利用重复地震估算北京平原地区隐伏断裂深部的活动速率

利用首都圈数字化地震台网2001—2006年的波形资料分析北京平原地区隐伏断裂的深部滑动速率。通过波形互相关分析,识别出35组相似地震对和20组多重相似对,大部分相似地震活动表现为非周期性,重复间隔从数分钟到数百天不等。针对研究区内台站分布稀疏和低信噪比波形记录的现状,在波形相似的基础上,提出了采用在子采样条件下的S-P相对到时差(dSmP)和相对到时拾取误差来对相似地震震源位置的一致性进行强约束,进一步探索和完善波形意义上重复地震的识别方法。基于4组"重复地震"估算北京平原区黄庄-高丽营断裂和南口-孙河断裂在不同孕震深度处的滑动速率为1.0～1.2mm/a,怀安镇盆地南缘断裂地表以下9.4km处的滑动速率估计值为1.5mm/a,这一结果和地质资料结果相符。     

利用重复地震研究安宁河断裂带及周边地区深部滑动速率

基于西昌流动台阵和安宁河断裂带附近固定台站2013—2019年记录的宽频带地震波形资料,利用波形互相关方法进行相似地震识别,同时对P,S震相到时进行校正。结合S-P相对到时差约束地震相对距离的方法,在安宁河断裂带及其周边地区识别得到10组重复地震。对研究区内近震事件和重复地震分别进行重定位,并根据重复地震发震时间间隔计算断裂带深部滑动速率。结果显示:汶川—茂县断裂带西南段滑动速率约为4.37—6.09 mm/a;安宁河断裂带北段滑动速率约为2.30 mm/a;木里地区滑动速率在2.03—8.46 mm/a之间。结合已有研究成果,推测汶川—茂县断裂西南段处于持续蠕滑状态,与孕震凹凸体附近的断层运动特征相符,暗示该区可能存在发生强震的风险;由重复地震和地震重定位结果推测安宁河断裂带具有北段蠕滑、南段闭锁的特征;木里地区浅部地震事件数量多于深部,且浅部滑动速率高于深部,符合水库诱发地震的特征。     

基于GNSS的博阿断裂活动性分析

利用连续GNSS基线结果,通过计算断层位移的水平拉张运动和走滑运动速率,对博阿断裂东西两段进行定量研究,结果发现:博阿断裂西段右旋走滑速率约为4.8 mm/a,聚合速率约为0.5mm/a;博阿断裂东段同样为压扭性活动断层,其右旋走滑速度约为1.1 mm/a,其水平聚合速率约为2.7 mm/a。     

中国新疆天山博阿断裂晚第四纪右旋走滑运动特征

利用遥感资料 ,通过野外实地考察并结合气候地貌事件的分析 ,对斜切北天山、长逾70 0km的博阿断裂 (博罗科努 -阿齐克库都克断裂 )的右旋走滑运动进行了定量研究。该断裂分为西部NW向断裂和东部NWW向断裂。西部NW向断裂长近 2 5 0km ,向西北延伸进入哈萨克斯坦 ,右旋走滑速率可达 5mm/a ;由 4～ 5个断裂段组成 ,其上发育 3～ 4条古地震或历史地震形变带 ,显示具有发生 7.5级地震的能力。东部NWW向断裂右旋走滑速率 1～ 1.4mm/a ;其上发现小规模古地震形变带 ,显示具备发生 7级左右地震的能力。该断裂与山前的逆冲推覆构造之间构成典型的挤压区应变分配形式 ,即在斜向挤压作用下 ,变形分配为山前的逆冲推覆构造和山内的走滑断裂     

新疆博罗可努—阿齐克库都克断裂精河段古地震与最新活动时代研究

博罗可努—阿齐克库都克断裂是西天山北西向右旋走滑断裂系中最北端的一条活动断裂,其在中国境内延伸最长。本文在艾比湖西侧及精河县东南侧最新地表形变上开挖两条探槽,进行该断裂古地震的初步研究。根据活动性质差异和断裂截切关系将该断裂分为艾比湖段和精河以东段,在对沉积物光释光年代和地震关系分析的基础上,确定了此两段断裂的最新活动时代均为全新世,初步确定其古地震期次,最新地震事件距今3.7—4.86 ka之间;根据冲沟位错和洪积扇年代测定结果,确定精河以东段的活动速率大于4 mm/a;根据探槽错动至地表,及地表破裂带位置及长度,推测艾比湖段可能为1765年精河M61/₂的发震构造,且其震级很有可能被低估,因为艾比湖段的破裂总长度超过60 km,震级极有可能达到M7.0以上。      

2017年精河6.6级地震异常变化数据跟踪分析

利用数据跟踪分析信息库,提取2017年8月9日精河6.6级地震前3个月,距震中500 km范围内的观测数据跟踪分析记录,对与地震相关的不明原因事件进行分析讨论。结果表明：精河地震发生前,温泉地震台水平摆、精河地震台水平摆、博乐32井水位出现不明原因的疑似前兆异常变化,地震结束后逐渐恢复正常。巴仑台地震台分量应变在此次地震前也出现不明原因变化,但地震结束后异常持续变化,需后续重点跟踪分析。     

柯坪塔格断裂带重复地震识别及其时空特征分析

根据互相关系数不小于0.8的波形互相关意义上重复地震的定义, 利用国家数字地震台网中的乌什和巴楚台记录的区域地震波形数据, 识别并研究了新疆柯坪塔格断裂带及其周缘的板内重复地震. 对所有相互距离不超过30 km的地震事件的垂直分量采用0.5—5.0 Hz带通滤波后进行波形互相关计算. 其中乌什台共识别出460例重复地震, 组成重复地震对和多重地震对共171组, 占总事件数的15.5%; 巴楚台共识别出822例重复地震, 组成重复地震对和多重地震对共298组, 占总事件数的21.2%. 对重复地震的分析表明, 台站分布的不同和波形事件记录质量的差异, 是造成两个台站识别出的“重复地震”数目和比例不同的原因. 对重复地震复发的时间间隔统计表明, 重复间隔从数分钟到数百天不等, 最长重复间隔达10年.      

由重复微震估算的龙门山断裂带深部滑动速率

使用断层附近两个数字地震台网记录的重复地震数据研究了发生2008年汶川M7.9灾难性地震的龙门山断裂带的深部滑动速率。通过波形互相关分析,识别出波形高度相似的231组相似地震对和224组多重相似对。大部分相似地震活动表现为非周期性,复发间隔从数分钟到数百天不等。针对每一组多重相似对,我们首先依据在同一地震台站记录的波形来塑造参考地震的波形,用以量取每个地震相对于参考地震的S与P波的相对到时差,并确定每个地震与多重相似对质心的相对距离,从而挑选出每组地震中的重复事件。我们识别出了位于M7.9汶川地震震源区的12组重复微震,大部分重复微震分布在2008汶川地震同震大破裂闭锁区的边缘,揭示了微震活动与未来破坏性大震在空间位置上的密切关系。由重复微震直接获取的滑动速率随深度增加而增大,在4～18km深度范围滑动速率为3.5～9.6mm/a,约为GPS和地质等浅表观测的滑动速率值的2倍。研究结果对于理解断层活动性和地震危险性分析具有重要意义。     

利用波形互相关方法识别分析灌县—安县断裂重复地震

以中国地震台网中心地震目录中的事件为模板地震,通过滑动窗口的波形互相关方法对布设在灌县—安县断裂周边17个流动地震台的连续地震记录进行处理,识别M_L0.0以上的重复地震. 然后使用结合波形互相关技术的双差算法对这些地震进行重定位,获得了243次地震的重定位结果. 结果表明: 在研究时段内,灌县—安县断裂的地震活动性呈减弱趋势; 地震震源的优势分布深度为5—15 km,震源深度剖面显示地震呈高角度向西倾斜分布; 地震震中沿NE向分布,与龙门山前山断裂的走向基本一致; 研究区内南、 北两段的地震活动性及b值存在差异,这可能与龙门山断裂带中段区域应力方向由南到北发生的WNW向到ENE向转换的构造作用密切相关.      

临汾地区重复微震的识别及其断裂带深部滑动速率估算

基于山西数字地震台网2001—2010年记录的地震,研究临汾地区的地震活动,并寻找重复微震,进而计算深部滑动速率。双差法重新定位后的地震图像显示,在研究时段内,临汾地区29.3%以上的地震发生在临汾盆地平原腹地的苏堡断裂两侧,即沿NNE向分布南、中、北3个隆起间的2个次级凹陷之一的临汾-洪洞次级凹陷内;震源深度分布与研究区的深部构造较为相符。通过波形互相关分析,识别出波形高度相似的49组相似地震对和25组多重相似对。大部分相似地震活动表现为非周期性,复发间隔从数分钟到数百天不等。依据在同一地震台站记录的波形塑造参考地震的波形,用以量取每个地震相对于参考地震的S—P相对到时差,并确定每个地震与多重相似对质心的相对距离,从而挑选出每组地震中的重复事件。识别出研究区2组重复地震,并由此估算得到滑动速率为1.9~2.8mm/a,该值与同时段GPS和地质等浅表观测的滑动速率值基本相符。     

沂沭断裂带重复地震识别及断裂深部活动速率的估算

利用山东及邻区数字地震台网2001- 2012 年的地震观测报告及波形资料分析了沂沭断裂带及周缘地区的地震活动并利用识别出的重复地震估算了断层深部滑动速率。重新定位后的地震图像清晰展示了沂沭断裂带南北两段及东西两侧地震活动的显著差异,在研究时段内,60%以上的地震发生在沂沭带东侧的两条断裂上,震源深度分布与研究区的深部构造吻合。根据波形意义上相似地震(cc≥0.8)的定义,识别出了沂沭断裂带及其周缘相似地震共50例,组成相似地震对和多重相似地震对共19组,相似地震对的复发间隔较为随机,从数小时到数百天不等。通过对相似地震对震源位置- -致性的强约束后,基于1组重复地震估算出安丘-莒县断裂在地表以下5.9km处的滑动速率估计值为2.19mm/a,与GPS和地质等浅表观测的滑动速率值基本一致。     

波形相关意义“重复地震”研究综述

波形相关意义的“重复地震”在自然界中普遍存在,其数量远远超过我们的预期。近年来由于数字地震观测技术的普及和发展,有关“重复地震”的研究引起越来越多的关注,目前“重复地震”研究已被广泛应用于检测地壳介质性质变化、评估地震台网的定位精度、估计地震“复发”的概率和断层深部滑动速率的估算方面的估计;在提高定位和震相识别精度、断层结构、震源物理及地震预测研究等方面也都显示出值得关注的应用潜力。本文对有关“重复地震”的最新研究及应用成果进行了总结和归纳。     

龙门山断裂带深部构造变形的黏弹性模拟及其与强震活动的关联性探讨

根据龙门山断裂带地区的主要构造特征,建立该地区的有限元模型,同时考虑地下深处的黏弹性蠕动和不同部位间的接触关系,模拟计算了研究区在强震轮回活动中的时间演化历程.模拟结果表明:龙门山断裂带深处的滑动速率比浅表的滑动速率大,龙门山断裂带周围是相对容易发生应变积累的地区,其5~19km深度也是高应力聚集成核区,随时间推移的应力集中程度加剧而引发强震.本模拟分析证实了重复地震观测所揭示的龙门山断裂带存在深浅活动速率差异的现象,这在一定程度上可以解释出乎预料的汶川MW7.9地震的孕育机理.综合分析研究提出:应充分利用重复地震这一天然的"地下蠕变计(subsurface creepmeter)"来探测深部构造变形的活动,为强震危险性分析提供必要的"原位(in situ)观测"约束信息.     

基于InSAR形变数据分析台湾纵谷断层南段现今运动特征

本文利用2007—2010年花东纵谷南段区域的InSAR形变数据作为约束, 采用分段断层模型和层状介质模型, 反演中国台湾东部纵谷断层南段滑动速率空间分布, 并据此分析断层运动特征。 研究结果表明, 纵谷断层南段整体以逆冲运动为主, 兼具左旋走滑运动。 纵谷断层南段的滑动速率具有空间非均匀性, 在空间上可以细分为深浅两个极值区, 浅部(0~15 km)最大滑动速率为10 cm/a, 位于深度2.5 km左右; 深部(15~30 km)最大滑动速率为21 cm/a, 位于深度25 km左右。 反演结果与用重复地震估算的深部滑动速率基本吻合。     

利用重复微震估算红河断裂带北段深部滑动速率

利用云南数字地震台网1999—2015年的波形资料,通过识别在断层同一位置发生的重复微震来估算红河断裂带北段不同孕震深度的断层滑动速率.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,采用基于子采样条件下S-P相对到时差约束地震相对位置,从而确保震源位置一致性的方法,在红河断裂带北段及其附近区域识别出23组重复微震,其复发间隔变化明显.重复微震的时空变化初步分析表明,研究区频繁的背景地震活动和相邻较近的重复微震之间的相互作用都会对重复微震的复发间隔产生影响.利用重复微震的震级和复发间隔,估算得到红河断裂带北段6.0～13.4km孕震深处的滑动速率为2.3～10.0mm·a-1,显示不同孕震深度的滑动速率存在差异.     

Deformation of the Haiyuan-Liupanshan fault zone inferred from the denser GPS observations

The Haiyuan-Liupanshan fault,an active tectonic feature at the Tibetan Plateau's northeastern boundary,was ruptured by two MS earthquakes(1920 and 1927)bracketing an unbroken section(the Tianzhu seismic gap).A high seismic hazard is expected along the gap.To monitor deformation characteristics and do a seismic risk assessment,we made measurements at two newly built campaign-mode Global Positioning System(GPS) stations and 13 pre-existing stations in 2013 and 2014.Adding existing data from 1999 to 2014,we derived a new velocity field.Based on the horizontal velocity,we used three block models to invert the deformation of four crustal blocks.The results suggest non-uniform deformation in the interior of the Lanzhou block,the Ordos block and the Alaxan block,but uniform deformation in the Qilian block.Fault slip rates derived from block models show a decreasing trend from west to east,(2.0-3.2 mm/a on the Haiyuan fault to 0.9-1.5 mm/a on the Liupanshan fault).The Haiyuan fault evidences sinistral striking-slip movement,while the Liupanshan fault is primarily thrusting due to transformation of the displacement between the strike-slip and crustal shortening.The locking depth of each segment along the Haiyuan fault obtained by fitting the fault parallel velocities varies drastically from west to east(21.8-7.1 km).The moment accumulation rate,calculated using the slip rate and locking depth,is positively correlated with the locking depth.Given the paucity of large seismic events during the previous millennium,the Tuolaishan segment and the Maomaoshan segment have higher likelihood of nucleation for a future event.     

鲜水河断裂带南段深部变形的重复地震研究

利用2000—2013年四川数字地震台网和水库台网的波形资料以及川西流动台阵的事件波形,通过辨识发生在同一断层位置上的重复地震来定量研究鲜水河断裂带南段的深部变形.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,应用了子采样条件下基于S-P相对到时差来约束震源位置一致性的方法,在鲜水河断裂带识别出11组重复地震,并利用连续波形资料进行了重复地震完整性的初步测试,同时运用结合波形互相关资料的双差法来完成研究区背景地震和重复地震位置的精确定位.重新定位后的地震图像展示研究区中上地壳存在明显缺震层,其与壳内的低速低阻层相吻合.利用重复地震的地震矩和重复间隔,估算出鲜水河断裂带南段孕震深部的滑动速率为3.0~10.2mm·a-1,显示研究区不同地震构造区的深部滑动速率存在明显差异.     

中国东北的深源地震波形匹配检测及定位

中国东北珲春周边地区位于环太平洋地震带上,也是中国唯一存在的深源地震带.较大地震发生后常会有若干震级较小的余震发生,但在相同的地震震级情况下深源地震的余震一般比浅源地震的余震数量要少1~3个数量级,且在全球不同深震区的深震余震数量也存在显著差异.针对国际地震中心（ISC）2010年7月至2014年12月目录中给出的中国东北附近27次震源深度超过300 km的深源地震,我们首先利用区域固定地震台及NECsaids流动地震台阵的连续波形数据,选取已知地震事件作为模板,采用Match&Locate及Matched Filter方法进行波形互相关叠加分析来检测微小深震事件;然后对1966至2017年ISC目录中的东北地区深源地震进行双差重定位以提高震源位置的准确性,进一步分析深震活动与俯冲板片的关系.研究结果显示除ISC目录中给出的深震事件,我们未能检测出作为模板的深源地震的前震或余震活动,证明东北深源地震余震活动较少并不是由于台站分布有限而造成的漏检结果;重定位后震源延伸的角度与西太平洋板片在410~660 km地幔转换带内的俯冲角度较为一致,并且大部分深震震源位置位于俯冲板片中的亚稳态橄榄岩楔形区内部.结合双差定位结果、b值分析及前人研究成果,我们认为东北深源地震应不属于与俯冲非直接相关的"孤立地震",而是与西太平洋板块俯冲直接相关.     

汶川地震前龙门山断裂带闭锁程度和滑动亏损分布研究

利用1999—2007期GPS水平速度场数据,采用Defnode负位错反演程序估算了龙门山断裂在汶川地震前的闭锁程度和滑动亏损分布,结合龙门山断裂带附近地表水平应变率场结果,综合分析了震前地壳变形特征.反演结果表明,震前龙门山断裂中北段处于完全闭锁状态,闭锁深度达到21 km(闭锁比例0.99)左右,垂直断层方向的挤压滑动亏损速率约为2.2 mm/a,平行断层方向的右旋滑动亏损速率约为4.6 mm/a.龙门山断裂南段只有地表以下12 km闭锁程度较高(闭锁比例0.99),垂直断层方向滑动亏损速率约为1.4 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为4.6 mm/a;在12~16 km处闭锁比例约为0.83,垂直断层方向滑动亏损速率约为1.2 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为3.8 mm/a;在16~21 km处闭锁比例约为0.75,垂直断层方向滑动亏损速率约为1.1 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为3.5 mm/a.在21~24 km处整条断裂均逐步转变为蠕滑.上述反演结果与区域应变计算获得的龙门山断裂带中北段整体应变积累速率较低、南段应变积累速率较高相一致,均表明中北段闭锁程度高、南段闭锁程度稍低,该特征可以较好地解释汶川地震时从震中向北东向单向破裂现象.