1、地震預測概論習題及答案1、歸納中國地震活動的基本特點。（P3）答：中國地震活動的特點首先是“多、大、廣、淺”，即地震多、強度大、分布廣、震源淺，災害特別嚴重，中國是全球大陸地震和地震災害最為嚴重的國家之一。其次是地震活動時空強分布不均勻，地震活動空間的不均與性，地震活動在時間分布上也不均勻。強震活動主體區域為中國西部，尤其是臺灣地區、青藏高原、南北地震帶、天山地區、華北地區、東北深震區。2、試述中國地震預報科學思路？（P9）答：地震預報通過兩種途徑進行廣泛的探索，其一是關于孕震過程和地震模式的理論和實驗研究。另一途徑是根據在長期實踐中積累的大量震例資料，總結出經驗性規律推廣應用于預測未來地震。

2、中國的地震預報在上述兩條科學途徑上探索前進，形成了具有中國特色的地震分析預報科學思路，一是，長、中、短、臨漸進式預報思路；二是，源兆與場兆相結合的思想；三是，源的過程追蹤與場的動態監視相結合的思想；四是，“塊、帶、源、場、兆、觸、震”協同的思想。3、地震序列主要可分為那幾種類型？如何區分前震序列和余震序列？答：地震序列可以分為主震型（包括前-主-余型、主-余型和孤立型）、震群型和雙震型。地震序列的三個基本類型即主震型(進一步還可劃分為前震主震余震型和主震-余震型)、孤立型和震群型(包括雙震型)。(1) 孤立型地震指的是在一個地震序列中存在一個最大的地震， 而在它之前和以后所發生的地震的能量與這

3、一最大地震相比是微不足道的， 且序列中的地震個數也很少。(2) 震群型地震指的是在一個地震序列中存在有兩個以上比較突出的大震， 且它們之間的震級相差不大，序列地震個數多。(3) 主震型序列的情況則介于以上兩種類型之間， 序列中只存在一個突出的大震且其地震序列比孤立型要發育，但差于震群型。地震前震序列具有震級不斷增大、頻度上升、震中位置集中、震源深度變化小等特點；前震的b值較余震b值低；前震序列S波偏振方向變化不大，大震后失去了震前的一致性。前震序列震級上升頻度上升應變加速b值低h<1震源機制穩定應力降大振幅比一致初動半周期小U值、K值、p值是否為前兆震群前震深度變化小余震序列震級下降頻度

4、衰減應變轉平b值高h>1震源機制變散應力降小振幅比發散初動半周期小余震深度比較淺4、如何認識利用地震波形變化來預測地震的物理基礎？答：地震波形的變化體現了地震活動性的變化，具體來說包括P波、S波振幅比的異常、S波偏振的異常、P波初動半周期的變化以及震源機制的變化，因而通過地震波形變化可以對地震震源及地震傳播的狀況有所了解，對地震預測也會有幫助。震源參數震源機制（包括小震綜合節面解，矛盾符號比，S波偏振，振幅比），區域應力場增強；震源參數（應力降、破裂半徑、拐角頻率，包括初動半周期、波形變化、拐角頻率比、視應力、環境應力等），震源區應力狀態。介質參數 介質品質因子Q值：(1) P波初動半周

5、期；(2)頻譜分析；(3) 尾波(包括地震波振動持續時間之比），介質非彈性；波速和波速比（介質的彈性系數，反映區域應力場），介質性質；S波分裂（介質的各向異性）。5、分別論述地殼形變信息提取的數學方法。（P103？）答：一是，排除干擾、壓低噪聲、突出信息，可稱“水落石出”；二是增強信息、放大信息，使信息鶴立雞群，即提高“信噪比”；三是，利用信息和噪聲的不同特性（如頻率特性等）來區別和識別信息。6、試論各種地殼變形信息在地震預報中的應用？（P114）答：一是，地面大地測量為地震長期預報提供大范圍形變異常背景；二是，斷層活動信息為地震短臨預報提供前兆；三是，區域斷層網絡活動信息為孕震形變場提供活動

6、前兆；四是，地傾斜信息為震源區附近提供短臨前兆。7、舉例說明巖體彈性變形能引起地下水微動態的那些變化？產生這些變化的主要原因？（P135）答：主要有地下水位的潮汐效應、地下水位的氣壓效應、地下水位的降雨載荷效應、地下水位的地表水體載荷效應；地下水位的潮汐效應主要是由于天體引潮力作用使地殼產生潮汐變形，其中含水層也隨之變形，從而引起孔隙水壓發生變化，導致井孔水位隨引潮力的變化而呈反向周期變化；地下水位的氣壓效應主要是由于大氣壓力同時作用在井區大地表面與井孔水面上時，由于作用在大地表面上的力通過含水層頂板以上的覆蓋層傳遞到含水層巖體上，在過程中力將衰減，因此導致井-含水層之間的壓差并引起水流運動，

7、當大氣壓力增大時，井內水向含水層流動，導致井孔水位下降；而當大氣壓力減小時，含水層水向井內流動，導致井孔水位上升，即氣壓與井孔水位出現負相關；地下水位的降雨載荷效應主要是由于降雨載荷作用于大地表面并傳遞到含水層中引起的；地下水位的地表水體載荷效應主要是由于江、湖、海水位變化引起的對大地表面的加載作用。8、試述水文地球化學地震前兆研究方法?(P171)答：室內模擬實驗研究（壓裂實驗、振動實驗、溶解溶濾和壓溶實驗）、野外模擬實驗研究（爆破試驗、水壓致裂試驗）、前兆機理研究、水化前兆模式研究。9、正確理解視電阻率的基本概念、物理實質和其歐姆定律的微分表達式？ 答：在地下巖石電性分布不均勻（同時賦存有

8、兩種或兩種以上導電性不同的巖石或礦石）或地表起伏不平的情況下，若仍向地下供入電流強度 I ，并測量地面任意兩點M、N之間的電位差，這時，按測定均勻水平大地電阻率的方法和公式計算所獲得的結果稱之為視電阻率顯然，它和電阻率具有相同的量綱。 一般情況下，視電阻率并不代表地下某一種巖石的導電性，但視電阻率值與地下不同電性巖石(或礦體)的分布狀況有關，還與所采用的裝置類型、裝置大小以及裝置相對于電性不均勻體的位置有關。根據穩定電流場的基本性質，在地下巖石導電性分布不均勻的情況下，自供電極 A 供入地下的電流總是趨向于沿著電阻較小，路程較近的路徑流向 B 極；流經不同電性體的總電流值保持恒定，表征地下電場

9、分布的電流線呈連續的曲線，不會在地中突然消失，也不會在某處無中生有。此外，電流線間彼此相互排斥，因此，電流線不會全部集中于良導電體內，也不會所有電流線都選擇同一條最短路徑，而是呈體分布狀態。實際上，視電阻率的變化，正是反映了電性不均勻巖石中電場的分布情況。 視電阻率的微分形式設在地表水平，地下巖石導電性分布不均勻的條件下，對于測量電極距 MN 很小的裝置來說，MN范圍內的電場強度和電流密度均可視為不變的常量，則有： 這里 jo 為在地表水平，地下為半無限均勻巖石的條件下的正常電流密度。視電阻率的微分表示式揭示了視電阻率變化與地下電場分布之間的關系。視電阻率的性質：(1)當地下只有同一種電性的巖

10、石存在時，按定義計算的視電阻率就等于該巖石的真電阻率值。 (2)當地下有電性不同的局部地質體賦存時，在高阻擾動體上方的視電阻率值比圍巖電阻率值大；在良導擾動體上方的視電阻率值比圍巖電阻率值小。若在地質體上方，采用一定的裝置沿地表剖面逐點觀測視電阻率時，視電阻率隨測點變化的曲線便能反映出地下電性不均勻體的位置和不均勻體電阻率的相對高低，上述以視電阻率等于圍巖電阻率的水平直線為正常背景，故視電阻率曲線以視電阻率異常不受正常電流場分布不均勻的影響，視電阻率曲線比電位或場強曲線對地下不均勻體的賦存情況反映的更理想。 (3)當地下有多種電性不同的巖石存在時，地面某點的視電阻率值是多種電性不同巖石對電流場

11、分布總的作用結果；它與電性不均勻的分布狀況及各不均勻體的真電阻率值有關，而與供入地下的電流強度 I 的大小無關。 (4)除了地下電性不均勻體之外，起伏的地形同樣會改變地面電流場的分布狀況，因此地形對電阻率法的觀測結果有影響，對電阻率法資料進行解釋時，是一種常見的、不可忽視的干擾因素。 10、震磁研究的基本特點和主要內容是什么？（P272） 答：震磁研究的主要特點1）以觀測為基礎的學科。地磁場是隨著時間和空間在變化的，而地震的發生無論是其時間、地點和強度雖然在時、空上有一定的規律可循，但基本上是一種偶發性的隨機事件。因此，要想捕捉震磁信息，布設一定密度，分布合理的臺站，并且具有足夠穩定性和精度的

12、配套儀器是必不可少的，只有觀測到地磁場在時間域、空間域和頻率域中的細微變化，才有可能經過各種處理篩選而獲得震磁信息。同時，由于震磁信息與正常的地磁場變化相比其幅度微小、空間范圍有限的特點，因此可以說震磁信息是一種在極強的干擾背景下迭加的微弱信號。2）實驗與理論依據有待深化。 盡管關于震磁研究的物理實驗和理論研究方面取得了許多令人信服的成果，并在此基礎上提出了“壓磁效應”、“感磁效應”、“動電磁效應”、“熱磁效應”等諸多理論模式且都較成功地解釋了一些震例，但隨著震磁研究的深入，尤其是隨著觀測技術的提高、震例的增加和室內實驗的積累，以上每種模式均遇到了困難。實踐表明，地震過程遠不像人們早期所想像的

13、那樣單一和典型，它的復雜性越來越被人們所認識，而伴隨地震所產生的地磁變化也同樣越來越顯示其多樣性和復雜性。震磁研究的主要內容（1）野外觀測：由于震磁研究是以觀測為基礎的學科，因此首要的任務是獲得地震前后具有一定空間密度，具有相當精度，地體環境條件明確的地磁觀測資料。為此，按照較明確的理論預測布設合理的觀測臺網和架設配套的地磁儀器是至關重要的。 （2）室內與野外實驗：加強室內與野外實驗獲取翔實的實驗數據并在此基礎上進行更深入的理論研究也是提高震磁研究水平的重要方面，與此同時，強化與其他方法手段之間的綜合研究是不可忽視的。 （3）理論分析：深入細致地認識地磁場各種長期、短期變化及擾動變化的時空特征

14、，將其作為提取震磁信息的背景場是震磁研究中的一項主要內容，只有提高對背景場的認識水平和計算水平，才能獲取足夠精度的震磁信息。 11、重力數據分析處理中的無限平層公式的推導？（P327）12、簡述引潮力和引力之間的差別，地球表面垂直方向和水平方向的最大引潮力有多大？（P310、312）答：天體對地球質心的引力與對地面任意一點引力之差，稱為天體在該點的引潮力，而引力就是天體對地球的萬有引力；地球表面的垂直方向最大引潮力為241微伽，水平方向的最大引潮力為189微伽。13、產生前兆復雜性的原因何在？（P352-356）答：主要有以下六個原因，一是，地體環境與地震活動的不均勻性；二是，構造物理條件與地

15、震活動的不均勻性；三是，地球動力學條件與地震活動動態發展的不均勻性；四是，震源物理與地震前兆的關系；五是，地震前兆具有地區差異；六是，中國大陸地震前兆的復雜性。14、滑動弱化模型的基本要點是什么？如何用滑動模型解釋地震前兆的復雜性？（P367、371）答: 滑動弱化模型是指沿主破裂面出現預滑動及其引生的介質強度或斷層面摩擦強度降低；完整巖石三軸壓縮時剪切形變帶的形成及該帶上的滑動轉化，巖石摩擦滑動試驗中的滑動弱化。 不能把無震異常都歸結為干擾，它們可能和有震異常具有相同的物理機制，反映相同的物理過程的真正異常，只是由于在最后的滑動弱化階段，其震源及其鄰近地區的剛度與周圍巖體的剛度對比不滿足失穩

16、條件。15、汶川地震的發生對你認識地震預報有什么啟示？汶川8級巨大災害性地震唐山地震后又一次巨大災難性地震強度大、破壞廣、次生災害重、救援難震前無中期、短期、臨震預報對國家、人民和地震工作者有客觀交代汶川8級地震前，認為南北帶中南段存在發生7級地震的危險，沒有想到發生在龍門山斷裂帶上的汶川8級地震。按照傳統方法，震前發現的前兆異常不多，變化復雜。震后按照8級地震的長時間、大尺度孕震的思路，認為存在一定的地震活動性和前兆趨勢異常，并且需要深入研究。答：一是，要加強地震監測工作，尤其是臺網、速報、信息等工作；二是，要加強地震預報工作，在重視基礎研究的前提下開展多路探索；三是，要加強抗震設防工作，尤

17、其是重要建筑物，農居抗震也應提上議事日程。四是，地震預報是世界難題，像汶川地震這樣的主余型地震的預報就更加困難了。目前被預報的地震主要是前主余型地震，如海城地震。地震預報科學挑戰地震預報畢竟是科學難題，幾十年來成績和進步不小，但問題和困難更多，做出較好預報的地震只占總數的少數。現在的進步是局部性的，現有的認識是現象性而非本質性，準確的地震預報有賴于對地震孕（蘊）育發生規律的科學揭示。而當前的科學水平離這一目標尚有很大距離。難 點孕震過程的復雜性震源深部的不可入性強震事件的小概率性地震監測預報：面臨新的挑戰和機遇隨著現代經濟的快速發展，人口向城市集中和城市都市化程度的提高，地震災害正在以加速的趨勢發展，城市地震災害已成為全球關注的重大課題。強烈的社會需求是地震預報研究的巨大推動力 ，重大地球科學項目的實施為