区域数字地震台网面波震级Ms测定与系统误差分析

以国家地震台网测定的面波震级为标准,利用福建区域数字地震台网测定的近距离面波震级Ms结果与国家地震台网测定的面波震级结果进行比较和统计分析。根据两者之间的相对差量,主要从数据采集器的最大动态放大倍数分贝数、FBS-3宽频带反馈式速度平坦型地震计的幅频特性和测定面波震级展开公式推导3方面进行分析。结果表明：震中距△、数据采集器的动态范围和地震计记录地面运动振动频率的有效频带宽度是影响面波震级测定的主要因素,进而提出适合于福建区域台网测定近距离面波震级Ms的台基校正值及标准偏差。     

基于POT模型的昆仑山地区地震统计特征分析

极值统计是研究较少发生但一旦发生即产生极大影响的随机事件的有效方法。本文以地震活动频繁的昆仑山地区作为研究区域,建立了基于广义帕累托分布的超阈值（POT）模型,并讨论了该地区若干地震活动性参数,包括强震震级分布、潜在震级上限、强震平均复发间隔、一定周期内的强震发震概率、一定时期内的重现水平和超定值重现震级。经统计分析得到:该地区震级阈值选定为M_S5.5,超阈值期望震级为M_S6.81,潜在震级上限高达M_S9.08,M_S8.0的平均复发间隔仅为66.8年,未来3年该地区发生M_S5.5～M_S6.5的概率在80%以上,百年重现水平即可达到历史最大震级M_S8.1。     

2021年新疆皮山MS5.4和叶城MS5.4双震序列及青藏高原西北缘地震活动特征

利用新疆、西藏区域台网记录的P波和S波到时数据,对2009年1月至2021年9月期间的青藏高原西北缘的地震事件开展了精定位;利用新疆区域台网的地震波形数据,对2021年9月4日皮山M_S5.4地震和9月5日叶城M_S5.4双震序列中的12次M_S≥3.5地震事件开展了震源机制解反演;综合精定位与震源机制解结果,分析了皮山M_S5.4和叶城M_S5.4双震序列的震源特征;结合本文作者已取得的于田地区强震活动性研究结果,讨论了青藏高原西北缘两个强震区内(皮山—叶城地区与于田地区)的强震相关性.研究结果表明,(1)皮山M_S5.4和叶城M_S5.4双震序列的发震断层为NW向的泽普断裂带,两次M_S5.4地震的质心深度为17 km左右.(2)皮山M_S5.4和叶城M_S5.4地震之间伴有NE-SW向的次级隐伏拉张断层破裂.(3)2015年皮山M_S6.5地震序列呈现出NW向的单...     

2013年4月20日四川芦山MW6.7 (MS7.0)地震参数的测定

2013年4月20日四川芦山M_W6.7(M_S7.0)地震发生后, 中国地震台网中心(CENC)发布了地震速报参数. 该文利用中国国家地震台网97个台站的资料对地震速报参数进行了修订, 得出: 四川芦山M_W6.7地震的发震时刻为北京时间8时2分47.5秒(世界时间0时2分47.5秒), 震中位置为30.30°N、 102.99°E, 震源深度17 km. 该地震的面波震级为M_S7.0, 短周期体波震级为m_b6.0, 中长周期体波震级为m_B7.0; 利用波形反演的方法计算了震源机制解, 得到的最佳双力偶解的参数分别为节面Ⅰ: 走向17°/倾角48°/滑动角80°; 节面Ⅱ: 走向212°/倾角43°/滑动角101°, 矩震级为M_W6.7. 中国地震台网中心发布本次地震为面波震级M_S7.0, 而美国地质调查局(USGS)国家地震信息中心(NEIC)发布为矩震级M_W6.6. 为了消除这种差别, 建议我国也应将矩震级作为对外发布的首选震级, 使震级的发布与国际接轨.      

中强地震能量震级测定

本文根据地震波衰减特性,开展了利用宽频带地震波形数据测定地震波能量E_S和能量震级M_e的方法研究。利用震中距处于20°—98°范围内的宽频带远震P波波形数据,测定了4次国外和4次国内中强震的能量震级M_e,并对其面波震级M_S、矩震级M_W及能量震级M_e进行了分析对比。结果表明:面波震级M_S表示的是地震在某一固定频率所辐射的地震波能量大小;矩震级M_W与地震所产生的断层长度、断层宽度、震源破裂的平均位错量等静态构造效应密切相关;而能量震级M_e反映的是震源动态特征,与地震震源的动力学特性密切相关。由于地震是以地震波形式辐射,能量主要集中在震源谱的拐角频率附近,因此能量震级M_e更适合描述地震的破坏性。由此可见,联合测定面波震级M_S,矩震级M_W和能量震级M_e对于地震定量研究以及地震灾害与风险评估具有重要作用。      

2001年11月14日昆仑山口西地震--一次面波震级未饱和的地震

概述了2001年11月14日发生在新疆、青海交界的昆仑山口西地震震级的测定过程,分析比较了我国国家数字地震台网和美国地质调查局（USGS）国家地震信息中心（NEIC）测定的面波震级MS,以及国内外不同机构测定的该地震的矩震级MW. 结果表明, 不同的机构在测定面波震级时,由于所使用的资料不尽相同, 所使用的计算震级的公式也有所不同, 导致测定结果有一定的差别. 我国对该地震的速报结果是MS=8.1, 在正式编辑出版的《中国数字地震台网观测报告》中给出的测定结果是MS=8.2;美国地质调查局（USGS）国家地震信息中心（NEIC）测定的结果是MS=8.0. 地震发生后不久,哈佛大学（Harvard）、NEIC、东京大学地震研究所（ERI）、中国地震局分析预报中心（APCEA）、 中国地震局地球物理研究所（IGCEA）利用全球地震台网、 中国国家数字地震台网或中国数字地震台网（CDSN）的资料得出的矩震级MW分别是7.8（Harvard）, 7.7(NEIC), 7.7(ERI), 7.6(APCEA),7.5(IGCEA),测定的结果基本一致, 平均为MW=7.7. 鉴于矩震级是一个描述地震绝对大小的力学量,与传统的震级标度相比具有明显的优点,国际地震学界推荐矩震级作为优先使用的震级. 本文分析表明,昆仑山口西地震的震级（矩震级）为MW=7.7, 其面波震级MS=8.0, 是一次面波震级未饱和的地震.      

2022年1月8日门源6.9级地震山东地震台网测定面波震级对比分析

通过对山东地震台网记录的2022年1月8日门源M_S 6.9地震原始波形进行分析,测算出88个测震台站的M_S、M_S7、M_S(BB)等3种面波震级,并与中国地震台网速报和青海区域地震台网编目测定结果进行对比分析。结果表明：①山东地震台网测定门源M_S6.9地震的面波震级M_S、M_S7、M_S(BB)分别为7.20、7.16、6.96;②M_S(BB)震级的测定方法简单,不同台站之间的偏差较小,一致性较好,适合在地震台网的地震速报中使用。这与震级国家标准GB 17740—2017的规定相一致。     

江苏数字地震台网P波谱震级和地震辐射能的计算

基于江苏数字地震台网的宽频带记录,对38次M≥5.0地震的P波谱震级M_P进行测定,对地震的辐射能量进行了估算。结果表明:本文测定的M_P与中国地震台网中心(CENC)测定的MS、德国地学中心(GFZ)测定的MW具有很好的一致性,与该2种震级之间的平均偏差分别约为0.17和0.10级,基本小于世界主要地震机构之间对同一震级的测定误差(约0.2级);同时,基于M_P估算的地震辐射能与基于修正G-R关系由MS震级换算获得的结果十分接近,两者平均能量之比约为1.1,表明M_P与P波群(P+pP+sP)能量流是基本等效的。因此,基于宽频带数字记录测定中强地震的P波谱震级以及地震辐射能是可行的,且测定过程简便。     

考虑活动地块边界带的分区震级经验关系

地方性震级M_L和面波震级M_S是两种常用的震级标度, 二者经常需要依据经验公式进行相互转换． 基于历史地震整体统计的经验公式由于资料有限, 且没有考虑区域地质条件的差异, 在实际使用中所产生的误差较大． 本文整理了40多年来同时包含M_L和M_S的1万2621条历史地震数据, 通过回归分析得到了震级M_L与M_S的经验关系; 并进一步按照震源所处的Ⅱ级活动地块边界带进行了分区回归分析, 得到了27个分区内地震震级M_L与M_S的经验关系． 结果显示, 经过分区转换后的M_L与M_S具有更好的相关性, 且考虑活动地块边界带所获取的地震震级能有效地降低M_L与M_S之间的转换误差．      

2023年山东平原MS 5.5地震宽频带面波震级和近场地震动反应谱空间分布特征分析

2023年8月6日山东平原发生M_S 5.5地震,中国地震台网中心获得丰富的测震和强震台站三分量波形数据。使用2°—10°震中距范围内80个台站的宽频带垂直向速度记录,测量该地震的宽频带面波震级;使用震中距200 km范围内1 278个强震仪和简易烈度计三分量记录,计算近场强震动加速度反应谱值。结果表明,宽频带面波震级M₍S(BB))平均值为5.5,震中西南侧台站测定震级相对偏小,偏大台站多分布在东北侧。近场强震动加速度反应谱呈NE—SW走向的条带状分布特征,沿断层破裂方向衰减慢,垂直断层方向衰减快。宽频带面波震级和加速度反应谱的空间分布特征支持本次地震以东北向单侧破裂为主,对照震中区地震断层资料,本次地震可能属于高唐和陵县—阳信隐伏断裂体系。     

利用P波初动资料求解汶川地震及其强余震震源机制解

通过查阅国家地震台网、各省区域地震台网和流动地震台网,以及IRIS数据中心给出的一些国际台站的数字波形记录,读取P波初动方向,利用格点尝试法计算了2008年5月12日汶川8.0级（M_S）特大地震以及其后发生的部分强余震（44次）的震源机制解.这组震源机制解是对哈佛大学已公布的9个地震的最佳双力偶解的很好补充.     

DISCUSSION ON ATTENUATION CHARACTERISTICS,SITE RESPONSE AND MAGNITUDE DETERMINATION IN SICHUAN

The attenuation characteristics and site response are calculated respectively for each individual tectonic unit in Sichuan (Sichuan Basin,west Sichuan plateau and Panzhihua-Xichang area),using digital waveform data recorded by regional seismic networks and relevant seismic phase data collected from China Seismograph Network.The frequency dependent Q(f) is obtained by the iterative grid-search technique described by Atkinson and Mereu based on trilinear geometrical spreading model.The source spectra are determined by the model of Brune and the site responses of seismic stations are derived by Moya's method using genetic algorithms.Comparison to conventional M_L estimates shows that the network local magnitude bias is quite significant at low and intermediate magnitudes.The bias at the j^th station for the i^th event is defined as ΔM_ij=M_ij-M_i, where ΔM_ij is the station magnitude and M_i the network-average value.For comparison,we mapped the spatial distribution of biases by digital seismograms recorded from 10535 earthquakes of magnitude 2.5≤M_L≤4.9 that occurred in Sichuan from January 1,2009 to June 30,2015.Based on the above data,the attenuation characteristics,site response and their effects on magnitude determination in Sichuan are analyzed.Our results demonstrate that the associated model for regional quality factor for frequencies can be expressed as Q₁(f)=450.6f^{0.513 4} for Sichuan Basin,Q₂(f)=136.6f^{0.581 3} for west Sichuan Plateau and Q₃(f)=101.9f^{0.666 3} for Panzhihua-Xichang area.Site response results indicate that different stations show different amplifications.Maps of biases appear to be different,but with similar dominant spatial distribution.For stations in Sichuan Basin,their greater magnitudes are functions of low attenuation in structure and amplification effects of both seismic stations and basin effects.For stations in west Sichuan Plateau,the possible causes of these lower magnitudes are severe dependence upon source region due to extreme lateral variations in either structure or path effect attenuation.For stations in Panzhihua-Xichang area,broken medium caused by strong tectonic activity or large earthquakes and heat flow up-welling along active faults may be the main reasons of low magnitude values when earthquakes occur in western Sichuan and eastern Tibetan region.And the greater magnitudes for earthquakes along the Longmen Mountains appear to be well correlated with edge effect of sedimentary basin on strong ground motion.In our study,stations magnitude biases appear to be extremely correlated with tectonic structures and different regions when seismic rays passing through,magnitudes are affected significantly by lateral variations in attenuation characters rather than site responses.     

论中国地震台网测得的面波震级

文中使用了一个新的量规函数σ₃₀₀（Δ）,它是基于面波传播理论,考虑了面波的几何扩散、非弹性吸收、频散衰减以及面波优势周期随震中距的变化导出的,取全球平均Q=300。在震中距Δ=20°-160°的范围内与IASPEI推荐的面波震级的量规函数σ_IASPEI（Δ）一致,又推广了σ_IASPEI（Δ）的震中距使用范围,从1.0°-179°,以及可使用的面波周期范围（7.5-30s）,因此它更适合我国由中周期宽频带SK仪组成的台网情况。若采用此量规函数σ₃₀₀（Δ）和进行方位角改正,则可使我国台网测出的M_s与国际地震中心（ISC）测出的一致,震级误差降到0.19级,此误差与苏联台网的误差一样。     

利用重复地震观测重庆武隆地区地壳介质变化

选取重庆数字地震台网记录的武隆地区107次M_L≥1.5地震波形和观测报告资料,采用波形互相关技术进行相关计算,识别出12组同时被3个地震台站记录且各台波形互相关系数不小于0.8的重复地震。利用射线追踪方法,对武隆地区重复地震位置做归一化处理,得到所选台站记录地震P波走时差变化,结果显示:在2017年武隆M_S5.0地震前4年,武隆、仙女山、涪陵地震台记录到P波走时差均存在长期的负异常变化,持续时间长达339天,共出现18次负值,表明该时段地壳介质速度有明显升高现象。      

2014年鲁甸MS6.5地震及其强余震序列重定位

本文采用云南测震台网的观测报告数据,利用双差定位方法对2014年鲁甸M_S6.5地震及其强余震序列进行了重定位,获得了3 658个地震事件的震源参数。重定位后地震序列的震中分布显示,余震分布存在两个优势方向,分别为近EW向和SES向,呈共轭型分布,近EW向条带展布长度为30 km,SES 向条带展布长度为20 km;震源深度的分布显示,地震序列总体表现为主震附近震源较深,沿近EW向和SES向逐渐变浅,地震序列的震源深度主要分布在4—20 km范围内。截至2017年2月28日,鲁甸M_S6.5地震震源区共发生（同一天发生的一组地震算一次）M_S≥4.5强余震4次。重定位后的鲁甸4次强余震序列震中分布存在差异:2014年9月10日和10月27日两次强余震序列的展布特征与主震相同,而2016年和2017年另外两次强余震的后续余震仅分布在强余震的周边,与主震序列明显不同。综合重定位后余震序列分布、震源区地质调查资料以及前人研究认为,鲁甸地震的4次强余震序列是区域应力场和主震引发的震源区应力场共同作用的结果,2014年9月10日和10月27日的两次强余震序列主要受主震引发的震源区应力场的影响;而2016年和2017年两次强余震序列则主要受区域应力场的影响。      

青藏高原及周边2001年以来三次特大地震引起的形变场分布特征

基于地壳黏弹模型在GPS观测资料和地震位错数据为约束条件下,应用有限元数值模拟方法对2001年昆仑山8.1级、2008年汶川8.0级和2015年尼泊尔8.1级特大地震引起的地壳形变分布特征进行了模拟计算,获得了地震位移场和形变场.这3次大地震分别发生在青藏高原的北部、东部边界和南部边界,尽管震级大小基本相当,但发震区域和发震断层性质都各不相同,其各自产生的地壳形变场分布特征存在明显的差异,主要表现为形变场区域大小、幅值大小等的差异,以及在不同地壳深度也存在明显的差异,这些差异主要取决于地震断层性质和地下介质结构的不同.通过模拟计算,可以进一步了解大地震产生的应力加卸载区分布特征,对预测未来地震发生区域范围提供重要参考依据.     

2010年4月玉树M_S7.3地震序列的断层结构

利用双差定位方法对玉树地震序列2010年4月14日至10月31日间发生的ML≥1.0地震进行双差定位,得到1545个地震的重定位结果.综合分析地震双差定位结果和玉树地震序列中强地震震源机制解,发现玉树MS7.3地震发震构造由北西向和北东东向两条相交断层组成,主震发生在北西走向的甘孜—玉树断裂带上,5月29日的MS5.9余震序列发生在北东东走向的一条隐伏断裂上,两条断裂均接近直立.甘孜—玉树断裂是羌塘地块和巴彦喀拉地块的构造边界,由于羌塘地块和巴颜喀拉地块的差异运动使甘孜—玉树断裂强耦合段应力高度积累,在应变能超过岩石强度时破裂失稳发生了MS7.3地震.主震断层的左旋滑动导致北东东向断层的正应力减小,库伦应力增加,45天后触发了MS5.9余震序列的活动.     

基于区域-时间-长度算法的区域地震活动与强震关系研究

基于区域-时间-长度(RTL)算法,本文以汶川M_S8.0、 于田M_S7.3、 芦山M_S7.0、 鲁甸M_S6.5及景谷M_S6.6地震为例, 对强震前地震活动异常空间分布与发震地点的关系进行分析, 并根据新提出的物理参数区域-时间-长度的面积分I_RTL探索区域地震活动水平与地震发生时间的关系． 结果显示:3次M_S≥7.0强震前均检测到地震活动平静, 2次M_S＞6.0地震前均检测到地震活动增强, 这些地震活动平静和增强异常主要分布在震中及其附近潜在发震断裂带及周边, 异常范围和异常程度随时间由小到大再到小． M_S≥7.0强震前, 地震活动平静主体区的I_RTL曲线在震前1—3年从零值下降至低谷后回升,低谷点与地震发生的时间间隔为9—18个月; 鲁甸M_S6.5和景谷M_S6.6地震前, I_RTL曲线分别在震前1年和1.8年由低值开始上升, 达到峰值后回落, 峰值点与地震发生的时间间隔分别为3个月和9个月． 本文结果表明, 地震活动平静的I_RTL低谷点和地震活动增强的I_RTL峰值点对地震发生可能有一定的指示意义．      

2011年9月10日瑞昌—阳新4.6级地震的震源破裂特征与区域强震危险性

基于区域数字地震台网记录,采用HYPODD方法精确定位了2011年9月10日瑞昌—阳新地震序列的震源位置,采用CAP方法反演得到了4.6级主震的震源深度和震源机制解,并结合区域深度震相sPg、PmP和sPmP对主震震源深度进行了进一步确定,随后探讨了这次地震的震源破裂特征和所在区域的强震危险性.结果显示:瑞昌—阳新4.6级地震的震源深度为15±2 km,震源机制解为节面Ⅰ走向30°,倾角86°,滑动角-169°,节面Ⅱ走向299°,倾角79°,滑动角-4°,发震构造为郯城—庐江断裂带往震区延伸隐伏的瑞昌—武穴断裂;本次地震发生在长江中下游断块东部,所在区域的5.5级以上地震具有明显的成组活动特征,近期显著地震集中发生在郯城—庐江断裂带南段及其分支断裂上,地震能量有加速释放的趋势,未来十年左右该区域存在发生6级左右强震的可能性.