第一章强地震中短期阶段非线性特征及预报指标研究

第一节影响潮汐形变观测的主要因素

一、气压对潮汐形变观测结果的影响

二、地下水对潮汐的影响

三、固体潮对形变观测结果的影响

四、仪器工作参数对潮汐形变的影响

五、高频形变异常扰动源的识别

第二节孕育过程中变形的非线性与震前突变性变形特征

一、地震孕育系统的开放性

二、地震孕育过程的阶段性

三、非线性变形特征的描述与检测

四、强地震前形变异常的空间分布

五、短期与短临形变异常方向与相关地震方位间的联系

六、短期突变性异常特征与相关地震间的定量联系

第三节地形变短期短临前兆的意义及前兆机理初探

一、前兆观测的意义

二、无明确扰动源情况下形变前兆异常分布的特征

第二章利用GPS资料研究地壳运动与强震地点预测

第一节利用GPS资料建立地壳运动速度场与应变率场的方法

一、相关研究进展与问题

二、应用最小二乘配置建立地壳运动速度场与应变率场方法

三、应用最小二乘配置建立顾及不同频域的应变场

第二节中国大陆地壳运动与构造形变

一、中国大陆地壳运动与大尺度变形特征

二、中国大陆应变率场分布及其所反映的构造变形

三、中国大陆活动地块及其边界带运动与应变状态

第三节南北地震带地壳运动与应变率场动态特征

一、地壳相对运动特征

二、川滇地区应变率场分布及其变化

三、青藏高原东北缘地区应变场分布及其变化

第四节区域地壳运动和变形与强震地点预测

一、有关强震孕育过程地壳形变研究进展与问题

二、地壳运动、变形动态特征与强震危险地点

第三章活动断裂带构造变形动态特征及地震危险性研究

第一节GPS与水准等资料的三维负位错、有限元联合反演

一、GPS与水准等资料的三维负位错联合反演

二、GPS、水准或跨断层资料的三维有限元分析

第二节多种地形变观测揭示的大震孕育背景、前兆及影响

一、昆仑山口西大震对青藏块体东北缘地壳运动与应变积累的影响研究

二、汶川大震孕育背景、前兆信息及同震影响分析

第三节跨断裂长水准剖面、GPS与水准综合剖面变形与强震关系

一、西部重点地区跨断裂长水准剖面观测资料分析

二、跨祁连山一海原断裂GPS与水准综合剖面变形分析

第四节典型断层形变应变指标时空演化及与强震关系研究

一、西部重点地区断层形变强度比时空动态演变与强震中短期前兆

二、山西断陷带典型断层形变动态特征及与地震关系研究

第五节华北水准资料负位错反演及与唐山、大同等强震关系研究

第六节强震趋势与地点预测的背景性与前兆性综合判据

一、青藏块体东北缘重点地区

二、川滇重点地区

三、华北重点地区

第四章重点地区重力场长期动态变化和孕震过程异常特征研究

第一节地面地震重力监测网

一、流动重力观测网

二、重力台站观测网

第二节重力观测网资料处理

一、流动重力资料处理

二、重力台站资料处理

第三节流动重力网的空间分辨率

一、重力网分形参数计算模型

二、流动重力网分形研究

第四节重力变化衍生场

一、重力位时间变化的计算

二、重力水平分量时间变化

三、重力场转换水平应力的计算

四、大地水准面研究

第五节中国大陆重力场动态图像分析

一、流动重力观测图像

二、连续重力观测图像

第六节重点地区的重力变化图像分析

一、大华北地区

二、南北带地区

第七节汶川地震重力变化图像

一、应急观测第一期（2008.05）

二、应急第二期（2008.06）与科考（2008.08）测量

第八节强震前兆特征研究

一、重力观测资料在中短期阶段的异常特征

二、震后重力异常变化效应的研究

三、判定未来地震震级、地点和发生时间的技术途径

第五章强地震孕育过程中地形变动态演化与地震预报技术研究

第一节研究内容概述

一、主要研究内容

二、研究创新点

三、应用实效

第二节提取孕震过程中非线性变化信息的方法研究

一、断层活动信息提取

二、地壳物质密度时变图像综合反演算法与应用研究

三、形变综合观测定量分析断裂带构造变形

第三节多种形变量动态变化协调性分析

一、形变背景场协调性特征

二、几次边界力改变的形变动态响应特征

三、西南地区形变场动态响应特征

第四节强震孕育的非线性异常特征研究

一、有关震例综合分析

二、强震孕育的危险区判定与中短期指标

第六章强震动力动态图像预测技术简述

第一节研究背景

第二节强震动力动态图像预测技术简介

一、强震动力动态图像预测技术内容

二、强震动力动态图像预测技术思路

三、强震动力动态图像预测技术应用条件

第三节对汶川大地震初步研究

一、从1988年以来青藏高原的强震活动来认识其构造动力动态过程

二、边界动力作用和大地震对区域应力应变场的影响

三、区域应力应变增强一集中区与孕震带危险段

四、重力场动态变化异常区与强震危险性预测

五、地震学方法对汶川大地震孕育过程的部分研究结果

六、从GPS应变场对汶川大地震前不同尺度地壳形变特征的研究

七、汶川地震的启示——大地震预测问题的认识

参考文献2100433B

《地壳形变动态图像提取与强震预测技术研究》由地震出版社出版。

地震必然伴随有地壳形变的现象已被确认无疑了。但地壳形变与地震的关系,特别是与地展前的地壳形变在时空上有着怎样的联系,虽然经过不少大地震孕育过程中地壳形变变化的研究,至今尚未认识清楚.不过,根据我国和其它国家的观测和地震工作者多年来探索的结果,可以提出以下的一些基本认识。

(1)从已观察到的大地震震区地壳形变的演变过程得知,与地震有关的地壳形变有明显的阶段性。大致可分为长期缓慢形变、震前快速形变、震时突变和震后调整四个阶段,相应地反映了应变能量的积累、集中、释放和调整

过程。

(2)在我国大陆内部各大地震震区的大面积形变的持续时间、范围、速率、梯度等相差较大。实例证明,板内地震地壳形变异常的速率和幅度比板块边缘地震的要小,这可以看作是板内地展与地壳形变的关系特征之一。

(3)通过定点地壳形变观测到的形变异常,大都在展中外围地区,即表现出在空间上有相对集中性,在时间上有明显同步性,在强度上和图像上有相对的复杂性。

(4)从区域构造的大范围来看,地壳形变场的变化用带有粘滑机制的弹性回跳来描述比较适合。因为浅源构造地展与地壳中已有的断裂有着密切关系,它们往往是这些断裂的扩展或再活动。

(5)在地震区既出现垂直地壳形变,也出现水平地壳形变。这是由于地壳深部岩石层的弹性决定了地壳形变对应力变化的依赖性。当应力变化时,就可产生张、压、扭性的地表形变,其位移值越大,地震越强,越靠近震中。

(6)通过长期地壳形变连续观测显示的地壳应力变化特别缓慢和均衡。在大多数地震前出现地壳倾斜异常,且有延续性和形态及数值等方面不同的特点。2100433B

(1)依据传统的区域大地测量和现代的空间大地测里方法所进行的重复观测,捕捉趋势性的大范围地壳活动信息,为中、长期地震预测提供依据;

(2)用地壳形变连续观测方法以补充传统大地测盆方法的观测精度和复测周期等方面的不足,从而获得高精度的地壳应变的、倾斜的连续观测数据；

(3)建立台站型的连续观侧方法以监测几天至几秒为周期的地展地壳形变的前兆,为突破短临期地震预测关提供依据；

(4)应用地壳形变连续观测方法观测地震前后地壳形变的特征,为研究地震机制、展源物理、建立理论模型提供外部约束;

(5)应用地壳形变连续观测方法所观测到的固体潮、地脉动、应变阶跃、地倾斜现象,为其它学科服务。

为了研究地壳运动，以监视地震活动，地形变测量工作主要是在活动构造带、多震地区和具有一定潜在地震危险的重点地区，以及大型水库区等要害地区进行的。其测量周期远比大地测量周期短，并经常视需要进行加密观测，还特别注意大地震前后的及时测量。

地壳形变观测工作主要从如下几方面进行：

（1）垂直形变测量

垂直形变测量的目的，是测定地壳的升降运动，其主要方法是精密水准测量。在地形变监测区按一定计划布点，在每个观测点将水准标石（水准点）牢固地埋在地下或出露于地表的基岩上，从而组成垂直形变网。定期测量各条水准线上水准点之间的高差，经过适当处理就可以确定地壳是否发生了垂直形变。

垂直形变监测网应布设在以活断层为主的构造带，大城市、大厂矿、大水库和交通枢纽为主的重点保卫区，以及地震活动区和地形变异常区。根据上述原则，中国已先后建立了20个垂直形变监测网，覆盖面积达178万平方公里。各监测网定期进行复测，复测周期在一般监视区为五年，在重点监视区为2-3年，加强监视区为1年。

（2）水平形变测量

中国近年来的几次大震资料表明，绝大多数浅源地震震源区均以水平错动为主，水平位移的幅度往往比垂直位移大。因此，研究水平形变也和垂直形变一样具有重要意义，且对探讨区域构造应力场有其特殊的意义。

地壳的水平运动是通过测定地面上一些点的平面位置变化来描述的。为此需要布设水平形变观测网。构成水平形网的基本图形是三角形，所以也称三角网。按照观测元素的不同，可以分为测角网、测边网和边角同测网。测网的布设原则和复测周期与垂直形变网的要求相同。

（3）跨断层测量

自从地震的断层成因说提出以来，断层位移与地震的关系受到了地学工作者的特别关注。为了了解产生地震的断层力学过程，捕捉地震前兆，布置了各种跨断层测量。跨断层测量获得断层两测点之间的产状、断层运动方式、两侧岩体力学性质及测点距断层面和距离有关。测值中还包含某些干扰因素的影响，应予以排除。

中国大陆断层位移测量的布局有两类情况。一类是布设在块体边界的主要活动断裂带上，这些断裂是发生大地震的场所；通过测量，可了解断裂带的应变积累和释放状况，判断未来大震的危险地段，捕捉中短期地震前兆，研究地震的断层力学过程。另一类则布设在块体内部规模较小的活动断层上，这些活动断层本身很少产生大地震，但其活动可以灵敏地反映区域构造活动和应力场的变化；在附近发生大地震前，这些小断层往往出现异常活动，有可能作为预报地震依据。

（4）定点形变测量

为监测邢台地震后的余震活动，1968年，地震测量队在震区建立了3个定点地形变台站；以后在各重点监视区也陆续兴建了一批地形变台站。到1983年，中国已建立地形变台站43个。

地形变台站主要进行短水准和短基线观测。前者是用精密水准测量方法测定地面的垂直运动；后者则是用精密测距方法测定地面之间的水平位移。它们一般布设在活动断裂带上以监视断层活动。一般每时日观测一次，长期连续观测。 2100433B