金寨地震序列震源参数研究

利用安徽台网记录的波形资料,进行地震重新定位,扣除场地响应、非弹性衰减等。反演计算2014金寨地震序列震源参数值,分析研究其特征变化及参数之间的关系。结果表明:(1)视应力、地震矩等震源参数随时间变化均呈现震前增强震后明显减弱的趋势,主震时达最大,震后降低到相对较低水平;(2)视应力与地震矩、震级呈明显的正相关,应力降随地震矩增加而增加的趋势不明显,拐角频率与地震矩呈明显的负相关,地震矩的对数与震级呈线性相关,此对深入了解震源参数的物理意义有着重要作用。这些研究结果为大别山及周边地区的震情判定和趋势预测提供一定的科学依据。     

广西龙滩库区地震震源参数定标关系

利用广西龙滩数字地震台网记录的2006年9月—2013年7月1284次ML1.0级以上地震波形资料,采用Brune（1970）模型,通过几何扩散校正,介质衰减校正,仪器校正等将速度记录谱归算为震源位移谱,使用遗传算法计算拐角频率及零频极限,然后计算地震矩、应力降等小震震源参数,给出各种参数之间的定标关系。研究表明：地震矩、近震震级、破裂半径、矩震级和拐角频率等之间可以拟合为对数或半对数线性关系。而应力降、视应力降分布都比较零散,与地震矩、震源半径的关系并不明显,随地震矩、震源半径的变化关系比较弱。     

山西地区震源新参数间关系初探

利用“十五”数字化后山西地震台网记录的612次 ML ≥2．0地震,使用中国地震局地震预测研究所推广的中小地震新参数计算软件,计算其中148次事件的震源新参数,对地震矩、矩震级、震源破裂尺度、应力降、拐角频率等参数间的定标关系做初步研究,得出 ML 震级与地震矩、矩震级间存在较好的线性正相关;震级与震源尺度间存在多项式关系;与应力降的对数呈显著正相关,当大于 ML 4．0后,随着震级的增大,释放的应力降略有变缓;与拐角频率的对数呈负相关。     

胶东半岛地区震源波谱参数研究

利用山东数字地震台网记录到的胶东半岛及附近地区2010年以来的地震波形资料,采用Brune模型,并结合遗传算法反演了本区134次2.0级以上地震的震源波谱参数.结果表明胶东半岛地区中小地震的地震矩在9.76×1011～5.9×1014N·M之间;应力降范围在0.017～25MPa之间,均值是0.97MPa;视应力范围在0.06～10.2MPa,平均应力水平在0.396MPa.地震矩、应力降和视应力都与震级呈正相关关系,拐角频率与震级的关系不是很明显;地震矩和拐角频率成负相关关系.根据本区震源参数和震级的定量统计关系,去除震级影响,通过应力降和视应力随时间的变化得到目前正处于应力的释放时期.     

云南姚安地震序列震源参数研究

2000年1月15日云南姚安发生5.9级和6.5级地震,利用布设在震中附近的6个流动数字地震台所记录的地震波资料,采用波谱分析和Brune理论的方法,得到姚安地震序列震源谱参数和震源参数。结果表明:地震序列的地震矩在108～1014N·m之间,应力降在0.005～10MPa之间,震源半径分布在50～660m之间,并得到地震矩M0和震级ML的关系为:lgM0=8.24+1.4ML。随着地震矩增大应力降增加,拐角频率反而减小;随震级的增大震源半径变大,但震源半径与应力降之间不存在明显的相关关系。     

山东地区地震视应力时空变化特征研究

本文使用山东地区中小地震的地震数字波形资料, 基于Brune圆盘模型得到了2001年1月至2011年7月206个M_L≥2.0地震的辐射能量、 地震矩、 视应力等震源动力学参数。 震源参数标度关系分析结果显示, 视应力呈现随地震矩增加而增加的趋势, 但在视应力较低的2008年9月至2011年3月M_L≤2.8震级段, 视应力和地震矩之间没有趋势性关系。 视应力时空变化特征分析结果表明, 山东地区2004年至2007年应力水平明显升高, 视应力高值主要集中于安丘—昌邑、 莒县—郯城、 聊城—兰考断裂、 胶东半岛等地区, 2009年后处于应力较低水平, 但2011年3月开始有升高现象, 值得继续关注。     

山东长岛地区地震波非弹性衰减Q值、场地响应及震源参数研究

利用山东台网记录的长岛震群2017年2月14日—9月1日期间的波形与震相资料研究长岛地区非弹性衰减系数,得到该地区介质平均Q值与频率f的关系式为Q(f)=363.9f1.374 1。采用Moya等[1]提出的利用遗传算法联合反演得到长岛周边台站的场地响应,根据Brune模型震源参数计算公式求解长岛震群序列地震震源参数。结果显示,各个震源参数之间均存在一定的相关关系,地震矩随ML震级的增大而增加,地震矩与破裂半径R之间存在半对数关系,拐角频率fc随地震矩的增大而减少;长岛地震序列的应力降数值普遍偏小,最大不超过0.9MPa,这意味着长岛震源区整体构造应力较低,也可能指示长岛震群为低摩擦应力的断层作用;震源参数随时间的变化方面,整体而言,长岛震群地震应力降变化起伏很大,在M4.1地震发生前,拐角频率与应力降均发生快速下降后随即翻转上升的现象,证明在M4.1地震发生前震源区整体应力的挤压逐渐增强。     

华东地区小震P波震源参数特征初探

选取上海数字化地震台网(台阵)记录到的2001～2004年华东地区发生80次记录较好的小地震.扣除仪器响应、介质响应等,反演单台记录垂直向纵波(P波)震源谱,根据布龙位错模型,计算每个地震单台拐角频率、地震矩、零频谱值、震源破裂半径、应力降等参数,求出每个地震的震源参数的平均值及其均方差,给出了该区小震震源的范围,研究了各参数之间的关系以及各参数与震级(ML)之间的关系.结果表明,华东地区小地震(ML 0.8～4.4)拐角频率与震级的关系可以用三次曲线拟合,亦可以将ML 2.5～3.0做为分界点用直线分段拟合,后者效果更好;零频谱值的对数与震级关系可以用直线拟合,也可以用二次曲线拟合,效果好于直线拟合;地震矩与震级的关系与零频谱值相似;震源破裂半径的对数与震级的关系可用直线、二次曲线以及三次曲线拟合,3者效果相近;应力降与震级、地震矩以及震源破裂半径之间不存在明显的依赖关系.     

九江—瑞昌地震序列的视应力变化研究

利用江西数字地震台网记录到的波形资料计算了2005年11月26日九江—瑞昌MS5.7级地震序列的视应力,并对视应力与震级和深度的关系进行了讨论,结果发现视应力随着序列活动水平降低逐渐趋于平稳,ML 4.0以下的地震视应力与震级相关性较小,ML 4.0以上地震的视应力值随震级增加呈非线形快速增大;视应力大小与深度关系不明显,深度在9～12km时视应力相对要高,该范围也是整个序列震源深度的优势分布范围,视应力高值的深度范围靠近主震的震源位置。     

龙岗火山区地震震源参数研究

本文利用2007年5月-2010年6月间龙岗火山地震台网记录的火山区46个地震资料,采用Brune（1970）模式,通过几何扩散校正、介质衰减校正、仪器校正等将速度记录谱归算为震源位移谱,使用遗传算法计算拐角频率及零频极限,进而计算震源半径、地震矩等小震震源参数,并系统分析了各种参数之间的关系。研究中使用地震事件的震级为ML1.6～5.0,震源深度为5～10km。结果表明：地震矩范围为10^11～10^15N.m,震源半径为74～658m,地震应力降为0.14～13.1bar。地震矩与近震震级表现出半对数关系,拐角频率与地震矩呈现对数关系,应力降随震级变化不明显。     

广西平果2013年震群震源参数特征

使用广西数字地震台网记录的2013年6月-7月广西平果ML1.0-3.0震群162次地震波形资料,采用Brune（1970）模型,通过几何扩散校正、介质衰减校正、仪器校正等,将速度记录谱归算为震源位移谱,利用遗传算法计算拐角频率及零频极限,然后计算地震矩、应力降等小震震源参数,系统分析各参数之间的关系.研究表明：近震震级、地震矩、震源破裂半径、拐角频率、应力降等之间可以拟合为对数或半对数的线性关系;地震应力降、视应力与震源破裂半径没有明显的依赖关系,但与地震矩成正相关关系;与其他地区的同类研究结果基本一致,获得各参数的定标关系相近,尤其是通过最小二乘法拟合应力降与地震矩之间的关系后,与浙江珊溪水库地区的应力降与地震矩之间的关系有很强的一致性;与其他地区的应力降及视应力降相比较,本研究区属于低应力释放地区,但由于此次研究的地震事件时间跨度较短,且时间段比较集中,对该地区的应力释放水平还需跟踪研究.     

地震视应力及其物理意义的探讨

对NEIC宽频带地震辐射能量目录和哈佛CMT目录,给出全球震级大于5．5级的有能量记录的地震资料进行统计研究。首先,拟合得到全球浅源地震和不同类型地震平均视应力的大小和范围,验证了前人得到的“走滑型视应力大于倾滑型视应力”的结论;其次,对折合能量和地震矩关系分析得到：正断层型地震的折合能量随着地震矩增大而减小,而对于走滑型和逆冲型地震未得到前人给出的明确结论;对主震视应力和余震视应力的分析比较表明,它们在量值上没有规律性,必须要结合实际的地震事件,才能反映出它们之间大小关系的真正物理内涵,因为不同的主震可能对震源区的应力场有不同的影响——造成震源区应力场的应力集中（障碍体模式）,大部分余震的视应力高于主震视应力;或使应力场更加均匀（凹凸体模式）,大部分余震视应力低于主震视应力。这些结论对地震震源理论研究具有一定意义。     

紫坪铺水库地区蓄水前后视应力标度率变化研究

本文利用紫坪铺水库台网记录到的波形资料,计算了2004～2008年170个M_L≥1.0级地震的震源参数.紫坪铺水库震源参数计算结果与其他大陆地区有明显不同:(1)拐角频率远低于其他大陆地区结果,表明库区地震波传播经过了较强的衰减过程;(2)视应力计算结果比其他地区小3个数量级,可能是由于库区地震波的高频成分衰减强烈,低估了能量集中在高频的小地震的地震辐射能量.分析了蓄水前后拐角频率和地震矩以及视应力和地震矩关系(视应力标度率)变化,结果表明:相同地震矩的地震蓄水后拐角频率增加,地震高频成分相对丰富;蓄水前视应力与地震矩的关系不明显,蓄水后视应力随地震矩的增加而增加.视应力标度率的改变可能是蓄水后地震震源物理过程逐渐改变的直接反映.     

郯庐断裂带南段及邻区中小地震视应力的时空特征研究

利用安徽地区测震台网记录的波形资料, 采用波形分析和反演的方法计算了郯庐断裂带南段及邻区中小地震的视应力, 分析研究视应力的时空变化特征, 并讨论其与地震矩等震源参数之间的关系。 结果表明: ① 利用提取的地震震源谱数据计算得到郯庐断裂带南段及邻区中小地震的视应力值为0.05～0.9 MPa, 平均为0.20 MPa, 以此可作为该区域的背景应力水平; ② 时间变化显示视应力在黄海M_L5.1、 江西九江M_L6.0及河南太康M_L5.0地震前呈现持续高值异常状态, 震后趋于正常水平, 而江西九江6.0级地震后视应力再次出现高值异常, 随后发生了安徽定远M_L4.7地震, 一定程度上说明郯庐断裂南段及邻区中小地震的高视应力水平与华东地区中强震有较好的对应关系; ③ 空间分布显示高视应力集中区与地震高辐射能区域具有一定的相关性, 主要位于嘉山—滁州段的皖、 苏交界区附近和庐江县附近, 该区域相继发生过定远4.7级和安庆4.8级地震, 并推断认为庐江县附近发生破坏性地震的危险性可能更大, 值得高度关注; ④ 视应力随着地震矩增加而增加的趋势不明显, 拐角频率与地震矩大体呈负相关。     

Apparent stress scaling for tectonic and induced seismicity: Model and observations

A macroscopic model of seismic sources provides a scaling relationship for the apparent stress, treated as a function of three independent parameters: seismic moment, rupture area size, and average slip acceleration. These parameters represent three different factors: kinematic, geometric and material. This relationship allows us to distinguish and explain the following statistical characteristics of the log apparent stress versus log seismic moment plot. The regional trends, represented by a series of 1/2 slope lines, are related to the averaged shape of slip velocity pulses, so they reflect kinematic characteristics of the rupture process. The global trend, represented by the 1/6 slope line, is expected to characterize sets of events of wide range of rupture area sizes and assumes dependence of rupture area size on total slip, so it is related to the rupture initiation, propagation and arrest conditions; therefore, it reflects earthquake rupture dynamics. Additional shiftings among the trend lines obtained for the smallest induced tremors, larger tectonic earthquakes, and slow tsunami earthquakes, reflect differences between the intact rock failure and the frictional slip failure, that is, between fracture energies of these different earthquake classes.     

安庆4.8级地震序列的地震波谱变化研究

采用安徽区域数字地震台网记录的安庆4.8级地震序列波形资料,开展地震波谱研究,求取了零频位移谱值、应力降和地震矩等震源参数。分析了纵、横波零频谱值比和应力降随时间的变化趋势,并讨论了震源参数之间的关系。结果表明,安庆4.8级主震后,纵、横波零频位移谱值比和应力降呈现一定的变化规律,可为主震—余震序列的最大余震的预测提供一定的参考依据,同时发现震源参数与震级有一定相关。     

糯扎渡水库地区地震活动和震源参数研究

本文利用糯扎渡水库台网和景洪水库台网记录的地震波形反演震源谱, 计算了2011年1月至2014年3月糯扎渡水库附近143个1.0级以上地震的震源参数。 分析研究发现: ① 糯扎渡水库蓄水后, 库区内地震活动明显增强, 尤其是在水位上升3~4个月后; ② 水库开始蓄水后, 库区内地震震源深度变浅, 一段时间以后则与库区外的差别减小; ③ 地震拐角频率随地震矩增大而减小, 且蓄水以后, 库区内地震拐角频率的对数与地震矩的对数线性关系更明显; ④ 应力降、 视应力与地震矩存在正相关关系, 且相同地震矩时库区内的应力降与视应力低于蓄水前和库区外的地震应力降与视应力值; ⑤ 蓄水对库区内地震的影响可延伸至库底10 km深度处, 且在3~6 km深度内影响最大、 库区内外地震频度与视应力均值差异最显著。     

Apparent stress scaling and statistical trends

Statistical relations between different earthquake parameters, such as M₀ (seismic moment), E_S (seismic energy), τ_a (apparent stress), A (rupture area), g (average slip acceleration), are investigated. For this purpose, a kinematic earthquake model representing averaged earthquake rupture process is formulated. The model implies a scaling relationship for τ_a as a function of three other parameters, related to kinematic (M₀), geometric (A) and material (g) source characteristics, which, according to the model, can change independently. This scaling relation is used to explain statistical trends that characterize different earthquake data sets (including micro-, small, moderate and large events) plotted in the log τ_a − log M₀ space, and to determine the area in this space, where typical earthquakes occur. The scaling relationship is interpreted in terms of the apparent stress minimum (i.e., the most uniform among the possible earthquake rupture patterns). It is concluded that, although the apparent stress increases on an average with increasing seismic moment, small and large earthquakes are essentially similar.     

An Overview of the Study on Stress Magnitude

Crustal stress field holds an important position in geodynamics research, such as in plate motion simulations, uplift of the Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau and earthquake preparation and occurrence. However, most of the crustal stress studies emphasize particularly on the determination of stress direction, with little study being done on stress magnitude at present. After reviewing ideas on a stress magnitude study from geological, geophysical and various other aspects, a method to estimate the stress magnitude in the source region according to the deflection of stress direction before and after large earthquakes and the stress drop tensor of earthquake rupture has been developed. The proposed method can also be supplemented by the average apparent stress before and after large earthquakes. The stress direction deflection before and after large earthquakes can be inverted by massive focal mechanisms of foreshocks and aftershocks and the stress drop field generated by the seismic source can be calculated by the detailed distribution of the earthquakes rupture. The mathematical relationship can then be constructed between the stress drop field, where its magnitude and direction are known and the stress tensor before and after large earthquakes, where its direction is known but magnitude is unknown, thereby obtaining the stress magnitude. The average apparent stress before and after large earthquakes can be obtained by using the catalog of broadband radiated energy and seismic moment tensor of foreshocks and aftershocks and the different responses to stress drops. This relationship leads to another estimation of stress magnitude before a large earthquake. The stress magnitude and its error are constrained by combining the two methods, which provide new constraints for the geodynamics study.     

汶川地震科学钻探3号井孔附近微震震源参数确定及其意义

基于微震监测仪器频带及波形记录的时频特征,我们筛选出汶川地震科学钻探3号井孔周围微震台阵2012年记录的218个t_s-t_p1 s的微震.通过盖戈法与和达法相结合确定微震震源的几何参数,发现这些微震分布大体呈NE-SW展布,与龙门山断裂带的走向基本一致.无论是采用《地震台站观测规范》中的量规函数(量规函数GF)还是李学政等(2003)的量规函数(量规函数LXZ),近震震级均与矩震级呈现出较好的线性关系,向震级小的一端延伸时都表现为M_LM_W,但采用李学政等的量规函数时该趋势更加明显.同时采用Brune和Boatwright震源谱衰减模型对观测震源谱的拟合表明拐角频率具有模型依赖性:基于Brune模型拟合得到的拐角频率大于基于Boatwright模型得到的拐角频率.无论基于哪一种模型,矩震级与拐角频率、破裂半径的对数线性关系均较弱,与应力降、视应力的对数则存在较好的线性关系.这些关系不支持应力降、折合能量、视应力为常数的观点,表明微震与大地震的震源物理过程存在差异.视应力与应力降成比例,比例系数小于0.5,表明破裂动力学模式符合SavageWood模式.近震震级与矩震级拟合关系Mw=a+bM_L中b的大小与应力降和地震矩的关系有关,△σ∝M_0~γ,则b=1/(1+γ),因此从b的大小可以粗略地判断应力降与地震矩的关系.本文对应于γ≈1的情况,与基于量规函数LXZ得到的近震震级与矩震级关系中系数b=0.53吻合,这说明仅从辐射能量的角度考虑量规函数LXZ较量规函数GF准确.