基于不同方法、地壳速度模型的地震定位研究及其在安徽地区的应用

以安徽台网产出的实际地震,运用MSDP5.2中不同定位方法分别配置原模型(华南模型)与新模型(AH2015模型)对其进行重新定位。统计定位残差及震中差(与编目结果震中位置偏差)等参数,并进行对比分析,旨在研究新老模型对不同定位方法的适用性。对比显示:AH2015模型对地震定位结果更好,更加符合安徽区域地壳一维速度结构。在使用单纯型或Hyposat定位法时,定位结果良好。结果认为:AH2015模型可以取代华南模型应用于安徽区域的地震速报与编目工作。     

不同地壳速度结构对安徽地区地震定位深度的影响

地震深度定位对地壳速度结构模型有较大的依赖性。选取2017年安徽及周边M_L 1.5以上地震,使用PTD与单纯型定位方法,分别配置华南模型与AH2015模型进行重新定位,研究不同模型对安徽地震深度的定位影响。研究表明,使用PTD方法,配置AH2015模型时定位深度略大,且符合安徽区域地震实际深度的记录台站较多;使用单纯型定位法,配置两种模型所得定位深度差距不大,且深度分布均匀。说明PTD方法定位地震深度对地壳速度结构模型的依赖程度较大,AH2015模型比华南模型更加符合安徽区域实际地壳结构。     

不同地壳速度结构对安徽地区地震定位深度的影响

地震深度定位对地壳速度结构模型有较大的依赖性。选取2017年安徽及周边M_L 1.5以上地震,使用PTD与单纯型定位方法,分别配置华南模型与AH2015模型进行重新定位,研究不同模型对安徽地震深度的定位影响。研究表明,使用PTD方法,配置AH2015模型时定位深度略大,且符合安徽区域地震实际深度的记录台站较多;使用单纯型定位法,配置两种模型所得定位深度差距不大,且深度分布均匀。说明PTD方法定位地震深度对地壳速度结构模型的依赖程度较大,AH2015模型比华南模型更加符合安徽区域实际地壳结构。     

基于Hyposat定位法的安徽地区地壳一维速度模型研究

地震的定位对地壳的一维速度模型有很大的依赖性.安徽地区的地震定位配置的是华南地壳模型,该模型比较吻合于安徽地区实际地壳结构.然而由于区域特殊性,华南模型跟实际地壳结构仍然有着明显的差异.本文作者对近年来发生于安徽地区的较大地震,对震相进行了提取、拟合、折合走时等分析.基于Hyposat定位法在华南模型的基础上进行修正得到了更适合于安徽地区地壳结构的一维速度模型.研究表明,新模型(最优模型)在地震定位中比华南模型的效果更好;其定位残差和震中差都比华南模型更小,而且分布更均匀稳定;更加符合安徽地区地壳结构.     

内蒙古地区地壳速度模型在地震定位中的应用

随机抽取2009—2014年内蒙古地震台网记录的320次地震,应用相同的编目地震震相数据和定位软件(Hyposat定位程序),使用内蒙古地区2015地壳速度模型和华南地壳速度模型,重新进行地震测定,与地震编目结果进行比较,结果指出:1采用内蒙古地区2015地壳速度模型定位残差均值比华南模型降低0.19 s,震中差均值降低1.19 km;2采用2015模型得到的震源深度主要分布于5—25 km,原编目震源深度主要集中在5—10 km;3与内蒙古地震台网目前使用的华南地壳速度模型相比,2015地壳速度模型更符合内蒙古地区地质构造特征。     

河北2015地壳速度模型在台网编目与速报中的应用

河北2015地壳速度模型是根据河北省2009—2014年数字化震相资料以及河北省地质情况建立的区域地壳双层速度模型(简称2015模型)。为提高地震速报及编目质量,在ISDP和MSDP软件中应用2015模型、华南模型、华北模型,并通过单纯型、hyposat、盖格法对2009—2016年90条较显著地震进行定位分析。从定位残差、震中偏差、震级偏差3方面分析对比各模型,结果表明,2015模型与其他2个模型在各方面相差不大,符合地震速报及编目工作要求,也更适合河北区域地震的定位分析,为2015模型在河北测震台网的实际应用提供依据。     

山西2015地壳速度模型研究

针对山西测震台网缺少适合本地区地壳速度模型的现状,在前人工作成果的基础上,基于山西测震台网2009～2014年间产出的大量震相数据,采用"线性拟合"和"折合走时"法分别确定了模型参数中速度和深度的波动范围;利用Hyposat定位程序,使用46489组模型,分别批量定位76个地震事件,并选取残差最小的一组参数作为山西2015地壳速度模型;最后运用批量定位比较残差、PTD测定深度和人工爆破等3种方法对山西2015地壳速度模型进行了验证。结果表明:在山西地区进行地震定位时,山西2015地壳速度模型相较于现有的修正J-B模型残差更小,精度更高,具有更好的适用性。     

内蒙古地区地壳速度模型研究

依据内蒙古地震台网2009年—2014年4月地震观测报告,获得华南模型定位走时残差,认为华南模型与内蒙古地区地质构造存在一定差异,需要修订、完善。依据地震和爆破震相的线性拟合和折合走时曲线,采用"离散度调整、深度调整和速度值调整"的方法,结合前人研究成果得到初始模型。搜索59次地震Hyposat批处理定位结果,确定最优模型为:v1=6.10 km/s,vPb=6.60 km/s,vn=8.05 km/s;H1=24 km,H2=17 km。对最优模型检验结果显示,华南模型(编目)定位残差均值明显高于最优模型,"最优模型-编目"较"华南模型-编目"震中差均值降低1 km,表明最优模型较华南模型更符合内蒙古地区地质构造特征。     

基于Hyposat方法的辽宁地区地壳一维速度模型研究

合适的地壳速度模型可以帮助地震学家准确判断地震测定精度。目前辽宁台网使用的速度模型是利用华南地区天然地震和人工爆破资料获得的两层平均速度模型。对近年来发生在辽宁地区的较大地震震相进行了提取、拟合、折合走时等分析,使用Hyposat定位方法计算出更适合于辽宁地区地壳结构的一维速度模型。研究表明,新模型在地震定位中比华南模型的定位效果更好,其走时残差和震中差都要优于华南模型,更加符合辽宁地区地壳结构。     

基于Hyposat方法的辽宁地区地壳一维速度模型研究

合适的地壳速度模型可以帮助地震学家准确判断地震测定精度。目前辽宁台网使用的速度模型是利用华南地区天然地震和人工爆破资料获得的两层平均速度模型。对近年来发生在辽宁地区的较大地震震相进行了提取、拟合、折合走时等分析,使用Hyposat定位方法计算出更适合于辽宁地区地壳结构的一维速度模型。研究表明,新模型在地震定位中比华南模型的定位效果更好,其走时残差和震中差都要优于华南模型,更加符合辽宁地区地壳结构。     

内蒙古分区地壳一维速度模型的检验

基于“2015模型”和分区模型对比的方法,开展折合走时、典型地震、爆破和塌陷以及PTD震源深度测定4个方面的模型适用性检验。检验结果显示,采用分区模型时,随机抽取事件均位于折合走时理论线中间;典型事件、爆破和塌陷使用分区模型得到的定位残差较“2015模型”明显减小,且使用“3个区域与编目”获得的震中差较“2015—编目”有明显降低。使用分区模型进行PTD震源深度测定,更符合内蒙古分区地壳厚度分布特征。分区模型与全球地壳模型crust 1.0、crust 2.0和使用接收函数得到的Moho面厚度分布结果基本一致。综合认为,内蒙古西部、中部、东部一维地壳速度模型更符合内蒙古地区区域地质构造特征。     

福建及台湾海峡地区新一维速度模型的适用性分析

通过福建及台湾海峡地区的新一维速度模型与现有华南速度模型的对比,讨论了新一维速度模型在福建地震观测台网的适用性。理论走时分析结果表明,尽管两个速度模型差异明显,但震中距在0—100 km范围内的震相理论走时相差较小,一定程度上说明两速度模型所给出的本区域地壳平均速度差异较小。对利用18次人工定点爆破记录的地震定位结果的分析表明:当震源深度不受约束时,应用华南速度模型的定位结果精度稍优于新一维速度模型;将震源深度固定为0 km后,应用新一维速度模型的定位结果精度则明显优于华南模型。对19个仙游震群序列事件进行定位的结果显示,由于华南地区速度结构的横向变化较小,应用两模型的地震定位精度结果基本相当,但新一维速度模型定位的发震时刻较华南速度模型普遍早0.61 s左右,因此使得事件定位残差显著增大。      

陕西地区地壳速度模型研究

本文以陕西地震台网2009年1月—2014年4月地震观测报告数据为基础,并在前人对该区域地壳速度模型研究成果的基础上,依据地震、爆破及塌陷的震相速度拟合曲线与折合走时曲线等结果,确定初始模型及扰动范围。再采用Hyposat定位程序对地震资料进行“试错”,最终确定了可供台网日常使用的地壳速度模型及各层的波速比结果,最后对模型进行了对比检验。结果表明:2015模型比1985模型的定位走时残差小,震中位置偏差减小,确定的实测爆破地震位置参数更准确。2015模型较1985模型更符合陕西地区的地质构造特征。     

四川不同区域定位方法和速度模型选取对定位结果的影响

在川西高原、四川盆地和凉山地区三个区域挑选2013-2015年M_S≥3的21个地震,利用不同地震定位方法和速度模型进行重新定位,对定位结果进行差异分析后发现:川滇3D定位残差值在三个区域比较接近;HYPOSAT(一维速度模型)组合定位的残差比较大;Hypo2000(赵珠速度模型)和Hypo2000(一维速度模型)组合在三个区域定位结果中震源深度分布和残差大小比较接近,且在川西高原和凉山区域定位残差最小。此外,台站分布对Hypo2000(一维速度模型)和Hypo2000(赵珠速度模型)组合定位结果差别较大。     

河北地区地壳一维速度模型的新近研究

为建立更适合河北地区地震速报及编目的地壳一维速度模型,收集河北数字地震台网2009年1月至2014年10月定位台站数N≥10,震级M≥1.0的1 113条地震以及精选的48条地震;利用滑动窗拟合、折合走时等方法及结合前人研究成果确定一维速度模型中各参数的范围,并利用Hyposat批处理程序,对精选的48条地震进行了58 902次组合计算,对残差最小的10组数据利用与编目结果震中位置偏差大小为原则进行筛选,由此建立了适应河北地区地震速报及编目的地壳一维速度新模型;然后利用批处理残差大小比较、PTD深度定位、爆破检验、典型地震检验等方法对其验证。结果表明,相较于华南模型,新模型更适用于河北地区。     

基于人工地震资料的珠江口地区最小一维P波速度模型

珠江口地区位于南海北部大陆的边缘,具有洋陆过渡型地壳特征,且NE向滨海断裂带从其中穿过,强震风险不可忽视。文中基于2015年珠江口海陆联合三维人工地震探测数据,人工进行初至P波震相拾取,并使用VELEST程序分别反演了陆域和海域的最小一维P波速度模型(走时残差均方根最小)和台站校正结果。台站校正结果的空间分布与区域地形、地质构造和沉积厚度相关较好,正值多分布在珠江三角洲沉积盆地和珠江口盆地内,而负值多分布在花岗岩等基岩出露地区以及滨海断裂带北侧和北部断阶带内的部分隆起地区。新模型对人工地震走时的拟合精度较高,陆域走时残差均方根为0.07s,海域为0.21s。与华南模型相比,新模型对区域地震定位的效果更好,重定位后,陆域的P波地震走时残差降低了22.6%、S波降低了21.2%;海域的P波地震走时残差降低了25.7%、S波降低了15.6%。新模型可为区域地震定位、地震参数和三维成像研究提供参考。     

使用辽宁地区P波走时反演一维速度模型

选取辽宁地震台网记录到的67个天然地震,使用单纯型法定位方法和Pn/Pg联合测定深度的方法,对震中和震源深度测定,提取定位结果的P波走时数据。使用理论走时公式,将已知变量和未知变量分离,利用走时公式,构造方程组进行求解,反演得到两层均匀速度模型。使用Hyposat定位程序,对此次研究的模型和目前使用的华南模型进行定位对比,定位结果优于华南模型。     

内蒙古分区地壳速度模型的建立及应用分析

内蒙古测震台网自"十五"数字化网络建成以来,一直使用华南速度模型。多年的大震速报和地震编目结果显示,华南速度模型不符合内蒙古地区的地质构造特征; 2016年开始使用的内蒙古2015速度模型也不能完全满足内蒙古各区域地震定位的需求。本文对内蒙古地区2009～2016年记录的所有M_L≥3.0地震震相数据利用速度拟合和折合走时方法,反演适合内蒙古西部、东部、中部各区域的分区地壳速度结构模型,并对西部速度模型、东部速度模型、中部速度模型进行应用对比分析。各分区的地壳速度模型定位误差较小,可靠性和稳定性优势明显。     

内蒙古东部地区一维地壳速度结构分析

采用内蒙古测震台网2009—2016年记录的内蒙古东部地区131个地震资料,使用速度拟合、分区扫面、折合走时方法,反演得到该区域速度模型:v_1=6.10 km/s、v_(Pb)=6.72 km/s、v_n=8.05 km/s、H_1=23 km和H_2=16 km。东部模型检验结果显示,定位残差均值较华南模型和2015内蒙最优模型有明显的降低,且更加均匀稳定;东部模型与编目定位震中差较华南与编目、2015内蒙最优模型与编目和华南与编目震中差均值降低1 km左右。可见,东部模型更适合内蒙古东部地区。     

内蒙古中西部一维均匀地壳速度模型研究

使用内蒙古地震台网记录的内蒙古中西部59个地震,使用单纯型方法和Pn/Pg联合测定深度方法,对震中和震源深度重新测定,提取定位结果的纵波走时数据。使用理论走时公式,将已知变量和未知变量分离建立方程组,使用共轭梯度法,反演得到包含5个参数的两层均匀速度模型。使用Hyposat方法,对比新模型和现有模型的定位残差,新模型残差有所降低,震源深度控制较好。