断层围陷波观测和应用

断层围陷波的观测特点是利用密集的地震台阵,横跨断层布设测线。可以利用爆炸震源也可以利用余震进行观测,本文分别介绍了实际观测的例子。对大地震破裂带内部的观测,测线位置通常布设在地表破裂带明显、已开挖了地震探槽、断层陡坎出露等地震地质的典型地段。利用爆炸震源激发观测断层围陷波,震源位置应尽量选择在断层带上,震源炸药量大约500kg,测线位置与震源的距离大约5—15km。断层围陷波在新破裂带和老的断层中都能形成和传播,因此该方法可以用于大震破裂带研究,也可以用于城市活断层探测。     

昆仑山断层围陷波的分析和研究

对2001年昆仑山口西Ms81级地震产生的断层带,布设了沿断层和横跨断层的两条人工地震测线.通过对观测资料的定量分析和处理,求得了昆仑山断层带内部的细结构.分析工作包括从S波震相开始的振幅谱计算、速度频散计算、群速度测量,并用面波频散方法反演S波速度结构,用振幅谱比的方法估计断层带的Q值.野外试验结果表明,S波震相与围陷波组的时间差随炮点与台站之间距离增大而增加,在断层带外的测点上观测到与断层带相关的场地效应.最后得出昆仑山断层带宽度为250m、速度结构为断层内低速的分层结构和Q值为15（断层内）和30（围岩）.虽然昆仑山口西地震的震级比美国加州Landers地震的震级（Ms76）大,且地震产生的破裂带长度长得多,但是这两个地震断层带的宽度却相差不大.     

基于背景噪声经验格林函数的地震准确定位精度分析——以2008年甘肃武都地震为例

准确的震源位置能够为抗震减灾工作和地球内部结构研究提供关键信息.在震中附近观测台网密集且方位角覆盖良好的情况下,通过拟合多个台站P波、S波的观测到时,能够得到准确的震源位置.而在台网稀疏的地区,由于缺少可靠的三维速度结构模型,往往造成较大的地震定位误差.近年来发展了基于背景噪声经验格林函数(EGFs)对地震波形进行校正的重定位方法,能够有效地压制路径上复杂速度结构体的影响,提高了地震定位精度,为稀疏台网情形下地震准确定位研究提供了一个新思路.本文选取由InSAR观测到准确位置的2008年甘肃武都M_S5.5地震作为测试案例,对稀疏台网下基于背景噪声格林函数地震准确震中测定方法进行了定量评估.利用震中附近多个流动台分别作为参考台,提取其与固定台站之间的背景噪声格林函数(EGFs),然后使用噪声Rayleigh面波格林函数对地震波形进行校正,重定位武都地震震中,并与真实震中位置进行对比.结果表明：使用距离震中30 km以内的参考台,利用10～30 s频段的面波走时信息,噪声叠加时长为一个月,定位精度在5 km以内;当噪声叠加时间一年以上,重定位精度优于1 km.本文进一...     

2002年8月20日长白山天池火山小震震群研究

2002年7～9月，采用15台宽频带流动地震仪在长白山天池火山区进行了近3个月的地震观测，记录到大量发生在天池火山附近的地震和多次小震群。对2002年8月20日的小震群进行了分析，结果表明这些地震发生在长白山天池内的西南部，震源深度距离天池水面一般小于4km深，震群的震中位置呈北西向线性分布。地震记录的频谱分析表明，该震群为典型的火山构造类型地震。在观测中发现HSZ和DZD台的地震记录低频成份丰富，这可能与台站附近的局部介质变化或低速的断层带有关。我们认为震群可能是由火山深部活动诱发的局部断裂活动所引起。     

双差地震定位法误差定量分析

利用双层地壳模型,在下地壳中构造若干地震事件构成事件簇,分别在真实震源位置中添加不同程度的噪声后作为初始震源位置进行重定位,重定位中分别使用均匀分布和仅分布于事件簇一侧的台站,分析了初始震源位置和台站分布情况对双差重定位结果的影响.研究结果表明,在台站均匀分布情况下,当初始震中位置偏离真实震中小于22.3 km时,双差重定位后事件的震中位置平均偏离真实震中小于3.1km,事件间的相对震中距离为2.9km与真实值3.35 km接近,重定位后事件深度分布比真实事件集中;重定位后事件间的相对震中位置与添加的噪声水平关系不大,表明双差重定位法得到的事件间的相对震中位置更加稳定.当台站仅分布于震群一侧时,重定位结果与台站均匀分布时基本相同,表明台站分布对双差重定位结果影响不大.最后对双差重定位中最大震源对距离参数MAXSEP的分析表明,当事件簇中震源对平均距离比MAXSEP稍大时,重定位结果中部分事件的震源位置可能是不可靠的.     

2003年青海德令哈6.7级地震序列的震源机制解及其构造含义

利用8个流动数字地震台和国家数字地震台站的地震波形记录,测量了2003年4月17日青海德令哈6.7级地震及其主要余震的直达P波、SV波、SH波的初动方向和振幅比,应用Snoke(2003)的测定震源机制解的格点尝试法,测定出德令哈地震序列的48个2.4级以上地震的震源机制解.搜集分析了美国哈佛大学测定的德令哈6.7级主震和2004年二期地震活动中的7个地震的震源机制解.基于余震空间分布特征和对震源机制解特征的分析,讨论了德令哈地震序列的可能断层活动方式和地震的构造含义.结果表明,主震和大部分余震都是沿NWW-SEE走向的逆断层错动,北边的上盘可能沿低角度向北倾的断层面向南仰冲;个别正断层余震可能是震源区挤压变形弧顶区附近发生的局部张性破裂;在二期地震活动中,逆断层和走滑断层都有,走滑断层地震主要发生在震源区东侧.德令哈地震活动是青藏高原东北缘NWW-SEE向延伸的挤压带继续处于隆升活动中的表现,这一继承性新构造运动是德令哈地震序列的可能发震原因.     

2011年新西兰Mw6.1地震震源过程及强地面运动特征初步分析

2011年2月21日新西兰南岛发生M_w6.1地震,震中位置43.58°S,172.70°E,震源深度约5.0 km,发震断层为新西兰第三大城市克赖斯特彻奇(Christchurch)南约9 km一条近东西走向的未知隐伏断层,为逆冲断层机制.地震已经造成163人遇难,Christchurch城内多处建筑物严重损毁,距震中约1 km的Heathcote Valley Primary School (HVSC)台站强地面运动峰值加速度(PGA)高达2.0g.针对新西兰M_w6.1地震近场强地面运动偏高这一现象,利用HVSC台站的强震观测记录,计算地震震源谱参数,应用Brune圆盘模型估算其近场强地面运动的理论值,并建立动态复合震源模型进行模拟计算.研究结果表明,新西兰M_w6.1地震近断层强地面运动偏高的主要原因为复杂震源破裂过程中有效应力降(动态应力降,Δσ_d)过高造成的.未来工作中,需要加强对可能发生的、距离城市较近的中小型地震的重视,防止地震对城市的加强型破坏.     

新疆于田MS7.3地震主震精定位研究

新疆、青海、西藏数字地震台网和新疆和田台阵都十分清晰、完整地记录到2014年2月12日新疆于田MS7.3地震的波形,故采用区域地震台网和地震台阵联合定位的方法来精确测定该地震的震源位置。具体定位时采用了以下技术：①根据MS7.3地震震中的位置,360o等方位均匀选取台站,平均每隔约15o取1个台站参与初始定位;②将于田台的记录波形旋转至径向和切向上精确测定S波的到时,并以此控制震中距;③测定震中位置时采用的速度模型,是以震源为中心、半径约为1.0o范围内发生的历史地震资料为基础,重新拟合后获得的速度模型;④利用和田地震台阵记录的主震波形资料,经波形聚束方法处理后进行方位角测定,并以此方位角修正震中位置;⑤采用确定性方法测定震源深度。最终得到新疆于田MS7.3地震主震的震中位置为36.197oN、82.467oE,震源深度为12km,发震时刻为2014年2月12日17:19:48.2。     

乳山序列地震分布与震源区速度结构的关系

速度结构反演可提供与震源区介质及地震发生位置等有关的重要信息,为了解地震形成机理及发震环境提供重要依据。文中采用双差层析成像方法,对乳山台阵2014年5月7日—2016年12月31日期间有6个以上台站记录到的地震事件进行重新定位,并反演其震源区P波三维速度结构。1 410次乳山台阵记录的ML 1. 0地震经双差定位后获得1 376次精确定位结果,震中呈NWW-SEE向展布,走向SEE,倾向SW,形成长约3km、宽约1km的地震密集带;速度结构显示震源区附近存在3个速度明显不同的区域,余震活动主要发生在3个区域的交会位置,偏高速体一侧;综合考虑震中展布与高、低速体及不同性质岩体间的位置关系、区域地质构造等因素,推测震中展布位置应为2种不同岩体的界线,在高速体与低速体过渡带之间可能存在1条隐伏断裂。     

利用断层围陷波研究昆仑山口西8.1级地震破裂面

利用横跨地表破裂带的小点距的地震测线, 对2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震进行了断层围陷波的观测实验. 经过数字滤波和频谱分析等技术, 由地震记录图中分离出了断层围陷波. 资料处理结果表明: ① 无论是人工地震震源还是天然地震震源, 只要位于断层带内或紧靠断层带, 均能激发断层围陷波; ② 断层围陷波的能量主要集中于断层带内, 其振幅随测点与断层带距离的增加而急剧衰减; ③ 断层围陷波的优势频率与断层的宽度及断层带内介质的速度有关, 断层带越宽, 或断层带内部介质速度越低, 则观测到的断层围陷波的优势频率越低; ④ 断层围陷波存在着频散现象; ⑤ 根据昆仑山口西地震测线断层围陷波的观测结果, 可推断该处破裂面宽度为300 m左右, 远远大于地表破裂带的宽度.      

2000年姚安MS65地震震源及近邻区的低QS

利用震源距23 km范围内观测的2000年姚安MS65地震余震记录，计算了震源及近邻区域的尾波规一直达S波在频率15～20 Hz之间的傅里叶谱振幅.结果显示谱振幅随震源距增大而增大， 在对谱振幅进行了震源辐射方向性校正之后, 才出现谱振幅随震源距衰减的现象.由此获得了震源及近邻区域S波的Q(f)值,可表示为QS(f)=89f098其值比由尾波得出的姚安地区的平均QC(f)值低得多，表明了震源破裂带的强烈非均匀性对QS(f)的重大影响.     

2000年姚安MS65地震震源及近邻区的低QS

利用震源距23 km范围内观测的2000年姚安MS65地震余震记录，计算了震源及近邻区域的尾波规一直达S波在频率15～20 Hz之间的傅里叶谱振幅.结果显示谱振幅随震源距增大而增大， 在对谱振幅进行了震源辐射方向性校正之后, 才出现谱振幅随震源距衰减的现象.由此获得了震源及近邻区域S波的Q(f)值,可表示为QS(f)=89f098其值比由尾波得出的姚安地区的平均QC(f)值低得多，表明了震源破裂带的强烈非均匀性对QS(f)的重大影响.     

上地幔过渡带S—P和P—S转换的全球研究

本文研究了1984年至1986年3年期间全球数字地震台网(GDSN)记录的长周期数据,以讨论作为远震S前驱波的上地幔过渡带产生的S—P和P—S转换波的存在,这类转换波已在大量单台站记录上得到证实,许多记录的简单叠加加强了转换相位的出现,并证明不同板块区域之间过渡带性质没有重要的横向变化。400km间断面的S—P和P—S转换波在70°至85°之间距离上得到很好的观测,而670km间断面的转换波在87°以上距离观测得很好。已发表的震源机制分析和与合成地震图比较说明,转换震相的形态主要由地震辐射图型所控制,接收点下方经历S—P转换的震相可以从倾滑事件观测到。这些事件沿台站方向上辐射强SV和弱P波。在另一方面震源区域下方P—S转换经常可以从沿台站方向激发强P波和很小的SV波能量的事件中观测到,同时也从一些走滑事件中观测到。观测资料与合成地震图比较表明,Dziewonski和Anderson(1981)的PREM模型可以解释绝大部分观测数据。然而,从670km间断面上观测到的S—P和P—S转换波经常比合成地震图的振幅强。转换波和P波尾波的加强干涉,震源辐射的影响以及比在PREM模型中更高的670km间断面的速度反差都可能成为这一偏差的原因。     

汶川地震区断层围陷波探测

对汶川地震区开展震后科考和断层围陷波探测,本文主要介绍平通镇断层围陷波探测及初步结果。平通镇处在汶川8．0级地震断层带正上方,地表破坏十分严重。该断层围陷波测线横跨断层,以地震探槽为大致中点,沿NW—SE方向两端延伸,测线长约400m。这次观测结果表明,在汶川8．0级地震的新破裂带中可以观测到断层围陷波,反映了断层带内外的介质在物理性质上有较大的差异。该测线记录的断层围陷波优势频率大约为3—4Hz。探槽附近的台站断层围陷波较强,初步推测,该地段地壳内断层的宽度大约有200m。     

新疆于田MS 7. 3 地震主震精定位研究

新疆、青海、西藏数字地震台网和新疆和田台阵都十分清晰、完整地记录到2014年2月12日新疆于田MS7.3地震的波形,故采用区域地震台网和地震台阵联合定位的方法精确测定该地震的震源位置。具体定位时采用了以下技术:①根据MS7.3地震震中的位置,360°等方位均匀选取台站,平均每隔约15°选取1个台站参与初始定位;②将于田台的记录波形旋转至径向和切向上精确测定S波的到时,并以此控制震中距;③测定震中位置时采用的速度模型,是以震源为中心、半径约为1.0°范围内发生的历史地震资料为基础,经重新拟合后获得的速度模型;④利用和田地震台阵记录的主震波形资料,经波形聚束方法处理后测定方位角,并以此方位角修正震中位置;⑤采用确定性方法测定震源深度。最终得到新疆于田MS7.3地震主震的震中位置为36.197°N、82.467°E,震源深度为12km,发震时刻为2014年2月12日17:19:48.2。     

2008年5月12日汶川MW 7.9地震的震源位置与发震时刻

综合运用四川省地震台网与紫坪铺水库地震台网的观测资料,精确地测定了2008年5月12日汶川MW7.9地震的震源位置与发震时刻．指出,对汶川地震这样的大地震精准定位,必须克服或尽量减少远台观测对地震精确定位的局限性、地壳介质模型的不完善性以及识别与检测初至波震相的不一致性等因素的影响．通过分析对比、反复试验,从上述台网中精心选取了方位分布均匀、具有近震源台站约束、直达P波震相确系由初始破裂辐射出的15个地震台的直达P波到时数据,反演得出精确度比区域性地震台网常规测定的精确度高一个数量级的汶川大地震的定位结果,即:发震时刻（北京时间）:2008年5月12日14:27:57.59plusmn;0.03 s;震中位置:31.018deg;Nplusmn;0.3 km,103.365deg;Eplusmn;0.3 km;震源深度:15.5 kmplusmn;0.3 km．      

Hypocenter和Hypo2000地震定位方法在攀枝花—会理地震序列中的应用

利用Hypocenter和Hypo2000地震定位法对2008年8月30日至2008 年11月30日四川攀枝花-会理发生的地震序列进行精确定位,就两种定位法的震中分布、深度剖面、地震震中平面距离差、震源深度做了对比分析.结果表明:Hypocenter地震定位法与Hypo2000地震定位法定位结果比较吻合,定位效果较好.从Hypo2000方法给出的定位结果可以看出震中集中和收敛更清晰地勾画出了地震断层的空间走向.地震序列震中呈近南北方向分布, 总长度约37 km..地震序列主要集中在元谋断裂带,震源深度的优势分布在5～15 km之间, 平均震源深度为9.7 km.     

2023年山东平原MS 5.5地震宽频带面波震级和近场地震动反应谱空间分布特征分析

2023年8月6日山东平原发生M_S 5.5地震,中国地震台网中心获得丰富的测震和强震台站三分量波形数据。使用2°—10°震中距范围内80个台站的宽频带垂直向速度记录,测量该地震的宽频带面波震级;使用震中距200 km范围内1 278个强震仪和简易烈度计三分量记录,计算近场强震动加速度反应谱值。结果表明,宽频带面波震级M₍S(BB))平均值为5.5,震中西南侧台站测定震级相对偏小,偏大台站多分布在东北侧。近场强震动加速度反应谱呈NE—SW走向的条带状分布特征,沿断层破裂方向衰减慢,垂直断层方向衰减快。宽频带面波震级和加速度反应谱的空间分布特征支持本次地震以东北向单侧破裂为主,对照震中区地震断层资料,本次地震可能属于高唐和陵县—阳信隐伏断裂体系。     

利用数字地震记录研究唐山震区台下的P、S波速度结构

直接采集数字地震记录的原始 P波、S波记录波形 ,与利用 Haskell矩阵传递方法得到的理论综合地震图进行对比 ,通过不断调整介质模型 ,最后得到台站下方的体波速度结构模型 ,此方法中得到的 S波速度结构不同于通过其他波形转换而来的结果 ,而是同 P波一样从原始波形拟合而来 ,同时获得地震台下方 P、S速度介质模型 ,这为我们讨论地下介质的性质提供了更多的信息。数字地震波形资料取自于唐山市遥测地震台网陡河和滦县的短周期地震记录 ,共选用了震中距范围为 30～ 60°、震源深度为 1 0 0～ 60 0 km的 5个不同地点的深源远震记录资料。结果表明 ,台站下方的纵波和横波速度分层结构相当吻合 ,说明拟合结果相当可靠。两个台站下的地壳厚度均为 38km,速度结构在 1 3km的低速层处出现差异 ,滦县的低速层比陡河要更厚一些。两个台站的地壳速度结构都是高低相同 ,而且陡河的高低差异较滦县更为显著。唐山震区滦县部分的震源比陡河附近的浅 ,而 1 976年唐山 7.8级地震发生在陡河附近 ,可见地震的发生与壳内低速层的差异幅度有关。从泊松比高值来看 ,地幔顶部存在低速层 ,该区域是地幔上隆区 ,可能有部分熔融     

囊谦Ms5.2级地震震源机制解研究

利用青海省地震台网玉树、曲玛莱、杂多、昌都等地震台以及玉树7.1级地震后临时布置的台站产出的数字化观测资料,采用Pg、Sg最大振幅比的方法,计算了2011年6月26日青海囊谦Ms 5.2级地震震源机制解,结果显示该区地震序列以走滑地震为主,仅有一个余震的震源机制解为逆冲类型.