用模拟区域深度震相sPg、sPmP和sPn确定中小地震的震源深度

有3种有用的区域深度震相sPg、sPmP和sPn以及与之相应的参考震相Pg、PmP和Pn。每种深度震相和它的参考震相间的到时差可以用来估计震源深度。我们开发了一种利用区域深度震相模拟(RDPM)的方法来估计中小地震的震源深度。对所有地震我们使用同一个震源机制来产生到时差。通过比较发现,用区域深度震相模拟方法得到的震源深度与用其他方法得到的震源深度是一致的。由于区域深度震相模拟方法得到的深度依赖于地壳模型,我们审查了这种依赖性并发现10%的地壳模型误差可引起大约10%～15%的深度误差。深度的绝对误差依赖于地壳模型的误差和震源深度本身。震中位置误差对所得的深度影响很小。通过分析理论的和观测的地震图发现,sPmP和PmP震相在某一距离窗中发育较好。在此震中距窗中,它们也较容易识别。我们证实了对sPmP和PmP的假定是正确的,以及区域深度震相在某些地区是不发育的,或不能分辨的。我们也展示了可用于识别区域深度震相的一些特征。     

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。     

sPn震相计算近震震源深度研究

震源深度是描述震源信息的基本参数之一,也是目前最难测准的参数之一。近震深度震相sPn与Pn震相到时差与震中距无关,是测定地壳内地震震源深度的主要依据之一。sPn与Pn到时差测定地壳内近震深度的方法简洁、准确,可以在日常地震速报中应用。     

利用sPn震相计算石嘴山M_L4.4地震震源深度

利用sPn和Pn震相走时差计算的2014年2月28日石嘴山M_L4.4地震的震源深度为7.21±0.277km;分析不同震源深度下民勤台的理论波形与观测波形拟合结果,得到震源深度为7~8km。研究认为,石嘴山M_L4.4地震属于浅源地震,震源浅和沉积层较厚是此次地震震感较强的主要原因。另外,合理选取地震波形数据和震相识别方法,可有效提高s Pn震相测定震源深度的可靠性。为便于应用,本文还给出了宁夏地区地震震源分别位于上地壳和下地壳时sPn和Pn震相走时差与震源深度的对应关系表。     

台湾海峡南部一次5.0级地震的sPn震相分析

运用Pn震相对齐测定sPn震相的方法分析了发生在台湾海峡南部的一次5．0级地震的 sPn震相,初步了解sPn震相的一些特征,并在不同地壳模型下用sPn-Pn的走时差计算了该地震的震源深度。结果表明:在该地震中,sPn震相特征明显;用Pn震相对齐测定sPn震相的方法可以快速、可靠地测定出sPn震相;用sPn-Pn的走时差计算震源深度时,不同模型计算出的结果相差不大。     

2017年9月4日河北临城M_L4.4地震震源深度测定

震源深度是地震定位中的重要参数之一。对于一个地震,sPn与Pn震相到时差是一个常量,与震中距无关,只与震源深度和地壳模型有关。基于该理论,以河北数字台网数据为基础,识别sPn震相和Pn震相,计算2017年9月4日河北临城ML4.4地震震源深度,结果为6.86km。双差定位法是目前确定震源深度比较精确的方法,双差定位得到的震源深度为7.01km。双差定位法所用数据量比较大,计算过程繁杂。利用sPn与Pn到时差计算震源深度的结果与双差定位法结果接近,计算快速、简单,所需数据量小。因此,将该方法应用到实际工作中,可以快速、准确地测定近震震源深度。     

华北地区天然地震震相特征研究

本文主要分析了华北地区区域地震中6种常规震相(Pg、PmP、Pn、Sg、SmS、Sn)的基本特征,分析了华北地区东、西部分区清晰的震相特征。利用地壳分层构造特征以及理论走时计算等方法对人工震相读数结果进行了分析比较。另外还重点讨论了在华北地区区域测震台网常规震相分析工作中应该引起高度重视的深度震相sPn及其在震源深度准确测定中推广使用的可能性。     

京津唐地区震源深度分布初探

在对唐山—张家口一线地震进行定位时,采用台偶时差法测定震中,不同震相之间到时差求震源深度的方法,提高了定位的精度.本地区的震源分布在5—22km的深度范围,这和估算的地壳岩石强度随深度的分布相吻合.从而推断,这里的地壳具有上部脆性、下部塑性的特性,其过渡带的深度约20km.      

利用sPn震相对宁夏地区近年有感地震震源深度重定位

宁夏十五数字地震观测台网自投入使用以来,积累了大量的地震数字波形。利用宁夏台网中震中距在1 000km范围内不同台站记录的9次M≥3.0地震的sPn与Pn震相进行分析、计算这些地震的震源深度。研究表明,利用sPn与Pn震相的到时差计算地壳内近震深度的方法简捷、准确。     

用sPn震相计算广东地区地震震源深度

通过对广东台网记录到的三个典型地震的震相分析,依据sPn震相所具有的特征,可以在震中距1.5至7度之间,识别出sPn震相;利用sPn和Pn震相的到时差计算出三个地震的震源深度,并与广东台网用其他方法给出的震源深度进行比对。结果表明:sPn和Pn震相的到时差计算震源深度的方法简单易行,且准确度较高。     

气枪探测资料对华北地区地壳低速带的约束

地壳低速带是岩石圈中的力学软弱带,对地震的孕育有重要作用.人工探测和天然地震层析成像资料均表明,华北地区在不同深度上均存在低速带.为进一步对华北地区地壳低速带的特性进行约束,我们分析了在唐山地区进行大容量气枪震源探测所获得的高分辨率观测资料.分析中发现,该地区的地震记录具有如下主要特征:①直达波Pg视速度为6km/s,可以追踪到约70km;②Moho面反射波PmP从50km开始就以强势震相出现;③PmP震相在150km处比Pg震相约滞后2s.本文利用合成地震图,通过波形正演对观测数据进行拟合,结果表明,合成地震图不仅可以解释各种震相的走时,同时也能较好地反映PmP和Pg的相对振幅.模型结果显示:①该地区平均地壳厚度为33km;②在该地区上下地壳各存在一个低速层.通过分析热流和大地电磁测深资料,认为该地区上/下低速层可能分别是流体和热作用的结果.     

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。      

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.     

用Pn-Pg走时差计算内蒙古地区地震震源深度

震源深度是地震学研究的关键参数,也是难以准确测定的参数之一。由于Pn和Pg震相的路径特征,其走时差对震源深度的变化较敏感,Pn和Pg震相是地震台网观测报告中数量较丰富且精度较高的震相数据,因此Pn-Pg方法为震源深度测定提供了简便且可行的方式。本文讨论了使用Pn-Pg走时差测定震源深度的实现方式,使用模拟数据评估了该方法的误差,结果表明,震相到时误差在一定范围时,此方法可以给出较可靠的深度结果。使用Pn和Pg走时差计算了内蒙古地区地震的震源深度,重新测定的深度频次分布更加合理,区域差异也比较明显,东部和西部的震源深度较深,中部地区震源深度较浅。     

2011年安庆MS4.8地震SmS震相观测与研究.

2011年1月19日发生的安庆MS4.8地震,在较远范围引起了明显震感．通过仔细辨认此次地震不同频段的波形记录,发现在一些台站记录到了清晰的SmS震相．采用CAP方法反演了其震源机制解,并利用理论地震图与实际观测数据对比进一步确认了SmS震相的存在．结合已有实验结果,推断在人类有感频率（1Hz至几Hz）范围内,震中距70——200 km内SmS震相往往是振幅最大的震相,是引起远距离有感的主要原因．利用理论地震图研究了震源深度对SmS震相的影响. 结果表明,震源深度可改变SmS震相发育的临界震中距,震源越深对应的临界震中距越小．进一步通过对比SmS与S的振幅比,定性讨论了震源机制解中倾角、滑动角和地壳浅层衰减等因素对SmS震相的影响．结果表明,倾角和滑动角对其振幅比影响呈现比较复杂的关系,而SmS与S振幅比随地壳浅层衰减的增大而减小,说明浅层衰减对SmS震相影响较大．综合分析认为,除当地地壳速度结构的影响外,SmS震相的发育受到震源机制解的倾角、滑动角,震源深度以及地壳浅层衰减等多种因素的影响．      

多层介质中利用sPn与Pn到时差确定震源深度的研究

为利用sPn与Pn波的走时差测定震源深度,进一步提高地震震源深度的测定精度,推导多层介质下sPn与Pn波的走时差与震源深度的关系,发现走时差与震中距无关,只与震源深度及区域地壳速度模型有关。震源在同一层中,走时差曲线的斜率不变,而当震源位于不同层中时,sPn-Pn走时差曲线的斜率不同,并呈分段直线的走时差曲线形态。地壳速度结构纵向越不均匀,多层和单层介质下利用sPn-Pn走时差计算的震源深度误差就越大,走时曲线的各分段直线斜率相差越大;探讨地壳中sPn与Pn波传播路径相同但波速不同的单层地壳速度模型,发现单层介质下波速越大,测定的震源深度越大;对于同一地区相同的地壳分层结构,测得的震源深度随着泊松比的增大而减小。基于前人给出的中国五个典型块体多层平均地壳模型,给出sPn-Pn走时差与震源深度计算公式速查表。     

甘青交界地区sPn震相研究及其震源深度计算

通过对甘青交界地区3个M≥4.5级地震震相的分析,认为在震级M≥4.0级,震中距300km~800 km的甘青交界地区地震,青海数字地震台网部分台站可记录到清晰的sPn震相。采用sPnPn平均到时差方法计算2013年2月12日的青海海西5.1级地震震源深度为14.3 km、9月20日青海门源5.1级地震震源深度9.9 km;2014年10月25日甘肃碌曲4.5级地震震源深度15.2 km。为了验证上述计算结果,用CAP法反演上述3个地震矩心深度,误差比国家地震台网给出的震源深度均小于5km。进一步说明sPn-Pn平均到时差在甘青走时模型下,只要能识别出sPn震相,就能快速准确算出震源深度且震源深度误差较小,结果可靠。     

深度震相sSmS特征及其在震源深度确定中的应用

通过一系列理论地震图模拟,研究了莫霍面超临界反射深度震相sSmS的特征,分析了影响该震相的各种因素。结果表明,SmS和sSmS属于高频波,一般情况下在高频段(1Hz左右)可被清晰地观测到;而在更长周期的地震图上,SmS和sSmS的强度比S波或者S多次波弱,不易辨认;地壳结构复杂地区且震源深度较浅时,sSmS震相也不容易被观测到。本文以2011年6月20日腾冲MS5.2地震为研究实例,利用sSmS深度震相确定其震源深度为6km,与其它方法所得结果一致。在利用深度震相测定震源深度的研究中,sSmS震相可以作为震源深度精确测定的手段之一。     

用sPn震相计算震源深度的初步分析与应用

用近震震相sPn与Pn波的到时差测定壳内近震深度的方法简捷准确。本文对2004年3月24日内蒙古东乌珠穆沁旗5.9级地震震中1 000 km范围内不同台站记录的sPn震相进行了初步分析,计算了该次地震的震源深度。还讨论了用sPn测定震源深度的可能性及该方法在日常工作中的应用问题。     

sPn震相特征及在震源深度测定中的应用

通过理论地震图模拟,研究sPn震相特征,分析其影响因素。研究表明:sPn与Pn震相的初动极性关系在不同台站方位角呈现不同特点,基于sPn震相的深度定位方法更适合于中强地震。以2012年9月7日12时16分彝良M_S 5.6地震为例,利用南北地震带南段密集流动地震台阵的观测数据,采用波形互相关方法拾取Pn波走时,应用滑动时窗相关法识别sPn震相,通过sPn与Pn震相走时差,测定震源深度为9.6 km。