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期刊信息/Journal information
地球科学
地球科学

王亨君

双月刊

1000-2383

xbb@cug.edu.cn，cjournal@cug.edu.cn

027-67885075

430074

武汉市洪山区鲁磨路388号

地球科学/Journal Editorial Committee of Earth Science-Journal of China University of GeosciencesCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是教育部主管、中国地质大学主办的综合性地球科学学术理论刊物，是中国自然科学核心期刊，以反映我国地球科学领域最新的高水平的基础地质、应用地质、资源与环境地质及地学工程技术科研成果为主要任务，以促进国内外地学学术交流，繁荣我国地质教育、地质科技与地质找矿事业，为我国社会主义现代化建设服务为目的。读者对象为从事地质教育和科研工作的研究者以及大学生和研究生。
正式出版
收录年代

    基于XGBoost的现地地震烈度阈值实时判别模型

    李山有陈欣卢建旗马强...
    379-390页
    查看更多>>摘要：如何在地震中利用台站接收到的少量P波信息预测该台站处的最终烈度是否会超越6度是地震预警研究中亟待解决的关键问题.提出了一种基于极限梯度提升树(XGBoost)的现地烈度阈值实时判别模型,该模型以由台站接收到P波后3秒内的信息计算的5种特征作为输入参数,以该台站处的最终仪器地震烈度是否会超越6度作为阈值.选取1996—2022年日本K-NET台网记录的460次地震的4353条加速度记录建立了基于P波前3秒信息的烈度阈值实时判别模型(XGBoost-ITD).结果表明,该模型对低烈度的判别准确率为93％,对高烈度的判别准确率为88％.在相同数据集条件下,相较于支持向量机分类方法及传统方法,XGBoost方法对现地烈度阈值判别具有更高的精度.

    现地预警XGBoostSHAP机器学习天然地震

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    考虑P波预警参数的震源破裂特征实时持续估测方法

    彭朝勇程振鹏郑钰徐志强...
    391-402页
    查看更多>>摘要：在地震预警系统中引入震源破裂特征实时持续估测方法,可有效克服传统基于点源模型估测目标预警烈度和潜在破坏区的不足.现有方法的实时性通常只能达到分钟级,无法满足地震预警系统的高时效性要求.基于地震台站实时观测数据,通过引入地震预警P波特征参数,开展有限破裂模板匹配技术研究,形成了一套时效性更强的震源破裂特征实时估测方法.测试结果表明:利用本方法在震后同一时刻得到的结果相对于有限破裂探测器(FinDer)算法结果在速度上要快3 s左右,个别震例结果要快5 s;破裂初期,由于受到地震辐射多样性、场地、传播路径等因素的影响,走向θ会存在较大的波动.随着破裂的延展,θ逐渐收敛至参考值;对于M7.0级以下地震,震后6～10 s即可获得较稳定的破裂特征参数结果,而对于M7.0+地震,则需要更长的时间,尤其是类似于汶川8.0级这种特大地震,其结果在台网较为稀疏的情况下需到震后40 s才能逐渐稳定.

    震源破裂特征P波预警参数有限模板匹配实时波形数据天然地震

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    基于俯冲带动力学参数评估琉球海沟对我国东南沿岸的海啸威胁

    李宏伟徐志国史健宇王宗辰...
    403-413页
    查看更多>>摘要：为了提升我国沿海海啸防灾减灾能力,加强民众海啸风险防范意识,系统地分析了琉球海沟俯冲带地震所引发海啸对我国大陆东南沿岸及台湾东部的潜在威胁,基于逻辑树与蒙特卡洛随机模拟的概率性方法对其海啸风险进行定量评估.考虑到琉球海沟历史地震记录稀少,基于俯冲带的动力学参数对该区域潜在地震的最大震级进行了修正.与此同时,结合前人对该区域的古海啸研究成果建立了海啸源参数逻辑树,分析了评估结果的不确定性.研究结果表明,2000年重现期下台湾东部宜兰县和花莲县周边的最大海啸波幅可以达到2～3 m;上海和浙江舟山的最大海啸波幅也能达到0.6 m和0.8 m左右.由于琉球海沟历史上没有灾害性海啸,其对东南沿岸和台湾东部的海啸威胁难以量化评估,模拟结果为今后该地区的海啸防御提供了理论依据.

    琉球海沟地震海啸动力学参数危险性评估

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    基墩高度对强震动记录的影响及应用研究

    周宝峰宋泉任叶飞温瑞智...
    414-424页
    查看更多>>摘要：强震动观测的加速度仪通常是固定安装在一定高度的混凝土基墩上,不能完全反映理想自由场地的地震动.为研究基墩高度对于强震动记录的影响,设计了3种高度不同、截面尺寸相同的基墩,通过地震模拟振动台实验,以基岩记录作为地震动输入,分析基墩高度对于强震动记录的时频特性影响,并结合数值模拟进行了验证,同时对泸定地震51SMM台站记录通过滤波修订到标准基墩.研究结果表明:不同高度基墩,对于水平向PGA、PGV、PGD影响整体随着高度增大而增大,对于垂直地震动,PGA与PGV幅值均缩小;与其他频带相比,0.5～7 Hz范围内的傅里叶幅值谱,0.6 m和1.2 m高的基墩影响较小,2.0 m高的基墩影响最大;高度较小基墩对反应谱影响较小.通过以上实验表明滤波修订不同高度的基墩效果较好,在代码为51SMM强震动台站记录中得到较好应用,同时应避免采用高度超过1.2 m的基墩用于强震动观测.

    强震动记录振动台试验基墩傅里叶幅值谱记录校正天然地震

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    鲜水河断裂带地震矩亏损的空间分布及2022年泸定M 6.8级地震

    尹力周本刚任治坤罗纲...
    425-436页
    查看更多>>摘要：2022年9月5日泸定M 6.8级地震发生在鲜水河断裂带南端的磨西断裂.该地震的发震机制以及未来该断裂段是否仍会发生强震是值得关注的科学问题.拟从地震能量积累与释放的角度来解释该地震的发震原因以及鲜水河断裂带未来的发震潜力.通过对比地震矩积累与释放的时空分布,发现地震大都发生在地震矩亏损的段落,并有填补地震矩亏损的趋势.此外,鲜水河断裂带至今存在3个显著的地震矩亏损段,均具发生6.5级以上地震的潜力.1786年康定M 7.6级地震发生之后,经过两百多年时间的积累,足以发生M 6.5级以上地震,而泸定M 6.8级地震仅释放了磨西断裂上部分的地震矩亏损,未来该断裂段仍具有发生强震的可能.

    地震矩亏损鲜水河断裂带泸定M6.8级地震地震危险性分析

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    基于新型地震烈度快速评估方法的震后人员压埋估计

    周中红孙艳萍朱瑞
    437-450页
    查看更多>>摘要：破坏性地震发生后,对震后压埋人员进行有效估计,是科学、有序应急处置和救援的基础.地震烈度快速评估结果是震后人员压埋估计中不可或缺的一类基础数据,对人员压埋数量及分布估计的合理性、准确性有重要作用.以一种新型的基于反投影能量点结合断层最短距离地震动衰减方法、以及目前使用最为广泛的传统椭圆衰减模型方法的烈度快速评估结果为基础,对甘肃及周边近年来发生的3次7级以上地震进行震后人员压埋进行估计,并与实际灾情进行对比.相较于传统椭圆地震烈度衰减模型烈度快速评估方法,基于反投影能量点结合地震动参数衰减模型的烈度快速评估能更为准确、精细地确定地震重灾区、极重灾区的分布;对震后人员压埋总数、压埋重点区域判定的合理性和准确度改进效果明显,该新型烈度快速评估方法在7级以上破坏性大地震人员压埋估计中显示了良好的适用性,在评估时效上也可满足地震应急指挥决策、应急救援工作的实际需求.

    地震烈度快速评估震后人员压埋地震应急

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    新疆伽师地区地壳三维速度结构及中强震震源机制揭示的区域孕震环境

    梁姗姗徐志国黄小宁张广伟...
    451-468页
    查看更多>>摘要：为了详细探讨伽师震区上地壳精细速度结构与地震活动的关系,基于新疆数字地震台网提供的震相观测报告和宽频带波形数据,使用双差层析成像方法获得了伽师地区(76.5°E～78.0°E,39.3°N～40.3°N)2009年以来地震精定位结果和较高分辨率的三维VP、VS和VP/VS结构,并分析了2020年伽师MS6.4地震序列中MS≥5.0地震的全矩张量解,综合研究区域内地震时空分布特征、震源机制和速度结构等信息,探讨伽师震源区发震构造及孕震环境.结果表明,研究区重定位后的地震分布与已知断裂相关性差.2020年伽师MS6.4地震序列呈NNW和近EW向2个优势方向分布,其余震在震后48 h内主要在距主震约20 km处近EW向的奥兹格尔他乌断裂上及其附近展布;序列中4次中强地震全矩张量解显示出具有明显的非双力偶成分,均为体积缩小的压性破裂;伽师地区地壳速度结构存在明显的不均匀性:2020年伽师MS6.4地震震中位于P波高速体内、S波高速体边缘及低波速比区域,且在中下地壳存在大范围的S波低速异常.结合周边地质构造及前人研究结果,我们认为,2020年MS6.4主震的发震构造为柯坪塔格推覆体中的近EW向隐伏逆断裂,与其共轭的NNW向隐伏断裂也参与了整个伽师MS6.4地震序列的发震过程.伽师地区强震频发是塔里木盆地向南天山持续俯冲挤压,触发推覆构造和盆山交界处若干隐伏断裂活动的构造运动结果,速度结构所揭示的介质横向不均匀性也造成震源破裂机制的多样性.

    伽师地区地震定位速度结构全矩张量孕震环境

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    融合处理速度和加速度记录的地震检测模型及其在新丰江水库的应用

    蒋策吕作勇房立华
    469-479页
    查看更多>>摘要：随着国家地震烈度速报与预警工程的建设,加速度记录在地震科学中将得到越来越多的应用.但目前的地震检测模型多使用速度记录训练,对加速度记录的检测效果较差.利用广东地震台网数据,训练得到了可检测速度记录的PhaseNet_GD模型和检测加速度记录的PhaseNet_ITS模型.在此基础上,结合GaMMA震相关联和HYPOSAT地震定位方法,发展了一套新的地震数据智能处理流程,并处理了2023年新丰江水库ML4.8地震序列,检测出的事件数量是人工目录的3.8倍,匹配率为93.2％,误检测率为0.38％.这一系统可快速产出完备性高、高精度的地震目录,为水库地震监测和区域地震台网的数据实时处理提供技术支撑.

    区域台网深度学习地震检测PhaseNet新丰江水库水库地震

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    青藏高原东南缘上地壳晚新生代构造变形综述

    计昊旻任治坤刘金瑞
    480-499页
    查看更多>>摘要：青藏高原东南缘是检验青藏高原演化模型的理想实验场,也是全球地震活动最为频繁的地区之一.综述了青藏高原东南缘主要活动断裂十年和万年尺度的滑动习性研究和百年时间尺度区域地震活动分布,结合前人总结的百万年时间尺度的年代学研究,认为自中新世中晚期以来,青藏高原内部物质逐渐向东流出,受四川盆地阻挡,转而向东南缘地区作顺时针旋转运动,至晚第四纪时期,东南缘地区上地壳变形已由原本集中分布在大型走滑边界断裂和逆冲褶皱带转变为弥散式分布至区内次级断裂,形成了以鲜水河−小江断裂带和实皆断裂带为边界,围绕喜马拉雅东构造结作顺时针旋转的运动学特征.据此青藏高原东南缘变形可划分为两阶段,中新世早期及以前变形集中在大型边界断裂,符合刚性块体变形,至晚第四纪时期转为弥散式连续变形.基于水平滑动速率和地震活动性对比,青藏高原东南缘活动断裂可大致分为三级.一级断裂为边界断裂鲜水河−小江断裂带和实皆断裂带,水平滑动速率均≥10 mm/a,曾发生8级及以上地震和连续的7～7.9级强震,是东南缘地区晚第四纪以来一级构造格架;二级断裂往往控制东南缘地区强活动构造单元,水平滑动速率为～3～6 mm/a,通常发生过7～7.9级地震;三级断裂水平滑动速率一般≤2 mm/a,通常发生过7级以下地震,一般规模较小,但数量较多.此外,川滇地块晚第四纪变形特征发生转变,构造运动由原本的沿大型边界走滑断裂运动转变为鲜水河-小江断裂带周缘次级活动地块的旋转、平移和差异隆升.

    青藏高原东南缘上地壳变形特征弥散变形断裂分级天然地震

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    均匀滑移模型在海啸预警中的应用——以2021年Mw 8.2 Alaska地震为例

    朱艺帆安超
    500-510页
    查看更多>>摘要：为了保证海啸预警的时效性,复杂的地震震源经常被简化为均匀滑移模型来预测海啸波.虽然均匀滑移模型已经被广泛使用,但其在实际事件中预测海啸波的准确性并未得到全面的评估和认可.对2021年Mw 8.2 Alaska地震构建了有限断层模型(finite-fault model)和多种均匀滑移模型,并对海啸波的预测误差进行对比分析.有限断层模型显示,2021年Alaska地震的同震滑移分布在15～40 km的深度范围内,震源周围的最大滑移约为6 m.另外,通过全局搜索得到的最优均匀滑移模型对海啸波的预测与有限断层模型非常接近,都与观测波形符合良好;两种位于gCMT中心、但采用不同标度关系(scalingrelation)的均匀滑移模型给出了几乎一致的远场波形.对此次地震海啸的研究结果表明,均匀滑移模型对海啸波的最佳预测能力与有限断层模型相当,根据gCMT中心和标度关系构造的均匀滑移模型对远场海啸预警比较可靠,且不同标度关系对远场波形预测无显著影响.

    海啸预警均匀滑移模型海啸反演2021年Alaska地震天然地震

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