2017年8月9日精河MS6.6地震余震序列精定位及发震构造分析

为确定2017年8月9日精河M_S6.6地震的发震构造,本文使用双差定位方法对发震时刻至2017年10月震源区所发生的余震进行了精定位,同时利用CAP波形反演方法,得到了主震的震源机制解,同时使用GPAT方法反演得到了部分余震的震源机制解,并基于两者对本次地震的发震构造予以分析。结果显示:精定位后主震位于（44.27°N,82.85°E）,震源深度为17 km;主震最佳双力偶解对应的节面Ⅰ的走向为260°、倾角为51°、滑动角为84°,节面Ⅱ的走向为89.5°、倾角为39.4°、滑动角为97.4°;余震序列位于主震东侧,并向东展布约30 km,在3—18 km深度范围内均有分布,其优势方向为近EW向,次优势方向为SW向。结果表明,本次地震是一次逆冲型地震,通过反演得到的大量小震震源机制解的结果与主震震源机制解结果相一致。结合余震震中分布、主震及余震的震源机制解以及震源区的地质构造,本文推断近EW走向具有逆冲性质的库松木楔克山前断裂为精河主震的发震构造。      

2015尼泊尔M_S8.1地震中等余震震源机制研究

本研究利用西藏台网记录的波形数据,采用gCAP方法反演了2015年4月25日尼泊尔MS8.1大震5次中等余震(5.0≤MS≤6.5)及西藏定日MS5.9地震震源机制解.结果显示,6次地震包含2个正断、2个走滑及2个逆冲型地震.其中2个正断型地震位于主震的东北方向,即发震断层的上盘,表明该区域受到主震同震位移的影响,表现出应力拉张的变化特征;2个走滑型地震在主震破裂的东南方向上,说明随着破裂往东南方向延伸,余震的走滑分量增强;另外2个逆冲型地震位于5月12日MS7.5强余震区域,与MS7.5地震的滑移状态一致,可能与主震同震位移引起该区域处于应力挤压状态密切相关.这些结果表明,尼泊尔MS8.1主震发生后,由于同震位移的影响,不同区域处于不同的应力状态,从而使中等余震表现出不同的震源类型.     

四川芦山MS7.0地震余震序列双差定位、震源机制及应力场反演

2013年4月20日发生了四川芦山M_S7.0地震,主震中位于青藏地块与华南地块结合部的龙门山断裂带南端.本研究用双差定位法对芦山地震主震及余震序列进行重新定位,得到主震位置为(30.29°N,102.97°E,17.82 km)及4100多次余震重新定位结果.利用GSN/IRIS台网和国家台网及四川省区域台网的波形数据对主震及部分余震进行了震源机制解反演.结果表明,主震为一次逆冲地震,根据余震序列分布确定发震断层面走向为200°,震源机制解断层倾角为45°.基于震源断层面解和断层滑动方向,采用力轴张量计算法得到了研究区域的平均主压应力方向约为N112°E.     

2019年6月17日四川长宁6.0级地震中心震源机制解及震源区构造应力场研究

不同资料和方法给出的2019年6月17日四川长宁6.0级地震震源机制解存在较大差异,为了找到1个合适的震源机制解来研究此次地震的发震方式,通过数学方法得到了与现有震源机制解差别最小的中心震源机制解,节面I的走向、倾角、滑动角分别为194.78°、52.68°和139.16°,节面Ⅱ的走向、倾角、滑动角分别为312.44°、58.67°和45.22°,根据本次地震余震分布拟合得到的断层面的走向为312.17°,与中心震源机制的节面Ⅱ走向一致,因而推断节面Ⅱ为本次地震的发震断层面。之后,利用此次地震之前震源区地震的震源机制解,反演了震源区的震前构造应力场。结果表明,长宁6.0级地震的中心震源机制解和震源区震前应力场均为逆冲型为主兼走滑分量的类型,震前应力场压轴为NWW—SEE向,中间轴为NNE—SSW向,两轴倾角接近水平,而张轴较陡,表现为逆冲型的应力场。将反演得到的应力场投影到中心震源机制解给出的与余震分布一致的节面上,发现中心震源机制解的滑动角和应力场预测的滑动角差别仅为13.45°,表明此次地震受背景应力场控制而发生在先存的薄弱面上。     

2021年西藏比如MS6.1地震序列发震构造分析

利用双差定位方法对西藏比如M_S6.1地震序列141次M_L≥2.0地震进行重新定位,采用CAP波形反演方法获得主震的震源机制解,并运用最小空间旋转角方法比较不同机构发布的震源机制解的差异。重新定位后主震震中位置为(31.924°N,92.824°E),靠近余震区中心,震源深度为12.8 km;余震分布沿NE向展布,长约18 km。沿NE向深度剖面结果显示,在主震右上方存在5 km×10 km的近椭圆形地震破裂空区。主震的震源机制解为正断兼走滑型,最佳矩心深度为9.3 km,矩震级为5.98。结合重新定位后余震分布、主震与历史地震震源机制解及地质构造背景等分析,认为具有左旋运动性质的安多南缘断裂可能是该次地震序列的主要发震构造。     

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.     

阜阳M_S4.3地震震源深度的确定及地震成因分析

2015年3月14日在安徽阜阳地区发生了M_S4.3地震,随后发生3月23日M_s3.6余震.主震造成2人死亡13人受伤.房屋倒塌155间,受损1万多间.主震震级不大,而造成的灾害巨大.本文使用CAP方法反演了两次地震的震源机制解和震源深度,结果显示两次地震的震源机制解和深度一致.主震的机制解节面Ⅰ走向110°,倾角75°,滑动角—10°;节面Ⅱ走向202°,倾角80°,滑动角—164°;矩震级M_w4.3,余震矩震级M_w3.7,反演最佳深度均为3 km.最佳深度时波形拟合相关系数较高,表明反演结果是可靠的.使用sPn和sPL深度震相进一步分析了两次地震的震源深度.结果显示,选取的7个台站的sPn震相与Pn震相的平均到时差为1 s,对应的震源深度为3 km.震中距为36 km的利辛台的sPL震相与Pg震相到时差约为1.1 s,对应震源深度约3~4 km之间.两种深度震相分析的震源深度与CAP方法的结果一致,表明本文给出的阜阳地震震源深度为3 km左右基本是可靠的.本次地震造成较大灾害的原因很可能与地震震源较浅有关.阜阳地区地壳结构相对稳定,地质构造演化形成3 km厚的沉积层,本次地震可能是区域应力作用下发生在沉积层里的一次地震.     

2020年云南巧家M5.0地震震源机制解与震源区应力场研究

基于国家测震台网数据中心提供的波形资料, 采用gCAP方法反演2020年5月18日云南巧家M5.0地震及研究区域51次地震震源机制解, 并收集研究区域震源机制解50个。 采用网格搜索法反演区域构造应力场, 并对研究区域采用不同划分进行应力场反演。 获得以下结论: ① 主震震源机制解节面Ⅰ的走向、 倾角和滑动角分别为175°、 67°和-19°, 节面Ⅱ的走向、 倾角和滑动角分别为273°、 73°和-156°, 矩震级为4.97, 矩心深度为8.8 km。 表明主震属于兼具逆冲分量的走滑型地震; ② 震后区域应力场主压应力轴方位为NWW, 倾角接近水平, 主张应力轴方位为NNE, 倾角接近水平, 属于走滑型应力状态, 与周边地质构造运动状态相吻合; ③ 对研究区域采用不同划分所得应力场结果相差不大, 表明该区域应力场比较稳定, 受深大断裂带和震源机制解类型影响较小。     

2011年盈江Ms≥4.0地震序列震源机制解与发震构造研究

基于云南数字地震台网和腾冲火山台网宽频带波形记录,采用CAP方法反演了2011年盈江Ms5.8地震序列主震及Ms≥4.0前震、余震的震源机制解.结果显示:主震震源深度为9 km,与该事件的定位结果相一致;震源机制解的节面之一走向248.,倾角77.,滑动角19..结合余震、烈度分布以及震区的活动构造,判定该节面代表了主震的发震断层面,相应的发震断层应是震区附近的北东向大盈江断裂.主震主压力轴方位为20.,除Ms4.7余震为正断型地震外,其他7次地震都为纯走滑型地震,都具有NNE-SSW向近水平的P轴,与该区历史地震震源机制主压应力优势方向一致.综合应力场及构造分析表明,盈江Ms5.8地震的发震动力学环境是:受印度板块向欧亚板块北东向挤压和缅甸弧对保山—腾冲地块北东向俯冲的双重作用,保山—腾冲地块呈现北东向水平运动,导致的大盈江断裂带左旋走滑错动的结果.     

2012年彝良MS5.7和MS5.6地震序列重定位和震源机制解特征

利用地震科学探测台阵在云南、 贵州地区的17个流动台站的地震记录, 采用双差定位法对2012年9月7日云南彝良M_S5.7和M_S5.6地震及其余震序列(M_L≥1.0)进行重定位． 在获得精确的震源位置后, 采用CAP法反演了M_S≥4.0地震的震源机制解． 结果显示, 彝良M_S5.7主震位于(27.509°N, 103.971°E), 震源深度为9.7 km, 震源机制解节面Ⅰ走向251°、 倾角66°、 滑动角150°, 节面Ⅱ走向354°、 倾角63°、 滑动角27°; 彝良M_S5.6主震位于(27.563°N, 104.034°E), 震源深度为10.0 km, 震源机制解节面Ⅰ走向235°、 倾角39°、 滑动角147°, 节面Ⅱ走向352°、 倾角70°、 滑动角56°． 反演结果显示断层的几何形态、 余震分布特征、 震源机制解特征及构造应力场等均有很好的一致性． 综合断层的运动学特征、 地震活动规律和地质构造背景, 推测彝良地震的发震断裂为昭通断裂带的前缘断裂, 即NE走向的石门断裂． 导致震区受灾严重的主要原因是由于彝良地震震源深度较浅, 能量释放多发生在地壳浅部所致．      

2016年1月21日青海门源MS6.4余震序列重定位和主震震源机制解

2016年1月21日01时13分13.0秒（北京时间）,青海省海北州门源县发生M_S6.4地震.为了更好地认识这次地震的发震构造,本文利用青海省地震台网和甘肃省地震台网的省级固定地震台站及部分流动地震台站记录到的波形资料,通过重新拾取震相和联合HYPOINVERSE 2000与HypoDD定位方法,对2016年1月21日青海门源地震序列M_L≥1.8的189个地震事件进行了重新定位,并采用gCAP方法分别反演了主震的双力偶机制解和全矩张量解. 定位结果显示,主震位置为37.67°N、101.61°E,震源深度为11.98 km;余震序列展布方向为SE和NW两个方向、长度约16 km,震源深度优势分布为4~14 km,断层面倾向为SW方向. 利用gCAP方法得到的矩心深度在8~9 km之间. 结合野外地质调查结果,认为该次地震事件为一次逆冲型事件,其发震断层可能为北西向冷龙岭断裂与北西向民乐—大马营断裂之间的一条盲断层,推测由于印度板块与欧亚板块的碰撞挤压使得青藏高原北缘与阿拉善地块之间的东西向挤压而造成的断层应力失稳,从而形成门源地震.     

Seismic moment tensor inversion using 3D velocity model and its application to the 2013 Lushan earthquake sequence

Source inversion of small-magnitude events such as aftershocks or mine collapses requires use of relatively high frequency seismic waveforms which are strongly affected by small-scale heterogeneities in the crust. In this study, we developed a new inversion method called gCAP3D for determining general moment tensor of a seismic source using Green's functions of 3D models. It inherits the advantageous features of the “Cut-and-Paste” (CAP) method to break a full seismogram into the Pnl and surface-wave segments and to allow time shift between observed and predicted waveforms. It uses grid search for 5 source parameters (relative strengths of the isotropic and compensated-linear-vector-dipole components and the strike, dip, and rake of the double-couple component) that minimize the waveform misfit. The scalar moment is estimated using the ratio of L₂ norms of the data and synthetics. Focal depth can also be determined by repeating the inversion at different depths. We applied gCAP3D to the 2013 M_s 7.0 Lushan earthquake and its aftershocks using a 3D crustal-upper mantle velocity model derived from ambient noise tomography in the region. We first relocated the events using the double-difference method. We then used the finite-differences method and reciprocity principle to calculate Green's functions of the 3D model for 20 permanent broadband seismic stations within 200 km from the source region. We obtained moment tensors of the mainshock and 74 aftershocks ranging from M_w 5.2 to 3.4. The results show that the Lushan earthquake is a reverse faulting at a depth of 13–15 km on a plane dipping 40–47° to N46° W. Most of the aftershocks occurred off the main rupture plane and have similar focal mechanisms to the mainshock's, except in the proximity of the mainshock where the aftershocks' focal mechanisms display some variations.     

Rupture process and aftershock focal mechanisms of the 2022 M6.8 Luding earthquake in Sichuan

According to the China Earthquake Networks Center, a strong earthquake of M6.8 occurred in Luding County, Ganzi Tibetan Autonomous Prefecture, Sichuan Province, China (102.08°E, 29.59°N), on September 5, 2022, with a focal depth of 16 km. Rapid determination of the source parameters of the earthquake sequence is vital for post-earthquake rescue, disaster assessment, and scientific research. Near-field seismic observations play a key role in the fast and reliable determination of earthquake source parameters. The numerous broadband seismic stations and strong-motion stations recently deployed by the National Earthquake Intensity Rapid Report and Early Warning project have provided valuable real-time near-field observation data. Using these near-field observations and conventional mid- and far-field seismic waveform records, we obtained the focal mechanism solutions of the mainshock and M ≥ 3.0 aftershocks through the waveform fitting method. We were further able to rapidly invert the rupture process of the mainshock. Based on the evaluation of the focal mechanism solution of the mainshock and the regional tectonic setting, we speculate that the Xianshuihe fault formed the seismogenic structure of the M6.8 strong earthquake. The aftershocks formed three spatially separated clusters with distinctly different focal mechanisms, reflecting the segmented nature of the Xianshuihe fault. As more high-frequency information has been applied in this study, the absolute location of the fault rupture is better constrained by the near-field strong-motion data. The rupture process of the mainshock correlates well with the spatial distribution of aftershocks, i.e., aftershock activities were relatively weak in the maximum slip area, and strong aftershock activities were distributed in the peripheral regions.     

2017年8月8日九寨沟M7.0地震及余震震源机制解与发震构造分析

2017年8月8日在青藏高原东缘四川省九寨沟县发生M7.0级强烈地震,极震区烈度达Ⅸ度,但无明显地表破裂,一定程度上限制了发震构造的确定和后续地震危险性判定.本文基于截止至2017年8月14日的地震资料,采用多阶段定位方法,对主震及余震进行了重新定位,同时,利用CAP波形反演方法,获得了M7.0主震与13次M_L ≥ 4.0级余震的震源机制解和震源矩心深度,进而初步分析了本次地震的发震构造.结果显示,九寨沟M7.0地震的矩震级M_W6.4,震源矩心深度5 km,表明主震发生在上地壳浅部,与2003年伊朗巴姆（Bam）M_W6.5地震特征极为相似;12次M_L ≥ 4.0级余震的震源矩心深度6~12 km,显示这些余震发生在主震下部,仅1次例外.重新定位后的余震震中呈NW-SE向窄带展布,位于近NS向的岷江断裂与近EW向的东昆仑断裂带东端分支塔藏断裂所夹持的区域,余震带长轴长约38 km,主震位于余震带中部.根据余震震中分布、主震及余震震源机制解等,推测本次九寨沟M7.0地震及其余震的主发震构造为位于岷江断裂与塔藏断裂之间的树正断裂.震源机制解揭示,树正断裂呈左旋走滑,走向约152°,近SE,倾向SW,倾角约70°,该断裂应属于东昆仑断裂东端的分支断裂之一,或与东南侧的虎牙断裂构成统一断裂系.     

2015年11月23日青海祁连MS5.2地震震源机制解及发震构造初步探讨

采用CAP（Cut and Paste）方法反演了2015年11月23日青海祁连M_S5.2主震的震源机制解,其最佳双力偶解：节面Ⅰ走向109°、倾角58°、滑动角21°,节面Ⅱ走向8°、倾角72°、滑动角146°,矩震级M_W5.16,矩心震源深度约为9 km。结合震区的活动构造,判定发震断层面为节面Ⅰ,推测托勒山北缘活动断裂中段为此次地震的发震断裂。     

2018年11月26日台湾海峡M_S6.2地震发震构造研究

本文利用福建省地震台网、广东省地震台网和台湾"中央"气象局17个台的宽频带记录,使用CAP方法反演了2018年11月26日台湾海峡M_S6.2地震震源机制解,得到节面1走向/倾角/滑动角为89°/82°/-173°,节面2走向/倾角/滑动角为358°/84°/-7°,最佳拟合深度14km,矩震级5.8.使用双差定位获取了94个M_L2.0以上地震的精定位结果,结果显示,主震位于北纬23.36°,东经118.62°,震源深度10.43km.根据小震分布和构造应力场反演得到余震断层面走向和倾角分别为88°和60°.研究认为,台湾海峡6.2级地震发震构造为近EW向的台湾浅滩断裂,受南海板块张裂拉伸发育而成,孕震过程中有东山隆起东缘断裂的参与,推测在菲律宾板块对欧亚板块NW-SE向挤压碰撞背景下,近EW向的台湾浅滩断裂与近NS向的东山隆起东缘断裂交接部位属于强度薄弱区,最终产生高倾角右旋走滑错动而引发地震,余震主要沿台湾浅滩断裂分布.     

三种方法分析2017年宁夏固原MS4.6地震的震源机制解

利用宁夏区域地震台网的波形数据,基于三种不同速度模型分别使用相对稳定的 Hash方法、Snoke方法及gCAP方法计算2017年9月2日宁夏固原 M_S4．6地震的震源机制解,并根据这些结果给出了该地震的震源机制中心解.结果表明,该地震的震源机制中心解为节面Ⅰ:走向: 41°,倾角:79°,滑动角:-175°;节面Ⅱ:走向:310°,倾角:85°,滑动角:-11°.基于速度模型3的Hash方法结果和中心解结果之间的最小空间旋转角数值相对最小,震源机制解参数最接近中心解的结果.速度模型分层越精细,结果的精度相对越高,其中 Hash方法及Snoke方法的反演结果受速度模型的影响较为明显,与 Snoke方法相比,Hash方法对台站分布的要求较低,但对波形质量要求较高,要确保整个波形段和剪切波段具有一定范围的高信噪比.在实际应用中,对于台站方位角覆盖不是很好的区域地震台网来说,或者地震震中位于台站分布相对稀少的地区且可利用台站数目不是很多的情况下,在精细速度模型和波形信噪比的阈值等参数设置较为准确的情况下,可以考虑使用 Hash方法来丰富计算结果.     

Seismic relocation,focal mechanism and crustal seismic anisotropy associated with the 2010 Yushu MS7.1 earthquake and its aftershocks

The 2010 Yushu M_S7.1 earthquake occurred in Ganzi-Yushu fault, which is the south boundary of Bayan Har block. In this study, by using double difference algorithm, the locations of mainshock (33.13°N, 96.59°E, focal depth 10.22 km) and more than 600 aftershocks were obtained. The focal mechanisms of the mainshock and some aftershocks with M_S>3.5 were estimated by jointly using broadband velocity waveforms from Global Seismic Network (GSN) and Qinghai Seismic Network as well. The focal mechanisms and relocation show that the strike of the fault plane is about 125° (WNW-ESE), and the mainshock is left-laterally strikeslip. The parameters of shear-wave splitting were obtained at seismic stations of YUS and L6304 by systematic analysis method of shear-wave splitting (SAM) method. Based on the parameters of shear-wave splitting and focal mechanism, the characteristics of stress field in seismic source zone were analyzed. The directions of polarization at stations YUS and L6304 are different. It is concluded that after the mainshock and the M_S6.3 aftershock on April 14, the stress-field was changed.     

2014年8月3日云南鲁甸MS6.5级地震序列重定位与震源机制研究

本研究采用双差定位法对2014年 8月3日至7日期间鲁甸M_S6.5级主震及647个余震序列进行重新定位,得到471个重定位结果.结果显示,主震的震源深度为13.3 km,与破裂过程显示的初始破裂深度较为接近,余震序列呈现出近东西向-北西向的不对称共轭状分布,近东西向长约17 km,而北西向长约22 km,小震优势分布深度为10 km以上,且由主震处沿共轭断层分别向东南向和近东西向逐渐往10 km深度以上的浅部迁移.小震分布还展示出发震断层高倾角分布,且与昭通-鲁甸断裂分支断裂包谷垴-小河断裂活动相关.由于主震破裂的质心深度可为深入认识本次地震灾害严重提供重要证据,为此我们采用gCAP（generalized Cut And Paste）方法反演了包括主震在内共5个4.0级以上地震的震源机制解,结果显示主震质心深度仅约5.0 km,与已有破裂过程显示的较大滑移量处于2~8 km之间的深度一致.本次主震错断了互为共轭的两条断裂,这种共轭破裂模式与矩心深度较浅,可能为本次地震致灾严重的重要原因.