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摘要:加卸载响应比理论(LURR)自20世纪80年代提出以来,先后经历应用探索、实验验证以及创新发展阶段,目前已经在地震预测研究、滑坡以及大型工程结构的安全评估中得到广泛应用。本文详细介绍了LURR的理论模型,总结LURR应用于地震预测研究的历史和最新进展,同时归纳了其在地震预测研究应用中存在的问题、解决方法以及未来发展方向。事实表明,LURR是一种较有成效的地震预测理论,其在震前的显著增加显示了区域介质的高应力状态,峰值异常的出现则指示了孕震系统从塑性变形向峰后软化阶段的转变。运用LURR这一独特性质,可对区域地震危险性进行预测,结合各个局部LURR异常向整体的协同化转变程度,可能实现对未来强震发生的时间和地点进行预测。

摘要:大地震的精准预测是减轻灾害损失的关键,也是地球物理学领域的重点难题之一。当前关于震前异常的研究多聚焦分析单一参量,缺乏多参量、多机理耦合分析。马瑾院士提出的亚失稳态理论,为解析震前各类异常的内在关联提供了统一框架。本文以该理论为核心,系统梳理加卸载响应比法(Load/Unload Response Ratio,LURR)、震前跨圈层双共振耦合模型及震前微破裂时空演化三大孕震现象的特征,深入剖析三者与亚失稳态“稳态—亚失稳—失稳”演化序列的内在关联,构建“共振触发—力学异常—微破裂锁定”的有序递进耦合链路。研究发现,跨圈层双共振耦合是亚失稳启动的核心标志,LURR异常表征亚失稳初期的力学变异与应力汇聚,震前微破裂则是亚失稳态向失稳态转化的临震信号。三类机理的异常信号在时序上呈现“早期预警—中期过渡—临震锁定”、在空间上呈现“大范围分布—断裂带聚焦—震中丛集”的协同演化规律。本文通过整合多机理耦合关系,完善了“理论框架-机理耦合”分析体系,为震前多源异常信号的演化分析提供了依据,同时指出当前研究局限,并提出未来深化方向,以期为提升地震预测的精准度与可靠性提供关键支撑。

摘要:尝试采用加卸载响应比方法,以依兰台和碾子山台高精度超导重力为响应量,开展震前异常识别研究。结果表明,以仅扣除理论固体潮的预处理数据为响应量,震前可检测到LURR异常;是否扣除线性漂移不影响异常存在;实际潮汐和气压扰动等可能是触发地震的因素。依兰超导重力LURR背景值约为1.0左右,汤旺M_L4.0地震前1～3个月,超导重力LURR异常呈现明显峰值点变化特征。汤旺地震孕震过程为区域构造运动致使高应力区岩石产生裂隙,深部流体物质涌入,当应力积累至临界状态时,微小的潮汐应力或气压影响引起岩石损伤、失稳进而发震。碾子山超导重力LURR背景值同样为1.0左右,泰来M_L3.6地震前LURR异常同样呈现峰值点变化特征。泰来地震孕震过程为地表和地下介质受构造应力场挤压,挤压高值区边缘震中附近岩石介质失稳破裂而发震。本研究认为,基于超导重力的加卸载响应比方法在黑龙江地区震例回溯检验中,可提取到中小震震前异常,应用成效显著。

摘要:断层氢气的形成与逸出是揭示构造活动与深部流体过程的关键窗口。为探究构造应力驱动下断层氢气的逸出特征,以南天山构造带为例,基于阿克苏与库尔勒断层氢气长期连续监测数据,联合区域小震活动加卸载响应比(LURR),定量表征构造应力作用下的氢气动态逸出特征。通过R值评估检验方法,定量分析LURR与氢气逸出间的时空关联。研究结果表明:①LURR高值异常与断层氢气逸出高值呈现准同步变化,氢气响应存在规律滞后性,阿克苏和库尔勒氢气分别在LURR高值出现约8个月和6个月后,氢气逸出量显著增强(R值分别为0.59和0.53,均通过置信度检验);②不同构造部位的氢气逸出强度存在差异,阿克苏地区平均逸出浓度(0.66 ppm)约为库尔勒地区(0.29 ppm)的2.3倍,这与西强东弱的区域GPS形变速率及构造活动性差异相一致;③机制分析表明,构造应力积累通过驱动断裂活动、促进深部水岩反应(如蛇纹石化)及形成优势运移通道,共同控制氢气的生成、运移与逸出过程。本研究证实,断层氢气逸出动态是响应区域构造应力变化的有效指示剂,其滞后响应特征对于理解地震孕育过程中的流体-岩石相互作用与破裂失稳前兆具有重要意义。

摘要:利用多方法组合预测模型对2024—2025年青藏高原地区5.0级以上地震进行回溯性检验研究,并采用R值评分方法对预测结果进行评估。评估结果显示:①多方法组合预测模型对青藏高原地区中强地震预测效果的R值评分为0.45,优于随机预测方法;②多方法组合预测模型对期间发生的5.0级以上地震三要素预测具有一定效能,其中,2024年西藏尼玛M_S5.9、青海杂多M_S5.3和M_S5.5、2024年四川木里M_S5.0、2025年西藏定日M_S6.8地震的“时空强”三要素中短期预测基本正确,2025年青海玛多M_S5.5地震的地点、时间预测正确,2025年西藏双湖M_S5.0地震的地点、强度预测正确。最后,给出了适用于青藏高原中强地震预测的多方法组合预测优化模型。

摘要:利用新疆地震台网地震目录,基于加卸载响应比(LURR)理论,计算2000—2025年新疆地区20次(19组)6.0级以上地震前的孕震区LURR值,分析异常尺度与强震之间的统计关系。在此基础上,对强震前的LURR时空演化特征进行分析。结果表明,新疆地区6.0级以上地震前出现显著的LURR异常,呈现为“逐渐升高—达到峰值—快速下降—发震”的特征,异常持续数月至数年,异常峰值至发震的平均时长为11个月,其中7.0级以上地震为14.5个月,6.0～6.9级地震为10个月,地震一般发生在异常减弱过程中,LURR异常达到峰值可以作为强震接近的指标。空间扫描结果显示,地震一般发生在异常区或附近,异常持续时间、幅度和面积因孕震区构造、计算参数及震级不同而存在一定差异。将LURR时间序列、多尺度异常空间分布及发震构造有效结合,可为新疆地区中强地震预测提供参考。

摘要:为研究2025年堪察加M_W8.8地震的震源特性、与周围应力场的关系及其对周围区域的应力影响,收集了多源震源机制解数据,确定震源机制中心解。为明确本次地震的震源特征,收集可获取的地震矩张量解,通过对各矩张量对应元素取平均的方式,确定了地震的中心地震矩张量,对应最佳节面I、Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为50.49°、71.41°、99.70°和202.29°、20.89°、63.39°,判定为逆冲型地震。将中心地震矩张量分解为位错源与补偿线性矢量偶极两个分量后,可知位错源分量形成于北西上-南东下向挤压、南东上-北西下向拉张的力学环境中,补偿线性矢量偶极分量则表现为近水平面挤压、近垂直方向拉张的矩释放模式。本研究还搜集了M_W8.8地震余震及前震的地震矩张量资料,分别求出对应的综合地震矩张量并进行分析,发现得到的余震位错源与补偿线性矢量偶极模式与主震高度相似,从而验证了对主震的分析结果。结合应力计算结果、矩张量最佳节面Ⅱ与震源机制中心解节面I的走向、倾角、滑动角偏差等因素,推断矩张量最佳节面Ⅱ为本次地震的发震断层面。基于弹性半空间模型与地震破裂模型计算得到地震引发的位移场与应变场特征:震源破裂区西南段的物质向南涌出,西北侧和东南侧的物质涌入震源破裂区;垂直位移场在震中西南侧表现为隆升,而震中西侧、北侧表现为沉降。库仑破裂应力变化计算表明,震中东南的千岛—堪察加俯冲带上的01～08号断层、堪察加半岛上除波卡季—阿斯哈瓦—塔尔霍夫斯基—纳奇基—库姆罗奇的其余主要断层的库仑应力加载量均达到或超过触发阈值,需关注该区域地震活动性。

摘要:加卸载响应比(LURR)方法是基于岩石损伤力学的中短期地震预测方法。LURR方法在地震序列趋势研判中具有独特优势,当有显著地震事件发生,通过潮汐加载与卸载阶段的地震活动性差异可反映震源区临界失稳状态。然而,缺乏对不同类型地震序列的检验,可能会降低LURR方法的预测效能。本研究收集了2000年以来9个7.0级以上地震强余震序列及59个5.0～6.9级多震型地震序列,分析LURR高值与序列显著事件之间的对应关系,检验其预测效果。在29个有效样本中,走滑型地震显示出较好的预测效果,对应率为14/19(73.7%);逆冲型地震预测效果一般,对应率为3/6(50%);正断型地震预测效果较差,对应率为1/4(25%);预测效果较好的地震主要分布在南北地震带(21°N～45°N,97°E～105°

摘要:使用莱州M4.6地震震中300km范围内5个地电场台站2013—2014年的观测资料,开展观测效能评估,择优筛选安丘台、陵阳台、大山台和马陵山台的地电场数据进行加卸载响应比(LURR)计算。结果表明:①地电场LURR方法在莱州M4.6地震中展现出较好的异常识别能力,震前各台均出现明显的LURR高值异常;②地电场LURR异常起始时间与震中距具有显著相关性,震中距较小的安丘台和陵阳台,异常出现较早;而震中距较大的大山台和马陵山台,异常明显滞后;③地电场LURR异常的最大变化幅度与震中距成反比关系,震中距越小,变化幅度越大;④地电场LURR异常与地电场优势方位角异常在时空演化上具有良好的一致性,反映了孕震区介质对构造应力累积的响应过程,相互验证了两种方法在震情研判中的有效性。

摘要:加卸载响应比(LURR)方法能更好地识别震前异常测项变化。对2021年漾濞M_S6.4地震前的小震活动和地球物理观测数据进行扫描,结果显示,利用LURR方法可以有效提取震前异常,震前有明显的“加载—卸载”过程,LURR高值时间比原始曲线异常时间更靠近发震时间。小震活动LURR计算结果显示,震前存在明显的“增强—减弱—发震”现象,异常显著区范围有逐渐扩展、然后变小直至发震的演化过程,震前2个月的短期异常信息最为显著,LURR最大值为3.1。部分地球物理LURR异常在时间、空间有类似的演化现象,两者可以有效判定发震紧迫性,为云南地区震情短临跟踪提供新依据。

摘要:利用地壳形变观测资料和电磁卫星的电子密度和氧离子密度数据,运用加卸载响应比(LURR)方法研究2024年乌什7.1级地震前异常跨圈层耦合过程。对震中500km范围内15个形变观测台站的23套观测仪器进行LURR计算,其中8套仪器资料在震前出现LURR异常,并呈现出明显的时间-空间规律特征。异常出现在地震发生前数月,表现为LURR值逐渐升高然后回落,地震发生在高值回落之后,随发震时间接近,异常逐渐向震中靠拢,且与震中200km范围内小震活动计算的LURR异常时间相对应。此外,对张衡一号卫星的电子密度和氧离子密度数据进行分析,发现在地震前第11天震中附近同时出现电子密度和氧离子密度异常,研究认为该异常与LURR异常的时空演化特征表现为:在岩石圈,随着时间发展异常逐渐向震中靠近,临近发震时刻,异常向上空传递至大气层,出现电离层异常,形成完整的圈层耦合过程。

摘要:2008年汶川8.0级地震以来,巴颜喀拉块体东缘强震活动持续活跃,相继发生了2013年芦山7.0级、2014年康定6.3级、2017年九寨沟7.0级、2022年芦山6.1级、2022年马尔康6.0级和2022年泸定6.8级等一系列强震。基于加卸载响应比(LURR)方法,以区域地震目录为主要资料,对上述强震案例进行系统分析。结果显示,在强震发生前,震源区及其周边出现LURR异常现象。空间上,LURR异常呈现类似的“双阶段”演化特征,即先后出现2次高值异常区,且地震多发生于第二阶段高值异常衰减结束后。时序曲线上,LURR异常出现在震前16～60个月,对6级以上强震具有较好的中期预测指示意义。上述LURR空间异常特征可能反映了震前应力集中、微损伤积累及断层解锁的孕震过程。研究表明,巴颜喀拉块体东缘LURR时序异常可主要依据100～300km扫描半径范围内的异常响应进行识别,其典型异常表现为震前16～60个月,尤其是震前36～60个月这一优势时段,LURR值持续高于1.0,并显著超过背景波动水平。

摘要:利用格尔木台和乐都台YRY-4型钻孔应变数据,采用加卸载响应比(LURR)方法分析2016年门源M_S6.4地震前的异常特征,并与常规应变分析方法进行对比。结果表明,震前格尔木台原始应变无异常,但剪切应变异常显著;乐都台原始应变与剪切应变均无明显异常。LURR方法在两台站均捕捉到清晰的震前异常,呈现“上升—峰值—回落”形态,符合岩石失稳前的非线性损伤演化规律。此外,格尔木台区域存在低b值异常(b＜0.7),而乐都台仅出现LURR单一异常。研究显示,LURR方法能有效提取钻孔应变中的震前异常信息,结合b值分析,可为强震研判提供参考。

摘要:利用大别山磁通门台阵2023年1月—2025年3月Z分量观测资料,采用地磁加卸载响应比(LURR)与日变幅逐日比(DAR)方法,分析2024年9月18日肥东M_S4.7地震前地磁异常演化特征。结果显示,LURR于震前179天出现8台同步超阈值异常(阈值2.4),该异常在后续无震时段(2024年10月—2025年3月)未再出现,具有一定独特性;DAR于震前12天出现12台同步超阈值突升(阈值1.5)。基于单一震例,两种方法的异常在时空上表现出关联性,LURR异常出现早,可能反映中期应力积累;DAR异常出现晚,可能指示临震阶段介质性质变化。通过将数据时段延长至震后半年,发现上述异常形态在背景场中并不常见。研究初步表明,大别山磁通门台站对周边中等地震具有较好的预测效能,LURR和DAR联合预测指标可为安徽地区震情跟踪提供有效支持。

摘要:本文运用加卸载响应比(LURR)方法对2015—2025年华南地区7次M_S≥5.0地震进行研究,系统分析各地震前LURR的时空演化特征。结果显示,时间序列均存在显著的震前LURR高值异常,异常主要出现在震前4～15个月,异常结束后4个月内是发震的优势时段;空间上,异常主要集中在震中周边地区,呈“外围加载—向震中迁移—临震异常面积收缩”规律。LURR方法作为华南地区5级以上地震中短期预测的重要手段之一,时间扫描高值回落后4个月可为时间预测提供参考,空间扫描异常集中区和发展方向可为地点判定提供依据。

摘要:基于加卸载响应比(LURR)方法,对2020—2025年宁夏地区地震目录进行时空扫描,系统研究2025年1月2日宁夏银川4.8级震群事件前的异常演化特征。结果表明,震前一年半开始,宁夏北部出现LURR异常并持续增强,于震前3个月达到峰值,震中位于异常中心;宁夏北部的LURR时间曲线呈现“上升—峰值—下降”的演化形态,与发震过程保持同步变化。进一步结合“红绿灯”模型分析表明,主震前8天发生的2次3.0级以上地震表现出持续加载的前震特征,余震主要为卸载型地震,反映了震前应力累积与震后调整的完整过程。本研究揭示了银川4.8级震群前后LURR异常的动态演化规律,为区域地震危险性研判和震情短临跟踪提供了参考依据。

摘要:加卸载响应比(LURR)可以反映地壳介质的孕震进程,进一步判断地震发生危险性。本文使用加卸载响应比(LURR)方法对2023年8月6日山东平原M_S5.5地震进行回溯性检验,分析平原地震前加卸载响应比异常时空演化特征。结果表明:①平原M_S5.5地震前,震源及附近区域在时间和空间上均出现较为明显的加卸载响应比高值异常;②LURR方法可以捕捉到中强地震前的一些中短期异常,为区域地震趋势研判提供较好的依据。

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