燕云鹏[1]2002年在《台湾地区地震活动的分形研究》文中认为本文从板块构造、活断层分布、地壳运动这叁个方面来分析台湾地区的大地构造环境，然后在此基础上根据台湾的地震活动特征和板块构造运动的差异将台湾地区划分为东、西部两个地震区，然后再依据新构造和现代构造运动、构造应力场、还有地震构造进一步把东部区分为：琉球弧沟、台东纵谷、吕宋弧沟叁个地震带；把西部区分为新竹断陷、北港隆起、台西南盆地叁个地震带。通过对各个地震区、带以及带内各段关联维数的计算，结合前面的构造环境和地震活动性分析，得出结论：地震在空间上的分布具有分形特征，不同构造环境孕育的地震在空间上的分布反映为不同的关联维数，不同的关联维数反映了不同构造环境下不同震级、不同深度地震在空间上的分布规律。最后，作者又作了地震的时间多重分形研究，根据大震来临前D_q的明显升降(+q区维数降低，-q区维数升高)和f(a)的跨度变宽现象得出结论：1、地震时间结构可能是多重分形结构而不是单一分形结构，因此应该用多重分形方法进行研究，以客观揭示其内部规律。2、降维分析可以作为一种地震预报的参考手段。
陈时军[2]2004年在《不同构造环境的地震活动丛集特征研究》文中研究说明地震活动时空分布具有复杂性、层次性和继承性，且其成因复杂。关于地震活动时空分布特征的研究一直受到地震、地质、地球物理以及统计学家的重视。地震活动时空分布的成丛特征为地震活动时空分布的一个重要研究方面。研究地震活动的成丛结构对地震活动规律的认识、地震危险性预测以及其他相关研究具有重要意义。一些学者曾依统计学、现代非线性科学等为依托开展过这方面的工作，并取得了丰硕的成果。但从已发表的成果来看，对地震事件时空分布成丛结构研究的居多，而对其他物理量成丛特征研究较少。有些研究虽然涉及地震应变能释放的时空分布，但对地震活动各种物理量的成丛特征进行系统研究的成果尚未见发表。研究涉及地震活动时间分布丛集特征的较多，但对地震活动空间分布丛集特征研究的较少。不少作者使用统计学方法得到研究区关于地震活动时空分布不均匀的统计学参数或统计学模型，但对地震活动时空分布不均匀特征进行多尺度剖析的研究很少。而这些研究对人们更全面地认识地震活动时空分布特征、从地震活动性资料中获得更多的信息是非常必要的。总体来说，一个地区地震活动时空分布结构的复杂程度与构造环境密切相关。不同的构造环境下地震活动时空分布特征具有较大差异。研究不同构造环境下地震活动时空分布特征，对人们认识地震活动与构造环境的关系，增加对地球动力学方面的理解以及对地震危险性预测具有重要意义。为了研究地震活动时空分布不均匀特征在不同构造环境下的差别，本文将重点选择中国大陆地区、台湾地区、新西兰地区等的地震活动性资料进行研究，而这些地区具有十分不同的地球动力学边界和构造环境。本文研究的主要目标是分析不同构造环境下，地震活动各种物理量时空分布结构并研究其丛集结构特征，进而探讨地震活动时空分布结构特征的差异。研究内容：① 提出并定义了广义地震应变释放的概念；② 利用多尺度显着性检验方法，分析中国大陆东部地区、西部地区以及各构造区、台湾构造区、新西兰地区的广义地震应变释放时间分布与空间分布结构，并分析其在各研究区的差异，讨论研究尺度对分析地震活动时空分布不均匀性的影响；③ 利用考虑重复抽样的“点间距离”方法研究上述各区域地震活动时间间隔、空间分布的多重分形特征，并对多重分形存在尺度范围等进行分析对比。研究新西兰地区深震和浅震多重分形特征的差别；④ 利用基于小波变换的多重分形研究方法，探讨上述各区域广义地震应变释放时空分布的多重分形奇异谱、Holder奇异指数以及多重分形谱维数，讨论上述参数在各研究区的特征和差异。研究思路与方法：① 由于构造特征和动力学特征的差异，本文首先将中国大陆分为中国东部地区和中国西部地区。然后根据地质学家的研究成果，将中国东部地区进一步细分为东北构造区、华北构造区、华南构造区、台湾构造区，将中国西部分为新疆构造区和青藏构造区。台湾构造区可作为中国东部地区的组成部分，但由于其不同的动力学特征(板缘地区)，在对中国东部地区整体进行研究时，一般不包含该构造区。对新西兰地区，虽南北两岛动力中国地展局地质研究所博士学位论文学特征存在差异，但由于其均为板缘地区，研究中未对其进行进一步划分。②本文研究不仅考察事件时空分布的不均匀性和丛集特征，更重要的是考察地震活动各种物理量时空分布的不均匀性和丛集特征。为此，本文首先计算各构造区广义地震应变释放，并根据研究方法的需要，重新构造观测数据。③采用的研究方法分别为时间域和空间域多尺度显着性检验方法以及基于“点间距离”和基于小波变换的多重分形研究方法，研究不同构造环境下地震活动在时空分布方面的不均匀性，分析不均匀存在的层次性，研究各构造区地震事件和广义地震应变释放时空分布的多重分形特征，讨论各构造区地震活动的丛集特征及其差异。 本文创新点与主要成果:本文的创新点包括:①提出广义地震应变释放的概念。本文研究表明，不同物理量时空分布不均匀特征具有明显差异。这对更全面地认识地震活动时空分布结构、分析地震活动规律具有意义。②将多尺度显着性检验方法应用于研究地震活动时空分布结构，得到了一些有意义的结果。③利用考虑重复抽样的“点间距离”方法，对中国大陆各构造区以及新西兰地区地震活动事件时空分布的多重分形特征进行了研究和对比分析，探讨了各构造区地震事件时空分布丛集特征存在的尺度范围。④在进行地震活动广义地震应变释放时空分布的多重分形特征研究时，引进了基于小波变换的多重分形谱估计方法，并对多重分形奇异谱、H悦der奇异指数以及多重分形谱维数在不同构造区的特征进行了讨论。 本文取得的主要成果有:①地震活动时间分布的多尺度显着性分析表明，在所研究时段内，多数情况下不同构造区地震活动广义应变释放时间分布存在显着的趋势性变化与成丛特征。当广义地震应变指数叮取较小值(小地震被赋予较大的权重)，各构造区广义应变释放在较大时间窗内多具有明显的持续或阶段性趋势变化。当时间窗较小时，各构造区均存在明显的
许建东, 郑魁香, 燕云鹏, 董瑞树[3]2003年在《台湾地区地震活动的时间多分形特征研究》文中研究表明利用板块构造、活断层分布、地壳运动这叁个方面的最新资料将台湾地区划分为东、西两个地震区和六个地震带。对各地震带 11a来的地震目录计算了广义维数Dq 和多标度分形谱f (α) ,然后绘制成Dq—q曲线和多标度分形谱f (α)—α以及分维时程曲线。综合分析后发现 :(1)地震活动的时间结构是多分形而非单一分形结构 ;(2 )台湾地区在大震前后的 1～ 2a内 ,大震所在的地震带内地震时间结构的Dq—q曲线和多标度分形谱f (α)—α大都出现异常形态 ;(3)Dq 时程曲线分析可以为强震的时间预报提供有效的客观依据。
燕云鹏, 许建东, 董瑞树[4]2004年在《台湾地区地震的空间关联维特征与构造环境研究》文中指出采用关联维方法对台湾地区地震活动的空间特征进行了研究。先利用 10 0a来台湾的地震目录计算各个地震区、带的关联维数 ,将地震空间分布的分形特征定量表达出来 ,然后综合分析地震空间分布的关联维数和孕震构造环境之间的关系 ,得出了以下结论 :1)台湾东、西部地震区由于地震属于不同的大地构造单元 ,因此关联维数有较大的差异 ;2 )在各地震区内部的各个地震带由于板块构造、地壳结构、活断层分布上的差异 ,而具有与其构造特征相对应的关联维数 ;3)各地震带内部的各个不同的部位又由于不同的构造应力场 ,而导致地震分布上出现不同的丛集性 ,表现为不同的关联维数。这些结论充分说明通过关联维分析所得到的地震活动的空间图像与地震活动所代表的不同地质构造背景有着良好的对应关系
李荣峰[5]1999年在《闽台地区地震活动的广义时空分维特征》文中研究指明本文根据广义分维方法，分析计算了１９７２年以来福建及其周边地区Ｍ_Ｌ≥５． ０级地震、台湾地区 Ｍｓ≥７． ０级地震前后小震活动广义时间分维（Ｄ_ｔ）和广义空间分维（Ｄ_ｓ）的变化特征。结果表明，闽台两地中强震前普遍存在着 Ｄ_ｔ、Ｄ_ｓ的低值异常，福建地区中强震前２ａ左右完成降维过程，而台湾地区则在强震前１ａ左右结束异常。通过对降维特征的分析提出了：中强震前Ｄ_ｔ、Ｄ_ｓ曲线至少有一条低于震前数年的一倍均方误差线，而另一条曲线则同步低于均值线作为异常判断标准。实际应用说明了广义时空分维能较好地反映闽台两地的中短期地震活动趋势，对两地区地震活动数学模型的建立进行了有益的探索。
许建东, 黄建发, 危福泉, 燕云鹏, 李亚萍[6]2005年在《台湾地区地震活动的关联维与多分形特征研究》文中研究说明本文从板块构造、活断层分布、地壳运动这叁个方面来分析台湾地区的大地构造环境 ,然后在此基础上根据台湾地震活动特征和板块构造运动的差异将台湾地区划分为东、西两个区 ,然后再依据新构造和现代构造运动、构造应力场、地震构造进一步把东部区分为琉球弧沟、台东纵谷、
陈时军, 孙龙梅, 马丽[7]2007年在《板内与板间地震活动时空分布的多重分形特征研究》文中研究指明利用多重分形分析方法,考察了中国大陆和台湾地区以及新西兰的地震活动广义应变释放时间和空间分布的多重分形特征.结果表明,地震活动时空分布的多重分形特征与不同地球动力学环境关系密切.强震活动时间分布在板间地区具有比板内地区更明显的丛集性,对中小地震这种丛集性差异较小;强震活动空间分布在板内地区具有比板间地区更强的丛集性,但对中小地震则相反.
张华, 胡祥云, 李强[8]2007年在《分形及其在地震研究中的应用》文中研究指明本文简要介绍了分形的基本理论,对分形在地震研究中的应用进行了阐述。着重介绍了近年来地震分形在地震预报中应用的一些成果。在此基础上,提出了作者对于开展进一步工作的意见,认为应该对区域和全球的地震分形进行全局性、系统性的研究,逐渐探索地震分形的物理机制和动力学机制,从而在地震研究上取得新进展。
毕丽思[9]2011年在《基于DEM的活动构造地貌参数研究》文中研究说明构造地貌是指受构造内动力作用控制,通过内外营力相互作用所奠定的能够反映一定构造特征的地貌形式。研究构造地貌的学科即为构造地貌学。构造地貌学经历了早期的静态构造地貌研究和20世纪60年代以后的动态构造地貌研究。20世纪80年代以后,由于新构造的蓬勃发展,不少学者强调构造地貌主要是新构造活动控制下的地貌。近二十年来伴随着活动构造研究的开展,活动构造地貌,尤其是与地震活动断层有关的构造地貌研究受到国内外学者广泛关注,形成了构造地貌研究的新领域。构造地貌的研究,从本质上说是通过研究各种地貌标志的变形和位错来判断地壳活动特征。在研究方法上,结构形态分析法是构造地貌研究最基本、最常用的方法。由于构造地貌的结构形态可以用很多参数来定量描述,随着高分辨DEM数据的出现以及计算机技术的不断发展,近年来越来越多学者通过定量分析相关地貌参数来研究构造活动,使构造地貌的研究迈上了新台阶。本论文试图选择区域性和小流域性两类参数,在活动块体的大尺度和单一断裂带的小尺度两个层次上开展地貌参数研究。在区域性地貌参数中,分形参数综合描述和反映了地貌特征,它能应用在任何类型、任何尺度上的地貌中,因此本论文利用分形参数分别分析大尺度的鄂尔多斯块体及其周边地区以及小尺度的霍山山前断裂带的分形特征,并根据两研究区的分形特征阐述分形参数的地形意义、地质意义与构造意义。在小流域性参数中,本论文根据霍山山前断裂带的倾滑活动性质以及横穿断裂的冲沟发育特征,选择了河流纵剖面数学拟合函数、基于河流水力侵蚀模型坡度-面积关系以及凹曲指数与陡峭指数、河流坡降指标与Hack剖面等描述河流纵剖面形态的参数来反映横穿断裂的冲沟其发育形态对断裂带活动的响应。1、地貌的分形参数与地貌分区分形理论为形态、分布或结构极其不规则,但具有自相似性的自然现象的定量描述提供了几何描述方法与数学模型。分形几何可以从整体性和科学性方面对地表形态的综合特征进行定量化描述。计算分形参数的方法很多,本论文采用能很好地适应地形起伏自相仿性以及DEM高程数据栅格格式的直接测量地表分形特征的优良方法—变差函数法,并采用能很好地识别地形空间差异的元分维模型。利用变差函数法和元分维模型分别计算了大空间尺度的鄂尔多斯块体及其周边地区(DEM空间分辨率为90 m)以及小空间尺度的霍山山前断裂地区(DEM空间分辨率为2.5 m)的分形参数—地表分维值与截距值。结果显示,无论是鄂尔多斯块体及其周边大空间尺度的区域还是霍山山前断裂带小空间尺度的地区,分形参数的分布均具有明显的空间差异性与区域分带性。通过K-Means聚类分析法对上述两种类型的研究区进行基于分形参数的地貌区自动划分,结果显示,两研究区所得的分形分区结果与地貌类型、地层分布以及构造特征都具有很好的一致性,而且每一分形分区都具有特征的分形参数值。通过地表分维值与截距值联合定量聚类,鄂尔多斯块体及其周边被群集成五个分形分区:河套盆地和银川盆地(Aa分形区)是地表分维值高值区和截距值低值区,分维值主要为2.8-3.0,截距值主要为0-1;鄂尔多斯块体南部陕北黄土高原区(Bc分形区)的地表分维值主要为2.5-2.7,截距值主要为2.5-3.5;吕梁山、贺兰山、乌拉山等山区(Cc分形区)也是截距值高值区,主要为2.5-3.5,但地表分维值较低,主要为2.4-2.6;鄂尔多斯块体北部库布齐、毛乌素等沙漠区(Db分形区)与渭河、山西盆地带(Dd分形区)都是地表分维值低值区,地表分维值大部分低于2.5,但两区域的截距值差异明显。沙漠区地形起伏较缓,截距值主要为0-1.5,而渭河盆地和山西盆地带的截距值没有明显的优势范围。霍山山前断裂带仅利用地表分维值就达到很好的分区结果,在该研究区本论文得到五个分形分区:霍山中北部地段(A分形区)是低分维值区,分维值主要为2.1-2.3;霍山南部地段(B分形区)的分维值比中北部地段高,主要为2.2-2.4;汾河沿岸的黄土台地(C分形区)具有中等大小的分维值,主要为2.3-2.5;山前洪积扇的地表分维值从后缘到前缘(D分形区)逐渐增大,主要为2.4-2.6,洪积扇的前缘平缓区与汾河冲积区(E分形区)具有全区域最高的分维值,主要为2.6-2.7。本论文从信号波的角度阐述了地表分形特征的地形意义,分形参数反映和描述了地形起伏的形态,地表分维值反映了地形起伏的频率特征,高分维值的地形表现出高频率的起伏,低分维值的地形表现为低频率的起伏,而截距值反映的是地形起伏的幅度大小。此外,本论文还阐述了地质作用与外力作用对地表分维值的影响。构造隆升作用能在长波长上影响地形,使地表分维值降低。侵蚀作用可使地形粗糙化,地表分维值增大。岩层性质是影响侵蚀作用强弱的重要因素,因此地表分维值与岩层性质具有紧密关系。扩散作用与堆积作用使地形趋于平滑,地表分维值变小。2、霍山山前断裂带水系纵剖面形态参数的构造响应本论文通过分析霍山山前断裂带上64条冲沟纵剖面形态的多种参数来反映冲沟发育对构造运动的响应。这些参数包括河流纵剖面的数学拟合函数,基于河流水力侵蚀模型的坡度-面积关系以及凹曲指数、陡峭指数,河流坡降指标与Hack剖面。河流在不同的构造环境以及不同的发育阶段会呈现出不同的数学函数形态特征,常见的为线性函数、指数函数、对数函数以及乘幂函数。霍山山前断裂带上的冲沟均呈现为线性函数形态或轻微下凹的指数函数形态。在分析了发育时间、地区气候特征、河床基岩性质以及构造运动等四个影响河流纵剖面形态发育的主要因素后,本论文认为上新世以来霍山山前断裂持续而强烈的隆升作用,尤其是全新世以来时间间隔较短的多次强烈活动是导致冲沟发育一直表现为幼年期的近直线的下凹程度很小的特征,而这种特征正是冲沟纵剖面形态发育对霍山山前断裂带隆升运动的明显响应。河流水力侵蚀模型能够反映构造隆升作用与河流下切侵蚀作用之间的关系。当基岩隆升速率与河流下切侵蚀速率达到均衡时,基于河流水力侵蚀模型的坡度-面积(S-A)双对数图呈现直线形态;当基岩隆升速率大于河流下切侵蚀速率时,S-A双对数图表现为上凸特征;相反,则表现为下凹特征。在所统计的横穿霍山山前断裂带的64条冲沟其S-A双对数图均一致地呈现为上凸特征。由河流水力侵蚀模型得到的凹曲指数θ值平均值仅为0.223,远远低于均衡河道的经验平均值(0.49)。S-A双对数图的上凸特征以及相当低的凹曲指数是其对霍山山前断裂带强烈的隆升作用远远大于河流下切侵蚀作用的响应。另外,由河流水力侵蚀模型得到的冲沟陡峭指数log(ks)值呈现出老爷顶一带最高,南北两侧低,而且北部比南部高的分布特征,这是冲沟纵剖面的陡峭指数对霍山山前断裂带地区老爷顶一带隆升速率最大,南北两侧较低,而且北部隆升速率比南部高这一隆升速率区域差异的响应。Hack剖面是用半对数的方程式来描述河流纵剖面形态,它常用于描述河流纵剖面整体上对构造运动的调整。河流坡降指标(SL值)则用来描述河流纵剖面局部坡度的变化。研究区内冲沟的Hack剖面均呈现为上凸特征,这是冲沟Hack剖面对构造隆升作用十分典型的响应。另外,部分冲沟其Hack剖面以断裂位置为拐点,断裂上游河段的Hack剖面明显呈现为上凸形态,而断裂下游河段则呈现为直线形态或轻微下凹形态,这表明了冲沟正处于受构造运动作用后往新均衡剖面演化的初期阶段。在河流坡降指标方面,部分冲沟在断裂附近出现明显异常高的河流坡降指标值(SL/k’),这是断裂运动在该处形成裂点的表现。上述冲沟纵剖面的形态特征都是对霍山山前断裂垂向上运动的响应,而断裂的每次垂直活动在沟床上都能以裂点形式记录下来,因此通过裂点序列来分析断裂活动事件序列是一个很好的途径。本论文在23条冲沟纵剖面上很好地识别出断裂活动诱发裂点,部分冲沟纵剖面形态和裂点位置得到野外测量数据的验证。其中有7条河流基本只有一级裂点,而且裂点均位于断裂位置上,高度达4-9 m,推测裂点自形成后并未向上游发生明显迁移,并接受了多次事件迭加。另外,在16条冲沟上分别识别出2-3级裂点,高度主要为2-6 m,最新的裂点向上游迁移了40-70 m,次新的裂点则主要分布在距断裂150-250 m的河段内,最老的裂点大致位于300-500 m的距离。裂点后退迁移的速率与断裂上游流域面积成正相关关系。本论文认为最新的裂点是1303年洪洞8级地震(事件Ⅲ)造成的,并假定全新世中晚期以来研究区内河流溯源侵蚀速率基本不变,以此推算出次新裂点对应的地震事件(事件Ⅱ)发生在距今3336-2269 a之间,最早一次事件(事件Ⅰ)发生在距今5618-4504 a之间,重复周期约为1500-2600 a之间,这与前人通过探槽揭露的古地震事件序列的年代及重复周期基本一致。
高华根[10]1994年在《台湾大地震活动的模糊时间分维特征》文中提出本文用模糊时间分维方法探讨了台湾地区地震活动的时间分布规律。结果发现，“大地震”活动的时间序列与分维特征间有良好对应关系。台湾东、西地震带自本世纪以来划分的4个“大地震”活动高潮时段前，都有一段明显降维过程。可以认为，分维特征较好地反映了台湾地区的中长期地震活动趋势。
参考文献：
[1]. 台湾地区地震活动的分形研究[D]. 燕云鹏. 中国地震局地质研究所. 2002
[2]. 不同构造环境的地震活动丛集特征研究[D]. 陈时军. 中国地震局地质研究所. 2004
[3]. 台湾地区地震活动的时间多分形特征研究[J]. 许建东, 郑魁香, 燕云鹏, 董瑞树. 地震研究. 2003
[4]. 台湾地区地震的空间关联维特征与构造环境研究[J]. 燕云鹏, 许建东, 董瑞树. 地震地质. 2004
[5]. 闽台地区地震活动的广义时空分维特征[J]. 李荣峰. 台湾海峡. 1999
[6]. 台湾地区地震活动的关联维与多分形特征研究[J]. 许建东, 黄建发, 危福泉, 燕云鹏, 李亚萍. 地质学报. 2005
[7]. 板内与板间地震活动时空分布的多重分形特征研究[J]. 陈时军, 孙龙梅, 马丽. 地震学报. 2007
[8]. 分形及其在地震研究中的应用[J]. 张华, 胡祥云, 李强. 防灾科技学院学报. 2007
[9]. 基于DEM的活动构造地貌参数研究[D]. 毕丽思. 中国地震局地质研究所. 2011
[10]. 台湾大地震活动的模糊时间分维特征[J]. 高华根. 台湾海峡. 1994
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