNE和NE向为主, 以NW、 SN、 近EW向为辅, 其中NNE向的保定-石家庄断裂、 沧西断裂、 沧东断裂、 唐山断裂等隐伏断裂表现为串珠状条带、 线性异常、 磁性梯度带等, 而NW向的夏垫断裂、 宝坻断裂、 南口-孙河断裂等磁场特征较弱, 表现为磁性转化、 折弯条带, 推测在构造变形中起到了调节作用。通过欧拉结果得到了盆地内13条隐伏断裂的断层视深度, 其中7条断裂为中深层断裂, 包括唐山断裂、 邯郸断裂、 夏垫断裂等; 6条为中浅层断裂, 包括宝坻断裂、 沧东断裂、 沧西断裂等。航磁场多尺度反演工作可为隐伏断裂空间展布研究提供新的技术手段。

文中基于等效源法融合东大别地区地面磁测数据与航空磁测数据构建高精度岩石圈磁场模型, 以插值切割法对岩石圈磁场进行位场分离, 从而获取不同层位磁场分布, 并结合研究区地质构造分布特征, 分析相关构造及地层对岩石圈磁场的控制作用。结果显示, 融合构建的岩石圈磁场模型精度较高, 较为清晰地刻画出北淮阳褶皱带的巨大负异常条带及大别山隆起因岩浆作用而形成的正异常块体。位场分离结果显示, 区内发育的多条区域性断裂对磁场都有一定的切割和控制作用, 其中从不同深度磁场分布分析认为土地岭-落儿岭断裂的切割深度为10~15km, 北淮阳褶皱带的巨大负异常条带主要来自于15~25km的深部异常, 且青山-晓天断裂和肥西-韩摆渡断裂分别是该构造单元的南、 北界限, 尤其在25km和30km深度处该特征最为明显, 说明这2个断裂均为区域深大断裂。

郯庐断裂带作为中国东部地震活动频繁的区域, 近年来受到了广泛关注。为深入理解郯庐断裂带中南段及邻区地震活动的空间分布特征, 文中收集了2009—2021年的Pg和Sg走时数据, 使用二维层析成像方法对该区域开展了0.25°×0.25° 的高分辨率层析成像, 得到研究区上地壳Pg、 Sg波的速度及波速比结构。研究发现: 郯庐断裂带中南段及邻区Pg波、 Sg波高、 低速异常与区域地质构造单元之间呈现出较强的相关性, 且速度结构的横向非均匀性反映出华东地区典型的盆山耦合构造特征。此外, 基于成像结果并结合地震活动空间分布特征, 可将郯庐断裂带中南段细分为渤海湾—五莲、 五莲—郯城、 郯城—嘉山及嘉山—广济4段。研究发现, 区域强震活动与高速异常存在明显的相关性, 其中五莲—郯城段呈现出显著的高速异常特征, 此区域同时也是郯庐断裂带中南段地震活动性最强的区间, 分析认为这种高速异常为地震孕育提供了有利的构造条件: 一方面, 五莲—郯城段具有小曲率、 近垂直的断层结构, 这可使少量的逆冲分量积累更多弹性应变能, 导致介质更容易处于闭锁状态; 另一方面, 高速介质在流体系统作用下更易发生破裂, 促进了中上地壳中小地震频发, 并与深部低速区构成速度梯度异常带, 导致深部易发生强震活动。综合而言, 郯庐断裂带中南段地震活动的空间差异性是受介质物理属性、 外部应力作用、 断层几何结构和地壳流体系统等因素共同作用的结果。

郯庐断裂带中南段历史上曾发生过1668年山东郯城8.5级大地震, 同时获取该区域地壳上地幔顶部速度结构有助于提高上地幔顶部速度结构的精度, 对研究断裂带强震发生的构造机制、 深部孕震构造背景有重要意义。文中利用台网记录的初至Pg、 Pn波和续至Pg波震相走时联合反演郯庐断裂带中南段地壳上地幔顶部的P波速度结构。结果显示, 该区域内地壳速度结构异常分布与地表构造、 区域大型断裂分布较吻合, 尤其是地壳10~15km深度的速度异常清晰刻画了郯庐断裂带的走向。郯庐断裂带中南段两侧的华北板块和下扬子块体在地壳中存在较明显速度差异。在中上地壳, 郯庐断裂带西侧以最大为6.32km/s的高速异常为主, 东侧以<6.10km/s的低速异常为主; 下地壳在断裂带以东、 淮阴-响水口断裂以南表现出显著高速异常, 断裂带以西则表现出低速异常特征。区域地震分布与速度异常显示, 中上地壳与中下地壳速度结构的相对强弱对地震有重要的控制作用。研究区上地幔顶部Pn波速度在7.65~8.50km/s之间, 高速、 低速异常分布较为明显, 显示出研究区上地幔顶部结构具有较强的不均匀性。考虑地壳三维结构的联合反演提高了上地幔顶部速度结构的精细程度, 不仅显示出郯城8.5级发震位置两侧存在典型的低速异常, 同时在郯庐断裂带中南段两侧的上地幔顶部存在较为显著的速度异常。地壳和上地幔顶部速度结构分布均显示郯城8.5级大地震发生位置附近存在显著的速度异常区, 结合地壳上地幔顶部速度结构可将郯庐断裂带中南段分为郯城以北、 郯城—嘉山段, 嘉山以南3段, 这与前人研究的分段结果较为一致。

渭河盆地位于南北地震带中段, 历史上发生多次强震, 区域内较厚的新生代沉积层引起的场地效应对震害具有放大效用。另外, 渭河盆地沉积层的结构也记录了地区沉积演化与构造变形的信息。然而, 渭河盆地西缘目前尚缺少浅层三维沉积结构研究结果。文中利用布设于渭河盆地西缘288台短周期地震仪组成的密集台阵, 基于HVSR法(Horizontal-to-Vertical spectral ratio, 也称谱比法)处理台阵记录的背景噪声数据, 获得波峰频率f₀、 f₁对应的振幅、 频率、 波阻抗界面深度分布图。结合对渭4、 渭5井及2条排钻剖面资料的分析, 发现波峰频率f₀反映了游河组与三门组地层间界面波阻抗和深度信息, 显示区域南、 北两侧山地地区波阻抗较大, 其东部波阻抗较小, 表明第四系沉积层深度变化较大, 整体较厚, 为200~800m, 深度由西到东逐渐增加; 波峰频率f₁反映了三门组和中晚更新世黄土古土壤层间界面波阻抗和深度信息, 显示渭河盆地边部山地波阻抗相对较小, 盆地中部波阻抗较大; 盆地两侧沉积层较厚, 中部沉积层相对较薄。波峰频率f₀、 f₁所反映的波阻抗与深度变化, 指示了渭河盆地西缘新生代沉积相由三门组的湖泊相转变为秦川群的河流相与风成黄土相。文中结果可服务于地震区划、 地震动模拟等防震减灾工作, 也可为研究渭河盆地新生代地层沉积演化过程提供可靠的地球物理模型。

毛毛山南缘断裂是青藏高原东北缘祁连-海原断裂带的重要组成部分, 长期以来, 研究多集中于北麓的毛毛山断裂, 而对南麓的毛毛山南缘断裂研究较少。文中旨在通过对毛毛山南缘断裂石板沟至南泥湾一带的研究, 揭示其晚第四纪活动特征, 为区域构造演化提供新的认识。采用高精度地形地貌测量、 地貌面定年及探槽开挖等多种方法, 对断裂最近强震活动时代、 晚第四纪滑动速率进行了分析。通过机载激光LiDAR测量, 获取了断裂沿线三维精细地形数据, 并结合光释光测年, 对地貌面年代进行了厘定。此外, 通过探槽开挖, 揭示了断裂近地表结构特征。研究结果表明, 毛毛山南缘断裂石板沟至南泥湾一带晚第四纪活动显著, 断裂以左旋走滑为主, 兼具北向南逆冲。断裂最近一次强震活动发生在5.11~6.28kaBP以来, 晚更新世晚期以来的垂直滑动速率为0.42~0.75mm/a。毛毛山南缘断裂与毛毛山断裂共同调节着祁连-海原断裂带在毛毛山一带的构造变形, 其地震危险性需予以关注。

近年来, 随着中国高压直流输电线路的不断建设, 高压直流输电线路对地电场观测数据的影响日趋严重。现有识别高压直流输电对地电场干扰事件的方式主要依靠人工, 效率较低, 深度学习方法能够显著提高对干扰事件的识别效率。其中, 基于深度学习的双向长短期神经网络(Bidirectional Long Short-Term Memory, Bi-LSTM)具有对时序数据强大的建模和特征提取能力, 能够捕捉时序数据前、 后2个方向的长短期信息依赖关系。因此, 为了高效准确地对地电场观测数据中受高压直流输电干扰的时段进行识别, 文中采用Bi-LSTM模型实现对高压直流输电对地电场观测干扰时段和干扰事件类别的识别。最终模型在测试集上达到了较高的精度(96.6%)和较高的准确率(96.6%), 证实了模型的泛化性和实用性。该模型验证了Bi-LSTM在地电场受高压直流输电干扰识别方面的应用效果, 为后一步对高压直流干扰数据处理提供了良好基础, 也为地电场观测数据受其他干扰因素的识别和分类提供了一种新的思路。

强震前视电阻率的持续性下降或上升异常变化与孕震变形积累之间的关系已经得到许多震例、 实验及理论分析的证实。地震发生后, 随着原有变形积累的释放, 视电阻率应出现与地震前异常变化形态相反的变化。视电阻率作为间接反映地壳变形的测量方法, 地震发生后较为显著的阶跃变化并不常见。通过文献调研和数据分析发现, 1976年唐山 M_S7.8、 松潘-平武 M_S7.2 和2008年汶川 M_S8.0 地震后数天内部分观测站出现了较大幅度的变化, 尽管地震发生后数月至更长时间尺度内的恢复形态与之前的异常形态相反, 但地震后数天内的变化形态却存在差异。在地震前出现下降异常的观测站中, 部分观测站在地震发生后立即出现转折回升; 而另一部分观测站则在地震发生后数天内先出现下降变化, 之后才开始转折回升进入异常恢复阶段。文中收集了这3次地震发生后数天内出现大幅变化的5个观测站的电测深曲线, 结合视电阻率影响系数理论分析了不同深度地层电阻率的响应能力, 认为地震发生后短时间内浅层介质电阻率的变化幅度大于下伏地层。在这之后, 下伏地层的电阻率变化才对异常的恢复阶段起主要控制作用。文中研究有助于认识在地震发生前、 地震发生后短期内及震后更长时间的恢复阶段, 视电阻率变化与区域变形之间的关系。

实验研究断层接触非均匀性对地震活动的影响可为分析小地震活动与主震的关系提供重要参考。文中通过预制断层面来实现非均匀接触条件, 并进行了不同正应力条件的滑动失稳实验, 结果显示: 1)断层非均匀接触对小地震分布与主震发生位置具有显著的影响, 主震前出现明显的小地震频度增加的特征。其中, 小地震主要集中发生在高正应力或正应力变化显著的区域, 而主震的起始位置则与高应力比的区域有关。这预示着小地震与主震的力学机制可能不同。2)通过经验格林函数法获得了小地震的矩震级大多分布在-8~-7级, 与主震(-3.4~-3.0级)相差达5个震级单位。3)平均正应力对小地震和主震的震级和应力降的影响存在明显不同。小地震震级与应力降对平均正应力变化不敏感, 但主震应力降与震级均随平均正应力增加而变大。总之, 断层面接触的强弱分布对声发射事件时空分布具有明显影响, 尤其是主震与小地震活动的空间不一致性, 有助于阐明根据小地震活动预测强震存在不确定性的观点。