河北临城地震序列揭示的一条隐伏断层

2017年9月4日河北临城发生M_L4.4地震,这是邢台地区自2003年以来发生的唯一一次M_L4以上地震。震后大量余震沿条带分布,揭示了一条前人未发现的隐伏断层(根据其经过的地点称之为齐家庄-东双井断裂)。为研究该隐伏断层的几何形状和滑动性质,首先基于河北数字地震台网资料对地震序列进行精定位,利用精定位地震数据拟合发震断层面,计算断层面的走向和倾角,并给出其标准差。然后搜集震中附近历史地震的震源机制解,利用网格搜索法反演区域构造应力场参数,根据构造应力场和断层面的几何形状确定齐家庄-东双井断裂的滑动性质。结果表明,临城M_L4.4地震的发震断层为一条近EW向的隐伏断层,产状为走向约92°,倾角约85°,滑动角约-12°,滑动角标准差约8°,为倾向南的高倾角左旋走滑型断层,延伸深度约10km。区域应力场在齐家庄-东双井断裂上产生的相对剪应力和正应力分别为0.650和0.691,此次地震不是在最大剪应力的断层方位发生,表明该断裂不是现今应力场作用下产生的,而是在复杂的历史地质活动中遗留的,该断裂在现今应力场作用下积累了一定的应力而导致了M_L4.4地震的发生。齐家庄-东双井断裂及其性质的发现为该地区的地质构造和地震孕育环境分析提供了基础。     

2020年新疆于田MS6.4地震断层面快速测定及发震构造研究

本文基于新疆、 西藏区域数字地震台网波形数据, 利用gCAP反演方法和空间格点搜索算法获得2020年6月26日于田M_S6.4地震矩心的空间位置为35.649°N, 82.339°E, 深度为5 km。 最佳震源机制解节面Ⅰ走向166°, 倾角59°, 滑动角-144°; 节面Ⅱ走向26°, 倾角38°, 滑动角-55°, 矩震级为M_W6.21。 根据不同震源机制解结果, 获得中心震源机制解和标准差, 表明震源机制解较为稳定和可靠。 使用H-C方法进行地震发震断层的快速判断, 显示节面Ⅱ为发震断层面。 综合震源区地质构造特征、 余震序列的空间分布和区域构造应力场特征, 最终推断此次地震断层面为节面Ⅱ, 阿尔金断裂西段是发震断层, 震源机制解显示以正滑为主, 是一次张性破裂地震事件, 属于阿尔金断裂西段强烈活动的响应。     

2010年玉树M_S 7.1地震发震断层面参数的确定

本研究将利用余震分布和区域应力场确定大震断层面参数的方法应用于2010年玉树MS7.1级地震发震断层面参数的确定,获得了本次地震断层面参数为:走向294.6°,倾角78.0°,滑动角7.5°,属于左旋走滑型地震和甘孜—玉树断裂带的性质相一致.主震前后应力场反演结果表明该区域的应力场为:中间主应力轴近直立,最大和最小主应力轴近水平,且发现玉树地震前后震源区应力场存在偏转现象,最大主压应力轴由震前的NEE向逆时针旋转至震后的NNE向,震后最大主压应力轴与断层走向近垂直,表明主震对震源区应力释放较为充分.     

2006年河北文安M_W 5.1地震震源机制

使用河北省测震台网7个宽频带地震台记录,采用CAP方法反演2006年7月4日文安M_W 5.1地震震源机制解,并结合区域地质背景讨论发震构造。结果显示,文安5.1级地震的最佳双力偶解为:节面Ⅰ走向215°,倾角87°,滑动角-115°;节面Ⅱ走向118°,倾角25°,滑动角-8°,震源深度为15 km,联合地质构造确定地震断层面为隐伏的NE向断裂带,为正断层兼走滑断层,与其他研究结果基本一致。     

廊固凹陷深部剪切破裂构造的地震学证据

基于区域地震台网观测数据,采用近震波形反演方法,确定2018年2月12日河北永清M4.3地震的最佳双力偶源震源机制解为:节面Ⅰ走向297°,倾角58°,滑动角-32°;节面Ⅱ走向45°,倾角63°,滑动角-144°;是一个略带正断分量的右旋走滑地震.结合近震转换波测定主震的震源深度在19km附近.地震序列的双差定位结果显示:永清地震序列震中呈北东向窄带展布,表明此次地震主要向北东向破裂;深度集中分布在17～19km,整体形态近于铅直,显示发震断裂具有走向北东、倾向南东、倾角陡立的特征,与节面Ⅱ的性质比较吻合,推测节面Ⅱ为发震断层面.将发震断层面参数与震源区附近断裂性质进行对比分析,形成了关于廊固凹陷附近区域地震构造的一些认识:(1)推测永清地震的发震构造不是地壳浅部发育的先存正断裂,而是震源区下方一条地壳尺度的深断裂,该深断裂为新生断裂,具有右旋走滑正断性质,倾角陡峭、近于直立、宽度较大,向上与夏垫断裂相通.(2)综合震源区附近多条深地震反射剖面探测结果,推测永清地震的发震断裂与新夏垫断裂同属一条断裂,称为:新夏垫深断裂.该断裂从夏垫向西南方向延伸至文安,并可能与霸县—束鹿—邯郸断裂带相联系,总长度超过150km.(3)基于2006年文安M5.1地震与2018年永清M4.3地震在震源机制上的相似性及震源位置上的关联性,结合区域构造条件,认为两次地震的发震构造均为新夏垫深断裂.(4)根据研究区几次显著地震的震源深度分布特征,参考区域断层构造、电性结构和流变学模型,推测活化克拉通块体新生断裂的脆韧性转换界面深度在15km附近.     

永清MS4.3地震和廊坊MS3.0地震的发震构造研究

基于首都圈数字地震台网的宽频带资料,首先采用CAP方法确定了永清M_S4.3地震和廊坊M_S3.0地震的震源机制解:永清地震节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角分别为52°,62°和?140°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为300°,55°和?35°;廊坊地震节面I的走向、倾角和滑动角分别为48°,57°和?147°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为299°,63°和?38°。两次地震的震源机制解较为一致,推测它们可能具有相同的发震断层。利用近震转换波获得两次地震的震源深度,分别为19 km和13 km。利用双差法对两次地震的主余震进行重新定位,结果显示:两个地震序列的震中均呈NE向分布,余震震源深度均浅于主震震源深度,震源深度分别集中在17—20 km和12—13 km范围内,两个序列的短轴剖面揭示了震源分布均呈现倾向SE,倾角陡立的特点。将地震序列的分布与震源机制解的结果进行对比,认为两个序列的水平展布方向与其对应的主震震源机制解中节面Ⅰ的走向比较接近,深度分布的高倾角特征也与节面Ⅰ比较相似,因此认为发震断层面均为节面Ⅰ。通过将震源机制解中节面Ⅰ的参数和地震序列的分布与区域活动断层的产状性质进行比较,取得了一些关于发震构造和地震成因的重要认识:① 永清M_S4.3地震和廊坊M_S3.0地震的发震构造不是上地壳的先存正断裂?河西务断裂,不排除与中下地壳的新生构造或深大断裂有关;② 永清、廊坊地震发生在13—19 km深度上,结合地壳结构、断裂构造以及区域流变结构等资料,推测该深度范围可能是廊固凹陷的壳内脆性?韧性转换区域,是地震孕育和发生的有利构造部位。      

2019年6月17日四川长宁地震重定位及震源机制研究

采用双差重定位和W震相波形反演方法分析 “地震编目系统” 和中国地震台网中心提供的地震观测报告及区域地震波形数据,对2019年四川长宁地震序列进行了重定位,反演获取了M＞4.5地震的震源机制解。地震序列重定位结果显示,长宁地震序列沿NW优势方向呈条带状分布,集中分布于5—10 km深度范围,且发震断层面呈高倾角。震源机制反演结果表明,2019年6月17日四川长宁M_S6.0主震的两个可能发震断层面参数分别为:节面Ⅰ走向12°,倾角50°,滑动角139°;节面Ⅱ走向131°,倾角59°,滑动角48°,最优矩心深度为7.5 km,矩震级M_W5.74。此外几个M＞4.5余震的震源机制也基本与主震类似,均为以逆断为主外加少量走滑的地震破裂事件。综合分析长宁地震序列的重定位、震源机制反演结果以及震中和附近区域的地质构造背景信息推断,本次长宁主震的发震破裂面呈NW?SE走向,发震断层为长宁—双河背斜东北翼发育的逆冲断层。      

利用小震分布和区域应力场确定大震断层面参数方法及其在唐山地震序列中的应用

根据成丛小震发生在大震断层面及其附近的原则,将模拟退火算法和高斯-牛顿算法结合,给出了利用小震密集程度求解主震断层面走向、倾角、位置及其误差的稳健估计方法,在此基础上考虑区域构造应力参数,给出了估计在已求得的断层面上的滑动角的方法.该方法还可用于小震活跃地区活断层走向、倾角和滑动角的确定.将这种方法用于唐山地震序列,采用2002年4月1日至2006年5月31日发生在地震破裂区的精定位地震目录,求得了唐山地震、滦县地震、宁河及卢龙断裂带的断层面走向、倾角、位置及滑动角参数.与前人给出的断层面解进行比较,发现利用小震精定位资料和区域构造应力场得到的结果与前人采用其他资料和方法得到的结果近似,验证了这种方法的有效性.另外,本研究首次发现滦县地震区东部的小震呈北东-南西向条带状成丛发生,可精确刻画为一条断裂带,较为精确地确定了此断层的走向、倾角和滑动角.该断裂及宁河断裂在唐山地震序列发生时是否破裂需要运用其他资料进行验证.     

邢台地震的发震构造

近年来分辨力较高的地震反射剖面资料证实了邢台地区的缓倾角正断层的构造特征。震源机制解、地面形变和地壳构造都表明邢台地震的发震构造不是地质图上所标明的北东向正断层。本文认为应以地震断层面解作为确定发震构造的主要根据,邢台地震是由于中层地壳内的垂直薄弱带在区域构造应力作用下产生水平错动的结果。这个垂直薄弱带的形成与华北地壳的新生代拉伸变形与火成岩的侵入有直接关系。     

2008年5月12日四川汶川8.0级地震与部分余震的震源机制解

采用区域和远台Pn或Pg初至波初动符号, 利用下半球等面积投影, 求解了2008年5月12日四川汶川8.0级地震和截止到2008年12月10日发生的部分4级以上余震的震源机制解。 汶川8.0级地震的震源机制为: 节面Ⅰ的走向为5°, 倾角为48°, 滑动角为39°; 节面Ⅱ的走向为247°, 倾角为62°, 滑动角为131°。 P轴方位角为309°, 仰角为8°, T轴方位角为208°, 仰角为54 °, B轴方位角为44°, 仰角为35°。 结合地质构造和余震空间分布, 可以确定节面Ⅱ为发震断层面。 根据震源机制解, 引发本次地震的断层活动主要表现为逆冲, 主破裂面为S67°W与该地震所在断层的走向基本一致(断裂总体走向N45°E)^[1]; 主压应力轴P轴为N51 °W, 主压应力轴P轴方位与该区域构造应力场方向基本一致。 根据余震震源机制解结果, 龙门山断裂带南段发生的余震与北段发生的余震的震源机制都具有优势分布, 且两者差异明显。 早期发生在南段的余震的破裂是以逆倾滑动为主, 兼有走向滑动; 而随着时间的推移, 余震向北段迁移, 在龙门山构造的北段地震震源的破裂方式以走向滑动为主, 兼有一定的逆倾滑动; 龙门构造带南段震源应力场受主震应力场的控制, 而龙门构造带北段震源应力场不仅受区域应力场的影响, 还受主震应力场的影响。     

2021年吴忠—灵武ML3.6震群重新定位及震源机制研究

2021年7月18日—8月7日,宁夏吴忠—灵武地区发生M_L3.6显著震群活动。本文利用多阶段定位方法对该震群进行了重新定位,并根据gCAP方法反演了2021年7月20日灵武M_L3.6地震的震源机制及震源矩心深度,采用Snoke方法计算了震群中3次M_L3.0以上地震的震源机制,测定了同一地震多个震源机制的中心解。结果表明,该震群中最大的地震即7月20日02时40分M_L3.6地震的震源机制为节面Ⅰ走向289°,倾角72°,滑动角?22°,节面Ⅱ走向26°,倾角69°,滑动角?161°,震源矩心深度为12 km,初始破裂深度为12.5 km;7月20日03时15分M_L3.2地震的震源机制为节面Ⅰ走向290°,倾角82°,滑动角?2°,节面Ⅱ走向20°,倾角88°,滑动角?172°,初始破裂深度为11.9 km;7月21日04时55分M_L3.1地震的震源机制为节面Ⅰ走向285°,倾角53°,滑动角2°,节面Ⅱ走向194°,倾角88°,滑动角143°,初始破裂深度为11.6 km,这些地震震源机制的主压应力轴主要为NE向。该震群序列的震源深度主要相对集中在7—15 km之间,其中M_L3.0以上地震的震源深度主要介于11—13 km,震源深度剖面显示震群相对集中的区域由深到浅大体呈现近似于陡立的展布。本文进一步研究发现区域应力场在灵武M_L3.6地震震源机制NNE向节面产生的相对剪应力为0.393,而在NWW向节面产生的相对剪应力为0.945。结合地质构造和已有断层资料初步分析认为,若NNE向的崇兴隐伏断裂为灵武M_L3.6地震的发震断层,则表明崇兴断裂可能是一条断裂薄弱带,地震破裂方式主要为右旋走滑;若NWW向的未知隐伏断裂为发震断层,则表明NWW向断裂可能为该地震在区域应力场下的剪应力相对最大释放节面,其破裂方式为左旋走滑。      

2009年姚安地震断层面参数的确定

我们将根据余震分布反演地震断层面参数的方法应用于2009年7月9日云南姚安MS6.0地震,研究结果表明:本次地震的发震断层面走向为296.6°,倾角为86.6°,这一结果与前人研究结果较为一致;我们采用震后不同时间内的余震资料,对断层面参数进行反演,震后2天的余震资料反演所得结果和最终结果较为接近,反映该方法能快速地确定该次地震发震断层参数,为今后其它地震发震断层面参数的快速获取提供新的思路。     

2012年6月24日宁蒗—盐源M_S5.7地震序列M_L≥3.5余震震源机制解

针对2012年6月24日宁蒗—盐源MS 5.7地震序列,基于云南地震台网及部分四川地震台网宽频带数据,采用CAP方法反演该序列主震及ML≥3.5余震的震源机制解。结果显示:主震主应力方位角为148°,俯角58°,节面Ⅰ走向:179°、倾角55°、滑动角-43°;节面Ⅱ走向:297°、倾角26°、滑动角-136°,矩心深度4 km,矩震级5.36,表现为正断层兼走滑型地震,判定节面Ⅱ为其发震断层面,永宁断裂为其发震构造。     

2012 年6 月30 日新疆新源-和静MS 6. 6地震序列震源机制解

利用CAP方法反演了2012年6月30日新源-和静Ms6.6地震序列震源机制解.反演得到Ms6.6地震节面Ⅰ的参数为:走向299°,倾角68°,滑动角164°;节面Ⅱ的参数为:走向35°,倾角75°,滑动角23°;P轴方位角166°,倾角5°,T轴方位角258°,倾角26°;矩震级Mw为6.3;矩心深度为21km.此次地震序列破裂优势方向为NWW,倾角以60°～90°为主,滑动角以±180°±30°为主;P轴方位的优势取向为近NS向,T轴优势取向为近EW向.初步分析表明,主震节面Ⅰ为发震断层,是走向为NWW、近乎直立的左旋走滑断层.此次6.6级地震震源断错性质和主压应力方向以及序列P轴优势方位与震源区周围构造应力场特征基本一致.     

利用精定位小震资料反演1933年叠溪M7?地震震源断层面参数

1933年叠溪发生7?级强震,关于此次地震的发震构造存在较大争议,有些学者认为NW向松坪沟断裂是此次地震的发震构造,另有学者认为近NS向岷江断裂南段才是这次地震的发震构造。本文根据成丛小震发生在大震断层面附近的原则,利用1990-2014年精定位小震目录,根据万永革等（2008）提出的震源断层面拟合方法,反演了叠溪地震震源断层走向、倾角和位置。断层走向和倾角分别是172.8°和82.9°,倾向偏向西。本文结果更支持岷江断裂南段为叠溪地震发震构造这一结论。     

利用InSAR技术研究2018年西藏谢通门MW5.6地震发震构造

2018年12月24日在西藏日喀则市谢通门县发生MW5.6地震。利用Sentinel-1A卫星数据和D-InSAR技术,获得该地震LOS方向的同震形变场图像,并以此为约束反演地震断层的几何参数和同震滑动分布特征。反演结果表明,谢通门MW5.6地震发震断层近南北走向,断面倾向西,倾角约35°,破裂长度约12 km,同震滑动主要集中在4~11 km深度范围内,以正断倾滑为主,最大滑动量0.18 m,矩震级MW5.6。2018年谢通门地震发震构造是谢通门—申扎伸展断裂系中的一条新生盲断层。     

采用2021年青海玛多地震序列震源机制节面聚类确定发震断裂几何形态

地震断裂带形状是活动构造和地球动力学的重要资料。2021年发生的玛多地震序列提供了丰富的震源机制资料,为统计震源机制节面并估计玛多地震发震断层面形状提供了很好机会。文章对地震的震源机制资料进行基于密度的聚类来确定断层的几何形态。首先对收集到的玛多地震序列的震源机制解进行中心解求解，从而获得更为精准的数据,然后对其进行DBSCAN方法的聚类分析，得到断层的走向为113.5°，倾角为88.2°,通过震源机制反演应力场,并将应力场投影到断层上，得到断裂带的相对剪应力和相对正应力分别为0.84和-0.79,剪应力强度较大,滑动角为-0.72°。结果表明玛多地震是发震断裂受NE-SW的挤压和NW-SE的拉张,形成了较大的剪切力,从而促使近东西的江错断裂发生左旋走滑错动所致。     

根据余震资料求解2003年伽师MS6.8地震断层面的研究

大地震发生后,大量余震在断层面及其附近发生.余震震源位置的空间分布可以较为精确地勾画出断层面的形状和位置.假定地震发震断层可以用一个平面来模拟,且设大多数余震发生在这个断层面的附近,则可以通过余震震源位置参数来求解发震断层的走向、倾角及位置.本文首次采用2003年2月24日新疆伽师MS6.8地震后精确定位的小震资料反演了伽师地震断层面的走向和倾角,并以此为基础求得了该断层面上的滑动角.并根据小震丛集性原则,尝试用数学方法先对反演所采用的数据进行筛选再进行反演,所得的结果精确程度更高,验证了这种做法的有效性.     

2020年云南巧家M_S 5.0地震震源机制解与发震断层归属

2020年5月18日云南巧家发生M_S 5.0地震,基于国家和区域数字地震台网14个宽频带台的波形资料,利用CAP方法进行反演,得到其震源机制:节面Ⅰ:走向175°,倾角70°,滑动角-18°;节面Ⅱ:走向271°,倾角73°,滑动角-159°;震源矩心深度约9 km。结合主震震中位置、余震序列空间分布、地震烈度等值线图及区域地质背景,讨论此次巧家MS 5.0地震的发震断层,初步判定,包谷垴—小河断裂的雁列状次级隐伏构造走向SSE,具高角度左旋走滑性质,可能为其发震断层。     

利用精确定位余震资料确定2014年云南鲁甸6.5级地震的断层面参数

运用双差定位法对2014年云南鲁甸6.5级地震序列余震进行重新定位,得到565次小震的精确定位结果.根据小震丛集性原则,求解发震断层参数的数学模型,运用模拟退火全局搜索和高斯牛顿局部搜索相结合的方法对地震发震断层面参数进行反演,得到鲁甸6.5级地震断层面的走向、倾角分别为160.8°和89.1°,并对其构造环境进行了分析.