单台sPL震相测定珊溪水库地震震源深度

稀疏台网下的传统走时定位难以确定中小地震的震源深度,而地震波深度震相蕴含着震源深度信息,为确定地震震源深度提供了新的途径。近震深度震相sPL和直达Pg波到时差与震源深度呈线性关系,可用以约束地震震源深度。本文以珊溪水库2014年震群事件为例,利用单台sPL震相测定了地震震源深度。结果表明:震源深度的测定结果与基于水库台网高密度台站下Pg和Sg走时定位Hyposat方法和全波形拟合CAP方法测定的震源深度高度一致,为4—6 km,与区域活动断层探测结果相符。sPL震相的优势震中距为30—50 km,区域台网范围内sPL与Pg的到时差与震源深度的线性关系相对固定,因此利用单台sPL震相即可快速获取可靠的地震震源深度,适用于稀疏台网下的中小地震震源深度的确定,且误差可控制在1—2 km范围内。      

利用sPL震相测定2017年河北临城ML 4.4地震震源深度

2017年9月4日河北临城地区发生M_L 4.4地震,为得到准确的震源深度,根据sPL震相基本特征,对震中距20-70 km范围内8个地震台站波形数据进行处理,在其中4个地震台观测到明显的sPL震相,利用频率-波数（F-K）方法,计算其理论波形图,与处理后的观测波形拟合对比,得到震源深度范围,与TDMT-INV方法、PTD方法及河北测震台网编目等结果基本一致,表明利用sPL震相测定河北临城M_L 4.4地震震源深度可靠,其深度范围为10-11 km。     

sPL震相在江苏高邮M 4.9级地震震源深度测定中的应用

2012年7月20日20时11分在江苏高邮与宝应交界发生了M4.9级地震,是江苏地区陆地上近22年来的最大地震.本文是运用频率-波速(F-K)方法,来模拟得到深度震相sPL在不同深度模型下的理论地震图,然后在径向(R)、切向(T)和垂直向(Z)上与实际观测波形进行拟合比较,来最终确定出震源深度.根据sPL震相的优势震中距范围30~50 km,从江苏省数字地震台网中,筛选出波形记录质量信噪比高的宝应台(BY)、盐城台(YC)来进行计算,计算结果显示:宝应台和盐城台在震源深度模型分别为11 km和10 km时,理论地震图和实际观测波形的拟合结果最为接近.这一结果与利用结合波形互相关的双差定位法获得的震源深度,约10.2 km基本一致,初步表明在覆盖层厚的江苏中部地区,利用sPL震相来测定震源深度是可靠的.     

多种方法测定广东阳西3.7级地震震源深度

应用CAP和深度震相方法,对2018年3月20日发生在广东阳西的M3.7级地震震源深度进行了测定。首先通过CAP方法反演获得震源机制解,拟合最佳震源深度为12km。然后在震中距100km以内的近台识别出清晰的sPL和PmP、sPmP震相,利用频率-波数(F-K)方法,计算出深度震相在不同深度下的理论地震图,与实际观测波形对比测定震源深度为12km。再利用250~400km震中距范围内台站上识别出的sPn与Pn震相的走时差,测得震源深度12.6km。多种方法的研究结果一致,表明该地震震源深度为12km比较可靠。     

利用sPL震相测定福建仙游M 4.6地震震源深度

选用福建数字地震台网宽频带记录,利用sPL震相测定仙游2013年9月4日M 4.6地震震源深度.基于此次地震的震源机制解,结合本地区的速度模型,利用频率-波数法(F-K方法),先计算出相应震中距上不同深度的格林函数,再进一步得到sPL震相在不同深度上的理论波形;之后根据sPL震相的特点,选用震中距30～50 km范围的宽频带台站记录,经过去仪器响应、滤波、旋转至传播路径后,将其和理论波形进行比对,找出波形最为相似的对应深度.测定结果显示,此次地震深度为12 km左右.     

USGS地震目录中4～5级震源深度异常地震可靠性初步研究:以南北地震带若干地震为例

在南北地震带地区,USGS全球地震目录中存在一些震源深度大于30km的地震.这些地震的震源深度是否可靠,对于研究这一地区的孕震机制、岩石圈强度和构造演化等科学问题具有重要意义.本文以南北地震带2012年发生的5个4~5级地震为例,利用区域地震台网的波形数据,基于sPL深度震相、短周期瑞利面波以及CAP等独立方法测定了其震源深度.结果表明:sPL深度震相和CAP方法给出的震源深度比较一致,差别小于2~3km,能够得到比较可靠的震源深度;短周期瑞利面波及其与P波振幅比也确定了地震震源深度较浅的特征.本文研究结果显示:宁夏会宁4.7级、云南富民4.8级和四川会东4.7级地震的震源深度约为8~12km左右,仍为发生于上地壳的地震,USGS地震目录给出的30km甚至更深的震源深度存在明显偏差;对于四川隆昌4.6和4.9级地震,本文给出的震源深度为1~2km,属于极浅源地震,USGS地震目录给出的10km和35km的震源深度结果尚需进一步改进.     

利用sPL震相测定福建顺昌地区地震震源深度

选用福建数字地震台网宽频带记录,利用sPL震相测定顺昌地区2007年至2017年间ML≥3.5地震的震源深度。基于地震的震源机制解,结合本地区的速度模型,利用频率-波数法(F-K方法),先计算出相应震中距上不同深度的格林函数,再进一步得到sPL震相在不同深度上的理论波形;根据sPL震相的特点,选用震中距30~50km范围的宽频带台站记录,经过去仪器响应、滤波、旋转至传播路径后,将其和理论波形进行比对,找出波形最为相似的对应深度。结果显示顺昌地区地震深度为7km左右。     

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.     

多种方法综合测定河北昌黎ML4.5地震震源深度

利用CAP、TDMT、sPL深度震相等3种方法测定河北昌黎M_L4.5地震震源深度,利用CAP方法反演得到该地震的震源机制解,拟合得到最佳震源深度为4.5 km;利用TDMT方法反演得到拟合震源深度范围为5~6 km;在震中距20~80 km范围内的台站波形数据中,CHL、BDH两个台站识别到sPL震相,基于震源机制解,计算1~16 km深度范围对应的理论波形图,与观测波形比对后得到震源深度为5 km。结果显示,3种方法的深度研究结果基本一致,结合震源尺度以及昌黎M_L3.9地震CAP、sPL计算结果认为,昌黎M_L4.5地震的震源深度应为4~6 km。     

用初至P震相联合深度震相sPL测定海南中小地震深度

两种测定中小地震震源深度的方法:一是基于走时测定震源深度,二是基于波形测定震源深度。以海南地区4次中小地震为例,采用初至P震相联合深度震相sPL测定震源深度的方法,测定其结果为11—12 km,结果一致性较好,表明两种方法适合用于测定中小地震的震源深度。      

SOURCE PARAMETERS OF THE CANGWU MS5.4 EARTHQUAKE, 31 JULY, 2016

On July 31^st, 2016, an earthquake of M_S5.4 occurred in Cangwu County, Guangxi Zhuang Autonomous Region, which is the first M_S ≥ 5.0 earthquake in coastal areas of southern China in the past 17a. The moderate earthquake activities have come into a comparatively quiet period in coastal areas of southern China for decades, so the study about the Cangwu M_S5.4 earthquake is very important. However, differernt research institutions and scholars have got different results for the focal depth of the Cangwu M_S5.4 earthquake. For this reason, we further measured the focal depth by using CAP method and sPL phase method. sPL phase was first put forward by Chong in 2010. It is often observed between P and S wave of continental earthquakes with epicentral distance of about 30km to 50km. The energy of sPL phase is mainly concentrated on the radial component. Arrival time difference between sPL phase and direct P wave is insensitive to epicentral distancs, but increases almost linearly with the increase of focal depth. Based on these characteristics and advantages, sPL phase method is chosen to measure the focal depth of Cangwu M_S5.4 earthquake in the paper. First of all, we selected the broadband waveform data through seismic stations distributed mainly in Guangxi and adjacent provinces from Data Management Centre of China National Seismic Network and Guangxi Earthquake Networks Center. And an appropriate velocity model of Cangwu area was constructed by the teleseismic receiver function method. Then, the focal mechanism and focal depth of Cangwu M_S5.4 earthquake were determined by using the CAP(Cut and Paste)method. Next, we compared the synthetic waveforms simulated by F-K forward method of different focal depth models with the actual observed waveforms. According to the difference of arrival times between sPL and Pg phases, we finally obtained the focal depth of Cangwu earthquake. The results show that the focal depth is 11km measured by CAP method and 9km by sPL phase method. Based on the focal mechanism solution, isoseismal shapes, aftershocks distributions and investigation on spot, we conclude that the Cangwu M_S5.4 earthquake is a left-lateral strike-slip earthquake which occurred in the upper crust. Our preliminary analysis considers that the seismogenic structure of Cangwu earthquake is a north-northwest branch fault, and the control fault of this earthquake is the Hejie-Xiaying Fault.     

几种常用地方震相对天然地震震源深度测定的误差解析分析及数值对比

本文从误差解析公式及数值模拟计算两种途径讨论了利用常用地方震相Pg,Sg,PmP,Pn,sPL测定震源深度的误差问题,结果表明,两种途径获取的误差值相当。对于上地壳的地震而言,当直达波走时误差处于0.1 s的量级时,若要将误差控制在3 km左右,则应选用震中距为30 km以内的台站;当走时误差处于0.2 s的量级时,若要控制同等误差,则应选用震中距为20 km以内的台站;如果地震位于下地壳,震中距可适当放宽,然而当震中距更大或走时误差更大时,震源深度的误差则近乎成倍增长。PmP,Pn,sPL对上地壳的震源深度测定误差要小于下地壳,同时对误差的控制较好,不会随震中距的增大而快速增大,震中距处于90 km范围以内且走时误差小于0.1 s时的深度误差基本均能控制在3.5 km以内。此外,本文还通过“棋盘格”的方式定量地分析了速度扰动对走时的影响,并以首都圈地区台网布局为基础,分析了加入首波对震源深度测定的改善效果。这两项数值对比结果均表明,在2%的速度扰动下,只要下地壳和莫霍面的速度参数不同时出现过大或过小现象,加入首波后对震源深度的测定误差则基本能控制在3 km以内,且一致性明显地高于单独使用直达波。      

基于近震转换波的沉积层地区震源深度测定方法

基于合成地震图,并与观测数据对比,对沉积层地区近震波形的频率成分、偏振和走时等特征进行了分析,确认了沉积-基底界面的Sp转换波.研究表明：在给定震中距时,Sp转换波与直达P波的到时差随震源深度的增加近似呈线性增加,可以用来较好地约束震源深度.以2015年4月19日河北文安M3.0地震和2006年7月4日河北文安M5.1地震为例,验证了使用近震Sp转换波测定沉积层地区震源深度的可行性.利用Sp转换波对2015年4月19日河北文安M3.0地震重新测定震源深度的结果为18 km左右,而不是地震目录中给出的29 km,说明该地震发生在中上地壳,而不是下地壳.本文给出的方法可应用于测定沉积层地区的震源深度.     

基于sPL震相测定山西地区的震源深度

本文利用sPL震相计算了山西及周边地区50 km之内的39次ML≥3.0地震的震源深度。结果显示:震源深度分布在6~30 km,优势震源深度为11~25 km,呈现出山西北部地震的震源深度比中、南部浅的趋势。将本文得到的39个地震的震源深度与中国地震台网中心统一编目的深度结果相比较,发现除极个别的地震事件外,两种方法得出的深度结果差值不大。     

The April 24, 2013 Changning M s4.8 earthquake: a felt earthquake that occurred in Paleozoic sediment

The dense broadband seismic network provides more high-quality waveform that is helpful to improve constraint focal depth of shallow earthquake. Many shallow earthquakes occurring in sediment were regarded as induced events. In Sichuan basin, gas industry and salt mining are dependent on fluid injection technique that triggers microseismicity. We adopted waveform inversion method with regional records to obtain focal mechanism of an M _s4.8 earthquake at Changning. The result suggested that the Changning earthquake occurred at a ESE thrust fault, and its focal depth was about 3 km. The depth phases including teleseismic pP phase and regional sPL phase shows that the focal depth is about 2 km. The strong, short-period surface wave suggests that this event is a very shallow earthquake. The amplitude ratio between Rayleigh wave and direct S wave was also used to estimate the source depth of the mainshock. The focal depth (2–4 km) is far less than the depth of the sedimentary layer thickness (6–8 km) in epicentral region. It is close to the depth of fluid injection of salt mining, which may imply that this event was triggered by the industrial activity.     

利用sPL震相确定海南儋州2.6级地震震源深度

对海南测震台网记录的2014年7月28日海南儋州2.6级地震波形数据进行预处理,发现松林岭(SLL)地震台记录到sPL震相,运用频率—波速(F—K)方法,合成在不同震源深度模型下的理论波形。通过该台记录的实际波形和理论波形拟合对比,确定海南儋州2.6级地震震源深度约14 km。