张琼
- 作品数：19 被引量：64H指数：4
- 供职机构：北京大学地球与空间科学学院地球物理学系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院“百人计划”中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球理学一般工业技术交通运输工程更多>>
- 地震预测方法Ⅴ:地下流体方法被引量：4
- 2017年
- 地下流体是地壳中非常活跃的组成部分,它具有流动性和不可压缩性.岩石力学实验结果表明,地震孕育和发生时,会在孕震区局部产生应力集中和大量微裂隙,随着应力的重新分布,发生明显的裂隙开闭等可观测的变化.流体可以把地下深处与地震孕育有关的岩体物理状态变化等信息带到地表,如承压水井的井水位可以用来观测含水层中的体应变,同位素浓度等物理量可以反映流体渗流途径中岩体连通性的改变,在一定条件下可以在地表产生可观测的地震前兆异常现象.关于地下流体发展了一些重要的地震预测方法,本文主要总结了前人关于这些方法的理论和实践,讨论了如何建立地下水短期及临震预兆与地震三要素之间的联系,分析了地下流体反映地震孕育过程需要满足的条件,并对与地下流体有关的地震预测方法进行了讨论.
- 赵永红谢雨晴王航张琼
- 关键词：地下流体井水位地震预测
- 地震预测方法Ⅵ:气体地球化学方法被引量：1
- 2018年
- 地球化学地震预测方法是常见的地震预测方法,该方法通过研究地球化学组分在地震前的异常变化,得到其变化规律,推导其与地震三要素的关系,从而进行地震预测.气体地球化学预测则是通过震前气体异常给出预报意见.因为地球的脱气作用一直存在,震前震源区岩层岩石力学性质会发生很大改变,导致大量流体涌出,渗透性较好的活动断层为深部流体提供了通道,使它们能更容易地到达地表,造成地表断层带土壤气体(简称断层气)组分异常,为地震预测提供了依据.本文主要介绍断层气气体异常、温泉气气体异常、遥感气体异常几部分.常见的气体地球化学异常组分主要有土壤氡、H_2、CO、CO_2等,这些气体测值在震前会出现明显的异常,多数为突跳式升高、降低,异常幅度变大,异常持续时间增加等等.我们分析了这些异常的特征,并且从地震三要素出发,判断二者之间的关系,从而对气体化学地震预测方法进行评价.由于气体的活动性较好,因而容易将地下孕震信息带到地表,气体化学异常的映震性较高,所以该方法极少虚报,但存在漏报的可能性,仍然需要与其他地震预测方法相结合从而增加地震预测的准确性,不能单独完成地震预测.
- 赵永红肖彦君田罡张琼刘巍王剑男
- 关键词：地震预测断层气地球化学震前异常
- 板块绝对运动模型及其研究方法综述被引量：1
- 2018年
- 研究全球板块的运动对于地球动力学、地幔流动等具有非常重要的意义.目前常用来推断板块绝对运动模型的方法主要分为基于地质和地球物理的地学方法和空间大地测量方法.地学方法主要包括热点参考系框架,岩石圈无整体旋转、剪切波分裂法、古地磁及古气候资料推断古纬度变化法、海岭海沟法等;空间大地测量方法主要是包括采用VLBI、SLR、GPS以及DORIS等技术手段得到的观测数据进行计算推到全球板块的运动.随着观测技术的不断提高,数据的来源、数量、精度的到了不断的改善和优化,板块的划分也更加精细,不论是反应时间尺度在百万年量级的板块运动地学方法,还是能够反应现今板块运动的空间大地测量方法,给出的模型都随着数据的改善进行了不断的更新,本文综述了迄今为止这些板块绝对运动研究方法的发展历史以及最新进展,分析不同参考基准的特点,认为结合地学方法和空间测量两种方法对全球岩石圈板块的绝对运动研究具有重要意义.
- 张琼王世民赵永红肖彦君
- 关键词：空间大地测量剪切波分裂
- 求解滑坡位移场的数字图像相关方法被引量：1
- 2019年
- 精确求解滑坡位移场对于滑坡灾害的监控与防治有着十分重要的意义,将数字图像相关方法应用于滑坡位移场计算,可以快速准确得到滑坡在一段时间的位移场信息.本文以梅坪滑坡位移场求解为例,详细介绍了利用数字图像相关方法求解滑坡位移场的具体过程.对不同时间采集得到的梅坪滑坡图像,首先进行灰度化处理,以消除色彩、光照等因素造成的干扰;其次利用所选的标志点对两幅图像进行平移、旋转等校正,消除因人为拍照所引起的误差;最后对两幅图进行匹配求解得到对应时间的滑坡位移场.采用实验室标定方法对数字图像相关方法在小形变范围内的准确性进行了验证,为数字图像相关方法在滑坡位移场计算的应用上提供支持.
- 赵永红田罡王航张琼
- 关键词：数字图像相关方法灰度特征相关系数位移场
- 采用剪切波分裂方向约束的板块绝对运动模型研究被引量：1
- 2020年
- 板块绝对运动(即岩石圈板块相对于深部地幔的运动)导致软流圈深度存在较强的剪切作用,为软流圈呈现较强的地震波速各向异性提供了一种物理解释.相应地,软流圈地震各向异性的实测数据为反演板块绝对运动提供了一种定量的约束.本文利用前人发表的由474个剪切波分裂数据组成的全球软流圈地震各向异性方向数据集,结合板块相对运动模型MORVEL,通过加权最小二乘法反演板块绝对运动.计算结果表明,由实测数据约束的板块绝对运动模型不能将观测数据拟合到原始数据测量误差要求的统计水平上,反映出以地震各向异性方向指示板块绝对运动方向存在原始数据测量误差之外的系统性误差.该误差或可归因于板块绝对运动控制软流圈地震各向异性的物理机制复杂性以及小尺度地幔流动的区域复杂性.因此,地震各向异性方向只能从统计平均的意义上约束板块绝对运动方向,两者间的差别除了测量误差外还应包含复杂物理成因的模型误差.在原始数据测量误差的基础上增加20°的模型误差并且剔除一个离群数据后,本文得到了最优拟合剪切波分裂数据集的SKS473模型,并与由热点数据反演得到的板块绝对运动模型进行对比.由于约束板块绝对运动的地震各向异性数据和热点数据都存在误差较大、地理分布不均的局限性,结合两类数据的联合反演或可成为未来建立更高精度板块绝对运动模型的有效途径.
- 张琼王世民赵永红田罡
- 关键词：地震各向异性剪切波分裂最小二乘拟合
- 地震预测方法Ⅶ:水文地球化学方法被引量：1
- 2018年
- 地球化学法是地震预测方法中的一种,其主要是通过研究震前地球化学成分的异常变化,找出其与地震三要素的关系,进行地震预报.已有的地球化学法地震预测主要包括水化学异常、气体化学异常、土壤化学异常方法,由于水和气是组成岩石的介质,也是反映岩石受力变形和破裂的灵敏组分,因此水化学异常成为最常见的震前地球化学异常.常用的水文地球化学预测方法是监测地下水中的气体成分(氡、氢、氦等)、水质组分(B、F、Li和Sr等)、水电导率、水温及水位等化学和物理的异常,还有一些稳定同位素比值(He^3/He^4及Ar^(40)/Ar^(36)等)的异常变化,并对监测到的异常进行统计分析,同时结合岩石力学实验进一步得到水化学异常与地震"三要素"的关系,给出相关的地震预测意见.本文通过了解水文地球化学法地震预测的发展现状以及多个水文地球化学预测实例,分析总结多种水文化学异常信号的特征和测震结果,从物理和化学角度分析了水文化学异常形成机制,如岩石破裂机理、混合机理、振动机理、压溶机理等,并结合监测实例和影响水文地震预测的诸多因素分析与评价水文地球化学法地震预测的研究进展及发展前景.
- 赵永红肖彦君张琼林士扬
- 关键词：地震预测地震前兆地下水水氡
- 岩石中的压力影形成的实验观测研究
- 2016年
- 野外地质观察发现,在大陆地壳变质岩中可以广泛观察到围绕一个大的单晶或者硬质点的两端区域填充低粘度相物质形成的压力影。为了定量研究岩石材料中压力影的形成条件,本文利用高精度Paterson气体介质变形装置,对含有刚性球的圣卡罗橄榄石和洋中脊玄武岩(MORB)的混合物圆柱型样品进行了高温高压扭转变形试验。变形实验前样品的初始熔融均匀分布,比例为φ≈0.05,变形试件尺寸为D8.9mm×L5.5mm,内含8粒直径约1mm的刚性球。扭转变形试验温度为1473K,围压为300MPa,应变率为γ≈1×10^(-4)s^(-1),最大剪切变形为γ≈4。实验结果表明,岩石受到扭转力的作用产生变形之后,当局部剪切应变达到γ≈1时,可以在刚性球周围形成熔融富集带和熔融贫乏带,即压力影构造,围绕刚性球对称分布。由于熔融分布的不均一性,富集带熔融比例上升,最高可以达到φ_(high)=0.1~0.3,熔融贫乏带熔融比例下降,含量为φ_(low)=0.01~0.02。由于刚性球对其周围的压力分布的扰动区域大约为刚性球的尺度范围,因此,在离开刚性球一定距离后,熔融趋于均匀分布。
- 赵永红张琼Hang WANG綦超杨天舒David L KOHLSTEDT
- 关键词：橄榄石高温高压部分熔融
- 地震预测方法Ⅷ:地震活动性被引量：2
- 2018年
- 地震活动性方法是地震预测方法之一.该方法的原理是通过研究一定区域内某个时期的地震活动特性,包括地震的时间、空间分布特点和地震频度、地震强度的变化,利用相关的统计方法来处理历史资料中记载的或当前地震观测系统测定的地震发生的时间、空间位置和强度等基本参数以及这些参数之间的相互关系,从而达到预测未来地震发生的时间、地点和震级的目的.地震活动性测震法根据所采用统计方法的不同可分为许多类.本文综述了其中具有代表性的三种方法,即图像信息学PI算法、地震活动加速指数AI算法和地震动态空区法.对这三种地震活动性测震法的测震原理、特点以及研究进展进行概述,对应用前景给予分析,并对相关震例进行研究和总结.结果表明:地震活动性测震法对研究区域地震记录的完整性要求较高,可以预测的地震信息和预测精度非常有限.
- 赵永红徐安东张琼
- 关键词：地震预测地震活动性PI算法
- 用数字相关方法研究滑坡变形场被引量：7
- 2016年
- 三峡大坝建成及动态蓄水运行后,滑坡成为库区地质灾害的主要形式之一.库区滑坡发育受大坝每年的蓄水泄洪周期及降水等因素影响.本文选择湖北秭归县卧沙溪滑坡作为研究对象,利用数码相机作为采集设备采集了2015年4月和5月的滑坡图像观测滑坡地表,用数字相关方法对滑坡图像进行处理得到滑坡位移场.位移量达到50 cm,但滑坡体表面各部分的位移量和方向不尽相同,滑坡运动是不均匀性的、非刚体运动.综合运用散斑法、灰度特征搜索等系列相关方法,成功处理了小形变关系、大位移量移动等滑坡特征问题,采用数码相机观测作为一种新的观测手段,还解决了采集图像的配准、灰度同级化等问题,并计算出滑坡体上各个点的方向和位移变化量,得到所有点的滑坡位移分布图,通过室内标定实验,误差在可接受范围内,验证了此方法的有效性.在满足滑坡监测要求的前提下,该方法操作简便、成本低、采集数据信息量大、可同时获取滑坡地表变形信息,有很好的推广前景.
- 赵永红王航张琼谢雨晴杨家英
- 关键词：位移场
- 人工合成橄榄石单晶方法综述
- 2015年
- 橄榄石是上地幔的主要造岩矿物,研究橄榄石在高温高压下的物理化学性质是了解地幔对流、板块运动等地球动力学过程的基础.一些研究橄榄石物理化学性质的实验需要用到橄榄石单晶,例如在实验室中进行的变形实验,无论是双轴压缩、三轴压缩、简单剪切,还是扭转变形实验等等.近年来,水对橄榄石蠕变性质的影响被广泛关注,橄榄石的含水测量也需要用到大尺寸的橄榄石单晶.除了实验室需要大晶体,合成晶体也是新材料领域的研究热点和发展前沿,目前国内外人工合成单晶的方法包括从固相、液相、气相以及从熔体中合成晶体.在人工合成橄榄石单晶方面,目前主要使用的方法包括提拉法、浮区法和烧结法.本文综述了从固相、液相、气相以及从熔体中合成晶体的方法,详细介绍了人工合成橄榄石单晶所采用的提拉法、浮区法和烧结法等三种方法的原理与合成过程,讨论了不同方法的优缺点,其中烧结法合成单晶需要的时间短,但是对温度以及实验的氧化还原环境要求较高;浮区法生长大的单晶耗时短、可以得到大尺寸的单晶,但对工艺技术要求高;提拉法可以通过籽晶的取向来制备不同晶体取向的单晶,过程容易控制,但是由于使用坩埚而容易污染,不适用于对于固态下有相变的晶体.通过以上研究,本文提出了以后生长大尺寸橄榄石单晶的可能途径,希望对橄榄石单晶的制备方面工作提供参考.
- 赵永红张琼
- 关键词：晶体生长橄榄石
