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。      

sPL震相在九江—瑞昌M_S5.7地震序列震源深度测定中的应用

利用近震深度震相sPL的基本特征和九江地震台的波形资料,对2005年11月26日九江—瑞昌MS5.7地震序列ML2.0地震进行了sPL震相分析,得到了该地震序列较为可靠的震源深度分布,并与CAP波形反演、双差定位、sPn震相、Hyposat等方法定位的结果进行了对比。结果表明,sPL震相测定的近震震源深度较为可信,该地震序列的震源深度分布在9~11km范围内。     

Pn与sPn震相到时差计算震源深度的单台应用

震源深度是地震定位的一个重要参数.本文利用沈阳台记录到4个壳内近震,进行sPn震相识别,利用sPn与Pn震相的到时差计算这几个近震的震源深度,将所得结果与国家局及辽宁台网结果进行对比研究,结果表明沈阳台定出的深度与国家局所定深度75%是一致的,与辽宁局结果也基本一致,误差较小.在2 km范围内.并对利用sPn震相计算震...     

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。     

sPL,一个近距离确定震源深度的震相

实际地震波形观测表明,对于大陆结构相对简单的地壳中的地震而言,有一震相出现在P 波和S波之间.一般在30~50 km附近发育得较好,其能量主要集中在径向分量,而垂向分量的振幅相对径向要小,切向分量上的振幅很弱,且波形以低频为主,通常没有P波尖锐.在利用FK方法计算合成地震图的基础上,发现该震相是由S波入射到自由地表形成水平传播的P波(文献称为surface P wave,自由地表P波)或者包括S波入射到地表后形成的多次P波或其散射震相.由于该震相是由S波和P波之间耦合而形成,本文将其定义为sPL(s coupled into P) 震相.理论波形研究表明,sPL相对直达P波的到时差对震中距离不敏感,而随着震源深度的增加几乎呈线性增加,因此可以很好的约束震源深度.本文以2005年江西九江地震为例,证实了sPL确定震源深度的可行性和可靠性.在观测到sPL震相的情况下,离震源50 km以内的一个三分量地震台站的波形就可以帮助获得可靠的震源深度,而不需要精确的震中距离.由于sPL震相出现距离较近,对于较小(三级以上)的地震也可以应用,因此在稀疏台网布局情形下sPL对于确定中小地震深度应该具有很好的应用意义.     

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.     

以和静地震为例分析sPn震相在震源深度测定中的应用

利用新疆台网波形数据,对2012年6月30日新源、和静交界区MS6.6地震以及2012年6月30日和静MS4.2地震波形中sPn震相进行分析。通过sPn震相与Pn震相的到时差,并结合2015年新疆模型和3400走时表模型对两个地震进行震源深度测定。结果表明,采用两个模型得出的震源深度与中国地震台网中心测定深度的误差分别为1.7km与1.5km,2.4km与2.1km,其结果真实可靠。     

多种方法测定2019年皎口水库地区2.5级以上地震震源深度

应用CAP方法、sPL深度震相方法和双差定位方法,对2019年M2.5以上皎口水库地区地震震源深度进行测定。通过CAP方法进行反演,计算出最佳震源机制解及震源深度;在震中距50 km左右的近台识别出清晰的sPL震相,运用频率—波速（F-K）方法画出各种震源深度的理论波形,与实际波形进行拟合确定震源深度;建立地震事件对,利用走时差观测值与理论值的残差确定其相对位置及深度。结果发现,上述多种方法测定的结果基本一致;相对而言,双差定位方法更适合皎口水库地区地震震源深度的测定。      

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。     

2017年6月3日阿拉善左旗5.0级地震震源深度测定

2017年6月3日18时11分内蒙古阿拉善左旗（37.99° N,103.56° E）发生5.0级地震,利用近震深度震相sPL测定法、CAP波形反演法、sPn与Pn震相走时差法,进行震源深度精确测定。研究结果表明,3种方法测得的该地震震源深度基本一致,分布范围为8.5—11 km,表明该地震发生在上地壳。     

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.     

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。     

Determination of focal depth by two waveformbased methods: A case study for the 2008Panzhihua earthquake

With the 2008 M_S6.1 Panzhihua earthquake as a case study, we demonstrate that the focal depth of the main shock can be well constrained with two approaches: (1) using the depth phase sPL and (2) using full waveform inversion of local and teleseismic data. We also show that focal depths can be well constrained using the depth phase sPL with single broadband seismic station. Our study indicates that the main shock is located at a depth of 11 km, much shallower than those from other studies, confirming that the earthquake occurs in upper crust. Aftershocks are located in the depth range of 11-16 km, which is consistent with a ruptured near vertical fault whose width is about 10 km, as expected for an M_S6.1 earthquake.     

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。      

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。