青海祁连MS5.2地震微震检测与目录完备性研究

利用模板匹配方法对2015年11月23日青海省祁连县M_S5.2地震进行遗漏地震检测研究,由于主震后短时间内目录中遗漏事件较多,故对主震后1天的连续波形进行检测。主震后1天内青海测震台网记录到的余震个数(包括单台)共62个,选取主震后M_L1.0以上余震30个作为模板事件,通过匹配滤波的方式扫描出遗漏地震31个,约为台网目录给出的0.5倍。基于包络差峰值振幅与震级的线性关系估测检测事件的震级参数,最后将检测后的余震目录与台网余震目录在主震后1天内的最小完备震级进行对比分析,结果发现检测后最小完备震级从M_L1.2降到了M_L0.7,得到青海测震台网在祁连地区最小完整性震级为M_L0.7。     

九寨沟M7.0级地震余震目录完备性研究

2017年四川省九寨沟县M 7.0级地震发生后,截止到8月24日共16天内时间内地震台网中心记录到5994个九寨沟地震余震事件,为完备该地震的余震目录,本文利用模板匹配方法对本次地震进行了遗漏地震检测研究,选取震中附近台站记录波形为计算数据,重新检测主震后16天时间内的遗漏地震事件,共得到台网目录外地震目录1053个,与台网给出目录相比增加了0.18倍.为比较本次地震检测前后的最小完整性震级以及活动性b值,利用包络差峰值振幅对检测地震的震级进行了估算,根据检测后的余震目录得到九寨沟地震余震序列的最小完整性震级为M_L 0.9,地震活动性b值为0.80左右,较原目录的M_L 1.2和0.85均有降低.     

2016年唐山开平ML4.7地震活动性分析

2016年8月至2016年10月唐山余震区小震活动增强,尤其是8月21日至9月22日期间,其中9月10日发生震级最大地震为唐山开平ML4.7地震。为了解中强地震发震特征及地震序列变化,基于模板匹配定位识别技术,利用2016年8月1日至2016年10月31日连续波形进行唐山开平地震前后微震检测和定位。从研究区域内中国地震台网目录中选择283个地震事件作为模板事件,基于连续波形共检测识别出878个地震事件,其数量约为模板事件的3倍,约为中国地震台网目录的1.4倍,检测后的地震目录完备震级由原来的ML0.2提升至ML-0.1。利用双差定位方法对847个地震事件进行重定位,结果显示震中附近小震活动频繁,且在唐山开平地震震中周边分布较集中。分析震群分布特征认为唐山开平地震属于唐山老震区正常地震活动,发震断层为唐山-古冶断裂的可能性较大。     

2013年3月涿鹿微震群遗漏地震事件检测和发震构造分析

震群活动时,短时间发生大量地震,不同地震事件的记录波形相互交叠影响,易造成地震目录的遗漏,对震群发震构造分析等研究带来不利的影响.本文针对2013年3月3日至5日在河北涿鹿发生的微震震群,利用匹配滤波技术,以地震台网观测目录所记录地震事件的波形为模板,在连续波形记录中搜索与模板相似的信号,从而检测台网目录遗漏的地震.利用波形互相关标定新检测到地震事件的P波和S波到时,进而对其震中位置和震级做出估计.计算结果显示,通过互相关扫描检测到52个地震台网常规分析遗漏的地震,约为地震目录给出的45个事件的1.16倍.检测到的遗漏地震震级估算为M_L0.1~0.9,通过震级-频次统计分析,加入遗漏地震后地震目录的完整性在M_L0.3~0.8范围内有较明显的改善.根据地震事件精定位结果,推测此次震群的发震构造为北西走向倾角较大的断层,施庄断裂为发震构造的可能性较大.     

2017年3月渤海地震序列微震检测与发震构造分析

地震序列发震构造研究是区域地震活动性和地震危险性分析的重要基础。2017年3月渤海海域发生地震序列活动,该序列发生在郯城-庐江断裂带与张家口-渤海地震带的交汇部位,区域构造较为复杂。然而在渤海海域,连续运行的固定地震监测仪器难以布设,导致地震监测能力相对较弱。本文首先采用模板匹配方法对序列遗漏地震进行检测,再使用波形互相关震相检测进行震相校正,基于校正后的震相到时数据对序列进行精定位,并计算序列中2次最大地震的震源机制解。通过计算共检测到目录遗漏地震32个,约为台网目录中地震数量的1.8倍。根据波形互相关聚类分析发现渤海地震序列可分为2组,一组为M_L4.4地震及其余震序列,一组为最大震级M_L3.5的震群,另有一个M_L1.6地震与其他地震波形相似度较低,可能为一个孤立的地震事件。精定位和震源机制结果显示,2组地震均为NE走向,M_L4.4地震发生在低倾角正断层,M_L3.5地震发生在高倾角走滑断层。最后结合区域地质构造相关研究成果,认为M_L4.4地震及其余震序列发震构造为渤中凹陷内NE向低倾角的伸展性正断层,M_L3.5震群发震构造为NE向倾角较陡的次级走滑断层。     

2013年甘肃岷县-漳县MS6.6地震余震 序列目录完备性研究 基于对单台记录地震事件震中与震级的估计

中强地震余震序列地震目录编目是否完备、 震源参数是否准确,直接影响余震序列特征分析、 震后趋势快速判断和强余震预测等研究结果的科学性和可靠性. 2013年7月22日甘肃岷县-漳县M_S6.6地震余震序列目录中存在较多单台记录地震事件,地震观测报告仅给出其震级,而未给出震中位置. 由于余震波形间的相互交叠干扰,使得余震最大振幅的测量误差较大,造成地震观测报告给出的单台事件震级误差较大. 精确估计单台记录地震事件的震中和震级,能够补充完善现有地震目录,提高地震目录的完备性. 本文对单台记录地震事件震中和震级的估计不仅限于单个台站,而是通过分析区域台网中多个台站的波形记录实现. 首先以余震序列中震级较大、 波形记录信噪比较高的地震波形作为模板,使用波形互相关震相检测技术,检测单台记录的地震事件在多个台站的震相到时. 如果能在4个以上台站检测到震相,则利用测震台网常用的HYPOSAT方法估计其震中位置,并利用多个台站记录波形与模板地震的振幅比估计其震级. 之后计算主震发生后不同时间的最小完备性震级,并通过线性拟合得到最小完备性震级随时间变化的表达式,以分析此地震余震序列的目录完备性. 经过计算共得到253个单台记录地震事件的震级和其中177个事件的震中位置,其震中空间分布范围与余震序列中其它地震分布范围基本一致. 震级复测以及与人工拾取震相到时误差对比表明,该方法所得震相检测和震级估计结果具有较好的可靠性. 主震及最大余震发生后的短时间内,有较多数量单台事件的目录所给出的震级偏低,分析认为可能受主震与较大余震后续震相以及余震间相互干扰所致. 主震发生0.02—0.3天内,其余震序列最小完备性震级随时间的对数呈线性下降,在0.3天后最小完备性震级稳定在M_L1.1左右.      

2017年九寨沟MS7.0地震序列活动特征分析

中强地震序列的主震发生后,短时间内受台站距震中较远、尾波干扰和波形重叠等因素的影响,往往会遗漏大量的地震,而地震目录的完整性会直接影响到震后趋势判定和余震序列特征分析的科学性和可靠性。本文利用基于GPU加速的模板匹配方法对2017年8月1～12日的连续波形进行扫描计算,检测九寨沟M_S7.0地震前后遗漏的地震事件,选取台网目录中信噪比较高的1033个地震事件作为模板,在主震前7天至震后5天期间识别出4854个检测地震事件,为台网可定位目录的3.3倍,除去对台网单台地震事件的修正外,还检测到1797个遗漏地震事件,将完备震级从1.6级降低到1.4级。基于补充了遗漏地震的完整地震目录,对2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震序列活动特征进行分析。结果表明,前震序列在主震前短时间内出现了地震活动的密集增强,b值也显示为低值状态,可能是深部断层发生破裂之前的加速蠕动的结果。随着时间的推移,余震序列的完备震级逐渐下降并趋于稳定,b值存在缓慢升高的趋势,未来较长时期内余震序列仍将处于持续衰减的状态。     

2014年金寨M_L3.9震群序列遗漏地震检测及发震构造分析

针对2014年8月—2015年1月安徽金寨发生的M_L3.9震群,利用匹配滤波技术补充台网目录遗漏的地震事件,再利用波形互相关震相检测技术标定P波和S波到时,进一步采用双差定位方法对震群进行重定位,结合震源机制解等分析此次震群活动可能的发震构造。计算结果显示,通过互相关扫描检测到1376个地震台网常规分析遗漏的地震,数量约为台网目录给出的585个事件的2.35倍。检测到的遗漏地震震级估算为M_L0～2.3,通过震级-频次统计分析,加入遗漏地震后地震目录的完整性在M_L0～1.5范围内有较明显的改善。重定位后地震走时残差更小,水平位置更集中,沿NNE向断裂F和NW向青山-晓天断裂呈现近直立的条带状分布。结合地质构造、震源机制解和水库因素,推测2014年金寨M_L3.9震群可能是由周边水库水下渗引起NW向青山-晓天断裂与NNE向断裂F慢滑动而触发的。     

上海及邻区微震检测与定位

本文利用基于图像处理器加速的模板匹配定位法(Graphics Processing Unit-based Match&Locate, GPU-M&L)和双差定位法(HypoDD),对上海及邻区13个台站记录的2011年至2020年共10年的连续地震数据资料进行分析.首先从中国地震台网中心提供的146个地震事件目录中挑选了136个地震事件作为模板事件,使用模板匹配定位技术对上海及邻区10年的连续资料进行遗漏地震事件的扫描和检测,共识别出824个地震事件,约为台网中心提供地震目录事件数量的5.5倍.然后对识别出的地震事件通过深度去噪方法(DeepDenoiser)将信号与噪声分离,并对去噪后地震波形的频率和振幅特性分析来进一步确认识别出的地震事件.同时利用基于机器学习的震相拾取技术(PhaseNet),对去噪后的333个地震事件进行了震相拾取.检测后的地震目录完备震级由台网目录的M_c1.0降为M_c0.8.最后利用双差定位法对479个地震事件进行精定位,精定位的结果显示,上海地区整体地震活动性较弱,地震的空间分布相对较为分散,定位后...     

2020年和林格尔M_L4.5地震微震匹配定位及发震构造探讨

内蒙古和林格尔地处鄂尔多斯块体北缘阴山地震带内,历史上6级以上强震频发。2020年3月30日和林格尔发生M_L4.5地震,打破了自2005年以来阴山地震带M_L4.0以上地震的长期平静。研究此次地震序列的发震构造对区域应力状态和地震危险性分析有重要作用,然而内蒙古地震台网台站较为稀疏,相对于华北其他地区地震监测能力较低,对和林格尔地震序列的分析造成不利影响。本文采用匹配定位检测方法(ML)检测区域台网目录遗漏的微震,并对检测到的地震事件进行精定位。匹配定位方法共检测到序列中可定位的地震事件61个,约为台网目录的1.3倍,可定位地震约为台网目录的2.9倍。地震序列重定位结果中余震整体呈现NE向的分布,与使用CAP方法得到主震震源机制NE向节面走向基本一致,破裂为正断走滑型,显示和林格尔M_L4.5地震序列发震构造为NE走向、NW倾向的拉张性断层。结合计算结果和区域地震地质构造特征,认为M_L4.5地震序列发震构造为NE走向的岱海-黄旗海盆地南缘断裂。     

2017年9月临城震群遗漏地震检测及发震构造初探

以河北测震台网记录的连续波形数据为基础,采用模板匹配滤波方法,检测2017年9月4日—6日河北临城震群遗漏地震。利用波形互相关扫描,检测到19次被测震台网常规分析遗漏的地震,震级范围为M_(L )0.0—1.2,并标定新检测地震事件的P波和S波到时,估计其震中位置及震级。通过地震精定位和最大地震震源机制解,认为此次临城地震序列的主要发震构造应为近EW向活动断层。     

青海茫崖5.0级地震震源区微震检测与序列活动特征分析

以2019年3月28日青海茫崖5.0级地震作为研究震例,选取主震后信噪比较高的9个M_L1.0以上余震作为模板事件,利用模板匹配滤波方法对主震后30天连续波形进行遗漏地震扫描,检测到遗漏地震13个,约为原始地震目录的43%,这对该地区的地震活动性研究,地震危险性评估等后续研究工作提供了比较完备余震序列数据参考。对模板匹配前后b值变化进行对比分析,发现模板匹配后b值略有下降,佐证了强震后短时间内b值明显降低的普遍现象。最后对扩充后的地震目录进行双差重定位,发现地震主要集中分布在茫崖—油沙山断裂北侧,呈现出成团成片的丛集状分布特点。     

广东地区近震M_L震级量规函数

收集了广东地震台网记录的地震资料,根据Richter提出的原始M_L震级定义,分别采用了频率域和时间域2种仿真技术将宽频带速度波形仿真为伍德-安德森地震仪波形,在仿真后的波形上自动量取地震水平向最大振幅,研究获得了广东地区近震M_L震级的量规函数。通过对各台站计算的M_L震级残差的统计分析,获得了广东地震台网44个台站的台站校正。对台站校正的Z检验结果表明,44个台站中有38个台站的台站校正明显不为0。新量规函数以及台站校正的应用,有效提高了广东地震台网测定M_L震级的精度,使M_L震级测定的离散程度降低约30%。     

2020年云南巧家M_S5.0地震微震检测及发震构造初步探讨

利用匹配定位方法对2020年5月18日云南巧家M_S5.0地震震后24h震源附近台站记录的连续波形进行遗漏地震扫描和定位,共识别出327个地震事件,约为台网目录的2.4倍,最小完整震级由最初的M_L1.9降至M_L1.1。随后,依据最新目录计算了震后震源区的b值,并结合余震展布形态,初步分析此次地震发震构造。研究结果显示,余震序列在平面上显示出NNW-SSE优势展布方向,长度约14km,震源优势深度集中在3～15km;深度剖面展示出主震的发震断层面较陡,并且具有向西倾的趋势。综合主震震源机制解、余震展布形态和周边地质构造背景,认为巧家M_S5.0地震发震断层可能为NNW-SSE向走滑性质的断裂,与2014年鲁甸MS6.5地震的发震构造密切相关。     

紫坪铺水库及邻区的微震检测与定位

首先对四川省地震局提供的1 017次地震进行重定位，并将重定位后的578次高信噪比地震作为模板，利用基于图像处理器加速的匹配定位技术(GPU-M&L)对紫坪铺水库地震台网7个台站2005—2008年记录的连续波形数据进行扫描；然后利用基于深度学习算法的去噪技术(DeepDenoiser)设计出的卷积神经网络模型来进一步验证这些新检测到的地震事件；最后利用双差定位法对检测到的地震事件进行精定位。最终识别到的地震事件多达1万6 836个，约为四川省地震局目录事件的13倍，地震目录的完备震级由M_L1.4降为M_L-0.1。定位结果显示，研究区的地震事件呈北东向线性分布，优势震源深度指示区域地壳内的滑脱层位置，结合b值和震源深度分析结果推测，研究区蓄水后的地震主要是构造应力积累导致的天然地震活动，并伴随水库触发地震混杂发生。     

重庆荣昌地区注水诱发地震的时空分布特征

基于区域固定地震台站和6套流动加密台站的观测资料,对重庆荣昌地区2008年10月—2011年7月期间的地震活动性进行了分析。在双差定位的基础上,采用匹配定位方法(ML)对微小地震进行检测与定位;采用CAP(Cut and Paste)方法,反演获得了M_L≥3.5地震的震源机制解。在此基础上,分析地震活动的时空分布特征、震源特征及其与地质构造的关系,并讨论了2010年9月10日M_L5.1地震前后的小震活动特征。通过匹配定位方法共检测到3 354次微地震事件,约为中国地震台网中心地震目录的5倍,震级集中于M_L-1.0~1.0之间,震源深度大部分处于2~4km范围内;震级-频次统计分析表明,地震目录更加完整,震级下限从M_L1.0降低到M_L0.3。地震活动主要集中在几条隐伏断层附近,并具有从注水井向外扩展的特征;9次M_L≥3.5地震震源机制解均为逆断层型,与该区区域应力场协调,并与已有断层性质一致,表明地震活动与注水活动导致已有断层的再活动有关。而发震断层方向、倾角及滑动角散布范围较大表明流体孔隙压力增加对局部应力场有较大影响,使不同产状的断层活化。M_L5.1地震发生之前,地震活动首先表现为时间上丛集,空间上分布于大部分发震断层段上,随后出现了约3月的平静期,这与基于实验结果提出的"蠕滑-均匀化"机制一致,可能是断层亚失稳的一种表现形式,但这种解释需要进一步的工作论证。     

2020年新疆伽师MS6.4地震震源区 微震检测与目录完备性分析

中强地震发生后,地震检测因受到尾波的干扰可能会遗漏部分微震事件,影响地震目录的完备性。文章利用波形模板匹配方法对2020年新疆伽师M_S6.4地震序列开展微震检测,相比原始的中国地震台网中心统一地震目录,新检测出1 756个微震事件,地震数量增加了1.3倍。基于检测后的余震目录计算最小完备震级为M_L1.2,地震活动性b值为0.76,较原始目录的M_L1.6和0.77均有所降低。通过伽师震源区地震序列活动特征分析,结果表明前震序列在主震前短时间内(前36小时)出现地震活动的密集增强,相应的b值显示为低值;主震发生后地震序列完备震级较高,随着时间的推移,完备震级缓慢降低并趋于稳定,并且呈周期性的波动。本研究提高了伽师震源区地震目录的完备性,为精细化描述该地区地震序列时空演化特征提供了关键数据基础。     

波形模板匹配定位方法在北京地区的应用

在地震学研究中，高效的微震检测方法是既重要又具有挑战性的问题。本文对波形模板匹配检测方法、匹配定位技术、波形自相关检测技术进行详细介绍和对比，对国内外应用实例进行总结，并展望微震检测方法应用前景和发展趋势。利用基于图形处理器加速的匹配定位技术和双差地震定位法，对北京地区19个台站记录的2015年连续地震资料进行分析。基于中国地震台网中心提供的地震目录，筛选出245个地震事件作为模板事件，检测得到1229个地震事件，约为地震台网原始地震目录数量的5倍。精定位结果可显示小震沿黄庄-高丽营断裂周边小断裂分布形态特征，本文微震检测和定位结果可为研究北京地区地震活动性与发震断层深部构造提供基础数据支撑。     

基于模板匹配方法的微震自动检测在河源M4.3地震中的应用研究

基于广东新丰江水库区密集的测震台网,利用波形匹配定位方法对库区内2018—2019年期间的地震波形进行分析,发现在新丰江河源地区,存在有大量未被记录的微震事件,匹配定位方法适用于新丰江地区的微震事件检测。通过分析本地区地震事件的主要波形特征,初步建立新丰江地区的微震模板事件库,利用脚本实现地震事件文件与地震模板的自动转换,达到对新丰江地区地震模板库的实时扩充的要求,借助JOPENS的波形导出功能,实现对地震连续波形文件的自动预处理,基本达到基于模板匹配定位方法的自动检测功能的要求,可将其应用于台网的地震目录完善工作。     

基于模板匹配定位法的江苏盐城附近微震检测和构造分析

利用基于GPU加速的匹配定位法和双差定位法,对江苏盐城及邻区18个台站记录的2009~2018年共10年的连续地震资料进行分析。首先从台网目录中挑选211个地震事件作为模板事件,使用匹配定位技术对江苏盐城附近连续10年的地震进行检测和识别,共识别出1349个地震事件,约为台网目录地震事件的3倍,最小完备震级由台网目录的M_L1.9降为M_L1.2。然后利用双差定位法对检测到的地震事件进行精定位,精定位的结果揭示：建湖地区的地震密集带与洪泽-沟墩断裂有关,震源深度优势分布为5~20km,断裂两侧震源深度有显著差异,断裂带倾向NW;射阳震群震源深度比建湖震群有所加深,优势分布为10~25km,震源深度由南东向西北逐渐变浅;宝应地区地震丛集分布;东台地区由于模板事件相对较少,扫描定位后,地震事件在陈家堡-小海断裂带附近零星分布。研究结果为研究盐城地区的地震活动性、发震断层的深部构造提供了基础数据支撑。