伽师序列中小地震震源机制分析

采用点源位错模型,层状介质速度结构,通过计算理论地震图,与观测的地震垂直向记录的直达P、S波最大振幅拟合,反演震源机制的方法。系统查阅了万余张地震记录图件,得到可信的小地震震源机制共计554个。有震源机制的地震完全覆盖了序列的震区范围,时间上也分布于序列的各个阶段,因此认为这些小地震对于地震序列具有一定的代表性。计算2个震源机制的2个P轴在三维空间中的夹角和2个T轴之间的夹角,再以2个夹角之和作为距离,采用系统聚类的方法对大量地震震源机制解进行分类。取和主体破裂方向(NE)一致的两类正断层地震,求其占全部类型的地震数目的比例,用来刻画应力场的变动情况。对照伽师序列的6级强震,两类正断层地震出现3次显著的增加。3组强震都在其后发生,这就给出了确切的前兆信息。小地震震源机制显示出的变化,表明它们对于强震孕育发生非常灵敏。文章最后提出伽师强震序列的块体旋转成因模型。     

2008年盈江地震序列的震源参数和震源机制相关系数研究

基于云南数字地震台网记录的2008年盈江地震序列的数字波形资料,采用波谱分析方法和Brune震源模型,得到盈江地震序列的震源参数。利用两次地震事件的相同台站的震源谱参数（零频振幅）计算谱振幅相关系数,据此对地震的震源机制进行聚类分组,并收集和对比地震序列已知的震源机制解结果,发现每组内震源机制解P轴的相关性较好,且相关系数越大,P轴的方位角就越接近。将盈江地区划分为三个研究区,联合震源参数的应力降和聚类分组中每组的平均震源机制解结果研究地震序列发生过程中应力的释放水平和应力场方向变化特征。结果表明：不同阶段震源机制解类型的变化和转化特征一定程度上反映了孕震过程中区域应力场随时间的变化特征,并且地震震源机制解类型在时间段上的集中并向区域构造应力场方向转换的现象可能是发生强震的标志。震源机制解分组类型和对应类型的地震的应力降有一定依赖关系,震源机制解类型反映的应力场与区域应力场接近的地震应力降高,震源机制解类型反映的应力场与区域应力场差距较大的地震应力降普遍较低。     

2008年盈江地震序列的震源参数和震源机制相关系数研究

基于云南数字地震台网记录的2008年盈江地震序列的数字波形资料, 采用波谱分析方法和Brune震源模型, 得到盈江地震序列的震源参数。 利用两次地震事件的相同台站的震源谱参数(零频振幅)计算谱振幅相关系数, 据此对地震的震源机制进行聚类分组, 并收集和对比地震序列已知的震源机制解结果, 发现每组内震源机制解P轴的相关性较好, 且相关系数越大, P轴的方位角就越接近。 将盈江地区划分为三个研究区, 联合震源参数的应力降和聚类分组中每组的平均震源机制解结果研究地震序列发生过程中应力的释放水平和应力场方向变化特征。 结果表明: 不同阶段震源机制解类型的变化和转化特征一定程度上反映了孕震过程中区域应力场随时间的变化特征, 并且地震震源机制解类型在时间段上的集中并向区域构造应力场方向转换的现象可能是发生强震的标志。 震源机制解分组类型和对应类型的地震的应力降有一定依赖关系, 震源机制解类型反映的应力场与区域应力场接近的地震应力降高, 震源机制解类型反映的应力场与区域应力场差距较大的地震应力降普遍较低。     

震源机制解谱聚类方法的研究及应用

多参数、多维度的震源机制解很难通过直观观察或简单的对比分析来进行有效的类型划分。谱聚类是一种基于谱图理论的聚类方法,对震源机制解这类非线性可分数据具有良好的划分效果。本文尝试使用该方法对震源机制解进行聚类分析,采用最小旋转角为相似度矩阵,利用规范割集准则(Ncut)完成类型判别,以间隔统计量法(Gap statistic)确定聚类数的最优解,从而对海量的震源机制解数据进行快速准确的类型划分。本文不仅通过一组随机样本数据集验证了这种方法的可行性和可靠性,还分别以海城M_S7.3地震序列和川滇及周边地区的震源机制解集作为研究对象,验证了此方法的实用性。结果表明,该方法合理细分了区域内的震源机制解类型,不同类型解之间的差异性主要体现在受不同的区域构造背景控制,有利于区域地震活动性的研究。总体上看,基于震源机制解的谱聚类方法是区分震源机制解类型较为有效的方法,具有一定的实用价值。     

用滑动方向拟合法反演唐山余震区的平均应力场

将每个震源机制解的两个节面交替取作尝试的断层面,使计算的断层面上的剪切力方向与观测的断层面的滑动方向夹角最小,从而根据29个震源机制解结果反演了唐山余震区三个分区的平均主应力方向和中等主应力相对大小。本文结果说明,唐山余震区的最大主应力轴水平,取近东西方向,较之1976年唐山大震前的方向可能水平地顺时针转动了大约30。对同样地区用平均P,B,T轴推断主应力方向的结果与用上述方法所得结果基本一致。所作的数值试验说明,在特定情况下,用平均P,B,T轴推断构造应力主轴方向时有可能出现系统偏差。      

新源、和静交界M_L6.8地震序列的应力降和震源机制研究

采用新疆区域台网记录的2012年6月30日新源、和静交界M_L6.8地震序列的数字波形资料,研究分析了余震序列应力降的变化特征及其地震序列震源机制的相关性。采用波谱分析方法和Brune震源模型,计算了新源、和静交界M_L6.8地震序列震源参数、地震序列中不同事件在相同台站的体波零频震源谱值、地震谱振幅相关系数;并对地震序列震源机制解进行聚类分组。结果表明:①在余震序列平静阶段,应力降呈平稳态势,强余震前应力降出现升高-回落变化过程;②滑动平均谱振幅相关系数在主震后发散,表明余震的震源机制解与主震的相关性降低;③震源机制解聚类分组结果显示,M_L6.8地震序列主要以走滑型地震为主,主压应力轴呈近NS向,与近NS向的构造应力场结果基本一致,一定程度上显示了地震前天山中段受NS向水平挤压应力作用明显;④震级、震源机制演化表明,强余震前震源机制解表现较好的一致性,显示了区域应力场控制作用增强,对后续强余震发生具有预测意义。     

新疆4次中强地震前小震震源机制变化特征

采用点源位错模型、层状介质速度结构,利用地震波垂直向记录的直达 、 波最大振幅,计算小地震震源机制。通过系统聚类,利用矢量合成方法,计算得到各类解的平均震源机制解。采用上述方法,针对2003年以来新疆北天山西段和中天山地区4次中强地震前,震源区周围中小地震震源断错性质和P轴方位的变化进行分析。结果显示,中强地震前2～3年中小地震震源机制解类型随机分布,震前1年表现出明显的优势分布特点,主压应力P轴方位发生较明显的偏转变化。     

中国地震台网中心与美国哈佛大学快速震源机制解的对比

收集了2004～2006年中国地震台网中心(CENC)和美国哈佛大学(HRV)对同一地震快速震源机制解的测定结果.比较两个机构不同测定结果的地震震源机制类型;比较两者矩震级结果;计算同一地震不同反演结果的P轴、T轴空间取向差别.比较结果表明,除了少数地震的震源机制类型存在明显差别,震源机制类型一致的事件占总数的63%,中国地震台网中心测定的矩震级比美国哈佛大学测定结果偏小,平均偏差约为0.35.两个机构不同测定结果的P轴、T轴空间夹角分布较分散,在大约30°附近分布频度较大,这可能代表两个机构对同一地震测定震源机制解的一致性参数.     

新疆4次中强地震前小震震源机制变化特征

采用点源位错模型、层状介质速度结构,利用地震波垂直向记录的直达P珔、S珔波最大振幅,计算小地震震源机制。通过系统聚类,利用矢量合成方法,计算得到各类解的平均震源机制解。采用上述方法,针对2003年以来新疆北天山西段和中天山地区4次中强地震前,震源区周围中小地震震源断错性质和P轴方位的变化进行分析。结果显示,中强地震前2～3年中小地震震源机制解类型随机分布,震前1年表现出明显的优势分布特点,主压应力P轴方位发生较明显的偏转变化。     

采用体波谱振幅相关系数方法研究地震序列的震源机制变化过程

发生在同一震源区的两个地震, 当地震之间的距离远小于地震到台站之间的距离时, 同一个台站的直达P波、 S波零频观测谱值之比与其辐射图型因子之比线性相关, 而辐射图型因子取决于震源机制解的几何特性。 利用同一震源区两次事件的相同台站的波形记录计算谱振幅相关系数, 该系数可认为是震源机制异同的归一化的数值描述; 据此对地震序列事件进行聚类分组以及计算序列事件的滑动平均相关系数时序曲线。 对2001年雅江和2003年大姚强震序列, 以及2002年漾濞和2003年洱源小震序列进行分析的研究结果表明: ① 强震序列与小震序列的滑动平均相关系数时序曲线形态存在明显差异; ② 某些强震序列的初期震源机制有从散乱到一致的过程。 分析认为, 孕震应力场的应力强度对孕震区内地震的破裂方向有明显的约束作用。     

1976年龙陵震群的小震震源机制

本由区域台网地震波资料，反演得到１９７６年运动龙陵地震群６０２个中小地震的震源机制解，中对机制解的各参数进行了分析和系统聚类。结果表明：小震机制解的优势取向和主要类型与序列中的大地震震源机制一致。反演得到震源区应力场方向为：最大压应力主轴方位１９５°，仰角５°；中等压应力主轴方位３１４°，仰角７９°；最小压应力主轴方位１０４°，仰角１０°。这与其它资料给出的结果相符，虽然区域应力场的平均方向比     

营口—海城地区震群的震源机制一致性特征

采用P波初动方法计算1999年以来营口—海城地区5次震群序列的中小地震震源机制解,并定义震源机制一致性参数θ为中小地震震源机制解3个正交的应力主轴与华北地区构造应力场3个应力主轴在三维空间的夹角之和。计算结果显示:营口—海城地区震群中较大地震发生前10天~2个月,θ都有一个持续低值的过程;1999年岫岩前震序列的θ变化幅度在20°~30°之间,且大部分小于65°。相比用震源机制P轴取向趋于一致来判定震源区应力状态,θ更有其优越性。     

由多个地震震源机制解求川滇地区平均应力场方向

基于震源断层面解的空间取向和断层滑动方向,写出相应力轴张量在地理坐标系中的表达式,进而给出计算平均力轴张量及主值的方法,即通过求解相应的本征方程得到. 对使用多个震源机制解的T,B,P轴参数计算平均应力场的方法,以用滑动方向拟合法反演富蕴、唐山地区平均应力场数据进行验证,二者结果一致. 选择具有地震构造意义的地块或地震带内大量地震的震源机制解研究区域平均应力场. 根据川滇13个地震带（区）的256次中强地震的震源机制解,给出了各带（区）应力张量的定量分析结果. 该方法算法简便,使由大量地震震源机制解资料分析构造应力场的方法走向定量化.      

安徽地区应力场分区特征及中强震前震源机制的一致性研究

利用近震直达Pg波和Sg波垂直向最大振幅比方法,求出安徽及周边地区1974年以来246次ML2.0级以上地震的震源机制解。采用系统聚类方法,得到安徽不同分区不同时段的震源机制优势综合解,分析不同分区构造应力场的特点。对安徽地区中小震震源机制解中应力轴参数进行统计分析表明,其优势方向与华东地区构造应力场方向基本相同。研究安徽地区震源机制一致性参数特征发现,在中强震发生前,一致性参数均出现显著下降。     

利用格林函数库计算2008年青海大柴旦6.4级地震的余震震源机制

通过建立格林函数库可以降低在矩张量反演过程中的计算量,提高获取中小地震震源机制解的速度。运用此方法对2008年11月10日青海大柴旦6.4级地震的地震序列中ML≥2.0的98个余震进行了震源机制解,在小震矩张量反演中克服了模拟资料无法准确得到小震震源机制解的缺陷,初步探索了运用区域数字地震台网资料确定中小地震震源机制解的方法,并对计算结果给出了解释。     

利用震源机制解走向判定地震影响场长轴方向

为了评估以震源机制解走向作为影响场长轴方向的适用性,以1970—2020年145个破坏性地震为研究对象,研究各地震的震源机制解走向和极震区长轴方向之间的偏差,发现两者平均差值为17.0°;走滑型、逆断型和正断型地震分别占研究地震总数的56.6%、19.3%和6.2%,其震源机制解走向与极震区长轴方向的平均差值分别为16.4°、16.2°和20.6°;有82.8%的地震的震源机制解走向与极震区长轴走向差值小于30°,说明该方法是可行的。通过统计研究2010—2020年等震线长轴方向明显的50个强震震中附近区域历史强震震源机制解走向与极震区长轴方向差值,结果表明:有13个地震震中30 km范围内有历史强震发生,最近历史强震震源机制解走向与极震区长轴方向差值小于30°的有8个(62%)。如果在距离地震震中30 km以内发生过历史强震,则可以综合考虑距震中最近的历史强震震源机制解走向和活动断裂走向来判定影响场长轴方向。     

利用小震震源机制解研究宁夏北部及邻区构造应力场

利用垂直向和波振幅比方法计算了2003年1月至2009年10月间宁夏北部及邻区的31个中小地震震源机制解,然后对计算所得的31个地震震源机制解进行系统聚类及应力场分析,并利用格点尝试法研究阿拉善区域（I区）和银川盆地及以北地区（II区）的平均震源机制解。结果表明：31个中小地震中走滑型地震占了近77％,显示出宁夏北部及邻近地区地震错动方式以近走滑为主;I区域地震产生的震源区构造变形是近南北向发生压缩,近东西向发生相对扩张;II区域构造应力场主压应力方向以水平作用为主,地震产生的震源区构造变形是北东向发生压缩,北西向发生相对扩张。     

用格点尝试法求解P波初动震源机制解及解的质量评价

P波初动符号物理图像明确,是稳定的地震波信息.在资料充分时,可以较好地确定震源机制解.网格搜索法是目前流行的利用P波初动符号求解地震震源机制解的方法.不过,在实际观测资料不充分时,虽然较迭代算法优越,但网格搜索法依然有较大的不确定性.到目前为止,人们还没有找到合理的解决方案,极大地制约了这一类方法的应用.针对这一现状,本文在许忠淮提出的格点尝试法的基础上对网格搜索法进行了几个方面的改进.首先,采用新的加权方法计算加权矛盾比：权重因子包括反映初动符号质量的权重以体现资料质量的影响;不包括反映观测点与节面距离的权重以避免因节面附近资料权重的双重减小带来的系统偏差;通过减小震源球上密集资料点的权重以部分地抵消震源球上P波初动符号资料分布不均匀对可能解的影响.在通过加权矛盾比筛选可能的震源机制解时,把震源球分为面积相对均匀的网格进行解的搜索,避免了因网格划分不均匀所导致的平均解的计算偏差.针对资料不足情况下震源机制解会受控于个别观测点P波初动符号的情况,我们借鉴杰克刀（jackknife）技术,在可选解中增加了那些一个观测点被去除后的可选解,既对解的质量有了更好的把握,又增加了找到真解的可能性.进一步地,针对可选解存在多个解簇的情况,本文提出了通过聚类提供多组可选解的做法.最后,针对目前缺乏对解的合理评价体系的现状,提出了主要基于解的离散度并参考加权最小矛盾比对震源机制解质量进行评价的新方案.     

网格内不满足均匀性假设对应力场反演结果的影响——以喜马拉雅东构造结及其周边地区应力场研究为例

本研究搜集了GCMT中自1976年1月1日至2017年4月30日喜马拉雅东构造结及其周边区域的102个震源机制解数据,应用MSATSI软件反演了该区域的构造应力场.反演结果给出了该区域应力场的总体特征:最大主压应力轴自西向东呈现NNE-NE偏转,最小主压应力轴自西向东呈现NWW-NW-NNW扇形偏转;整个研究区域σ_3轴倾角较小接近水平,σ_1轴倾角情况复杂,大体上自西向东由水平转向直立;R值自西北至东南出现规律性递增现象.根据反演结果,部分网格点中应力轴倾角的置信区间过大,且不同应力轴的置信区间存在重叠现象,同时该部分网格内震源机制解类型多样.针对上述现象,本文利用两种反演方法对单个网格基于不同类型震源机制解数据进行单独反演、利用人工合成震源机制数据进行验证以及各震源机制解相对于参考应力张量的残差分析等方法对其进行了深入的验证和分析,分析结果表明导致这一现象的原因可能是单个网格内应力场不均匀所致,此时应力场反演结果为多个应力场的综合.本研究结果可为后续应力场研究中网格的合理划分以及应力场结果评价提供参考.     

2016年青海门源Ms6.4级地震多个震源机制中心解的确定

2016年1月21日,青海省门源县发生Ms6.4级地震。不同机构、学者依据不同方法和资料计算得到该地震的震源机制解,由于采用的方法和选择的资料不同,所求解的震源机制解存在着一定的差别。为了在多个震源机制解中确定一个震源机制解进行后续分析,采用最小空间旋转角表达了2个震源机制的差别,将待定震源机制与所有震源机制的最小空间旋转角的平方和作为目标函数,并且采用Levenberg-Marquardt方法求解,使其与所有收集的震源机制解的差别的平方最小,这些震源机制结果就是多个震源机制解的中心解,同时给出标准差,选取标准差最小的中心解作为最终结果。根据这种方法,已知多个该地震的震源机制中确定中心解,从而对其他诸如应力触发、地球动力学分析等提供后续分析。