Shear-wave splitting in the crust beneath the southeast Capital area of North China

This study focuses on the southeast Capital area of North China (38.5–39.85° N, 115.5–118.5° E). Shear-wave splitting parameters at 20 seismic stations are obtained by a systematic analysis method applied to data recorded by the Capital Area Seismograph Network (CASN) between the years 2002 and 2005. Although some differences in the results are observed, the average fast-wave polarization is N88.2° W ± 40.7° and the average normalized slow wave time delay is 3.55 ± 2.93 ms/km. The average polarization is consistent with the regional maximum horizontal compressive stress and also with the maximum principal strain derived from global positioning system measurements in North China. In spite of the uneven distribution of faults around the array stations that likely introduce some amount of scatter in the shear-wave splitting measurements, site-dependent polarizations of fast shear wave are clearly observed: in the northern half of the study area, the polarizations at CASN stations show E–W direction, whereas in the southern half the polarizations exhibit a variety of possible azimuths, thus suggesting dissimilar stress field and tectonic frame in both areas. Comparing the splitting results with those previously obtained in the northwest part of the region, we find a difference in polarization of about 20° between the southeast and northwest parts of the Capital area; also, in the southeast Capital area the average time delay is smaller than in the northwest Capital area, thus making clear that the magnitude of crustal seismic anisotropy is not the same in the two zones. Being the shear-wave splitting polarizations in the southeast Capital area, which lies on the basin, clearly different from the observed polarizations in the northwest Capital area, where uplifts and basin converge, it is quite evident that the shear-wave splitting results are consequence of the tectonics and stress field affecting the two regions.     

太行山山前断裂西南段地壳介质各向异性特征浅析

根据太行山山前断裂西南端, 包括石家庄及其周边地区的位于太行隆起与华北盆地两大地质构造单元交汇处的构造环境复杂情况。 该文应用SAM分析方法与首都圈近4年(2002年1月至2005年8月)的观测数据, 分析该区地壳介质各向异性特征。 研究结果表明, 太行山山前断裂西南端快剪切波平均偏振方向与华北区域最大主压应力场方向一致, 是区域应力环境的较好描述。 该区慢剪切波平均时间延迟比较首都圈西北部和东南部均较小。 区内台站的快剪切偏振方向既受到区域构造背景应力环境的作用, 又受到局部的NNE向构造带的制约, 是两者共同作用的结果。 井径(JNX)台站的剪切波分裂参数与紧邻台站有明显不同, 其原因有待更多数据加以补充并做细致讨论。     

云贵高原东南部地壳各向异性初步研究

云贵高原东南部地区位于贵州西南部及广西西北部。 我们选用中国地震科学台阵一期在广西、 贵州区域内的50个流动台站记录的2011年6月至2013年3月的地震波形资料, 运用剪切波分裂系统分析方法(SAM), 得到了可用于分析的10个台站地震资料, 获得剪切波分裂参数即快剪切波偏振方向和慢剪切波时间延迟。 结果表明, 云贵高原东南部地区的地壳各向异性呈现南北分区的特点。 广西西北部地区的快剪切波优势偏振方向为NW—SE, 与华南地块主压应力方向一致。 贵州西南地区位于扬子板块和华南褶皱系右江褶皱带的过渡带, 其快剪切波优势偏振方向近NE—SW, 与华南地块主压应力方向近似垂直, 反映出区域内复杂的构造背景及应力环境。 将云贵高原东南部慢剪切波时间延迟与川滇地块以及华夏地块东南部对比可知, 云贵高原东南部地壳介质各向异性程度更接近于华南地块。     

首都圈西北部地区地壳介质地震各向异性特征初步研究

本研究使用首都圈数字地震台网2002年01月～2003年12月的波形记录资料，采用SAM方法，进行了剪切波分裂的分析，得到首都圈西北部地区地壳介质地震各向异性的初步结果.根据对有3条以上可靠记录的14个台站的统计分析，得到首都圈西北部地区的剪切波分裂的统计平均结果为: 快剪切波平均偏振方向为NE699°±445°，慢剪切波平均时间延迟为444±293（ms/km）.研究认为，NE699°±445°的快剪切波平均偏振方向暗示了该区域的水平主压应力方向，快剪切波偏振方向的第一优势取向揭示了NWW近E W方向的原地水平主压应力的构造意义，凸现了NWW向的张家口—蓬莱断陷带.通过快剪切波偏振方向，本研究进一步证实，位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振方向的优势取向与断裂走向一致，认为南口—孙河断裂和夏垫断裂是两个活动断裂，而八宝山断裂可能是个并不太活跃的活动断裂.华北盆地里的快剪切波偏振方向显示出复杂的分布特征，对应了盆地凹陷区里许多断裂互相交汇造成区域主压应力场受到局部调整的复杂图像.研究还认为慢剪切波时间延迟急剧的梯度变化可能与地壳深部的温度变化有关联.     

Shear-wave splitting in the southeast of Cathaysia block, South China

This study is focused on Fujing Province in China, southeast of Cathaysia block (SECB). The present work benefits from the data provided by the Fujian Seismic Network (FJSN) to study the seismic anisotropy in the crust. By means of a systematic analysis and adequate software package, we examine shear-wave splitting from data recorded at ten FJSN stations during the period January 1999 to December 2003. The results demonstrate that the average fast wave polarization is N109.4° E ± 42.6°, corresponding to the horizontal principal compressive stress in the test zone, and the average normalized slow wave time delay is 2.5 ± 1.5 ms/km. The predominant polarizations at stations in the eastern part of SECB are in the N–W direction, which suggests that they are related to the regional horizontal principal compressive stress and also to the strikes of faults. In contrast, the predominant polarizations at two stations in the western part of SECB are in the N–E direction. This polarization direction does not coincide with the direction of the horizontal principal compressive stress, but it follows the strikes of near faults, thus suggesting the influence of the local tectonics and a change in the stress field. The results prove that the predominant polarizations are parallel to the strikes of faults whenever the stations are on active faults. At a few stations near the coastal line, some polarizations show a certain amount of scatter which may be caused by crossing faults and irregular topography. Finally, the spatial distribution of time delays depicts strong lateral variations near the coast just where the seismic activity is comparatively bigger, so that the magnitude of anisotropy seems to be consistent with the most seismically active area.     

青藏高原东北缘中上地壳介质各向异性及其构造意义

青藏高原东北缘(94°E—105°E,32°N-40°N)是高原北东向扩张的前沿地带,亦是研究高原生长过程的重要区域.本文利用青海省数字地震台网(2008-2014年)共7年的地震目录和波形数据,首先使用双差定位获取精定位震源位置,在此基础上,挑选位于S波窗口内(射线入射角≤45°)的地震事件,依据S波分裂分析方法(SAM),获取研究区域内共26个台站的S波分裂参数.研究结果表明:地处多个块体交汇部位的西宁及其周缘,地壳各向异性呈现两个优势偏振方向,表明该区中上地壳应力环境由区域主压应力场和活动断层共同约束;玉树地震序列的地壳各向异性优势偏振方向与区域主压应力场一致.     

云南地区地壳介质各向异性——快剪切波偏振特性

通过对云南遥测地震台网2000年1月1日——2003年12月31日4年资料的分析, 使用剪切波分裂SAM综合分析方法,获得了云南地区10个数字地震台站的快剪切波偏振结果. 结果表明, 云南地区大部分台站的快剪切波偏振优势方向主要为近N——S或NNW方向; 位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振优势方向与活动断裂的走向一致;与GPS主压应变方向一致,与区域主压应力方向基本一致;少数台站的快剪切波偏振较为复杂,或与活动断裂的走向及GPS主压应变方向不一致. 这样的台站总是位于几个断裂的交会处,反映了复杂的断裂背景和复杂的应力分布特征. 快剪切波偏振优势方向代表了原地最大主压应力方向,受到区域应力场和断裂分布等多种因素的控制.      

Seismic anisotropy of the crust in Yunnan, China： Polarizations of fast shear-waves

Introduction Anisotropy of the crust is a common phenomenon(Crampin,1984).Shear-wave splitting can be used to study the earthquake anisotropic characteristic in crust,to analyze crustal stress field condition,and to describe the static and the dynamic state of the related anisotropic parameters(GAO et al,1999).Shear-wave splitting is quite sensitive to anisotropy.The domestic scholars applied shear-wave splitting to studying the crustal anisotropy(YAO et al,1992;GAO and FENG,1990).The st…     

山西地区地壳剪切波分裂特征

通过对山西数字地震台网2000年6月—2012年12月的波形记录资料的分析, 使用剪切波分裂系统分析方法, 即SAM综合分析方法, 获得了山西地区18个数字地震台站的快剪切波偏振结果. 结果表明: 位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振优势方向与活动断裂的走向基本一致; 个别距离断裂较远的台站的快剪切波偏振优势方向与震源机制解及GPS主压应变方向完全一致; 少数位于几条断裂交汇处的台站的快剪切波偏振优势方向则较为复杂, 与活动断裂的走向和GPS主压应变方向均不一致, 反映了该地区断裂背景和应力分布特征的复杂性.      

中国地震科学台阵两期观测资料近场记录揭示的南北地震带地壳剪切波分裂特征

利用中国地震科学台阵第一期(2011-01-2014-06)及部分中国地震科学台阵第二期(2013-02-2015-12)的流动地震台阵记录到的小震波形资料,运用剪切波分裂系统分析(SAM)方法,分析南北地震带的地壳各向异性,对剪切波分裂参数所反映的区域应力环境及构造特征,以及区域内主压应力方向与断裂分布的关系展开讨论.研究结果表明,南北地震带快剪切波偏振方向自北向南由NE向逐渐转变为NNW向,与南北地震带区域主压应力的方向变化具有一致性.区域内分布的大量NE及WNW或NW向断裂构造同样对快波偏振方向有比较大的影响,位于走滑断裂附近的台站,其快波方向与断裂走向大致平行,部分位于走滑断裂附近的台站其快波方向几乎垂直于断裂走向,而与构造应力场方向一致性较好.个别台站表现出复杂快波优势方向特征,反映出研究区内构造环境的复杂性.慢波时间延迟结果显示,南北地震带南段的平均时间延迟高于北段,反映了受印度板块和欧亚板块的碰撞挤压作用,南段地壳介质各向异性程度更大,构造变形更加剧烈.对比南北地震带上地幔各向异性特征,推测在川滇菱形块体内部可能存在复杂的壳幔耦合现象,地壳剪切波分裂除了反映区域应力特征,还可以揭示出区域构造信息.     

Crustal seismic anisotropy in Yunnan, Southwestern China

Using seismic data recorded by Yunnan Telemetry Seismic Network from January 1, 2000, to May 31, 2005, the polarization directions of fast shear waves are obtained at 15 seismic stations by SAM technique, which is a systematic analysis method on shear-wave splitting. The results show that predominant directions of polarizations of fast shear waves at most stations are mainly nearly in the N–S or NNW directions in Yunnan. The predominant polarization directions of fast shear waves at stations located on the active faults are consistent with the strike of active faults, directions of regional principal compressive strains from GPS measurement, and directions of regional principal compressive stress. A few of the stations show that polarization patterns of fast shear waves are more complicated or inconsistent with the strike of active faults and the directions of principal GPS compressive strains; these stations are always located at the junction of several faults. We conclude that the predominant polarization direction of fast shear waves indicates that the direction of the in situ maximum principal compressive stress is controlled by multiple tectonic aspects, such as the regional stress field and faults.     

华夏地块东南部地壳地震各向异性特征初步研究

本研究采用SAM剪切波分裂分析方法，使用福建区域数字地震台网记录到的（1999年01月～2003年12月）的波形资料，挑选符合剪切波窗口条件的记录，得到华夏地块东南部地区23°N～29°N，116°E～120°E）10个台站的剪切波分裂参数. 研究结果表明，该区域快剪切波平均偏振方向为NW109.4°±42.6°，慢剪切波平均时间延迟为2.5±1.5(ms/km)，快剪切波平均偏振方向对应该区的水平主压应力方向. 闽东台站NW方向的快剪切波偏振优势方向揭示了NW向的水平主压应力和NW走向断裂的构造意义. 两个闽西台站NE方向的快剪切波偏振优势方向与区域水平主压应力方向不一致，与NE走向的断裂一致，体现了局部构造和局部应力场的复杂性. 本研究证实，位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振方向的优势方向与断裂走向一致，位于海边或岛上的台站的快剪切波偏振方向较为离散，主要是受到不规则表面地形和断裂交汇的影响. 慢剪切波延迟时间的空间分布特征，显示沿海地区慢剪切波延迟时间变化较大，而内陆地区则较为平缓.     

甘东南地区地壳介质各向异性特征

利用甘肃数字地震台网(2001 -2008年)的观测资料,采用SAM分析方法进行剪切波分裂,获得了甘东南地区7个台站319条剪切波分裂参数.结果表明甘东南地区快剪切波平均偏振方向与该区域最大主压应力方向一致,是区域应力环境的较好描述;位于活动断裂上或几条活动断裂交汇部位的台站的快剪切波偏振优势方向大多数与对控震的活动断裂走向一致;复杂的局部构造会影响剪切波分裂结果,造成偏振优势方向与主要活动断裂走向不一致,或与区域主压应力相差较大的现象.     

利用中国地震科学台阵研究青藏高原东南缘地壳各向异性:第一期观测资料的剪切波分裂特征

中国地震科学台阵第一期(2011—2013年)布设在南北地震带南段,本研究利用中国地震科学台阵布设在云南及相邻地区的部分流动台站记录到的2011年6月至2013年3月的数字地震波形资料,开展地壳各向异性分析.本文使用剪切波分裂系统分析方法(SAM方法),获得了研究区内67个台站的剪切波分裂参数.研究结果表明,受到云南及周边地区复杂的构造、应力环境和纵横交错的断裂分布的影响,该地区快剪切波偏振方向(PAZ)整体上显示出NNE向和NE向的优势取向,但在空间分布上比较复杂,虽然大部分台站的PAZ与构造应力场方向一致,但部分断裂附近台站的PAZ受到断裂的影响.结果显示,本研究区内不同区域的PAZ有一定差异性.本研究划分了5个子区,西部3个不同区域的PAZ从北到南分别为NNW向、近N-S向和NE向,有顺时针旋转的趋势,而东部的2个区域PAZ分别为NEE向和NNW向.研究证实,青藏东南缘地区的地壳各向异性空间分布虽然非常复杂,但大体上与区域内的主压应力的方向和断裂分布相关.     

盈江MS6.1地震序列近场横波分裂研究

使用横波分裂系统分析方法(SAM), 对2014年5月30日盈江M_S6.1地震震区内多个近场流动台站记录到的大量波形数据进行横波分裂研究． 研究结果表明, 盈江M_S6.1地震序列的快S波偏振方向为近NS向, 与区域主压应力方向一致． 主震发生后, 由于震源区应力状态的调整, 卡场台(KAC)快S波偏振方向发生逆时针偏转, 勐弄台(MNO)快S波偏振方向离散度减小, 并且由于受到研究区内断裂的影响, MNO台偏振方向较KAC台偏振方向更加离散． KAC台和MNO台的慢S波时间延迟均表现出主震发生前短时间内突然减小, 震后逐渐增大的变化特征, 这意味着临震前震源区地壳应力的释放和震后地壳应力的增强, 预示了后续余震的持续发生． 地震序列时间延迟平均滑动曲线起伏振荡, 表明了余震的发生伴随着震源区地壳应力的不断调整．      

海南东北部地区地壳地震各向异性特征初步研究

基于海南省地震台网2000～2013年的区域地震波形数据,用剪切波分裂系统分析方法（SAM）获得了海南琼东北部地区“九五”数字台网中2个台站的剪切波分裂参数。结果表明,快剪切波偏振优势方向代表了原地最大主压应力方向。七星岭台NE方向的快剪切波偏振优势方向与区域水平主压应力场方向不一致,与NE走向的断裂一致,体现了局部构造和局部应力场的复杂性;青山岭NNE向的快剪切波偏振优势方向揭示了NNE走向断裂的构造意义。同时,本研究证实,位于活动断裂上或几条活动断裂交汇部位的台站的快剪切波偏振优势方向,与对所选用的小地震起控制作用的活动断裂走向一致,并且快剪切波偏振优势方向较为离散,反映了该区域复杂的断裂构造和应力分布特征。     

辽宁区域地震台网的地壳剪切波分裂研究

主要利用辽宁区域地震台网8个台站记录到的1999年6月至2004年12月的波形数据,采用剪切波分裂SAM分析方法,对辽宁地区的剪切波分裂特征进行了研究。发现大部分台站的快剪切波优势偏振方向为NEE(近EW)向,与原地主压应力方向一致,也与华北北部的区域构造应力场方向一致。然而,辽宁中部的SJ台站和东部的KD台站的快剪切波优势偏振方向分别为近NS向和NW向,与其他台站的结果有差异,可能是受到复杂的局部构造的控制和影响,这2个台站的结果还需要更多资料的证实。根据GPS、地震和地球物理等其它资料,对该地区断层的区域分布、主压应力以及剪切波分裂参数的空间分布特征进行了讨论     

首都圈地区横波分裂与地壳应力场特征

利用宽频带流动地震台阵和首都圈固定台网记录到的近震波形数据,研究了首都圈地区（386°N～410°N,〖JP〗1150°E～1197°E）的横波分裂,给出了快波偏振优势方向的场分布,讨论了首都圈地区的应力场特征. 在此基础上,采用二维线弹性有限元数值模拟方法,探讨了断层不均匀滑动对区域构造应力场的影响. 结果表明：（1）首都圈地区的应力场整体特征表现为NE向的背景应力场和受张家口-蓬莱断裂带控制的NW向的局部应力场;（2）在研究区域的西半部分和中部,最大主压应力方向为NE60°～70°,在唐山大震区及其东部区域,最大主压应力方向近WE向;（3）首都圈地区的局部应力场最大主压应力方向比较一致,基本上都与张家口-蓬莱断裂带走向平行,为120°～130°;〖JP2〗（4）首都圈区域内断层的存在及其郴均匀滑动是研究区内出现大量局部应力场的一个重要原因,张家口-〖JP〗蓬莱断裂带对首都圈局部应力场起着重要的控制作用.      

玉树地区地壳介质的各向异性特征

本文利用2010年5月7日到10月18日玉树地震震源区及其周边22个地震台站记录的2010年4月14日玉树地震余震数据资料,使用剪切波分裂分析方法初步得到了每一个台站的剪切波快波偏振方向和慢波时间延迟,并分析了玉树及周边地区地壳介质各向异性特征.在该研究区域,甘孜-玉树断裂上部分台站快波偏振方向近于东西向,这一结果与该区域的水平主压应力方向一致.甘孜-玉树断裂带南段玉树周边的台站快剪切波偏振方向为南东向,与断裂带的走向一致,显示了此次地震断裂走滑性质的特征.位于杂多断裂和清水河断裂上的台站及其附近的台站,快波偏振方向与所处的断裂走向基本一致,多为南东东向.各个台站的慢波延迟时间结果分布在4.23~7.01 ms/km范围内,平均慢波延迟时间是5.68 ms/km.在甘孜-玉树断裂带和乌兰乌拉湖-玉树南断裂相交的位置慢波延时总体较高;而低值区位于打贝通-小苏莽断裂的北西端与杂多断裂之间的位置.沿玉树断裂带,慢波延迟时间的梯度值较大,本文这一结果揭示了慢波延迟时间的分布和破裂带的走向、余震的分布有很大关系.     

鄂尔多斯块体西缘地壳介质各向异性:从银川地堑到海原断裂带

通过收集鄂尔多斯块体西缘固定地震台网2010年6月至2017年8月的近场地震资料,选择符合剪切波分裂分析的14个台站记录的共137个有效事件波形,得到了剪切波分裂参数,即快剪切波（简称快波）偏振方向和慢剪切波（简称慢波）时间延迟.结果表明,研究区的快波偏振方向和慢波时间延迟具有明显的分区特征,快波偏振方向主要与构造应力场方向或者断层走向大体一致.鄂尔多斯西缘紧邻块体边界的台站,快波偏振方向自北向南呈现NS、NNE、NE向的变化,与青藏高原东北缘主压应力方向变化基本一致.银川地堑东西两侧的快波偏振方向有差异,东侧区域主要受青藏高原NNE向挤压和黄河-灵武断裂共同影响,而西侧区域可能受到阿拉善块体与鄂尔多斯块体之间的NW方向的主张应力和阿拉善块体内部应力分布的影响;鄂尔多斯块体、阿拉善块体与青藏高原的交汇区快波优势偏振方向为NE向,与青藏高原东北缘主压应力方向一致;海原断裂带及以南区域快剪切波优势偏振方向为WNW向,与断裂走向基本一致,较好的说明了海原断裂带为活跃的活动断裂.构造与断裂分布都是控制快波偏振方向的主要因素,走滑断裂上的台站快波偏振方向与断裂走向一致,表明这些台站主要受到断裂的强烈影响;走滑断裂附近的个别台站快波偏振方向呈现与构造应力场一致的方向,表明几乎没有受到断裂的影响.鄂尔多斯、阿拉善与青藏高原的交汇区平均时间延迟高于其他地区,反映了青藏高原在NE向运动过程中,受到稳定的鄂尔多斯块体阻挡作用,导致了交汇区地壳介质各向异性程度增加.以海原断裂带到六盘山断裂带为界,其两侧区域的各向异性差异性明显,揭示了应力与介质特性的差异,暗示其邻近区域,特别在海原断裂带东端到六盘山断裂带与鄂尔多斯块体西缘交汇区域,可能有较高的强震危险背景.本研究还对该区域的地壳和上地幔的耦合问题进行了初步讨论.