利用重复地震估算北京平原地区隐伏断裂深部的活动速率

利用首都圈数字化地震台网2001—2006年的波形资料分析北京平原地区隐伏断裂的深部滑动速率。通过波形互相关分析,识别出35组相似地震对和20组多重相似对,大部分相似地震活动表现为非周期性,重复间隔从数分钟到数百天不等。针对研究区内台站分布稀疏和低信噪比波形记录的现状,在波形相似的基础上,提出了采用在子采样条件下的S-P相对到时差(dSmP)和相对到时拾取误差来对相似地震震源位置的一致性进行强约束,进一步探索和完善波形意义上重复地震的识别方法。基于4组"重复地震"估算北京平原区黄庄-高丽营断裂和南口-孙河断裂在不同孕震深度处的滑动速率为1.0～1.2mm/a,怀安镇盆地南缘断裂地表以下9.4km处的滑动速率估计值为1.5mm/a,这一结果和地质资料结果相符。     

临汾地区重复微震的识别及其断裂带深部滑动速率估算

基于山西数字地震台网2001—2010年记录的地震,研究临汾地区的地震活动,并寻找重复微震,进而计算深部滑动速率。双差法重新定位后的地震图像显示,在研究时段内,临汾地区29.3%以上的地震发生在临汾盆地平原腹地的苏堡断裂两侧,即沿NNE向分布南、中、北3个隆起间的2个次级凹陷之一的临汾-洪洞次级凹陷内;震源深度分布与研究区的深部构造较为相符。通过波形互相关分析,识别出波形高度相似的49组相似地震对和25组多重相似对。大部分相似地震活动表现为非周期性,复发间隔从数分钟到数百天不等。依据在同一地震台站记录的波形塑造参考地震的波形,用以量取每个地震相对于参考地震的S—P相对到时差,并确定每个地震与多重相似对质心的相对距离,从而挑选出每组地震中的重复事件。识别出研究区2组重复地震,并由此估算得到滑动速率为1.9~2.8mm/a,该值与同时段GPS和地质等浅表观测的滑动速率值基本相符。     

由重复微震估算的龙门山断裂带深部滑动速率

使用断层附近两个数字地震台网记录的重复地震数据研究了发生2008年汶川M7.9灾难性地震的龙门山断裂带的深部滑动速率。通过波形互相关分析,识别出波形高度相似的231组相似地震对和224组多重相似对。大部分相似地震活动表现为非周期性,复发间隔从数分钟到数百天不等。针对每一组多重相似对,我们首先依据在同一地震台站记录的波形来塑造参考地震的波形,用以量取每个地震相对于参考地震的S与P波的相对到时差,并确定每个地震与多重相似对质心的相对距离,从而挑选出每组地震中的重复事件。我们识别出了位于M7.9汶川地震震源区的12组重复微震,大部分重复微震分布在2008汶川地震同震大破裂闭锁区的边缘,揭示了微震活动与未来破坏性大震在空间位置上的密切关系。由重复微震直接获取的滑动速率随深度增加而增大,在4～18km深度范围滑动速率为3.5～9.6mm/a,约为GPS和地质等浅表观测的滑动速率值的2倍。研究结果对于理解断层活动性和地震危险性分析具有重要意义。     

鲜水河断裂带南段深部变形的重复地震研究

利用2000—2013年四川数字地震台网和水库台网的波形资料以及川西流动台阵的事件波形,通过辨识发生在同一断层位置上的重复地震来定量研究鲜水河断裂带南段的深部变形.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,应用了子采样条件下基于S-P相对到时差来约束震源位置一致性的方法,在鲜水河断裂带识别出11组重复地震,并利用连续波形资料进行了重复地震完整性的初步测试,同时运用结合波形互相关资料的双差法来完成研究区背景地震和重复地震位置的精确定位.重新定位后的地震图像展示研究区中上地壳存在明显缺震层,其与壳内的低速低阻层相吻合.利用重复地震的地震矩和重复间隔,估算出鲜水河断裂带南段孕震深部的滑动速率为3.0~10.2mm·a-1,显示研究区不同地震构造区的深部滑动速率存在明显差异.     

利用重复微震估算红河断裂带北段深部滑动速率

利用云南数字地震台网1999—2015年的波形资料,通过识别在断层同一位置发生的重复微震来估算红河断裂带北段不同孕震深度的断层滑动速率.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,采用基于子采样条件下S-P相对到时差约束地震相对位置,从而确保震源位置一致性的方法,在红河断裂带北段及其附近区域识别出23组重复微震,其复发间隔变化明显.重复微震的时空变化初步分析表明,研究区频繁的背景地震活动和相邻较近的重复微震之间的相互作用都会对重复微震的复发间隔产生影响.利用重复微震的震级和复发间隔,估算得到红河断裂带北段6.0～13.4km孕震深处的滑动速率为2.3～10.0mm·a-1,显示不同孕震深度的滑动速率存在差异.     

利用重复地震研究安宁河断裂带及周边地区深部滑动速率

基于西昌流动台阵和安宁河断裂带附近固定台站2013—2019年记录的宽频带地震波形资料,利用波形互相关方法进行相似地震识别,同时对P,S震相到时进行校正。结合S-P相对到时差约束地震相对距离的方法,在安宁河断裂带及其周边地区识别得到10组重复地震。对研究区内近震事件和重复地震分别进行重定位,并根据重复地震发震时间间隔计算断裂带深部滑动速率。结果显示:汶川—茂县断裂带西南段滑动速率约为4.37—6.09 mm/a;安宁河断裂带北段滑动速率约为2.30 mm/a;木里地区滑动速率在2.03—8.46 mm/a之间。结合已有研究成果,推测汶川—茂县断裂西南段处于持续蠕滑状态,与孕震凹凸体附近的断层运动特征相符,暗示该区可能存在发生强震的风险;由重复地震和地震重定位结果推测安宁河断裂带具有北段蠕滑、南段闭锁的特征;木里地区浅部地震事件数量多于深部,且浅部滑动速率高于深部,符合水库诱发地震的特征。     

沂沭断裂带现代构造应力场和震源错动性质

本文系统地研究了沂沭断裂带小震震源机制解,推断了本区现代构造应力场取向及其分段差异性,以及震源断层面产状、错动性质。同时考察了沂沭带现今活动断裂的性状及构造形变特征,进而对断层错动方式、特征进行了分析。最后讨论了沂沭断裂带的受力模型及未来地震危险地段。     

重复地震应用研究综述

重复地震是指发生在同一断层位置,震级和复发间隔几乎相同,波形与震源机制高度相似的一组地震.重复地震广泛分布于板块边缘的活动断裂带与俯冲带.近年来,随着研究的深入,板内大陆地区也发现了重复地震.重复地震具有稳定的复发间隔,可直接应用于地震预测研究中.利用重复地震的大小和发震时间间隔可用以推估断裂带深部的滑动速率.作为天然的"地下蠕变计",重复地震具有地表观测资料无法取代的"原位观测"断层深部形变的优势.具有相同震源位置和传播路径的重复地震在同一台站所记录到的地震波形的差异反映了传播路径介质物性的变化,也为研究地下介质的动态变化提供了有效的工具.近几年发展起来的慢滑动研究也开启了重复地震新的应用研究.对重复地震的界定、完整性检测以及在利用重复地震估算断层深部滑动速率和动态监测地下介质变化过程中可能存在的问题及其解决方法进行了探讨.     

沂沭断裂带两侧构造水系的变形与地震活动性

根据沂沭断裂带两侧构造水系的牵引弯曲形态,论证了沂沭断裂带右旋走滑的基本特征和不同地段水系所表现出的不同特征,估算了各段右旋水平走滑量,证实该断裂带具有北强南弱和水平位移为主的特点。地震活动在宿迁以北震级大、频度低,震中分布与断裂和水系关系紧密;宿迁以南地区,震中分散,频度相对较高,震源深度表现为北深南浅,震源以宿迁为界分布在两个不同的层次上。     

沂沭断裂带重力场及地壳结构特征

沂沭断裂带为郯庐断裂带山东段,新构造运动显著,是华北地区的强震活动带之一。文中收集了该地区的布格重力数据,利用小波多尺度分析方法对重力场进行有效分离,研究区域地壳结构特征及断裂空间展布,并应用Parker变密度模型对区域莫霍面进行反演分析,得到以下几点结论:1)重力区域场显示,沂沭断裂带形成了NNE走向的大型重力梯度带,分隔了鲁西、鲁东地块,成为区域内重要的地球物理分界线。2)重力局部场显示,中上地壳结构复杂,沂沭带内部呈现两堑一垒的重力异常格局,5条主干断裂形成线性梯度带分布于东、西地堑内,鲁西块体的多条NW向活动断裂交切于沂沭断裂带,多数断裂只交切于西地堑,而蒙山山前断裂和苍尼断裂横穿沂沭断裂带;下地壳结构相对简单,发生明显的褶曲构造,表现出大规模高、低密度异常相间排列的典型特征。3)区域莫霍面形态东高西低,沂沭断裂带形成了莫霍面陡变带,造成了东西分异格局,潍坊东—莒县—临沂一线出现莫霍面上隆区,具有强震发生的深部孕震环境。4)区域内地震多发于高、低重力异常转化带之间,特别是活动断裂对应的重力梯度条带之上,地震的发生与断裂活动有着密切的关系,沂沭断裂带地震活动性最强,且东地堑强于西地堑。     

波形相关意义“重复地震”研究综述

波形相关意义的“重复地震”在自然界中普遍存在,其数量远远超过我们的预期。近年来由于数字地震观测技术的普及和发展,有关“重复地震”的研究引起越来越多的关注,目前“重复地震”研究已被广泛应用于检测地壳介质性质变化、评估地震台网的定位精度、估计地震“复发”的概率和断层深部滑动速率的估算方面的估计;在提高定位和震相识别精度、断层结构、震源物理及地震预测研究等方面也都显示出值得关注的应用潜力。本文对有关“重复地震”的最新研究及应用成果进行了总结和归纳。     

利用波形互相关方法识别分析灌县—安县断裂重复地震

以中国地震台网中心地震目录中的事件为模板地震,通过滑动窗口的波形互相关方法对布设在灌县—安县断裂周边17个流动地震台的连续地震记录进行处理,识别M_L0.0以上的重复地震. 然后使用结合波形互相关技术的双差算法对这些地震进行重定位,获得了243次地震的重定位结果. 结果表明: 在研究时段内,灌县—安县断裂的地震活动性呈减弱趋势; 地震震源的优势分布深度为5—15 km,震源深度剖面显示地震呈高角度向西倾斜分布; 地震震中沿NE向分布,与龙门山前山断裂的走向基本一致; 研究区内南、 北两段的地震活动性及b值存在差异,这可能与龙门山断裂带中段区域应力方向由南到北发生的WNW向到ENE向转换的构造作用密切相关.      

2015年河北滦县震群发震机理分析

震群发震机理研究是近年来地震学研究的热点之一,其中基于观测现象对不同发震机理模型的分析和讨论是研究焦点.本文以2015年河北滦县震群为研究对象,首先通过模板匹配方法检测震群活动期间目录遗漏地震事件,得到更为完整的地震目录.再通过波形互相关震相检测技术标定地震事件在记录台站的震相到时,依据标定的震相到时,利用双差定位方法对震群进行精定位,基于地震精定位结果分析震群的震中扩展特征.最后通过波形互相关系数和破裂面重合程度检测震群中是否存在重复地震活动.通过计算共检测到目录遗漏地震事件103个.地震精定位结果显示发震构造为北东向断层,震中扩展表现出迁移速率先快后慢的两阶段线性扩展特征.震群活动期间共检测到两组重复地震活动,其中第一组发生在震中扩展的第一阶段,第二组发生在震中扩展的第二阶段.在三种常见的震群发震机理模型——级联触发模型、断层慢滑动模型和流体侵入模型中,断层慢滑动模型能够解释我们观测到的重复地震活动和震中线性扩展现象,因此认为此次滦县震群活动可能伴随断层的慢滑动,断层慢滑动可能对滦县震群的触发和持续活动起到一定作用.     

Shallow destructive earthquakes

Depths of earthquake occurrence and large slip distribution are critical for seismic hazard assessment.Numerous examples show that earthquakes with similar magnitudes,however,can result in significantly different ground shaking and damage.One of the critical factors is that whether the large slip was generated near the ground surface.In this article,we reviewed two aspects that are important on this regard,shallow slip deficit and nucleation depth.Understanding how shallow future earthquakes may nucleate in particular regions,such as shale gas fields,is critical for hazard assessment.Whether or not a strong earthquake may slip significantly at shallow depths(less than 3 km)plays crucial rules in seismic hazard preparation and should be further investigated by integrating high-resolution fault zone observations,dynamic rupture simulation,and fault zone properties.Moreover,precisely resolving shallow depth and slip distribution of earthquakes demands InSAR and/or other image data that can better capture the near-fault deformation to constrain the source parameters of earthquakes.     

The Precursory Significance of Cumulative Slip of Repeating Earthquake Sequences Prior to Moderately Strong Earthquakes— A Case Study of Four Remarkable Earthquake Sequences of HaichengXiuyan

The Haicheng-Xiuyan region is an earthquake-prone area in Liaoning Province where earthquake sequences frequently occur and is regarded as the regional seismic window. In this area we found many earthquake events with the highest waveform similarity in the records of the same station from some remarkable seismic sequences,namely repeating earthquake sequences. In principle,rupture areas of the repeating events overlap with each other and are most closely located. Therefore these events may reflect the seismic process near the earthquake fault. In this paper, we identified four remarkable earthquake sequences of Haicheng-Xiuyan by waveform cross-correlation. The result shows that the cumulative slip of repeating earthquakes is related to moderately strong earthquakes,among which the Xiuyan M_S5. 4 foreshock sequence has the strongest and most apparent pre-shock accelerating-like slip behavior.     

论广州地区的地震构造及其发震危险性

广州的主要断裂构造是北北东向的广州—从化断裂带与近东西向的瘦狗岭断裂带与广州—三水断裂带。在北西西—南东东向区域构造应力场作用下,上述两条近东西向的断裂带组成右行左阶排列,导致岩桥区出现近东西向的附加挤压应力场,酿成广州—从化断裂带广州段内发生右行剪切运动,它是广州地区历史上数十次地震的发生带,是广州地区的主要发震构造;而右行左阶排列的近东西向断裂带的活动则是蕴育广州地震的原因。由于广州地区之主要发震构造规模不大,地震最大强度将以中强震为主,其极震区之地震烈度一般为六度,少数情况下可能接近七度。     

龙门山断裂带周缘重复地震识别及其在台网定位评价中的应用

利用国家测震台网数据备份中心时间跨度超过7年的连续波形资料, 设定至少三个台站记录的垂直分量波形互相关系数大于0.8的地震对为一组重复地震, 通过波形互相关分析, 识别出龙门山断裂带周缘波形相关意义上的“重复地震”2790次, 构成2907组重复地震。 沿用Schaff和Richards的研究结果, 假定“重复地震”间距很小(小于1 km), 地震目录记录的重复地震对位置之差主要为地震台网的定位误差所致, 基于此误差给出了龙门山断裂带周缘地震台网的定位精度估计: 台网的水平定位精度较高, 水平定位误差约为2.8 km(2倍标准差), 且西南段台网的水平定位精度优于中北段; 垂直定位精度较差, 垂直定位误差约为10 km(2倍标准差), 现有地震定位方法对震源深度的测定有待改善。     

DEFORMATION CHARACTERISTICS AND KINEMATIC PARAMETERS INVERSION OF HAIYUAN FAULT ZONE BASED ON TIME SERIES INSAR

Located at the bend of the northeastern margin of Qinghai-Tibet Plateau, the Haiyuan fault zone is a boundary fault of the stable Alashan block, the stable Ordos block and the active Tibet block, and is the most significant fault zone for the tectonic deformation and strong earthquake activity. In 1920, a M8.5 earthquake occurred in the eastern segment of the fault, causing a surface rupture zone of about 240km. After that, the segment has been in a state of calmness in seismic activity, and no destructive earthquakes of magnitude 6 or above have occurred. Determining the current activity of the Haiyuan fault zone is very important and necessary for the analysis and assessment of its future seismic hazard. To study activity of the Haiyuan fault zone, the degree of fault coupling and the future seismic hazard, domestic and foreign scholars have carried out a lot of research using geology methods and GPS geodetic techniques, but these methods have certain limitations. The geology method is a traditional classical method of fault activity research, but dislocation measurement can only be performed on a local good fault outcrop. There are a limited number of field measurement points and the observation results are not equally limited depending on the sampling location and sampling method. The distribution of GPS stations is sparse, especially in the near-fault area, there is almost no GPS data. Therefore, the spatial resolution of the deformation field features obtained by GPS is low, and there are certain limitations in the kinematic parameter inversion using this method. In this study, we obtain the average InSAR line-of-sight deformation field from the Maomaoshan section to the mid-1920s earthquake rupture segment of the Haiyuan earthquake in the period from 2003 to 2010 based on the PSInSAR technique. The results show that there are obvious differences between the slip rates of the two walls of the fault in the north and the south, which are consistent with the motion characteristics of left-lateral strike-slip in the Haiyuan fault zone. Through the analysis of the high-density cross-fault deformation rate profile of the Laohushan segment, it is determined that the creep length is about 19km. Based on the two-dimensional arctangent model, the fault depth and deep slip rate of different locations in the Haiyuan fault zone are obtained. The results show that the slip rate and the locking depth of the LHS segment change significantly from west to east, and the slip rate decreases from west to east, decreasing from 7.6mm/a in the west to 4.5mm/a in the easternmost. The western part of the LHS segment and the middle part are in a locked state. The western part has a locking depth of 4.2~4.4km, and the middle part has a deeper locking depth of 6.9km, while the eastern part is less than 1km, that is, the shallow surface is creeping, and the creep rate is 4.5~4.8mm/a. On the whole, the 1920 earthquake's rupture segment of the Haiyuan fault zone is in a locked state, and both the slip rate and the locking depth are gradually increased from west to east. The slip rate is increased from 3.2mm/a in the western segment to 5.4mm/a in the eastern segment, and the locking depth is increased from 4.8km in the western segment to 7.5km in the eastern segment. The results of this study refine the understanding of the slip rate and the locking depth of the different segments of the Haiyuan fault zone, and provide reference information for the investigation of the strain accumulation state and regional seismic hazard assessment of different sections of the fault zone.