九寨沟7.0地震余震震源参数特征研究

根据四川测震台网记录的九寨沟7.0地震余震波形,通过扣除传播路径、场地响应和仪器响应等的影响,恢复3.0≤M_L≤5.0中小余震的震源谱,采用ω~2震源模型拟合震源谱后,利用Brune的圆盘模型计算得到81次余震震源参数,对这些震源参数的空间变化特征和彼此间的对应关系进行初步研究。结果显示:九寨沟余震应力降存在分段特征,SE段应力降值分布范围为1.0~5.0 MPa;NW段应力降值分布范围为0.5~10.0 MPa;中段应力降值分布范围为1.7~8.5 MPa。地震矩、矩震级与近震震级M_L之间存在明显的线性关系。     

1988年9月18日福建长汀3.9级地震的前震序列研究

本文对1988年9月18日福建长汀3.9级地震的前震序列的时、空分布、日频度衰减、能量释放、震源错动特征作了研究。结果表明,与该地震余震序列及福建地区的非前兆性小震群相比,长汀前震序列最主要的特征是:地震随时间分布具有明显成丛性;日频度随时间不断增加;震级随时间逐渐增强。用指标加以定量描述,即(1)前震序列的归一化熵Q~t明显低于余震,最大前震及主震发生前,Q~t明显降低;(2)各前震子序列的极大地震发生后日频度衰减系数h<1.0;(3)序列极大地震发生的时间比τ>0.5;(4)(?)~2E~(1/2)/(?)t~2≥0。在地震危险性分析中,Q~t、h、τ及(?)~2E~(1/2)/(?)~2可能是一些效能较高的指标。本文的例子还表明,在实际应用中,平均震级可能比b值更实用,而震源错动方式的一致性作为一种地震危险性指标,效能较差。     

用无Qem>谱方法测定震源谱的高频衰减

宽频带地震记录可以表示为震源时间函数、传播算子和散射/衰减算子的褶积．在传播算子与频率无关、地震波的散射和衰减效应可以用一个以Q-1= Q1-1+(Q2)-1的方式随频率变化的Q值来表示的情况下,通过位移谱的组合,可以直接估计震源谱;而Q值对地震图的影响,在频谱的组合中被自动消去．用这种算法处理了1988年中国云南省澜沧-耿马地震5次余震的近震源宽频带地震记录．对ML=3.0和ML=3.5余震的处理结果表明,由不同台站上的宽频带地震记录,可以得到相同的高频衰减趋势．对MS=6.7的强余震处理结果表明,可以从不同的地震台站上得到相同的震源参数,所估计的参数值也与用经验格林函数法得到的结果相吻合．这些余震震源谱的高频部分呈现出典型的f -衰减. 其中,对ML=3.0余震有 3;对MS=6.7和ML=4.0余震有 2;而对ML=3.5和另一个ML=3.0余震有 2.5． MS=6.7余震的拐角频率表明,它的震源尺度较小,意味着该余震是一个面积较小但强度较高的障碍体的破裂．      

1962年新丰江地震前后τH/τV的变化

在研究唐山7.8级强震前后区域小震的地震波振动持续时间比τH/τV(即水平分量的振动持续时间与垂直分量的振动持续时间之比)变化的基础上,进一步分析了1962年新丰江水库6.1级地震序列的地震波衰减特征。新丰江水库地震是前震丰富,余震衰减缓慢的主震型序列。双下地震台位于新丰江6.1级主震震中附近,相距不到2公里。使用DS—1型短周期地震仪,熏烟记录。本文分析处理了双下台1961年9月至1963年5月记录到的新丰江K≥8的地震。研究了τH/τV在时间进程上的变化。结果表明:在新丰江6.1级主震与5.3级最大强余震前,地震波振动持续时间比τH/τV分别出现了低值异常时间段。这与我们对唐山7.8级地震的研究结果相一致。而在分析τH/τV与震源深度和震中位置关系时未发现明显的规律。     

1976年7月28日唐山大地震震源区的前兆地震活动平静

本文以完整性最小震级M_L=1.7的地震目录(1970年—1976年)作为基础资料,研究对比了1976年7月唐山大地震前震源区(余震区)及其周围的四个研究分区中,地震活动速率的时间过程。研究表明:(1)在余震区西半部的分区中,主震前出现了持续时间为38个月的异常地震活动平静,异常在置信水平大于0.99上通过β统计显著性检验。(2)在余震区外围的两个研究分区中,分别记录到16和34个月的活动速率减小的变化,但是,它们仅在置信水平为0.80和0.85上通过β统计显著性检验。考虑到唐山主震、两次最强的余震、与它们相关的地震断层和85％的四级以上的余震都出现在余震区的西半部,作者认为余震区西半部在主震前的地震活动平静是中期前兆现象。前兆地震活动平静区的面积与整个余震区面积之比值为0.7。     

地震辐射能对环境应力场的依赖性

用圆盘形位错模式,并认为位错是裂纹尖端的塑性位移,而不是整个断层面上的弹性位移,在时间域内计算了地震破裂释放的地震波总能量 E.结果表明能量正比于地震矩 M0和区域应力场τ0 的平方,并随破裂速度 v(?)的增加而增加,即 E∝ M0τ_0~2f(v_r).f 是 v_r 的增函数.在频率域内,用我们导出的地震定标律公式对震源速度谱的平方进行积分,也同样得到了 E∝M_0τ_0~2的结果.如果τ_0=10MPa,则 E=4.79M_0,这个结果与 Vassiliou 和 Kanamori 的结果一致.还计算了地震辐射效率 η=5.26%.从地震波能量的分配上看,大部分能量在第一拐角频率 f_(?)和第三拐角频率 f_(c3)之间,占92.3%.频率 ff_(c3)的能量占3.85%.对于矩震级 M_w=6.0的地震,f_(c3)≈8Hz,所以这些地震的绝大部分能量的频率范围都<2Hz.这个现象已被 Vassiliou 和 Kanamori 所证实.上述结果表明,地震释放的能量对区域应力场有强烈的依赖性.     

唐山地震余震的震源参数及地壳介质的品质因数

由P波初动半周期和初动振幅测定了唐山地震余震区小地震的震源参数和介质的品质因数Q。唐山、丰南附近,应力降较低,约2巴。从这两地向东北、西南应力降逐渐增高到34巴。讨论了余震的发生与Q值分布的关系。      

地震动加速度与震源参数之间的关系:理论与观测

本文得到了一个地震动加速度均方根(rms)与地震频谱(或震源)参数之间的简单关系式:A_(rms)=(2π)~2Ω_0f_0~2/(πkT)~(1/2)(1+πkf_0/1.5~(0.25))~2式中Ω_0是低频位移谱的谱幅值,f_0是拐角频率,κ是衰减参数,T是数据时段。这个结果使用远场辐射奥米伽平方模型解释了特定场地衰减。该式相对于Hanks(1979)关系式的主要优点是简化了假设约束,放宽了频谱拐角频率远小于由衰减引起的最大拐角频率,以及频谱在两个频率之间近似为完全平直的限制。我们使用了一组来自日本、美国加利福尼亚州、墨西哥和中国台湾记录的复合地震数据集,测试了这个新的关系式。结果显示,对拐角频率的任意组合,地震动加速度的观测值和预测值具有很好的一致性。因此,利用上述关系式可以将由频发的小地震得到的地震动预测方程的推断应用到罕见的大地震。这种功能在地震矩释放率很低的慢滑移板块边界附近非常有用。     

1976年唐山7.8级地震震区现今地震震源机制分析

利用首都圈数字地震台网记录,采用双差定位法对1976年唐山地震震区近年来发生的中小地震重新定位,获得1998个高精度结果,据此将震区划分为中、东、西3个分布特征不同的区.唐山7.8级主震所在的中区南部地震分布走向NNE,主震震中北部转为NE向;滦县7.1级余震所在的东区地震分布呈"丁"字形;宁河6.9级余震所在的西区地震分布没有明显优势方向.反演得到198个地震的震源机制解,对进一步划分的5个子区分别给出平均解的应力轴取向,并结合震源位置讨论了唐山地震序列的震源构造.     

谱比法反演震源谱拐角频率的改进研究

由于地震波的信噪比,传播路径效应,震源机制差异和震源过程等因素的影响,传统的谱比法反演的拐角频率结果不精确,离散性大。以谱比法为基础,引入Bootstrap重采样法,KolmogorovSmirnov检验以及谱比趋势检验的筛选方法,对谱比法的反演结果进行精度评定和筛选,提高谱比法反演的拐角频率精度。将此方法应用于汶川地震余震的拐角频率、地震辐射能量、辐射效率以及能矩比等震源参数反演,建立拐角频率与地震矩之间的对应关系,验证谱比法以及三种筛选方法的可靠性。汶川地震余震震源参数反演结果表明,汶川地震余震的拐角频率与地震矩对应关系M₀∝f_c^-3.295±0.25存在与自相似关系M₀∝f_c^-3偏离现象。在地震释放能量方面,存在能矩比随地震矩增大而增大,以及大地震的辐射效率大于小地震的现象。     

2000年姚安MS65地震震源及近邻区的低QS

利用震源距23 km范围内观测的2000年姚安MS65地震余震记录，计算了震源及近邻区域的尾波规一直达S波在频率15～20 Hz之间的傅里叶谱振幅.结果显示谱振幅随震源距增大而增大， 在对谱振幅进行了震源辐射方向性校正之后, 才出现谱振幅随震源距衰减的现象.由此获得了震源及近邻区域S波的Q(f)值,可表示为QS(f)=89f098其值比由尾波得出的姚安地区的平均QC(f)值低得多，表明了震源破裂带的强烈非均匀性对QS(f)的重大影响.     

2000年姚安MS65地震震源及近邻区的低QS

利用震源距23 km范围内观测的2000年姚安MS65地震余震记录，计算了震源及近邻区域的尾波规一直达S波在频率15～20 Hz之间的傅里叶谱振幅.结果显示谱振幅随震源距增大而增大， 在对谱振幅进行了震源辐射方向性校正之后, 才出现谱振幅随震源距衰减的现象.由此获得了震源及近邻区域S波的Q(f)值,可表示为QS(f)=89f098其值比由尾波得出的姚安地区的平均QC(f)值低得多，表明了震源破裂带的强烈非均匀性对QS(f)的重大影响.     

唐山余震震源参数和衰减的联合反演

利用唐山余震的数字化地震记录,研究了唐山余震的震源参数.发展了一种 P 波谱的反演方法,以消除用波谱分析求解震源参数过程中的不确定因素的影响.经过数值实验和对实际资料的应用,初步证明了这种方法的实用性.利用5个台站接收的35次地震记录的 P 波频谱资料,反演了唐山滦县地区的震源动力学参数,得到了5个台站的 P 波 Q 值和震源频谱的高频衰减率.Q 值分布在408——847之间,均值为520;值分布在1.54——3.22之间,均值为2.41.在该区域的小震频谱的定标律研究中,发现应力降随地震矩的增加而增加.      

唐山和澜沧地震序列震源区应力场的对比分析

以唐山地震序列167次MS4地震的震源机制和澜沧地震序列163次中小地震的震源机制为基本资料，系统分析了各自震源区应力场的状况．结果表明，震源区应力场的方向稳定，没因发生强震序列造成显著的改变．余震机制解的优势空间取向与主震机制解相近，受主震及强余震影响，部分余震机制解有所偏离，但偏离程度随时间减小．唐山和澜沧序列中优势取向的机制解占全部解的比例相当，暗示构造应力场对强震序列的控制作用大体相同．经震源机制的聚类分析发现，唐山较澜沧序列类型多、取向分散，分析认为是唐山地区参与活动的构造比澜沧地区参与活动的构造复杂所致．      

唐山地震的震源过程——可能存在的障碍体

本文根据唐山主震、强余震震源参数、强余震迁移规律以及地面破坏分布等多方面资料,论证唐山地震障碍体的存在,给出了宁河、滦县—卢龙断层面上障碍体的大致位置.并用障碍体模式对唐山连发式强震的震源过程进行了讨论.笔者认为,唐山主震即是主震断层面上的障碍体破裂所致.主震断层的破裂传播在宁河、滦县—卢龙受阻于障碍体而终止,在这两处形成新的应力集中区.这两个应力集中区在障碍体的阻挡和主震区的挤压下产生两次最大强余震.     

四川芦山MS7.0地震余震序列双差定位、震源机制及应力场反演

2013年4月20日发生了四川芦山M_S7.0地震,主震中位于青藏地块与华南地块结合部的龙门山断裂带南端.本研究用双差定位法对芦山地震主震及余震序列进行重新定位,得到主震位置为(30.29°N,102.97°E,17.82 km)及4100多次余震重新定位结果.利用GSN/IRIS台网和国家台网及四川省区域台网的波形数据对主震及部分余震进行了震源机制解反演.结果表明,主震为一次逆冲地震,根据余震序列分布确定发震断层面走向为200°,震源机制解断层倾角为45°.基于震源断层面解和断层滑动方向,采用力轴张量计算法得到了研究区域的平均主压应力方向约为N112°E.     

乳山震群震源谱参数的稳健反演

本文引入截止频率f_(max)提出基于Brune模型的高频截止(High-Cut)模型,采用两步反演的方法来拟合求解震源谱的特征参数,并给出其误差范围;实际应用显示该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合,可明显改善拐角频率识别的准确度.将该方法应用于2013—2015年的乳山震群,计算了乳山震群25次M_L≥3.0事件的震源参数(地震矩、破裂半径、应力降等),进一步对乳山震群的震源破裂特性进行了讨论.结果显示:拐角频率、应力降与震源尺度大小明显相关;高频衰减系数γ与震源破裂区的复杂程度以及破裂性质有关,当观测记录中混杂有其他事件的波形或微破裂时,高频衰减系数大于2,并且不确定性增大;截止频率f_(max)与地震大小存在一定相关性;使用Beresnev(2001)给出的震源半径计算公式,得到的乳山震群的结果显示与华北地区的经验关系较为一致;乳山震群的应力降明显偏小(最大不超过0.15 MPa),一方面反映了震中区域的构造应力水平,另一方面可能还意味着此次震群是一个相对非耗散型的脆性破裂过程,属于低摩擦应力的断层作用.     

2020年7月12日唐山古冶MS 5.1地震震源参数

利用河北及邻区地震台网提供的震相观测报告,使用双差定位方法,对2020年7月12日唐山古冶M_S 5.1地震序列进行重新定位,并基于部分地震台站记录的波形资料,采用近震全波形方法,反演得到主震震源机制解。精定位结果显示,此次地震序列展布长度约8 km,余震自主震位置向SW扩展,震源深度优势分布范围在10—18 km,发震断层面较陡,倾向SE。震源机制解显示,主震为一次走滑型事件,结合序列展布形态和地震活动背景,SW—NE向近似直立节面为可能发震断层面,与1976年唐山M_S 7.8主震断层特征基本一致。综上所述,古冶M_S 5.1地震为唐山M_S 7.8地震的又一次余震,属唐山老震区正常地震活动。     

2001年云南永胜6．0级地震余震序列震源机制解与震源区应力场分析

利用垂直向的Pg和Sg波的最大振幅比计算方法,计算了2001年云南永胜6.0级地震余震序列的震源机制解.通过统计方法和系统聚类分析方法,结合余震序列的震中分布,对永胜6.0级地震的震源机制解和震源区应力场的特征进行了综合分析.结果表明:(1)所得发震断层为NWW向直立右旋走滑断层,与美国哈佛大学的主震CMT解的节面一致,也与余震分布一致,证明结果比较可靠;(2)震区主压应力场方向为NNW-SSE,与其现今区域构造应力场主压应力方向(NNW向)一致,表明余震的应力场主要受主震震源应力场的控制.     

四川长宁地区地震震源参数的时空分布特征

使用谱比法计算得到四川长宁地区2018年12月至2019年7月期间442个地震的震源参数,并进一步分析了震源参数之间的相互关系及应力降的时空分布特征。研究区的地震活动主要集中在长宁背斜核部和南部建武向斜页岩气开采区。研究结果显示,该地区M_L1.3~4.7地震的应力降位于0.02~7.26MPa范围内,超过90%的地震应力降小于2MPa,应力降总体呈现随震级增大而增大的趋势,但与震源深度的关系并不明显。长宁M_S6.0地震发生之前,震源区地震的应力降总体处于较低水平,主震发生之后,短期内余震的应力降较高,随后快速衰减。这些高应力降地震空间上主要集中在长宁余震区的西北段,也是余震强度较大、发生了几次M_S>5.0强余震的位置。建武向斜页岩气开采区地震的应力降总体略低于长宁背斜地区,但差异并不显著。