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利用锁固段破裂自相似性预测preshock事件的方法(2-22日更新)

已有 3466 次阅读 2016-2-18 08:27 |个人分类:强震预测|系统分类:科研笔记| 岩石破裂自相似, preshock事件

有朋友问我,你们提出的预测理论与方法的实质是什么?俺答曰其实质是利用岩石破裂的自相似性原理预测大震。关于自相似,大家并不陌生,用分形几何研究破裂的几何自相似,童鞋们已发表了诸多高大上的论文,如有人发现:岩石破裂路径是自相似的;断裂分布具有分形性质;G-R关系中的b值本质上反映岩石介质的非均匀性特征,是表征地震活动性分维的指标。对于物理自相似性,相对研究的少,我们这几年主要研究这方面的东东。俺们的研究表明,大震孕育过程中锁固段破裂在几何和物理方面均呈现自相似特征,且发现常数“1.48”是描述不同尺度锁固段破裂自相似特征的一个普适常数;在膨胀点至峰值强度点之间,破裂呈现高度的物理自相似行为。

如图1所示,断层中有锁固段(主锁固段),而其尺度往往较大,内部仍可存在高强的局部非均质体(图2),可称之为次级锁固段。主锁固段与次级锁固段的破裂规律本质上应相同,这样可采用提取次级锁固段破裂信息预测主锁固段破裂导致的标志性地震事件之间的preshock事件(中间过程事件)。

 


Fig.1. Schematic diagram illustrating differentdeformation stages of rock specimen with a single locked patch along the faultunder the triaxial compression.


2 多层嵌套锁固体破裂

(图片引自Malecot et al.2002

去年,俺们申请到的一项基金面上项目,就是干这个事儿的。

我们的研究表明,当锁固段被加载至体积膨胀点与其峰值强度点之间,特定地震区某一周期的锁固段破裂呈现高度的物理和几何自相似特征。考虑到某一锁固段内次级非均质体(次级锁固段)的破裂也应有类似特征,可利用主震前某一时间尺度的局部破裂信息预测一次或多次preshock事件。我们对2014107日景谷强震的前瞻性预测(秦四清等,2014h已初步证实了该推论。具体方法是,对某一特定地震区截取两次标志性地震事件之间的数据,基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论,建立次级锁固段破裂导致的标志性preshock事件之间的力学联系,预测下一次标志性preshock事件。以下将对腾冲和小江地震区当前周期未来标志性地震事件发生前的1preshock事件进行尝试性预测。若得到证实,表明该方法预测preshock事件切实可行。

1腾冲地震区

3示出了该地震区自19921031日至20151121日之间,次级锁固段破裂导致的标志性地震事件的力学联系。可看出云南盈江2011310MS5.9级地震与2014524MS5.9级、30MS6.1级双震,分别是第1次级锁固段在膨胀点和峰值强度点的标志性事件。根据秦四清等(2014b提出的主震事件判识原则,判断该区当前孕育周期存在第2次级锁固段,当其被加载至峰值强度点时,应有标志性preshock事件发生。


3 腾冲地震区1992.10.31-2015.11.21之间CBS值与时间关系

(数据分析时选取ML≥3.0级地震事件;横坐标对应的时间减去3000年为实际年份)

2小江地震区

4示出了该地震区自1970128日至20151121日之间,次级锁固段破裂导致的标志性地震事件的力学联系。根据19951023日云南武定ML6.3级地震前的CBS值,可较准确的连续预测到2008830四川攀枝花MS6.3级地震与201483日云南昭通鲁甸MS6.6级地震的临界CBS值。根据秦四清等(2014b提出的主震事件判识原则,判断该区当前孕育周期存在第3次级锁固段,当其被加载至峰值强度点时,应有标志性preshock事件发生。


4 小江地震区1970.1.28-2015.11.21之间CBS值与时间关系

(数据分析时选取ML≥4.0级地震事件;横坐标对应的时间减去3000年为实际年份)

小江地震区主流”地震趋势见下述分析:

5示出了该地震区当前孕育周期经误差修正后标志性地震事件之间的力学联系。根据173382东川MS7.75级地震前的CBS值,可较准确的连续预测到183396日嵩明MS8.0级地震与197014日通海MS7.8级地震的临界CBS值。根据秦四清等(2014b提出的主震事件判识原则,判断该区当前孕育周期存在第3锁固段,当其被加载至峰值强度点时,应发生标志性地震事件。

截止到20151121日,该地震区CBS监测值约为1.51E+09J1/2,远离临界值2.11E+09J1/2。对该地震区未来震情预测结果如下:震级:MS8.3级;震中位置:北纬25.4°,东经102.3°;震源深度:5~20km;发震时间窗口:长期。预计向临界状态演化过程中,该区还将发生不超过MS7.2级的preshock事件。我们将跟踪该地震区地震活动性动态,期望对preshock事件震级上限、未来巨震震中位置和发震时间窗口有更准确的判断。


5 小江地震区1446.4.7-2015.11.21之间CBS值与时间关系

(数据分析时选取MS≥5.75级地震事件;横坐标对应的时间减去3000年为实际年份;误差修正已被考虑)

小江和腾冲地震区在哪里?眯着眼在图6中找找看。


6 中国及其周边地震区划分图(3.6版)

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4 王少凯 杨正瓴 徐晓 chaijf

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