地震的孕育发生过程伴随着构造运动、物质迁移和密度变化，将引起地球重力场变化，流动重力重复观测有可能捕捉到与地震孕育有关的前兆信息，从而为中短期地震预测提供重要依据。基于南北地震带2017—2020年的流动重力观测资料，获得了甘东南地区的区域重力场时空变化图像，分析了区域重力场动态变化及其与2019年甘肃夏河M_S 5.7地震发生的关系。结果表明： \mathrm{①} 震前测区重力异常变化等值线与临潭—宕昌断裂走向基本一致，且在震中附近出现四象限分布特征，夏河M_S 5.7地震发生在重力高梯度带和四象限中心附近； \mathrm{②} 地震前后区域重力场经历了“区域性重力异常—四象限分布特征—反向变化发震”的时空演化过程； \mathrm{③} 九寨沟地震的发生可能引起附近断层区域应力场的调整，从而加速了夏河地震的发生； \mathrm{④} 区域重力场时变与临潭—宕昌断裂在空间上有较好的对应，综合分析可认为该次地震的发震断裂为临潭—宕昌断裂。

喜马拉雅造山带是地球上海拔最高、规模最大的陆陆板块俯冲碰撞带。在这条长达2 500 km的板块边界上，近年来多次发生破坏性地震，造成大规模的滑坡、房屋倒塌等次生灾害，给人民生命和财产安全造成严重的威胁。分别选取尼泊尔喜马拉雅、喜马拉雅东构造结和喜马拉雅西构造结地区近期发生的3个地震震群作为研究实例，基于中国科学院青藏高原研究所在研究区架设的区域流动地震台站记录的波形资料，对地震的震源位置和震源机制解进行计算。结果表明，在尼泊尔喜马拉雅地区，主喜马拉雅逆冲断裂是大地震的主要发震构造；东构造结地区的地震以逆冲和走滑型为主，表明印度板块向北东方向的逆冲推覆和青藏高原向东南逃逸的侧向挤出是该地区的主要构造背景；西构造结地区中深源地震多发，揭示了高角度大陆深俯冲的几何形态。

面向地震综合观测需要，自主研制了窄线宽光纤光栅谐振腔，并将其作为核心传感元件，发展了一种基于有效腔长的光纤应变、地震波和温度多参量同步测量新方法。采用边带扫频激光技术实现了高精度多参量光纤信号同步解调，研制出了光纤地壳形变、地震与温度多参量探头，并开展了多参量地震综合观测实验。实验结果表明，所研制的光纤多参量传感系统应变与温度测量分辨率分别达到4.7×10^-10和6 \times 10^-5 ℃，能够同时记录到清晰的固体潮汐信号、地震波信号以及环境温度扰动，有望为多参量地震同步观测提供先进的技术手段。

地震发生过程和孕育机制异常复杂,加之大地震“非频发性”影响和人类对地球内部结构与活动规律认识的不足,使得地震预测极其困难。地面重力观测已经成为许多国家和地区研究地震前兆信息的主要途径之一。简要总结了中国大陆地面重力观测技术与观测网络:地面重力测量仪器从17世纪的惠更斯物理摆发展到今天的高精度绝对重力仪,测量精度已经达到±1×10^-8 m/s²。我国已相继建立了国家重力基本网、中国数字地震观测网络、中国地壳运动观测网络、中国大陆构造环境监测网络等,为重力场非潮汐变化、地震、构造运动等的监测提供了公共平台;通过具体震例阐述了地面重力观测数据在地震预测中的作用,利用地面重力观测数据能较好地捕捉强震孕育过程的重力变化信息,为强震中长期预测提供重要依据;分析了震前区域重力场的时空变化特征及其与强震的关系:在震级高于M_S 5.0的地震发生前,一般都会出现较大幅度和范围的重力异常区。强震主要发生在重力场变化分布差异较为剧烈的地区。重力场动态变化图像能够比较清晰地反映大地震在孕育和发生过程中的前兆信息。最后,提出了地面重力技术在地震前兆观测中存在的问题,并对利用重力测量资料开展地震预测研究进行了展望。

根据水化学组分及氢、氧同位素组成,讨论了吉林省松原及其周边地区地下水水化学类型及成因。2014—2015年在松原及其附近的8个水井点采集了4次水样,用离子色谱分析了水的主要离子浓度,用液态水同位素分析仪分析了样品的氢、氧同位素组成。测量结果表明样品的矿化度为125.4~19 350.9 mg/L;δD和δ¹⁸O值分别为-71.7‰~-98.1‰和-9.0‰~-12.5‰。地下水的δD,δ¹⁸O组成表明该区地下水主要来源于大气降水。4次采样期间,陶赖昭潜水井水化学组成受人为环境影响,变化较大;其余水样采自承压井,水化学组成变化较小。其中东大什等5口井的地下水为低矿化度的HCO₃-Na型,该水化学类型的形成受硅酸盐矿物的溶解及石油开采添加活性剂的共同影响,采样期间Na⁺和S \begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array} 出现了较为明显的波动,δ¹⁸O也出现了一定程度的漂移;扶余井受油田开采注酸影响,为Cl-Na型淡水;前郭井为Cl-Na型咸水,4次采样期间,其氢、氧同位素存在明显的波动,且矿化度存在明显的递增趋势,可能与采样前后发生的中、小地震有关。研究成果为今后震情跟踪和地震水化学异常的落实提供了科学依据。

断裂带H₂浓度变化能很好地反映断裂的活动性。通过对汶川M_S 8.0地震破裂带23个测区的土壤气H₂浓度测量,探讨破裂带土壤气H₂浓度时空变化与破裂带垂直位移与余震的关系。测量结果表明:①破裂带土壤气H₂主要来源与浅部气藏泄露直接相关;②破裂带土壤气H₂浓度平均值从映秀到南坝逐渐降低;③破裂带土壤气H₂浓度随着时间推移逐渐衰减。地震断裂带内H₂脱气进一步研究对大气环境研究具有重要意义。

海洋沉积盆地是地球系统中重要的构造单元之一,其形成演化涉及到壳—幔、岩石圈—软流圈以及沉积地层和沉积流体体系等一系列深浅部耦合作用和地球动力学机制的演变。海洋沉积盆地的研究既包括地球深部结构状态、物质组成和构造演化等区域构造方面,也包括盆地内部结构、构造特征以及沉积地层孔隙流体特征等盆地自身构造特征。海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)广角地震探测,以其深度上穿透能力强和能够同时获取P波和S波速度结构等方面的优势,近年来在海洋沉积盆地区域构造演化、内部结构与构造以及沉积地层孔隙流体发育特征等研究中发挥了越来越重要的作用。在张裂大陆边缘的研究中,OBS广角地震探测所获取的地壳结构模型为划分“火山型”和“非火山型”张裂陆缘提供了直接证据,地壳拉张减薄的程度和空间变化特征为海洋沉积盆地构造演化的动力学模拟提供了约束条件。在盆地内部结构和构造特征方面,OBS深地震探测对盆地内部的盐体构造、岩浆底辟构造等提供了有效成像,并获取了盆地内部超压状态的分布特征,弥补了常规多道地震在探测深度和复杂地质构造背景等方面的缺陷。在海洋沉积盆地内部流体体系的研究方面, OBS深地震探测揭示了天然气水合物储集区的速度结构,进而计算获取了储集区的厚度以及水合物和游离气体在孔隙中的含量。当然,随着OBS地震探测技术的发展、数据处理能力的提高以及仪器设备参数的改善等,未来OBS广角地震探测在海洋沉积盆地动力学演化过程和机制方面的研究中将继续发挥更大更广泛的作用。

柯坪推覆系是南天山重要的多排逆断裂推覆系,研究其活动性对讨论天山新生代构造具有重要意义。讨论柯坪推覆系全新世以来的活动特征和古地震情况可以对其最新活动性特点做出评价。通过对柯坪推覆系西段三排褶皱冲断带山前地貌面上断层陡坎的精确测量和典型地点的古地震探槽研究,并通过¹⁰Be宇宙成因核素方法确定地貌面时代和古地震发生时间。获得的结果表明全新世以来柯坪推覆系西段的西柯坪塔格断裂、奥兹塔格断裂和托克塔格断裂的活动速率分别为1.45(+1.68/-0.44)mm/a,0.81(+0.35/-0.19)mm/a和(0.3±0.05)mm/a。表现出天山多排逆断层前展模式中活动强度由后排构造向前排构造转移的特点;古地震的位移量和复发周期特点与活动速率相似,前排古地震活动性强于后排,产生较大地表破裂的强震多出现在第一排的柯坪塔格断裂上。其中第一排西柯坪塔格断裂2次地震复发间隔约4 ka,单次地震位移量约3 m;第二排奥兹塔格断裂4次地震复发间隔约2 ka,单次地震位移量约1 m;第三排托克塔格断裂7 ka来仅发生过1次地震。皮羌捩断层是柯坪推覆系东西段前展推覆速率差异的构造结果。推覆系西段的变形速率明显强于东段,造成推覆系统整体沿皮羌捩断层撕裂。同时由于前展模式的构造特点,目前皮羌断裂两侧的后排断层已经存在近20 km的巨大错距,而随着活动速率向前排的转移,前排两侧4 km左右的错距正在增大。

利用卫星高光谱数据分析了张家口--渤海(张渤)地震带CO和CH₄总量的时,空变化特征及其影响因素.时间上,该地区CO总量存在明显的周期性季节变化,但是CH₄总量的周期性季节变化不明显.空间上,研究区南部CO和CH₄总量高于北部地区;由西向东气体总量增大,在平原和山区交界的地方变化明显.CO和CH₄总量背景趋势时间上受气候和气象变化影响,空间上主要受控于区域地形地貌,地质背景,构造和地震活动及地壳厚度等.研究结果不仅为研究区地震地球化学测量提供了新的科学资料,而且对地震异常判识,断裂带分段活动性研究具有重要意义.

针对地震波在较为复杂的孔隙介质结构体系中波场随结构的微变而发生变化的情况，研究孔隙介质中表征介质结构的几个参数对各类地震波传播的影响作用。首先建立了各向同性弹性孔隙介质模型, 并导出了相应的弹性波波动方程，采用高阶交错网格有限差分法进行了正演模拟，同时分析了孔隙度、黏滞性、渗透率3个孔隙结构参数对波场特征的变化影响。该研究有助于加深对地震波在实际复杂介质体系中传播规律的认识。

CCS技术是目前公认的快速减缓温室效应的最有效方法,CO₂地质封存是CCS技术最核心的问题之一,监测CO₂地质封存的安全性贯穿于CO₂注入过程中与封存以后。四维地震监测技术是监测CO₂是否泄漏、证实CO₂封存安全性最有效的技术手段。常规四维地震技术通过对比CO₂注入前后及注入不同阶段2次或者多次三维地震纵波振幅差异与旅行时差异,确定CO₂在地下分布。而纵波振幅或旅行时差异是CO₂饱和度与孔隙压力的综合反映,单纯的纵波信息难以区分饱和度与压力信息。目前,四维多分量地震监测技术的潜力并未挖掘,由于横波速度对于压力敏感,利用四维转换波信息监测CO₂地质封存,可以识别注入CO2的压力分布范围。对于各向异性介质的储层,对比一次地震观测PS₁,PS₂旅行时、振幅差异与2次地震采集之间PS₁,PS₂旅行时、振幅差异,还可以有效确定注入CO₂前与注入期间储层裂隙、裂缝的变化,以及储层与盖层的应力状态。四维多分量地震资料结合岩石物理资料和全波列测井资料,可以更准确地确定可能的CO₂泄漏风险区域,更加可靠地评估CO₂地质封存的安全性。

扼要介绍了卫星高光谱红外大气遥感的原理,气体组分探测技术、反演技术和研究应用的发展历程,着重介绍了该技术在地震监测中的研究应用。遥感气体地球化学在地震监测方面的应用大致可以分为间接观测和直接观测2个方面：①利用卫星红外遥感间接监测地震断裂带脱气;②利用卫星探测大气成分的传感器直接监测地震前后的气体地球化学异常。通过分析地下气体逸散引起的物理化学异常与地震活动的关系,提取地震气体地球化学信息。介绍了典型震例的气体地球化学异常特征及其可能的形成机理,提出了存在的问题以及未来的研究重点。

二氧化碳地质封存(CO₂ Capture and Storage, CCS)项目应当评估诱发地震的潜在可能性。中强震、强震危及人类生命财产安全, 有感地震甚至微震也对CO₂储区的盖层完整性构成威胁, 增加泄漏风险。地热开发、页岩气开发及油气增产等的水压致裂过程中都伴随有地下流体的注入, 且时有地震诱发的案例。诱发地震活动通常在流体注入压力较高时沿已有断层发生, 因此可通过应力分析等对其发生机理进行研究。超临界状态CO₂密度比水小, 在地层深部可能会形成密度流或者与构造中先存的水岩发生相互作用, 进而导致渗透率和压力变化并引发地震活动。综述了全球相关的研究进展, 主要从地震成因机理入手, 考虑超临界CO₂性质的特殊性, 结合商业尺度和实验尺度的流体注入项目和地震监测分析, 研究其对储区盖层完整性的影响。以期通过适当的选址、注入方法及监测方案的优化来避免破坏性地震的发生。

中源地震的成因机制问题一直是固体地球科学研究的热点问题，其中被广泛接受的是脱水脆变机制。中源地震带在俯冲板块中多呈双层带状分布，分别对应着含水变玄武岩层与岩石圈地幔蛇纹岩层的脱水过程。在过去的研究中，对中源地震脱水脆变机制的主要验证研究方法包括：①理论研究与活动俯冲带地震数据解释；②高温高压实验室模拟研究。而最近10年，陆续在阿尔卑斯等古俯冲带中发现了出露于地表的榴辉岩相假玄武玻璃或脆性破裂岩，被认为是古中源地震的直接野外岩石学证据，从而成为研究中源地震的一种新的途径。重点介绍了中源地震脱水脆变机制的岩石学研究进展。

旨在探究剥蚀型汇聚板块边缘大地震成因机理的国际综合大洋钻探（IODP）344航次于2012年10月23日至12月11日在中美洲地震频发的哥斯达黎加西部海域实施钻探。介绍了钻探区域的大地构造特征、该航次的主要科学目标、执行情况、所取得的初步成果以及对航次后研究工作的展望等。航次后更多深入细致的研究工作正在进行中，所取得的研究成果将集中在2014年南京召开的航次后学术研讨会上汇报、交流、集成、总结，从而提升对剥蚀型汇聚板块边缘大地震起源机理的认识。

利用卫星高光谱技术可以监测到大震前后地下气体释放引起的气体地球化学异常。利用AIRS标准产品数据中CO和O₃月平均数据构建全球9年（2003—2011年）平均CO月背景场和O₃月背景场，运用差值法（地震发生当年数据—背景场数据）开展震例研究。通过调研全球自2003年以来7级以上震例，系统地进行2003年以来全球7级以上地震的震例分析，对典型震例进行分析，总结CO和O₃时空异常特征。

以2001—2011年美国NOAA长波辐射数据为背景数据，利用涡度背景场法研究2010年9月3日新西兰南岛M7.1级地震前后卫星长波辐射数据变化特征。结果表明，地震当月在震中西南侧出现显著的长波辐射异常变化，这种变化在全年各月及2001—2011年11年历年同月变化中都是最为显著的，认为其是本次地震的1次映震表现。用同样方法对区内2001—2011年11年间发生6次7.0级以上地震的长波辐射数据进行分析，结果在3次陆地地震发震前都检测到了长波辐射异常变化，而海域地震前则未发现这种现象。检索前人的相关研究结果，发现仅有2次海域地震（2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊西北海域8.7级地震和2010年1月12日海地7.0级地震）前有长波辐射异常变化的报道，而根据全球云量分布资料显示，这2个地震所发生的区域是全球洋面云量分布最少的2个区域，而新西兰地震发生的区域位于全球洋面云量分布最多的区域。因此，认为由于水汽和云层对地表红外辐射的强吸收作用，长波辐射捕捉陆地地震红外辐射异常变化更加灵敏，对陆地地震的映震效能要强于海洋地震。

利用大容量气枪枪阵震源和海底地震仪在渤海首次开展人工地震深部地球物理探测试验。本次试验布设一条NWW-SEE向垂直构造走向的勘测线，共投放海底地震仪51台，回收成功50台。试验结果和数据分析表明，所使用的枪阵有足够的能量输出，海底地震仪记录震相丰富，可识别到Ps，Pg，PmP，Pn等多种震相。初至波层析成像结果表明，9 km以上地层速度结构存在明显的横向不均匀性,渤中地区新生代沉积基底埋深5~6 km，结晶基底埋深约9 km，郯庐断裂带内存在“U”型下凹的相对低速体并有向下切割的趋势。此次试验是我国在渤海深部探测中的成功示范，有效填补了渤海海域深地震测深数据的空白，为渤海深部地壳结构研究及含油气盆地形成演化研究提供了重要的基础资料。

地震资料分频处理技术是一种比常规地震属性识别储层更有效的方法。该方法将一定时窗内地震反射波通过离散傅里叶变从时间域换转换到频率域，用转换后的振幅谱和相位谱识别薄储层的厚度变化和边界。通过该技术可以对地震资料中所有单频信号进行有针对性的分析，已经证明是一种具有较高可信度的技术。针对胜利油田老河口油田老168井区馆陶组河道砂油藏厚度薄、横向变化大的地质特征，本文运用分频处理技术对该井区馆陶组地层砂体分布进行预测，并对储层非均质性进行了分析，经钻井证实，预测结果与实际情况十分吻合。