日本西南部后续震相剪切波分裂分析：地壳内部线性构造的探测器

尝试用剪切波分裂分析的方法探测地壳内部的线性构造。从地震图上可以看出日本西南部地区存在一些线性构造。在该地区没有发现明显的活断层能证明这些线性构造的存在。我们用两种后续震相，即PpPms和PpSms震相对日本西南部地区的剪切波分裂进行了研究。PpPms是一种后续S波震相，它是P波在地表反射后又入射到地壳中经莫霍面反射转换成的S波。PpSms也是一种后续S波震相，它是P波在地表反射转换成S波后经莫霍面再次反射入射到台站的s波。我们用这两种震相检测了地壳中的线性构造。观测到的快波偏振方向呈现北东东—南西西、北东—南西和南北的横向变化。得到的快波偏振方向与该地区最大主应力方向不一致。最大主应力作用下产生的裂隙引起的各向异性解释不了日本西南部地区的剪切波分裂结果。北东—南西的快波偏振方向与该地区的地质线性构造方向一致。该地区的剪切波分裂有可能是地壳内的线性构造引起的。     

东南亚下方核幔边界D″层地震各向异性

本文利用中国国家数字地震台网(CDSN)和国际数字地震台网(FDSN)的宽频带远震资料,采用S和ScS震相剪切波差异分裂方法对东南亚下方核幔边界D″层地震各向异性进行研究.共获得了来自7个深震(400km)的24对高质量的S和ScS剪切波分裂参数,其中S震相的分裂参数与前人上地幔各向异性研究结果十分吻合,表明S震相观测结果反映了观测台站下方的上地幔各向异性.通过对上地幔各向异性校正后的波形数据进行进一步的分裂参数分析,最后得到了24个可靠的ScS剩余各向异性分裂参数.结果显示,在经度107°~112°范围内分裂参数均为空值(Null);而在该经度范围东西两侧区域,主要表现为明显分裂特征.这种分裂参数的分布指示了核幔边界D″层的各向异性特征的区域变化,我们推测这种变化可能与停滞在核幔边界的古特提斯和/或古太平洋俯冲板块相关.     

剪切波分裂中的快、慢波识别方法

本文改进了两种震相识别方法。用最大特征值法可识别快、慢剪切波到时,用波形识别算子法可确定快剪切波的到时及其序列。将两种方法结合起来,可比较和鉴别地震波的到时及其类型,从而可以避免将转换P波误认为快剪切波,达到最终确定剪切波到时及其序列的目的。以1985年禄劝Ms6.1地震为例,用上述方法进行了剪切波分裂的研究,结果与张性扩容各向异性假说是一致的。     

中国大陆岩石层的方位各向异性

采用理论地震图与观测地震记录直接比较的方法, 研究了中国数字地震台网宽频带记录的SKS震相的剪切波分裂现象, 确定了快速S波的振动方向和慢速S波的时间延迟。结果表明, 对于所分析的8个观测台均发现了明显的S波分裂现象, 时间延迟在0.7s与1.7s之间。这种经过地幔传播的SKS震相的S波分裂现象的主要原因是上地幔的各向异性。上地幔的各向异性可以用应变引起的上地幔中的矿物质的结晶优势排列来解释。根据时间延迟估计的各向异性层的厚度, 与由上地幔中的高导层和低速层所推断的中国大陆下岩石层的厚度大致相符。在大部分台站上, 反演得到的快速S波的振动方向与由亚板块总体形变推测的结果相一致。个别台站具有较大的差异, 说明S波分裂这一观测事实的起因是复杂的。为了进一步解释S波分裂的结果, 还需要更多高质量的观测资料, 以及关于原地介质状态的更详细的信息。      

SplitRacer:用于远震剪切波分裂半自动分析和解释的MATLAB代码和图形用户界面

我们给出了MATLAB环境下的一个图形用户界面,用于远震剪切波分裂分析。鉴于越来越大型的地震学实验,设计SplitRacer来快速处理大型数据集,因为它集成了自动和用户主导步骤,这使得可根据用户自己的质量标准来进行直观的分析。SplitRacer提供了一系列用来确保精确测量以及用户友好的特征。可以从数字地震台网网络服务国际联合会成员的所有数据中心直接下载数据。将现有数据分割成1个小时的三分量地震波形后就很容易被使用。起初是自动数据检查,然后是对有问题的震相的目视评估。我们通过分析台站记录事件的质点运动并和理论反方位角进行比较来估计传感器的可能偏差。剪切波分裂分析是基于最小(切向)能量法(Silver and Chan,1991),这约束了快波偏振方向和延迟时间。可以对一系列时间窗进行重复测量来做统计误差分析。SplitRacer提供了每个台站单个震相分裂测量的概况,这可用于检测方位依赖性。为了推断台站下方的各向异性,SplitRacer为用一个或两个各向异性层模型,或平滑变化的各向异性模型来拟合观测数据提供了可能。此外,SplitRacer还提供了一个和两个假想层的多震相联合分裂分析,其中同时使用给定台站的所有事件来约束各向异性模型。这显著降低了噪声的影响,并使测量更稳健。作为示例,我们将应用SplitRacer来约束伯克利数字地震台网的固定台站BKS下方的地震各向异性。     

肃南5.7级地震过程剪切波分裂特征

剪切波分裂应用于地震预报中的３个主要困难是：（１）如何自动定量识别剪切波快慢波到时；（２）用以认识其基本特征的震例太少；（３）因各次地震的复杂性，对所给剪切波分裂结果难以给出恰当的解释，本文研究了１９８８年１１月２２日甘肃肃南５．７级地震过程剪切波分裂的特征。所用资料为１９８８年８月到１９９０年８月中法合作张掖数字台网的记录。通过对张掖～肃南地区地壳结构模型的研究，确认了所用各次地震的真实出射角基     

南极长城站地壳和上地幔各向异性分析

利用我国第24次和第25次南极科学考察队于2008年2月—2010年3月南极长城站记录到的地震事件数据进行剪切波分裂研究. 选取近震事件对Sg波进行剪切波分裂计算,结果表明快波偏振方向有两个,分别为北东向和近南北向; 慢波延迟时间的范围为1.45—5.17 ms/km,平均值为3.54 ms/km.同时选取长城站记录到的远震数据SKS波震相进行剪切波分裂计算,得出上地幔快波偏振方向优势取向为北东向, 慢波延迟时间平均值为1.60 s. 剪切波分裂结果显示长城站地区地壳和上地幔具有明显的各向异性, 并显示长城站地区地壳与上地幔快波偏振方向几乎平行,表明壳幔变形的一致关系.另外,地壳和上地幔各向异性的快波偏振方向不仅与长城站附近的海沟方向平行,同时也与绝对板块的运动方向平行.该结果进一步说明了绝对板块的运动是构成上地幔各向异性的主要原因.      

基于横波分裂的青藏高原多圈层各向异性研究进展

有关青藏高原横波分裂的各向异性研究已经开展了近30年,在理论方法和实际应用方面取得了重要进展,并获取了大量的横波分裂测量结果,为认识青藏高原壳幔各向异性变形特征和动力学机制提供了重要的依据.本文首先介绍了地震各向异性的来源与应用,随后回顾了横波分裂分析方法的发展,简述了各种横波分裂方法的原理,最后通过总结近30年来青藏高原上地壳、整个地壳和上地幔横波分裂各向异性研究成果,系统分析了青藏高原壳幔各向异性变形特征.基于各横波分裂结果的对比分析来看,XKS波分裂测量结果最为稳定,近震直达S波分裂测量结果次之,而Pms波分裂测量结果相对离散,往往相同区域内不同的研究结果差异较大,主要原因可能是相比XKS波和近震直达S波,Pms波的信噪比较低,次要原因可能是各研究在方法和处理分析等方面的差异.     

剪切波在双层方位各向异性介质传播中分裂参数的变化特性

以质元运动方程和应力应变关系为基础建立了各向异性介质的波动方程．从数学上对体波在各向异性介质中的传播进行了严格的数学推导,给出了各向异性介质中三种体波波速与介质弹性常数及波传播方向的数学关系．由此对剪切波在单层和双层弱方位各向异性介质中的分裂行为进行了系统讨论,给出了合成分裂参数、每一层分裂参数与入射剪切波偏振方向的数学表达式．假定每一层分裂参数之后,得到了合成分裂参数随入射方位角变化的合成地震图．研究表明,剪切波在双层各向异性介质中传播时产生的两对分裂剪切波可用一合成分裂因子来描述．由合成分裂因子确定的分裂参数随入射剪切波偏振方向的变化呈现出π／2的变化周期．其结果可用于双层各向异性介质反演研究,对进一步解释板块运移、地幔对流规模、深源地震成因、浅部地震构造及深部力源问题等有参考意义．     

多层水平各向异性介质的剪切波分裂参数计算

在多层各向异性介质中,剪切波分裂参数会随着初始偏振方向的变化而变化,根据这一特性可以用来判断深部复杂的各向异性结构。本文在Silver and Savage多层水平各向异性理论基础上,推导了剪切波在多层水平各向异性介质模型中传播时的分裂参数(φ,δt)理论计算公式,并编写了相应的剪切波分裂参数计算程序。通过与SplitLab软件中双层各向异性模型计算结果进行比较,验证了本研究程序的可靠性。此外,我们也合成计算了三层各向异性模型中的剪切波分裂参数,结果发现各向异性层的顺序对剪切波分裂结果影响很大,但变化的周期都为π/2。最后用三层模型拟合了一组实际数据,结果表明三层各向异性也能较好地反映不同深度各向异性层的特征。     

破裂临界状态下大理岩的剪切波分裂特征

以山东莱州大理岩为样品对岩样在破裂临界状态下的剪切波分裂特征进行了观测和分析,在两个样品上,得到破裂临界状态下的系列记录,结果表明,在岩石崩溃之前的临界状态下,即使载荷不变,剪切波分裂时间延迟也可能会有涨落现象,即剪切波分裂时间延迟可能会有一个下降的过程。     

Study on Correlation and Quantitative Error Estimation Method Among the Splitting Shear Wave Identification Methods

Based on the propagation characteristics of shear wave in the anisotropic layers,thecorrelation among several splitting shear-wave identification methods hasbeen studied.Thispaper puts forward the method estimating splitting shear-wave phases and its reliability byusing of the assumption that variance of noise and useful signal data obey normaldistribution.To check the validity of new method,the identification results and errorestimation corresponding to 95% confidence level by analyzing simulation signals have beengiven.     

1995年7月河北沙城地震群的震源断层

利用在怀来附近布设的中－欧合作小孔径数字化地震台网的资料,以相对定位法测定了１９９５年７月河北沙城地震群５４个地震的震源机制。从三维空间上分析了沙城震群的震源位置,震源机制,认为震源断层是ＮＥ向高倾角右旋走滑断层,并将其与宏观调查结果,地质活断层等作了对比。研究后认为：沙城震群发生在地壳浅层ＮＥ向地质断层延伸和扩展的新破裂上,属于现代地壳应力场作用下浅层断层延伸和扩展的新破裂上,属于现代地壳应力场     

利用横波分裂分析方法研究地壳各向异性综述

利用横波分裂分析获取地下介质的各向异性参数,已成为研究壳幔介质变形特征最为有效的方法之一。本文首先介绍横波分裂理论方程的推导过程;然后阐述目前几种较为常用的拾取横波分裂参数的方法;最后总结近年来横波分裂分析方法的发展现状及其在地壳介质各向异性研究方面取得的成果。我们认为尽管横波分裂分析方法被广泛应用于地壳介质各向异性研究,但是它也存在一些固有的局限性,期望未来能发展一种更为可靠、有效的方法以及数据处理流程来准确拾取横波分裂参数。     

Systematic Analysis Method of Shear-Wave Splitting：SAM Software System

In order to make a more effective use of the data from regional digital seismograph networks and to promote the study on shear wave splitting and its application to earthquake stressforecasting, SAM software system, i.e., the software on systematic analysis method of shear wave splitting has been developed. This paper introduces the design aims, system structure,function and characteristics about the SAM software system and shows some graphical interfaces of data input and result output. Lastly, it discusses preliminarily the study of shear wave splitting and its application to earthquake forecasting.     

孕震过程中波速比及S波分裂时空变化的数值模拟

本文利用有限元方法模拟计算了强震发生前孕震区的波速比及Ｓ波分裂的时空变化，结果表明，孕震过程中，随着应力的局部集中，岩体发生扩容，引起裂隙的增生及定向排列，从而使孕震区产生各向异性，引起波速比的变化及Ｓ波分裂现象，在不同阶段，穿过同一路径的地震射线其波速比和Ｓ波分裂特征不同；在同一时刻，沿不同路径传播的地震射线其波速比及Ｓ波分裂也不同。总体看来，平行于孕震断层传播的地震波速比变化比垂直于其波速比及     

水库气枪震源产生的S波及其分裂

人工气枪震源在陆地水库可以有效激发S波,S波能量较强,与ML1.6天然地震相当。气枪可用于S波分裂研究,对布置在燕山隆起带的流动地震台的气枪信号进行了S波分裂参数分析,结果表明,快剪切波偏振优势方向为NWW和NNE向,偏振方向和断裂的性质密切相关。气枪是高度可重复性人工震源,利用气枪定点激发和定点接收有可能精确获取S波分裂参数随时间的变化规律,为地震预测探索实践提供可靠的物理途径     

Investigation of upper crust anisotropy in Ghaen-Birjand region, east-central Iran

IntroductionWhenpropagatingthroughananisotropicmedium,ashearwavesplitsintotwo(quasi)shearwaveswithdifferentpropagationspeedsandpolarizedorthogonally.Owingtotherecentdevel-opmentofseismicobservationsystem,detectionofshearwavessplittingwithverysmalldelaytimesbetweenfasterandslowershearwavesbecameavailableandprovidedpowerfulapproachfordetectionofcrustalanisotropy.Crampin(1978)emphasizedtheroleofalignedmicrocracksasacauseofcrustalanisotropyandpointedoutthatforverticallyalignedmicrocracksthedirecti…     

基于二维三分量伪谱法模拟数据的EDA介质中横波分裂研究

为了检测定向裂隙介质中横波分裂的方位属性特征,分析地震属性随裂隙密度和方位变化,采用人工吸收边界和反周期扩展边界,用伪谱法获得不同裂隙密度和不同方位地质模型三分量地面记录;应用时频分析和剪切波偏振分析研究由于裂隙方位和密度引起的横波分裂.结果显示,裂隙密度和方位决定着横波分裂的时差和偏振.快慢横波的延迟时间随裂隙密度增大而增加,不同方位相同裂隙密度的横波分裂时差有微小的变化.在45°方位检测时间延迟时间最大.通过时频分析,可以看到不同方位的瞬时主频有显著的变化,在横波分裂处瞬时主频有明显变化.因此,瞬时主频和快横波的偏振以及延迟时间可以作为裂隙方位和密度的指示.