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.     

中国及其邻区地震深度的特征

系统地研究了中国及其邻区地震深度的一些时空变化特征后发现：５１％的地震发生在０－１９ｋｍ间，１０、１５、２０ｋｍ为几个地震多发层位；大陆地震的深度小于周邻地区地震的深度；大陆西部地震的深度大于东部地震的深度，这与大陆地壳西厚东薄的结果相吻合；中俄朝交界区及日本海、兴都库什－帕米尔、琉球群岛、缅印交界区和台湾地区地震的深度大，这与有关板块间的相互碰撞、挤压或俯冲等运动有关；兴都库什－帕米尔地区的地震     

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.     

2005年新疆克孜尔震群的重新定位

用双差地震定位法对2005年9月23日克孜尔震群进行重新定位。 从平面上, 重新定位地震集中分布在一个长约14.5 km, 宽约 9.0 km的长方形内, 其长轴为N30°W向, 与克孜尔断裂近乎垂直。 从震源深度来看, 重新定位地震的震源深度全部分布在21 km以内, 集中分布在10~19 km, 平均深度为13.6 km; 震群中绝大部分小震发生在沉积层内, 而震级较大地震基本发生在结晶地壳的上地壳内。 其剖面图显示, 这次震群是从结晶地壳开始沿着N30°W方向向上破裂至沉积层。 根据震区附近断裂性质和该区历史小震震中分布分析认为, 克孜尔水库库区附近可能存在两条共轭断裂, 右翼断裂可能是这次震群的发震构造。     

The April 24, 2013 Changning M s4.8 earthquake: a felt earthquake that occurred in Paleozoic sediment

The dense broadband seismic network provides more high-quality waveform that is helpful to improve constraint focal depth of shallow earthquake. Many shallow earthquakes occurring in sediment were regarded as induced events. In Sichuan basin, gas industry and salt mining are dependent on fluid injection technique that triggers microseismicity. We adopted waveform inversion method with regional records to obtain focal mechanism of an M _s4.8 earthquake at Changning. The result suggested that the Changning earthquake occurred at a ESE thrust fault, and its focal depth was about 3 km. The depth phases including teleseismic pP phase and regional sPL phase shows that the focal depth is about 2 km. The strong, short-period surface wave suggests that this event is a very shallow earthquake. The amplitude ratio between Rayleigh wave and direct S wave was also used to estimate the source depth of the mainshock. The focal depth (2–4 km) is far less than the depth of the sedimentary layer thickness (6–8 km) in epicentral region. It is close to the depth of fluid injection of salt mining, which may imply that this event was triggered by the industrial activity.     

四川汶川8．0级地震前后中国大陆西部地震活动特征及震后趋势分析

通过对汶川8．0级地震前后中国大陆地震活动特征的分析,探讨了汶川8．0级地震的地震活动背景．重新划分了中国大陆7级以上地震的活动周期,并根据汶川地震发生的构造背景分析了汶川地震对中国大陆活动趋势的影响和西部大三角与中国大陆强震活动趋势的关系。分析结果表明：在未来1-3年中国大陆特别是西部强震活动仍然处于活跃状态,有可能再次发生7级以上地震。     

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。     

2022年青海门源MS6.9地震震源机制解

2022年1月8日,青海门源地区发生M_S6.9地震,本文利用CAP方法反演了主震震源机制解和震源深度。结果显示,断层节面Ⅰ:走向191°/倾角62°/滑动角173°,节面Ⅱ:走向284°/倾角82°/滑动角21°。此次地震为走滑型地震,最佳矩心震源深度约3 km,矩震级为M_W6.7。结合震源机制解和定位结果分析认为,节面Ⅱ可能为实际破裂面,本次地震发生在冷龙岭断裂和托莱山断裂的交汇部位,本次地震与2016年和1986年2次M6.4地震震源机制解不同,显示出该区域复杂的构造背景。      

Retrospection on the Conclusions of Earthquake Tendency Forecast before the Wenchuan M_S8.0 Earthquake

The reason for the failure to forecast the Wenchuan M_S8.0 earthquake is under study, based on the systematically collection of the seismicity anomalies and their analysis results from annual earthquake tendency forecasts between the 2001 Western Kunlun Mountains Pass M_S8.1 earthquake and the 2008 Wenchuan M_S8.0 earthquake. The results show that the earthquake tendency estimation of Chinese Mainland is for strong earthquakes to occur in the active stage, and that there is still potential for the occurrence of a M_S8.0 large earthquake in Chinese Mainland after the 2001 Western Kunlun Mountains Pass earthquake. However the phenomena that many large earthquakes occurred around Chinese Mainland, and the 6-year long quietude of M_S7.0 earthquake and an obvious quietude of M_S5.0 and M_S6.0 earthquakes during 2002～2007 led to the distinctly lower forecast estimation of earthquake tendency in Chinese Mainland after 2006. The middle part in the north-south seismic belt has been designated a seismic risk area of strong earthquake in recent years, but, the estimation of the risk degree in Southwestern China is insufficient after the Ning’er M_S6.4 earthquake in Yunnan in 2007. There are no records of earthquakes with M_S≥7.0 in the Longmenshan fault, which is one of reasons that this fault was not considered a seismic risk area of strong earthquakes in recent years.     

2013年甘肃岷县—漳县交界Ms6.6地震序列双差定位研究

利用甘肃遥测台网2013年7月22日至9月22日的震相观测报告,对2013年7月22日07时45分甘肃省岷县漳县交界Ms 6.6地震的地震序列进行双差定位研究.结果表明,地震序列呈北西向分布,与临潭宕昌断裂的走向基本一致,地震分布长度约10 km.震源深度剖面显示断层面向西南倾斜,浅部倾角较陡,深部略缓,表现为“铲形”逆冲断层的特征.余震区存在一条向西南延伸的余震带,与发震断层相交成y字型,推测可能是逆冲推覆构造中常见的反冲断层.     

渤海海域地震震源深度的分布特征

震源深度的研究对于探索地震孕育和发生的深部环境,地震能量集结、释放的活动构造背景,以及地壳内部构造变形及其力学属性等都有非常重要的意义。本文选择渤海海域内观测精度相对较高的地震资料作为样本,统计分析了不同震级档、不同空间范围的震源深度分布特征,并初步探讨了震源深度与地震构造、地壳结构的关系。结果表明,渤海海域内中小震的震源深度在空间上的分布是不均匀的,发生在渤中断陷内的地震,其震源深度一般较深;而发生在山东半岛北部沿海与辽东半岛沿海的地震,其震级较低且震源一般较浅。但总体上,渤海海域内的地震多发生在10-20km的地壳中、上部,属浅源地震。     

2004年东乌珠穆沁旗地震震源参数研究

利用波形反演方法, 研究并确定了2004年3月24日发生在内蒙古东乌珠穆沁旗与西乌珠穆沁旗交界处地震的震源机制及深度。 近震波形对震源机制有很好的约束, 而远震体波对于震源深度分辨率很高, 因此综合利用了近震和远震波形数据。 对于近震宽频带波形记录, 用CAP方法反演震源机制解。 利用远震直达P波、 pP波和sP波的到时能较好的确定震源深度。 综合利用近震宽频带波形和远震体波波形记录, 反演得出2004年03月24日地震为逆冲型, 震级为M_W5.3。 其两个节面分别为: 节面I的走向、 倾角、 滑动角分别为147°、 22°、 87°, 节面Ⅱ的走向、 倾角、 滑动角分别为 330°、 68°、 91°; 震源深度为(12±2) km, 是一个典型的浅源上地壳地震。 与前震序列对比, 节面Ⅰ是可能的发震构造。     

新疆北天山中东段呼图壁地区震源深度的重新测定

联合Hyposat法、PTD法和gCAP矩张量反演法,重新测定新疆北天山中东段呼图壁地区2010—2017年502个地震的震源深度,并对震源深度剖面进行初步分析。结果表明,重新测定的震源深度优势分布为15—20km,平均震源深度为16km,呼图壁M_S 6.2地震的震源深度为20km;研究区南部和中部的震源深度集中分布在20km左右,与北天山壳内低速体的层位相当,可能是上地壳和下地壳之间的韧性剪切带存在的部位,起到滑脱层的作用,研究区北部的震源深度则向浅部扩展;呼图壁M_S 6.2地震的发震断裂可能在清水河子断裂下方的1条隐伏反冲断层上,可能是霍尔果斯断裂向前沿断坡冲断受阻而在相反方向上发育分支反冲断层的结果。     

川滇地区中小震重新定位与速度结构的联合反演研究

通过震源与速度结构联合反演, 利用2000年4月至2006年3月云南和四川区域地震台网给出的P波初至走时资料, 确定了川滇地区的三维速度结构, 同时获得了川滇地区6642次中小地震的重新定位结果。 结果表明: ① 川滇地区地震震源平均深度随震级增大而加深的特征明显, 地震震级越大, 震源深度越深, 但震源下界不超过25 km; ② 在瑞丽-龙陵、 丽江-小金河以及龙门山等断裂带以西地区, 震源深度偏浅, 大多在15 km以上, 15 km深度以下地震稀少; ③ 川滇地区中小地震分布具有与强震相同的地壳深部介质背景, 震源大多分布于正、 负异常过渡区的速度相对较高一侧, 而其下方主要为低速异常分布。     

阿尔金断裂带中东段地震活动特征及危险性讨论

讨论了阿尔金断裂带1900年以来的5级以上地震活动,结果显示空间上地震活动具有分段性,其中在青海段出现5级地震填空性空段,并形成5级地震的平静区,时间上具有平静和活跃交替的特征。进一步分析阿尔金断裂带青海段(茫崖北—肃北)现代小震活动,结果显示:茫崖以西震源深度约40 km以内,青海段(茫崖北—肃北)震源深度约10 km范围内,超过10 km较少,肃北—黑崖子以东约100 km处震源深度由浅逐渐变深,从10 km左右逐渐变化到40 km左右。与此同时,依据上述资料探讨了阿尔金断裂带青海段的强震危险性。     

2012年彝良MS5.7和MS5.6地震序列重定位和震源机制解特征

利用地震科学探测台阵在云南、 贵州地区的17个流动台站的地震记录, 采用双差定位法对2012年9月7日云南彝良M_S5.7和M_S5.6地震及其余震序列(M_L≥1.0)进行重定位． 在获得精确的震源位置后, 采用CAP法反演了M_S≥4.0地震的震源机制解． 结果显示, 彝良M_S5.7主震位于(27.509°N, 103.971°E), 震源深度为9.7 km, 震源机制解节面Ⅰ走向251°、 倾角66°、 滑动角150°, 节面Ⅱ走向354°、 倾角63°、 滑动角27°; 彝良M_S5.6主震位于(27.563°N, 104.034°E), 震源深度为10.0 km, 震源机制解节面Ⅰ走向235°、 倾角39°、 滑动角147°, 节面Ⅱ走向352°、 倾角70°、 滑动角56°． 反演结果显示断层的几何形态、 余震分布特征、 震源机制解特征及构造应力场等均有很好的一致性． 综合断层的运动学特征、 地震活动规律和地质构造背景, 推测彝良地震的发震断裂为昭通断裂带的前缘断裂, 即NE走向的石门断裂． 导致震区受灾严重的主要原因是由于彝良地震震源深度较浅, 能量释放多发生在地壳浅部所致．      

2011年1月19 日安庆ML4.8地震的震源机制解和深度研究

2011年1月19日在安徽省安庆市辖区与怀宁县交界处发生了M_L4.8级地震,引起安庆市及周边地区强烈的震感.为了更好地认识这次地震的发震构造,我们利用安徽省及临近几个省份区域台网的近震波形资料,首先通过hypo2000绝对定位得到震中位置;然后采用CAP方法反演了该地震的震源机制解和震源深度,并在此基础上结合P、sP、pP和sPmP等深度震相对震源深度进行了精确确定;最后,将反演得到的结果作为已知输入,利用F-K方法计算理论地震图,并与观测记录进行对比,以验证结果的可靠性.反演结果显示,这次安庆地震是一个带少量走滑分量的逆冲型地震,地震矩震级为M_W=4.3,最佳双力偶解为节面Ⅰ走向131°,倾角30°,滑动角29°;节面Ⅱ走向15°,倾角75°,滑动角116°,最佳震源深度为4~5 km,属于浅源地震.从震中和震源机制解来看,安庆地震极有可能发生在宿松-枞阳断裂上.     

安徽及邻区地震震源深度分布特征研究

选择安徽及邻区观测精度相对较高的地震资料作为样本,统计分析不同空间范围内的震源深度分布特征,初步讨论了震源深度与地质构造,地壳结构的关系。结果表明:安徽及邻区平均震源深度10 km左右。中小地震震源深度在空间分布是不均匀的,大体上从西到东,从南到北逐渐增加,深度优势分布为5～15 km。其中霍山地区震源深度优势分布为5～10 km。总体上,安徽及邻区地震多发生在5～20 km地壳的中上部,为浅源地震。     

2017年米林6.9级地震序列双差定位分析

使用双差定位法对2017年11月18日米林6.9级地震和余震进行重新定位,得到691个地震定位结果,发现：①余震序列分布更加集中,地震序列震中呈NW-SE向分布,与雅鲁藏布江断裂在NE向构造转弯处的走向基本一致;②地震序列的震源深度主要分布在5-15 km,东南侧地震数量较少,震源深度相对较深,西北侧地震数量较多,震源深度较浅。     

Horizontal crustal movement in Chinese mainland before and after the great Kunlun Mountain M=8.1 earthquake in 2001

Introduction The great Kunlun Mountain earthquake occurred on November 14, 2001 on the border be-tween Xinjiang and Qinghai in west China (36.2N, 90.9E). It was the largest earthquake oc-curred in Chinese mainland in the last 50 years. The Crustal Movement Observation Network of China (CMONOC) established in 1998 mainly for the purpose of earthquake prediction with only 25 fiducial stations for continuous GPS observations, has recorded the precious information of the crustal movement …