内蒙古中西部地区震源参数研究

选取内蒙古测震台网2009—2016年内蒙古中西部M_L≥2.8中小地震波形记录,采用多台联合反演方法,计算该区中小地震震源谱参数,获得地震矩M₀、矩震级M_W、应力降Δσ和震源尺度r,利用线性回归,分析近震震级M_L、地震矩M₀、矩震级M_W、应力降Δσ和震源尺度r之间的关系。结果表明,各参数之间存在一定线性关系,内蒙古中西部地区应力降模型为增加应力降模型（ISD）。     

2013年岷漳地震和2014年景谷地震的能矩比对比研究

2013年岷漳地震和2014年景谷地震两个地震的矩震级均为M_W6.1,但相同等级烈度区域的面积差异显著,前者均明显大于后者.地面震动的强烈程度与震源破裂过程中辐射的地震波高频成分密切相关,作者系统地测定与研究了这两个地震的震源谱和反映其震源特征的能矩比等震源参量.结果表明,虽然岷漳地震和景谷地震释放的地震矩基本相同,分别为1.6×10¹⁸Nm和1.8×10¹⁸Nm,而且前者还比后者略小些,但其释放的地震波辐射能却差异显著,分别为1.3×10¹⁴J和0.6×10¹⁴J;因而前者的能矩比（8.1×10^-5）是后者能矩比（3.3×10^-5）的大约2.5倍.相应地,岷漳地震的视应力和应力降也都明显大于景谷地震的视应力和应力降.此外,这两个地震震源谱结果均显示出其高频趋势均按角频率ω的-2幂次衰减,符合"ω²模式";采用理论震源谱公式计算结果分别约占实际结果的54%和50%,两个地震的地震波辐射能解析解之间的差异依然约2.3倍.震源破裂特征的显著差异导致岷漳地震单位地震矩释放的地震波辐射能更多,即岷漳地震能矩比更大,是导致这两个矩震级均为M_W6.1地震的地震烈度差异显著的一个重要原因.     

晋冀鲁豫交界地区震源参数特征

利用晋冀鲁豫交界地区邯郸地震台网记录的地震波形资料,选取2005—2016年M_L≥1.8地震事件,采用Brune震源模型,结合遗传算法得到该区中小地震震源参数,并分析各参数形态特征。研究表明：①晋冀鲁豫交界地区中小地震的地震矩取值范围1.34×10¹¹—2.63×10¹⁵ N·m,震源半径取值范围132—1 044 m,拐角频率f_c取值范围1.25—9.82 Hz,应力降取值范围0.036 4—11.063 1 MPa;②震源参数之间相互关系;③按照震中分区分析不同区域应力降分布特征,河北邯郸、邢台等地及附近地区应力降范围为0 MPa<Δσ≤5 MPa,河南濮阳以及范县和山西黎城等地及附近地区应力降范围为5 MPa <Δσ≤11.063 1 MPa,该区处于高应力背景场状态。     

2013年南斯科舍海岭MW7.8地震的多点震源机制反演

2013年11月17日,在南极南奥克尼群岛北、南极板块与斯科舍板块之间发生了一次M_W7.8级地震（2013年南斯科舍海岭M_W7.8地震）,我们利用全球分布的长周期和宽频带地震记录反演确定了这次地震随时间和空间变化的震源机制,验证了提出的一种多点震源机制反演的新方法.首先利用长周期记录的W震相反演了这次地震的矩心矩张量解并利用体波提取了视震源时间函数,同时利用台阵反投影技术从宽频带记录中获得了这次地震的高频源的时空分布,然后基于矩心矩张量解、视震源时间函数以及高频源的时空分布,实现了采用新方法对2013年南斯科舍海岭M_W7.8地震的多点震源机制反演.矩心矩张量解表明,地震矩心在44.50°W/60.18°S,矩心深度19 km,半持续时间49 s,释放标量地震矩4.71×10²⁰ N·m,发震断层走向104°,倾角54°,滑动角8°.视震源时间函数清楚地揭示了地震矩随时间变化的方位依赖性,总体上可以将时间过程分为前60 s和后50 s两个阶段,但前60 s可细分为两次子事件.根据台阵反投影结果,这次地震为沿海沟从西到东的单侧破裂,破裂长度达311 km,可以分为5次子事件,能量释放的峰值点依次为13 s、30 s、51 s、64 s和84 s,平均破裂速度分别为0.6 km·s^-1、2.6 km·s^-1、2.3 km·s^-1、2.8 km·s^-1和3 km·s^-1.多点震源机制反演显示,5次子事件的矩震级分别为M_W7.57,M_W7.48,M_W6.80,M_W7.53和M_W7.08,半持续时间依次为21 s,17 s,6 s,16 s和8 s,走向分别为95°,105°,81°,98°和98°,倾角依次为57°,49°,86°,46°和64°,滑动角-9°,1°,-17°,13°和-4°.这些在震源机制、能量释放以及持续时间方面的变化都是当地构造和应力环境复杂性的反映.     

长岛震群震源谱参数反演和震源参数特征

采用高频截止(High-Cut)震源模型, 以均方根误差最小原则稳健地求解震源谱参数, 并由此推算震源尺度和静态应力降。 实际应用显示, 该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合, 可明显改善拐角频率识别准确度。 计算了长岛震群内71次M_L≥2.5地震事件的震源参数, 结果表明: ① 拐角频率处于2~10 Hz范围, 与震级大小存在一定的相关性, 截止频率范围处于10~30 Hz之间, 与地震大小的相关性不明显; ② 地震矩M₀分布在10¹²~10¹⁴ N·m, 与震级M_L存在正相关关系: logM₀=0.977M_L+10.186; M_L与矩震级M_W之间的关系为: M_W=0.651M_L+0.766; ③ 根据相对应力降时域演化发现, 自2017年3月3日M_L4.5地震之后应力快速释放, 应力降水平在均值附近波动, 而且多数M_L≥3.5地震发生于应力降下降之后的回升过程中; ④ 应力降范围在0.01~1 MPa之间, 应力降与震级的统计关系为: logσ=1.158M_L-6.591。 长岛震群应力降水平明显偏低, 反映了震中区域构造应力水平较低, 但是中小地震活跃, 推测主要有两方面的原因: 一方面, 1548年发生的渤海7级地震引起区域性地震矩释放, 导致长岛震源区内介质相对破碎; 另一方面, 长岛海域断层易受到海水渗入, 引起介质孔隙压力增大, 同时内摩擦系数降低, 从而导致断层内剪切应力降低。 综合而言, 长岛地区虽然处于较低的构造应力背景之中, 但是流体入侵造成的断层内剪应力降低可能是造成长岛地区发生大量中小地震的主要原因。     

日本海沟俯冲带MW9.0地震震源区应力场演化分析

于2011年3月11日发生在日本东北部的M_W9.0级逆冲型板间地震是日本有地震记录以来震级最大的一次地震.本研究基于NIED F-net矩张量解目录中的震源机制解,选取两个长轴相互垂直的矩形区域进行应力场2D反演,获取了日本海沟俯冲带地区应力场的空间及时间分布图像.结果表明：主震前,俯冲带地区应力状态在空间上大体趋于一致,即应力轴（P轴、σ₁轴及S_Hmax轴）系统性地倾向板块汇聚方向,P轴、σ₁轴倾角整体偏缓（<30°）,且远离震源区及日本海沟东侧区域内的应力轴倾角普遍大于主震震源区内应力轴倾角;主震前,受2003年5月26日在宫城县北部发生的M_W7.0地震影响,位于M_W9.0地震震源区西北侧的应力场出现明显扰动,σ₁轴倾向顺时针偏转150°~180°,并于之后大体恢复至震前状态,同期其他地区没有明显变化,这种情况可能和主震断层局部（深部）的前兆性滑动有关;主震后,距离震源区较远处应力场变化不大,主震震源区内应力场发生显著改变,P轴及σ₁轴均以大角度（>60°）倾伏于板块汇聚方向,S_Hmax轴顺时针偏转60°~90°且在日本海沟附近普遍平行于海沟轴.这项研究以时空图像的方式展示了大地震前应力场变化的特点,反映了大地震孕震过程中构造与地震的相互作用,对于理解大地震孕震过程有重要意义.     

五大连池火山区地震体波Q值特征

基于五大连池火山区域地方震资料,选取信噪比高、定位准确且震中位于火山区域的39个地震,根据地震波传播的三段几何衰减模型,使用地震记录位移谱,去除仪器响应、背景噪声,反演求取各频点f的S波Q值,拟合获得火山区体波Q值与f的关系为Q（f）=221.7f^0.452,计算得到老黑山、火烧山附近区域Q值与f的关系为Q（f）=152f^0.600,与国内外其他区域体波Q值进行对比,并结合火山区地质构造活动,分析五大连池火山区体波Q值特征。     

渭河断陷盆地及邻区环境剪应力场及其与震源参数关系研究

利用陕西数字地震台网的数字地震资料研究了渭河断陷盆地及邻区的震源参数和环境剪应力场, 结果表明该地区地壳内环境剪应力处于较低水平, 平均值为12.7×10⁵ Pa, 并据此分析了该地区的地震活动性, 建立并探讨了环境剪应力与震级M_L、 地震矩M₀、 矩震级M_W的关系, 讨论了环境剪应力与震源深度间的关系。     

首都圈地区地震视应力的计算及空间分布

本文计算了首都圈地区2003年9月到2007年12月117个M_L>2.5地震的视应力, 计算视应力的两个参数地震矩(M₀)和地震辐射能量(E_s)都是通过分析地震波形得到。 首先用多重窗FFT获得观测谱, 在扣除仪器响应后对其进行几何扩散和非弹性衰减校正。 几何扩散使用Gail提出的三分段几何模型, 非弹性衰减用随频率变化的Q值来表征。 之后通过遗传算法找到一组Brune圆盘模型下的低频水平(Ω₀)和拐角频率(f_c), 使得它们的理论震源谱和校正过的观测谱残差最小。 通过Ω₀可以得到M₀, 通过对校正过的观测谱求积分再加上有限仪器响应带宽补偿可以得到E_s, 最后就能通过M₀和E_s获得视应力。 计算结果与先前的一些研究比较符合: 视应力随地震矩不存在系统变化; f_c随着M₀变化和定标率M₀∝f^-3_c符合较好; M₀和M_L的关系与定标率lg(M₀)=1.20M_L+10.0符合较好。 最后给出了视应力的空间分布, 结果显示视应力在邢台、 唐山和晋冀蒙交界处的空间分布有不同的特征。 还显示在2006年7月发生M5.1地震的文安北东方向有一个较大的视应力值, 唐山地区视应力从南西到北东方向大体是增加的。     

姚安地震序列与大姚地震序列震源参数的对比研究

2000年1月15日在云南省姚安县发生了M_S6.5地震, 2003年7月21日和10月16日在云南省大姚县发生了M_S6.2、 M_S6.1地震。 这两个地震序列均发生在滇中块体, 震中位置相距42.5 km, 构造、 应力背景相似, 但序列类型不同, 时间间隔短。 为深入研究姚安地震和大姚地震序列的特征, 根据昆明区域数字台网记录的数字地震波资料, 利用遗传算法计算了2000年姚安地震和2003年大姚地震序列的震源参数。 研究结果表明, 姚安地震序列和大姚地震序列的地震矩和近震震级有很好的线性关系, 它们的地震矩M₀均在10¹²~10¹⁴ N·m, 地震矩与震源半径之间呈线性关系。 应力降随震级变化不明显。 拐角频率和地震矩之间有明显的依赖关系, 用最小二乘法拟合拐角频率和地震矩的关系式, 利用此关系式可计算出给定地震矩的拐角频率估计值f_a, 进而可分析实际计算的拐角频率与估计值之差(f_c-f_a)的时间变化曲线。 姚安地震序列和大姚地震序列实际计算的拐角频率与估计值之差(f_c-f_a)及应力降随时间的变化表现出了不同的特征: 姚安地震序列的应力降和拐角频率差值在4.3级和4.6级强余震前均有一个上升-下降过程, 反映余震区应力场有一个增高-下降过程; 大姚地震序列应力降和拐角频率差值在M_S≥4.6强余震发生之前均会出现高值异常, 但在M_S4.6～4.7地震之前出现的高值异常持续时间短, 在M_S6.1地震前出现的高值异常持续较长。 文中结合两个地震的发震构造, 序列类型等特征进行了分析讨论。     

江苏射阳地区地震尾波Q_c值特征

选取2009—2018年江苏省射阳地震台200 km范围内M_L≥2.0地震波形资料,基于Sato单次散射模型,计算该区域S波尾波Q_c值,并探求其时间变化特征。采用相同方法计算盐城、灌云地震台地震波形资料尾波Q_c值,并将3个地震台的计算结果进行对比。结果表明:射阳地区是江苏省尾波Q_0低值区域,Q_c值随频率的变化关系为Q_c(f)=33.7±3.4f ~(1.16±0.04);在2016年10月20日射阳M_(L )4.8地震前,射阳地区尾波Q_c值有增大现象,Q_c值变化特征表现为上升—下降—上升—发震;盐城、射阳、灌云地震台所记录地震的尾波Q_c值在震前均出现明显的高值异常变化。     

智利M_W8.3地震与M_W8.8地震的震源过程及其引起的库仑应力特征

2015年9月17日6时54分32秒(北京时间)智利中部伊拉佩尔附近(震中31.57°S,71.67°W)发生了一次M_w8.3大地震,在此次地震震中以南约500 km处的马乌莱地区曾于2010年2月27日14时34分11秒发生过一次M_w8.8强震(震中36.12°S,72.90°W),两次地震余震分布区之间有约75 km的地震空区.本文利用远场体波与面波波形,基于有限断层模型,反演了这两次地震的震源破裂过程.结果显示这两次地震均为逆冲型大地震,2015年伊拉佩尔M_w8.3地震的平均滑动角度为107°,平均滑动量为2.43 m,平均破裂速度为1.82 km·s~(-1),标量地震矩为3.28×10~(21)Nm,95%的标量地震矩在104 s内得到了释放.最大滑动量约8 m,位于沿走向75 km,深度8 km处.2010年马乌莱M_w8.8地震的平均滑动角度为109°,平均滑动量为4.95 m,平均破裂速度1.90 km·s~(-1),标量地震矩为1.86×10~(22)Nm,95%的标量地震矩在121 s内得到了释放.最大滑动量约12.5 m,位于沿走向100 km,深度21 km处.2015年伊拉佩尔M_w8.3地震浅部更大的滑动量应该是其引起了较大海啸的一个原因.基于破裂滑动分布,我们计算了这两次地震引起的周边俯冲带上静态库仑应力变化,结果显示两次地震均显著增加了周边俯冲带上的库仑应力,2010年马乌莱地震使得2015.年伊拉佩尔地震震源区附近的库仑应力增加了(0.01~0.15)×10~5Pa,从应力积累的角度看,2010年马乌莱地震有利于2015年伊拉佩尔地震的发生,对后者的发生起到了促进作用.     

2008年10月西藏当雄MW6.3地震震后形变提取与余滑反演

2008年10月6日西藏当雄发生M_W6.3地震.本文利用震后2008年10月26日至2010年8月22日的16期ENVISAT ASAR数据,通过小基线集干涉测量、误差校正与MInTS（Multiscale InSAR Time Series）技术提取高精度的震后形变场,利用SDM（Steepest Descent Method）方法反演断层震后余滑演化过程,并分析震后余滑与同震滑动的关系.结果表明：当雄M_W6.3地震的近场震后形变场主要位于断层西侧,在时间演化上具有明显的对数函数衰减规律;震后余滑主要集中于断层中南段深0~15 km区间,最大的余滑量约0.07 m,位于断层深约9.28 km处,滑动角约-103°;震后余滑引起的地震矩能量M₀与矩震级M_W在时间演化上具有指数函数递增规律;当剪切模量μ=32 GPa,震后665天余滑释放的地震矩能量约为1.92×10¹⁷N·m,约占同震滑动释放地震矩的4.8%,相当于矩震级M_W5.46;虽然震后余滑已经延伸到断层浅部0~5 km区间,但由于余滑量相对较小,没有改变同震滑动在断层浅部区域的滑动亏损现象,这可能是2010年11月30日该区域又发生M_W5.3级余震的主要原因之一.     

2016年新疆轮台MS 5.3地震序列尾波Qc值分析

基于Sato单次散射模型,利用轮台地震台单台记录,计算并分析2016年1月14日新疆轮台M_S5.3地震及余震序列尾波Q_c值震后变化,拟合得出Q_c值随频率的变化关系为Q_c (f) =（18.0±3.19）f^1.184±0.072。结果表明,Q_c值在序列初期起伏较大,随着强震后能量的释放,Q_c值趋于平缓;低频段的Q_c值在较大余震发生前有显著变化;不同中心频率点的Q_c值变化形态不一致。对Q_c值变化特征的研究,可为地震预报提供参考依据。     

2016年印尼苏门答腊岛海域MW7.8地震震源运动学特征

根据中国和全球地震台网记录的波形记录,采用W震相矩张量反演、反投影分析及有限断层模型反演方法,研究了2016年3月2日印尼7.8级地震破裂过程,分析讨论印尼地震震源运动学特征.结果表明：此地震为一次对称的双侧破裂走滑型事件,北北东─南南西向的断层节面（走向5°/倾角85°）为发震断层面.标量地震矩约6.19×10²⁰ Nm,矩震级为7.79,最大的滑动量约11 m,位于破裂起始点北东,沿着断层走向约30 km处.破裂平均速度2.0~2.2 km·s^-1,破裂持续时间35 s,破裂在5~25 s内释放的能量,约占总能量的97%.最终形成了总长度90 km左右的断层.印尼地震具有破裂持续时间短、破裂速度慢、高滑动能量带相对集中等显著特点.本研究对进一步增进海洋岩石圈地震的震源特性认识有重要参考意义.     

2020年6月23日墨西哥MW7.4地震震源特征

2020年6月23日15时29分04秒（UTC）,在墨西哥南部瓦哈卡州发生了一次震级为M_W7.4的地震,我们利用全球地震台网（GSN）和国际数字地震台网联盟（FDSN）台网的长周期和宽频带P波数据反演分析了这次地震的震源机制、震源时间函数以及时空破裂过程.根据反演结果,这次地震的矩心震中位于15.96°N,95.89°W,矩心深度约为22 km;地震持续15 s左右,释放地震矩1.24×10²⁰ N·m,相当于矩震级M_W7.4;破裂过程比较简单,仅有一个走向和倾向方向尺度相当的凹凸体错动,最大位错达8.1 m,位于21 km深处.凹凸体破裂主要沿断层的滑动方向呈双侧破裂,两个优势破裂方向在地表投影的方位分别位于60°和270°左右.综合构造背景、震源位置、余震分布、震源机制以及时空破裂过程,我们相信这次地震是发生在北美大陆板块和太平洋海底板块相互作用的结果.海底板块朝着大约60°左右的方位运动,以大约22°的倾角插入大陆板块,造成一个凹凸体错动,形成了这次地震.     

利用同震和震后位移数据联合反演2011年日本MW9.0地震同震断层滑动

基于黏弹性球体位错理论, 联合陆地和海底同震GPS数据以及日本本岛330个陆地GPS站点5~10年的震后数据, 反演了日本M_W9.0地震的断层滑动模型, 提升了断层滑动分布在细节上的合理性。 首先, 基于日本本岛330个陆地GPS站点震前2年和震后10年的连续观测数据, 获取了日本M_W9.0地震震后5~10年的年平均位移, 该时段的位移几乎完全由地幔黏弹性松弛效应引起; 接着, 利用黏弹性球体位错理论对震后5~10年的位移进行反复拟合, 确定了日本M_W9.0地震震源及周边地区的地幔黏滞性系数最优解(9.0×10¹⁸ Pa·s)。 然后, 联合同震和震后位移数据, 引入黏弹性位错格林函数, 反演了2011年日本M_W9.0地震的断层滑动分布。 结果表明, 该地震同震破裂的最大值达到了62.72 m, 同震滑动的总地震矩为4.48×10²² Nm, 相应的矩震级为M_W9.03。 由于黏弹性松弛效应引起的震后位移中包含了同震破裂的信息, 基于黏弹性球体地震位错理论, 联合同震和震后位移数据反演断层同震破裂, 有效提高了日本M_W9.0地震断层滑动分布的可靠性。 最后, 本文提出的反演方法为同震观测结果缺乏的大地震震后科考提供了理论支撑: 在大地震发生之后, 即使在同震期间没有足够的观测数据, 也可以在震后通过对震源区的加密观测积累的震后数据, 使用本文提出的反演方法优化同震断层滑动模型。     

基于InSAR和远场地震波联合反演2008年MW6.3大柴旦地震震源破裂过程

利用InSAR同震形变升、降轨数据和远场地震波数据,基于均方根最小与标量地震矩最小双重约束下的模拟退火方法,联合反演2008年11月10日大柴旦M_W6.3地震震源破裂过程.结果表明,2008年大柴旦地震震源破裂过程整体表现为沿倾向方向从深部破裂起始点处向上往地表传播,且破裂未到达地表;在前7 s内,滑动沿西北和东南两个方向传播,7 s后主要沿东南方向传播,破裂过程时间持续约为11 s,同震滑动分布主要集中在地下10~20 km范围内,最大滑动量达-0.71 m;反演结果揭示本次地震为西南倾高角度兼具微量走滑分量的逆冲破裂事件,反演矩张量为3.96×10¹⁸N·m,矩震级约M_W6.37.通过大柴旦地震发震断层和破裂机制综合分析,初步判断发震断层为西南倾向的大柴旦—宗务隆山断裂.     

新的震级国家标准在2018年陕西宁强MS 5.3地震震源参数测定中的应用

利用国家测震台网记录到的2018年9月12日陕西宁强M_S 5.3地震的波形数据,使用新震级国标计算了此次地震宽频带面波震级M_(S(BB)),利用CAP波形反演方法得到震源机制解及矩震级M_W。结果显示:利用50个宽频带测震台站的波形数据测得此次地震的M_(S(BB))为5.0,与GCMT测定的M_S震级一致;由CAP方法反演得到的最佳双力偶参数为节面Ⅰ:走向169°/倾角81°/滑动角9°,节面Ⅱ:走向78°/倾角81°/滑动角171°;矩震级M_W为5.0,与USGS公布的结果较一致,与GCMT公布的结果仅差0.1。研究认为,此次地震震级应为5.0左右,在日常地震速报中可将M_W作为首选发布震级;而对于中强地震,M_(S(BB))震级相较于M_S震级作为发布震级更为合理。