几次强震有争议的非双力偶机制：二阶矩方法

地震震源机制（用等效于岩体破裂的力描述震源几何形状及其强度）通常被模拟为矩张量（MT）,将震源描述为一个点。然而,有时这种近似是不够的,因为地震辐射会由于震源的有限范围而持有方向性。转换为矩张量就可能产生有偏差的机制。Adamov和íleny（2010）进行的综合研究说明即使是纯双力偶（DC）震源其机制中也出现假非双力偶分量。他们的方法设计了减少假震源分量,通过二阶矩方法来评估假分量在记录中的影响并将它们从数据中去除。在本文中,我们将这个方法应用到具有大非剪切分量的5个中等到大的区域地震事件。它们大多位于预计主要是纯剪切滑动的大构造断层。我们研究了著名的北安纳托利亚断层上的一个地震、太平洋地区的3个地震以及玻利维亚的一个地震。在多数情况下,非双力偶分量实质上减少了,机制的几何形状基本上保持不变。这证实了这样的假设,由于忽视了矩张量检索的常规程序中震源的有限性,区域矩张量解中的部分非双力偶分量可能是假的。此外,由二阶矩（震源椭球和破裂速度矢量）提供的震源的几何学和运动学特征多数与先前研究中的断层几何、余震分布及破裂速度估计一致。     

2013年前郭MS5.8震群矩张量研究

2013年吉林前郭M_S5.8震群为爆发性震群,目前余震活动仍然在持续.基于吉林、辽宁、黑龙江、内蒙古四省地震台网记录的前郭震群波形资料,利用波形信噪比、震源类型、台站及速度模型组合的指标选择最佳的反演方案,应用矩张量的三种反演模式,对序列中5个M_S≥5.0地震进行矩张量反演研究,获得了全矩张量、偏矩张量和纯双力偶的矩张量.使用F-test对地震的三种模式的矩张量反演结果进行显著性检验来确定最佳反演模式.结果显示,5个地震的最优矩张量解均为全矩张量模式反演获得的结果,其双力偶分量仅有20%~65%,矩心深度位于地下3~4 km处,地震在Hudson震源类型图上的投影远离双力偶震源类型区域.这些结果表明,震源类型并非典型的构造地震,推断前郭地震可能是与人类活动有关的诱发地震.     

各向异性ATI介质剪切位错源地震矩张量

考虑震源区为各向异性ATI介质情形下,给出了剪切位错源地震矩张量解析表达式并模拟了震源区各向异性对双力偶分量(DC)、补偿线性偶极子分量(CLVD)和各向同性分量(ISO)的影响,结果表明,即使剪切位错源仍能产生非双力偶各向同性分量,其导致沿着ATI介质对称轴方向体积变化;当断层面位于ATI介质对称平面或者震源区为各向...     

用P波波形资料反演中强地震地震矩张量的方法

本文给出了利用不同震中距范围（３°-９０°）的长周期Ｐ波记录资料，通过波形拟合和反演确定地震矩张量的方法．在求解过程中，不引入矩张量的迹为零这一约束条件．有６个独立分量的地震矩张量解可分解成各向同性部分、最佳双力偶和补偿线性矢量偶极．文中给出了发生在中国的５次６级以上地震的地震矩张量反演结果，表明在一些地震的震源过程中存在不可忽略的体积变化．     

各向异性ATI介质地震矩张量理论研究

引言地震矩张量描述了地震点源的基本特征,其内容涉及到各类震源(包括剪切位错震源、张裂震源和体积震源)的力学机制、震源辐射、地应力场、震源运动学和强地面运动等地震学中的重要课题。一般认为,浅源构造地震是因断层面间的快速纯剪切错动而辐射地震波,造成在地表的振动,传统上该解释被称为双力偶机制。但实际地震观测和地震矩张量反演结果     

一种矩张量反演新方法及其对2008年汶川MS8.0地震序列的应用

本文利用全球地震台网（GSN）的宽频带与长周期地震波形资料,采用矩张量反演的新方法,反演得到了2008年5月12日四川省汶川县MS8.0地震及其7个较大余震（MS5.0-6.0）的矩张量解与震源时间函数等震源参数.文章首先简要叙述矩张量反演新方法的理论背景和技术途径,并以汶川大地震的一个余震为例阐述了具体的实现过程;然后给出包括主震在内的8次地震的矩张量解和震源时间函数;最后分析探讨这些结果的构造意义.本文提出的矩张量反演新方法,不但与全球矩心矩张量（GCMT）一样,可以给出点源矩张量解,而且还可以给出点源的震源时间函数. 反演得到的汶川大地震的7个较大余震的震源时间函数表明,即使是中等强度的地震也可能有复杂的震源过程;汶川大地震的多数余震发生在以逆冲为主、兼具小量走滑分量的龙门山断裂带的主断裂上,但很可能有些余震则发生在主断裂附近的次级走滑断裂上.      

地震矩张量及其反演

用地震矩张量描述一般类型的地震点源时,二阶矩张量是可以用来简明地表征震源特征的物理量。比如,可用它将震源表示为膨胀中心和双力偶的叠加。二阶地震矩张量可以分解成各向同性部分和纯偏量部分的相加,并且对偏量部分还可作多种形式的分解。本文通过对在主轴坐标系下的矩张量本征值的不同组合,给出了几种矩张量分解的形式及由它们所确定的等效点源模型,并根据本征值的大小,讨论了点矩张量所表示的震源机制解。本文还介绍了反演地震矩张量的方法。     

1996年2月3日云南丽江地震震源过程的体波反演

利用IRIS的远震资料,经体波反演得到1996年2月3日云南丽江地震震源过程．震源由两个走向不同的正断层型剪切双力偶组成．这两个子事件在空间上相距15 km,破裂起始时间差为7 s．总地震矩为3.811018 Nm (MW=6.3)．由余震资料估计得到的破裂总面积S约为 720 km2,平均位错为0.18 m．综合考虑反演结果和震源周围的构造环境,第1次破裂可能是沿NNW向的中甸——永胜断裂带上1966年中甸6.4级地震破裂方向上的扩展;之后,第2次破裂开始沿似乎更易破裂的NE向雪山东麓断裂进行．      

2022年四川泸定MS6.8地震震源基本特征

2022年9月5日,在四川省甘孜州泸定县发生M_S6.8地震.本研究收集区域台网震相数据、全球地震台网(GSN)、国际数字地震台网联盟(FDSN)与德国地学中心GEOFON台网的宽频带P波数据,利用双差定位、矩心矩张量解反演、有限断层波形反演和视震源时间函数分析等方法,分析了此次地震震源的基本特征.重定位结果显示,余震分布具有丛集性,3个地震丛分别集中在震中附近以及相距30 km左右的东南端和西北端,总体上西北端地震较浅,东南端地震较深.矩心矩张量反演表明,矩心位于29.55°N,102.14°E,深度16 km,释放地震矩1.0068×10¹⁹ N·m,相当于矩震级M_W6.60,双力偶成分占88%,是一次近纯走滑的地震事件.结合余震分布可以断定,地震发生在走向163°、倾角77°(倾向西南),滑动角为-5°的断层面.有限断层反演显示,破裂区主要由两部分构成,破裂起始点及其周围是主要破裂区;另一破裂区位于其东南,总体表现为从西北向东南的单侧破裂,最大滑动量约1.4 m,位于起始破裂点附近.从矩心矩张量反演和有限断层反演得到...     

地震位移场和板内地震震源力学性质的讨论

本文推导了各类点源和线源（压性、张性、压扭性、张扭性、单力偶和双力偶）的理论地震位移场公式, 讨论了板内地震的震源力学性质.根据实测地震位移场、建筑物破坏和倒塌的优势方向等近场资料与理论结果对比, 作者认为, 1966年邢台地震震源机制符合于张性断裂的模型;1966年东川地震震源机制符合于压扭性断裂的模型.根据理论公式和实际位移资料, 给出了邢台地震的地震矩 M0为6.51026达因厘米, 应力降△为39巴.最后指出大地震的震源力学机制反映了该区域长期构造应力作用的状态, 认为双力偶（剪切位错）不一定是板内地震震源机制的最合适的、唯一的模型.      

2014年11月22日康定M6.3级地震序列发震构造分析

2014年11月22日在NW向鲜水河断裂带中南段四川康定县发生M6.3级地震,11月25日在该地震震中东南约10km处再次发生M5.8级地震.基于中国国家数字地震台网和四川区域数字地震台网资料,采用多阶段定位方法对本次康定M6.3级地震序列进行了重新定位;利用gCAP(generalized Cut And Paste)矩张量反演方法获得了M6.3和M5.8级地震的震源机制解与矩心深度,分析了本次地震序列的发震构造,并结合历史强震破裂时空分布和2001年以来小震重新定位结果,对鲜水河断裂带中段强震危险性进行了初步探讨.获得的主要结果如下:(1)M6.3级主震震中位于101.69°E、30.27°N,震源初始破裂深度约10km,矩心深度9km;M5.8级地震震中位于101.73°E、30.18°N,初始破裂深度约11km,矩心深度9km.gCAP矩张量反演结果揭示这两次地震双力偶分量占主导,M6.3级地震的最佳双力偶解节面Ⅰ走向143°/倾角82°/滑动角-9°,节面Ⅱ走向234°/倾角81°/滑动角-172°.M5.8级地震最佳双力偶解节面Ⅰ走向151°/倾角83°/滑动角-6°,节面Ⅱ走向242°/倾角84°/滑动角-173°.依据余震分布长轴展布与断裂走向,判定节面Ⅰ为发震断层面,M6.3和M5.8级地震均为带有微小正断分量的左旋走滑型地震.(2)序列中重新定位的459个地震平均震源深度约9km,地震主要集中分布在6~11km深度区间,余震基本发生在M6.3和M5.8级地震震源上部.依据余震密集区展布范围,推测本次康定地震的震源体尺度长约30km、宽约4km、深度范围约6km.M6.3级主震震源附近的余震稀疏区可能是一个较大的凹凸体(asperity),在主震中能量得以充分释放.(3)最初3天的余震主要分布在M6.3级地震NW侧;而M5.8级地震之后的余震主要集中在其震中附近.M6.3级地震以及最初3天的绝大部分余震发生在倾角约82°近直立的NW走向色拉哈断裂上;M5.8级地震与其后的多数余震发生在倾角约83°近直立的NW走向折多塘断裂北端走向向北偏转部位,M5.8级地震可能是M6.3级地震触发相邻的折多塘断裂活动所致.(4)康定M6.3与M5.8级地震发生在鲜水河断裂带乾宁与康定之间的色拉哈强震破裂空段,本次地震破裂尺度较小,尚不足以填补该强震空段.色拉哈段以及相邻的乾宁段7级地震平静时间均已超过其平均复发周期估值,未来几年存在发生7级地震的危险.康定M6.3级地震序列基本填补了震前存在于塔公与康定之间的深部小震空区,未来强震发生在塔公至松林口段深部小震稀疏区内的可能性很大.     

2017年9月23日朝鲜ML3.4地震矩张量反演

利用区域地震台网数字波形资料,对2017年9月23日朝鲜M_L3.4地震进行地震矩张量反演计算与参数稳定性评估,获得了此次地震的震源机制解.结果表明,地震矩心深度为3 km,标量地震矩为1.34×10¹⁴ N·m,矩震级为M_W3.4.地震矩张量结果分解后,双力偶分量（DC）为96.4%,补偿线性矢量偶极分量（CLVD）为-0.8%,震源体体积变化的各向同性分量（ISO）为-2.8%.主压应力P轴方位角为144°,倾角为74°,主张应力T轴方位角为341°,倾角为15°.其中一个节面的参数为：走向248°,倾向60°,滑动角-94°.地震震源体积变化分量很小,震源机制类型属于典型的由断层剪切位错引起的正断层型地震事件,且主张应力T轴方向与区域近地表应变率场方向一致.由于朝鲜2017年9月3日核试验释放的能量对局部区域应力场进行了扰动,致使核试验场附近地壳岩体处于破裂的临界状态,2017年9月23日朝鲜M_L3.4地震事件可能是区域应力场作用下的一次山体滑动事件.     

2018年5月28日吉林松原MS5.7地震发震构造分析

利用黑龙江、吉林、内蒙古三省数字地震台网的三分量宽频带波形资料对2018年5月28日吉林省松原市宁江区发生的M_S5.7地震进行了全波形矩张量反演,获取了此次地震的震源机制解和矩心位置;并使用震源-矩心方法讨论了该地震的发震断层。研究结果显示:松原M_S5.7地震的矩震级为M_W5.2,矩心位置为（45.225°N,124.685°E）,矩心深度为7 km。震源机制解参数显示:该地震为走滑型;节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角分别为217°,82°和164°;节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为309°,74°和8°;双力偶成分占96.4%,方差减少为93%。震源?矩心图显示震源更接近节面Ⅰ,与北东向的扶余—肇东断裂走向及倾角一致,因此,推测扶余—肇东断裂为发震断层。      

2021年5月21日云南漾濞MS6.4地震序列地震矩张量及发震构造

2021年5月21日云南大理州漾濞县发生了MS6.4 地震.我们利用区域地震台网记录的地震波形资料,首先采用多点源地震矩张量反演方法确定了漾濞地震序列中 3 次MS≥5.0地震的矩心矩张量解,分析研究了地震矩释放的最佳模型;然后对序列中较大地震进行了绝对定位,结合余震序列重新定位结果研究了地震矩心在断层面上的位置.结果显示MS5.6 前震可用2 点源模型模拟,矩震级分别为MW 5.3、MW5.1,矩心时间相隔约30 s,矩心位置相距约 2 km.MS 6.4 主震可用单点源模型模拟,矩心与起始破裂点平面距离约 5 km.前震和主震的矩心均位于地表以下 6 km处,矩心与起始破裂点的位置关系显示两地震向南东方向单侧破裂,断层以"前震-主震"型地震序列典型的"撤退式"方式破裂,MS5.6 前震的发生降低了断层面的抗剪强度,从而发生了更大的MS6.4 主震.MS5.2余震可用单点源模型模拟,起始破裂点与矩心空间位置相近,在地表以下约 10 km处.余震区构造应力场反演结果显示漾濞 6.4级地震序列属于区域应力场触发的地震活动,地震序列震源机制解符合走滑断裂伴生的负花状构造系统内部断裂的运动特征,余震的空间分布图像显示花状构造系统内部的两条断裂发生了地震活动.     

利用单台波形资料计算大柴旦6．3级地震余震震源机制

以2008年11月10日大柴旦Ms6．3级地震余震数字地震波观测资料为基础,运用矩张量反演方法,利用单台三分量波形资料计算余震的震源机制。收集整理大柴旦Ms6．3级地震公认的震源参数结果和青海区域地震台网数字地震波资料,以大柴旦Ms6．3级地震的震源参数作为约束,计算理论地震波来确定该区域的地壳速度模型。以此模型计算ML≥2．0级余震震源机制解。共收集160个余震资料,最后确定了85个余震震源机制解,其中最大震级为朋。4．7,最小震级为ML2.0。进行单台与多台联合矩张量反演结果对比,两种方法所确定的结果相差不大。实际计算表明,在观测资料信噪比较高的情况下,运用单台数字地震波观测资料可以较好地确定中小地震的震源机制。     

西藏高原及其周围地区地震的地震矩张量及震源参数的尺度关系

本研究根据 WWSSN 的长周期远震体波记录,采用广义反演技术确定了1966至1980年期间发生在西藏高原及其周围地区的11个主要浅源地震的地震矩张量,同时得到了震源时间函数和震源深度.部分地震的地震矩张量解明显地偏离双力偶模型,偏离的程度似乎与震源机制参数有关.所分析的地震具有较浅的震源深度,均分布在上部地壳范围内.由最佳双力偶模型所得到的震源机制解与印度洋板块向东北方向移动与欧亚板块相碰撞,以及西藏高原向东移动的假设相一致.尺度关系分析表明,板内地震的应力降系统地高于缝合线附近地震的应力降.地震过程持续时间随着地震的规模而增长,但对于相同规模的地震,缝合线附近地震的持续时间长于板内地震.以上结果反映了大陆内部地震的地震矩张量的特征,并暗示缝合线附近地震具有与板内地震不同的发震环境和震源过程.     

非双力偶地震:观测(三)

大多数研究都假设地震有双力偶震源机制,它对应于平面断层上的剪切运动。但是,许多具有很好观测的地震辐射图形从根本上偏离了这个模型,指出了基本不同的源过程。如滑坡和火山喷发这类平移过程激发的地震波与纯力一致,而不是与双力偶一致。某些火山地震也具有单力机制,可能起因于岩浆液的平流。其他火山地震有接近补偿线性向量偶极的机制,可能是岩浆侵入引起的。火山或地热区以及矿山的浅震常常含有各向同性分量,显示出爆炸或向内冲击的极性体积的变化。这种机制与包含剪切和张性断裂的机制一致,它们可被高压、高温液体促成。矿山内的巷道是可封闭的洞穴。深源地震发生在上地幔多形相变带内,在这样的深度上不会发生粘滑失稳。它们的机制倾向于是偏移的(体积不变),并非双力偶,而且对它们的源过程了解甚少。自动全球矩张量服务机构的常规报告从统计上表明,大震具有明显的非双力偶分量,但要证实这类结果需要对每个事件作仔细审查。     

诱发地震中的非双力偶震源

在诱发地震的研究中，用小孔径地震台网在近场观测，其震源机制的Ｐ波初动除Ⅲ象限分布的双力偶外，还有不是Ⅲ象限分布的非双力偶震源机制。双力偶震源机制是剪切破裂机制。非双力偶震源机制为向内源炸型和张破裂机制，以及在适当方向上两个以上双力偶迭加的结果。     

芦山7.0级地震序列的震源位置与震源机制解特征

基于中国国家和四川区域数字地震台网记录,采用HypoDD方法精确定位了四川芦山M_L2.0级以上地震序列的震源位置,采用CAP方法反演了36次M_L4.0级以上地震的最佳双力偶震源机制解,并利用小震分布和区域应力场拟合了可能存在的发震断层面参数,从而综合分析了芦山地震序列的震源深度、震源机制和震源破裂面特征,探讨可能的发震构造.结果显示,7.0级主震的震源位置为30.30°N、102.97°E,初始破裂深度为15 km左右,震源矩心深度为14 km左右,最佳双力偶震源机制解的两组节面分别为走向209°/倾角46°/滑动角94°和走向23°/倾角44°/滑动角86°,可视为纯逆冲型地震破裂,绝大多数M_L4.0级以上余震的震源机制也表现出与主震类似的逆冲破裂特征.M_L2.0级以上余震序列发生在主震两侧,集中分布的长轴为30 km左右,震源深度主要集中在5～27 km,M_L3.5级以上较大余震则集中分布在9～25 km的深度上,并揭示出发震断层倾向北西的特征.利用小震分布和区域应力场拟合得到发震断层参数为走向207°/倾角50°/滑动角92°,绝大多数余震发生在断层面附近10 km左右的区域.综合地震序列分布特征、主震震源深度和已有破裂过程研究结果,可以推测主震破裂过程自初始点沿断层的两侧扩展破裂,南侧破裂比北侧稍长,滑动量主要集中在初始破裂点附近,可能没有破裂到地表.综合本文研究成果、地震烈度分布和现有的科学考察结果,初步推测发震构造为龙门山山前断裂,也不排除主震震中东侧还存在一条未知的基底断裂发震的可能性.     

西藏高原及其周围地区地震的地震矩张量及震源参数的尺度关系.

本研究根据 WWSSN 的长周期远震体波记录,采用广义反演技术确定了1966至1980年期间发生在西藏高原及其周围地区的11个主要浅源地震的地震矩张量,同时得到了震源时间函数和震源深度.部分地震的地震矩张量解明显地偏离双力偶模型,偏离的程度似乎与震源机制参数有关.所分析的地震具有较浅的震源深度,均分布在上部地壳范围内.由最佳双力偶模型所得到的震源机制解与印度洋板块向东北方向移动与欧亚板块相碰撞,以及西藏高原向东移动的假设相一致.尺度关系分析表明,板内地震的应力降系统地高于缝合线附近地震的应力降.地震过程持续时间随着地震的规模而增长,但对于相同规模的地震,缝合线附近地震的持续时间长于板内地震.以上结果反映了大陆内部地震的地震矩张量的特征,并暗示缝合线附近地震具有与板内地震不同的发震环境和震源过程.