The characteristics of shear wave splitting in the source region of the April 20, 2013 Lushan earthquake

Using seismic data of the aftershocks sequence of the April 20, 2013 Lushan earthquake recorded by seismic temporary and permanent stations in the source region, with the visual inspection of particle motion diagrams, this paper preliminarily contains the polarization directions of fast shear wave and the time-delays of split shear waves at every station, and analyzes the crustal anisotropic characteristics in the source region. In the study area, the polarization directions at stations BAX, TQU, L132, L133, L134, and L135 are northeast, which is consistent with the strike of Dachuan–Shuangshi fault. There are two polarization directions at MDS and L131, which are northeast and southeast. The scatter of polarization directions suggests the complex stress field around these two stations where two faults intersect. For the normalized time-delays at every station, the range is 1.02–8.64 ms/km. The largest time-delay is from L134 which is closest to the mainshock, and the smallest one is from L133. The variations in time-delays show the decreasing at stations BAX, L134, and L135 because of the stress–relaxation after earthquake.     

2013年芦山地震震源区地壳介质地震波速变化的特征分析

为探究芦山M7.0级地震后5年多来,震源区龙门山断裂带西南段介质波速的变化规律,本文基于2012年4月至2018年4月共6年的连续波形数据,运用移动窗互谱与频域偏振等分析方法,结合背景噪声源的特性,对不同深度范围内的相对波速变化以及震后的恢复过程与机制进行了研究.获得的主要认识包括：（1）年尺度而言,震源区周期为1~20 s的背景噪声场相对稳定,但成分复杂、2~10 s频带内至少存在2个能量相对稳定的噪声源;不同周期噪声的能量,在月变与季节性上的变化特征差异明显.（2）获得了长时间尺度、不同频带内介质相对波速的背景变化水平,1~2 s、2~4 s的波动幅度（约为±0.04%）与季节性变化规律强于4~10 s、10~20 s的,结合与降雨量相关的地下水位模型能很好地解释其变化规律.（3）震源区的同震波速降低现象清晰,降幅约为0.08%~0.1%;空间上,波速下降最为显著的区域主要集中在龙门山断裂带两侧约70 km范围内,其中四川盆地一侧平均约为0.1%,略高于青藏高原（0.08%）一侧;在断裂带内的降速不显著.对不同子频带进行测量的结果显示,震后除10~20 s外,其余3个子频带的相对波速在震后较短时间内（约20天左右）均出现较大幅度的波速降低现象,其中4~10 s的平均降速最大（约为0.08%）,分析认为主震及大量余震的松弛效应是引起介质波速下降的主要原因.（4）震后大约1年左右,波速变化基本恢复到震前水平,且至2018年4月前未观察到大幅的波速变化现象,总体上各频带内的结果均沿零线小幅波动.     

2013年芦山MS7.0地震序列S波分裂特征

本文测定了2013年4月20日芦山M_S7.0地震震源区及其附近台站的S波分裂参数,包括快波偏振方向和慢波延迟时间,最终得到了40个台站的S波分裂结果．结果显示:在地震主破裂区内观测到的快波优势取向为NE向,与余震分布的长轴方向一致;位于双石—大川断裂以西台站的快波偏振优势方向为NW向,与区域最大主压应力轴方向一致;位于荥经断裂附近台站的快波偏振优势方向为NW向,与该断裂走向一致．快波偏振优势方向随时间的变化结果显示:主震前位于地震破裂区附近的TQU和BAX台站的快波偏振优势方向均呈NE向;主震后TQU台站的快波偏振优势方向为近EW向,而BAX台站的快波偏振优势方向则不突出,反映出芦山地震主震前快波偏振方向受控于龙门山断裂带,而主震后受构造应力场的作用更加明显．此外,各台站的慢波延迟时间为1.25—5.40ms/km,在余震覆盖密集区域,台站的慢波延迟时间均大于3.0ms/km,反映出震源区的各向异性程度较强．芦山主震后,各台站的延迟时间随时间变化持续减小,反映出震源区地壳应力随余震活动逐渐减小．      

基于全极化Radarsat-2影像的建筑物震害评估

利用震后灾区全极化SAR影像可快速提取建筑物震害信息,为应急救援的快速有效实施提供重要的灾情信息支持。本文建立基于极化散射矩阵的Pauli-Wishart监督极化分类的建筑物震害信息提取和以街区为尺度的震害程度评估方法,包括Pauli分解、Wishart监督分类和遥感震害指数提取,并利用玉树县城区2010年4月14日青海玉树7.1级地震震后全极化Radarsat-2影像,提取了建筑物震害信息。经统计,确定结果总体分类精度达到0.81,Kappa值为0.61,表明本文提取建筑物震害的方法是可行的。     

四川锦屏水电站地区的剪切波分裂参数变化

通过分析四川锦屏水电站地区2012年1月至2013年12月库区的地震活动性和木里台的剪切波分裂参数变化,研究了水电站3次大规模蓄水对该地区地震活动性和地壳应力的影响. 结果显示:经3次蓄水,该地区的地震活动呈持续增强趋势,最终保持在较高水平,尤其是第二次蓄水之后,地震活动增强最为明显;木里台的快剪切波偏振方向在锦屏水电站3次蓄水前后表现出明显的变化. 锦屏水电站在蓄水之前,木里台快剪切波偏振方向的优势取向为北东向,与锦屏山—小金河断裂走向一致;第一次蓄水之后,快剪切波偏振方向则变得较为分散,无明显的优势取向;第二次蓄水之后,快剪切波偏振方向偏转为南东向;第三次蓄水之后,快剪切波偏振方向表现为一致的南东向;慢剪切波延迟时间在第二次蓄水前后明显变短. 这些显著的变化说明了锦屏水电站第二次蓄水之后原地小范围内的地壳应力方向迅速改变,地壳应力也随着地震活动的增强而释放.      

Seismic anisotropy of the crust in Yunnan, China： Polarizations of fast shear-waves

Introduction Anisotropy of the crust is a common phenomenon(Crampin,1984).Shear-wave splitting can be used to study the earthquake anisotropic characteristic in crust,to analyze crustal stress field condition,and to describe the static and the dynamic state of the related anisotropic parameters(GAO et al,1999).Shear-wave splitting is quite sensitive to anisotropy.The domestic scholars applied shear-wave splitting to studying the crustal anisotropy(YAO et al,1992;GAO and FENG,1990).The st…     

玉树地区地壳介质的各向异性特征

本文利用2010年5月7日到10月18日玉树地震震源区及其周边22个地震台站记录的2010年4月14日玉树地震余震数据资料,使用剪切波分裂分析方法初步得到了每一个台站的剪切波快波偏振方向和慢波时间延迟,并分析了玉树及周边地区地壳介质各向异性特征.在该研究区域,甘孜-玉树断裂上部分台站快波偏振方向近于东西向,这一结果与该区域的水平主压应力方向一致.甘孜-玉树断裂带南段玉树周边的台站快剪切波偏振方向为南东向,与断裂带的走向一致,显示了此次地震断裂走滑性质的特征.位于杂多断裂和清水河断裂上的台站及其附近的台站,快波偏振方向与所处的断裂走向基本一致,多为南东东向.各个台站的慢波延迟时间结果分布在4.23~7.01 ms/km范围内,平均慢波延迟时间是5.68 ms/km.在甘孜-玉树断裂带和乌兰乌拉湖-玉树南断裂相交的位置慢波延时总体较高;而低值区位于打贝通-小苏莽断裂的北西端与杂多断裂之间的位置.沿玉树断裂带,慢波延迟时间的梯度值较大,本文这一结果揭示了慢波延迟时间的分布和破裂带的走向、余震的分布有很大关系.     

张家口-渤海地震带与山西地震带交汇区的地壳剪切波分裂

张家口—渤海地震带(简称张渤地震带)与山西地震带交汇区域(113°E～117°E,39°N～42°N)是华北地区北部三个构造单元华北沉降、燕山隆起和太行山隆起的交界处.本文采用张渤带西端的流动地震台网和华北地区北部的区域数字地震台网的地震波形数据,使用SAM方法对该区域地壳介质剪切波分裂参数进行研究.结果表明,北部的燕...     

Crustal seismic anisotropy in Yunnan, Southwestern China

Using seismic data recorded by Yunnan Telemetry Seismic Network from January 1, 2000, to May 31, 2005, the polarization directions of fast shear waves are obtained at 15 seismic stations by SAM technique, which is a systematic analysis method on shear-wave splitting. The results show that predominant directions of polarizations of fast shear waves at most stations are mainly nearly in the N–S or NNW directions in Yunnan. The predominant polarization directions of fast shear waves at stations located on the active faults are consistent with the strike of active faults, directions of regional principal compressive strains from GPS measurement, and directions of regional principal compressive stress. A few of the stations show that polarization patterns of fast shear waves are more complicated or inconsistent with the strike of active faults and the directions of principal GPS compressive strains; these stations are always located at the junction of several faults. We conclude that the predominant polarization direction of fast shear waves indicates that the direction of the in situ maximum principal compressive stress is controlled by multiple tectonic aspects, such as the regional stress field and faults.     

The Gorkha earthquake of April 25, 2015 in Nepal: Tectonic position,aftershock process,and possibilities of forecasting the evolution of seismic situation

The characteristics of the foci for the main shock and strongest aftershocks of the Gorkha earthquake of April 25, 2015 in Nepal are described. The macroseismic data and examples of seismic dislocations are discussed. The progression of the release of seismic energy by the aftershock process is analyzed. The data for the geophysical and seismological precursors of the main shock and the strongest aftershock of May 12, 2015 are presented. These data allowed us to formulate the short-term forecast of this event.     

汶川地震断裂带科学深钻WFSD-3附近上地壳S波分裂特征

为配合汶川地震断裂带科学钻探工程(WFSD),中国地震局地球物理研究所在四川省绵竹市天池乡和灌县—安县断裂附近分别架设了15套微震仪器和17个短周期地震台.基于WFSD-3附近的微震、短周期和区域台网的固定台站记录的近震数据,通过横波窗内S波分裂计算,得到其上地壳各向异性参数,即快波偏振方向和慢波的时间延迟,并分析了研究区的上地壳各向异性特征.结果显示,研究区大部分区域的快波偏振方向为NE向,与龙门山断裂带走向一致,但在研究区微震台阵布设小区域内,快波偏振方向表现出东西分区特征,东部为NE向,西部为NW向.上地壳各向异性主要是受到岩层中随应力分布排列的微裂隙和岩石或矿物结构的影响,研究区内快波偏振方向主要表现为NE方向,与断裂走向一致,反映了研究区上地壳各向异性主要受控于结构控制的各向异性,局部区域的快波偏振方向为NW向,与区域最大主压应力方向一致,说明区域应力场对研究区上地壳各向异性也有影响.通过分析微震台阵的归一化时间延迟随时间的变化情况可以反映区域应力场的变化情况.微震台阵的慢S波时间延迟在2012、2013年较为离散,在2014年有收敛的趋势,反映了强震后区域应力场逐渐稳定的趋势.     

2013年四川芦山7.0级地震烈度遥感评估

2013年4月20日四川芦山MS7.0级地震发生后,在灾区应急获取了多种高分辨率航空和无人机遥感影像,并快速解译提取了灾区建筑物震害信息.采用地震烈度遥感定量评估方法,利用2008年汶川8.0级地震等震后震害遥感解译和现场调查研究确定的经验震害遥感定量评估模型,获得了芦山地震灾区126个主要居民点的地震烈度遥感评估结果,并据此圈画了地震烈度分布遥感评估图.结果显示,本次地震Ⅸ度区面积约150km2,Ⅷ度区面积约900km2.该结果在第一时间(4月21日晚)提供给了中国地震局地震现场应急指挥部.对比分析显示,地震烈度遥感快速评估结果与中国地震局4月25日公布的地震烈度图,以及与笔者在现场实地进行的建筑物震害详细调查结果基础上评定的地震烈度具有较高的一致性.表明强烈地震发生后,借助于快速获取的灾区高分辨率遥感影像,可以快速估计地震烈度分布,对地震灾区灾情估计和抗震救灾工作具有十分重要的参考意义.     

松潘-甘孜地块东部、川滇地块北部与四川盆地西部的地壳剪切波分裂

松潘-甘孜地块东部、川滇地块及四川盆地西部属青藏高原东部,是中国大陆内部强烈地震发生的主要地区之一.本研究利用四川区域数字地震台网2000年1月至2010年4月的地震波形资料,使用剪切波分裂系统分析方法(SAM),获得了研究区内44个台站的快剪切波偏振方向和慢剪切波的时间延迟.剪切波分裂参数的空间分布特征显示,由于受到区域主压应力场以及局部地质结构的影响,快剪切波的偏振方向表现出复杂的特征.龙门山断裂带北东段和西南段的快剪切波偏振方向分别显示北东和北西的优势方向,川滇菱形地块西北部和东南部的快剪切波偏振方向分别显示近东西和北北西的优势方向.青川断裂北侧和南侧地震的快剪切波偏振方向分别为近南北向和近东西向,北侧地震的慢剪切波的时间延迟大于该断裂南侧地震的慢剪切波时间延迟.研究表明,复杂的地质结构以及活动断裂的几何形态会造成剪切波分裂参数的区域化的分布特征.     

云南地区地壳介质各向异性——快剪切波偏振特性

通过对云南遥测地震台网2000年1月1日——2003年12月31日4年资料的分析, 使用剪切波分裂SAM综合分析方法,获得了云南地区10个数字地震台站的快剪切波偏振结果. 结果表明, 云南地区大部分台站的快剪切波偏振优势方向主要为近N——S或NNW方向; 位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振优势方向与活动断裂的走向一致;与GPS主压应变方向一致,与区域主压应力方向基本一致;少数台站的快剪切波偏振较为复杂,或与活动断裂的走向及GPS主压应变方向不一致. 这样的台站总是位于几个断裂的交会处,反映了复杂的断裂背景和复杂的应力分布特征. 快剪切波偏振优势方向代表了原地最大主压应力方向,受到区域应力场和断裂分布等多种因素的控制.      

Seismic wave characterization using complex trace analysis in the stationary wavelet packet domain

One of the most important tasks in seismology and applied geophysics is the identification of the different kinds of waves that form a seismic record by means of polarization analysis. In particular, this involves the extraction of body waves (linear polarization) or surface waves (mostly elliptical polarization) from a set of seismic data and which forms a key point in several studies.     

Seismic relocation,focal mechanism and crustal seismic anisotropy associated with the 2010 Yushu MS7.1 earthquake and its aftershocks

The 2010 Yushu M_S7.1 earthquake occurred in Ganzi-Yushu fault, which is the south boundary of Bayan Har block. In this study, by using double difference algorithm, the locations of mainshock (33.13°N, 96.59°E, focal depth 10.22 km) and more than 600 aftershocks were obtained. The focal mechanisms of the mainshock and some aftershocks with M_S>3.5 were estimated by jointly using broadband velocity waveforms from Global Seismic Network (GSN) and Qinghai Seismic Network as well. The focal mechanisms and relocation show that the strike of the fault plane is about 125° (WNW-ESE), and the mainshock is left-laterally strikeslip. The parameters of shear-wave splitting were obtained at seismic stations of YUS and L6304 by systematic analysis method of shear-wave splitting (SAM) method. Based on the parameters of shear-wave splitting and focal mechanism, the characteristics of stress field in seismic source zone were analyzed. The directions of polarization at stations YUS and L6304 are different. It is concluded that after the mainshock and the M_S6.3 aftershock on April 14, the stress-field was changed.     

江苏地电台站渗流方位角和极化方位角差异特征分析研究

利用江苏地电台站的地电场和地磁数据,计算各个台站的极化方位角和渗流方位角,其中,渗流方位角分别采用谐波振幅和峰谷值2种方法进行计算,并对计算结果进行分析。结果表明:(1)新沂台和南京台由于台站覆盖层较浅,极化方位角存在线性极化和较多的非线性极化现象;而高邮台和海安台由于覆盖层较厚,极化方位角多数存在非线性极化现象。(2)用峰谷值法与用谐波振幅法计算所得的渗流方位角,两者相差不大,与理想模型间的差距也较小;而极化方位角与模型差距较大。因此,用渗流方位角尝试进行地震映震关系研究是基本可靠的。(3)高邮台的渗流方位角与高邮-宝应M_S4.9地震间具有较好的对应关系。     

四川锦屏水库地区地壳剪切波分裂特征及蓄水影响初探

利用雅砻江流域地震台网2011年8月1日至2014年12月31日期间及四川省地震台网1个地震台站2008年5月1日至2015年8月31日期间记录的地震观测波形资料,采用剪切波分裂分析得到了四川锦屏水库地区中上地壳各向异性参数,即快剪切波偏振方向和慢剪切波时间延迟.结果显示,研究区内台站的快波优势偏振方向存在明显的局部特征,左侧4个台站的快波优势偏振方向与区域主压应力方向比较一致,右侧台站优势偏振方向各异.研究发现,台站MLI的快波偏振方向变化与水库水位的变化具有很好的相关性,在2013年7月,水库水位急剧升高到约1800m后,台站的快波偏振方向也发生了90°变化,这是一种被称为90°翻转(90°-flip)的现象.蓄水导致的应力增加(以及可能的渗水)产生的高孔隙压影响了剪切波分裂特征.     

一种基于频率域偏振分析提高三分量地震资料信噪比的方法

三分量地震资料包含着丰富的运动学和动力学信息，各种随机噪声的存在严重降低了资料的信噪比，给有效信息的提取带来了一定的困难.本文在引入多窗谱分析方法的基础上，通过对谱密度矩阵特征问题的求解提取三分量地震记录的偏振参数，实现频率域偏振分析；根据所求得的偏振参数以及随机噪声和有效信号的偏振特性差异，设计相应的自适应滤波器，通过该滤波器的滤波作用，最终实现压制随机噪声的目的.     

2012年4月15日福建仙游M_L 4.1地震震源机制解及震源深度

从2010年8月4日至2013年4月24日在福建仙游共发生记录到地震667次,其中最大地震为2012年4月15日发生的ML4.1级地震。本文利用矩张量反演方法 ,反演得到2012年4月15日ML4.1、2012年11月25日ML3.8地震的震源机制解。这两次地震的震源机制解都为走滑断层,断层走向为北西向,主压应力轴方向为近南北向。分别利用波形拟合和sPL深度震相方法确定2012年4月15日ML4.1地震的震源深度,认为该次地震的震源深度在8~9 km。