北天山中东段中小地震震源机制解及应力场反演

主要对北天山中东段中小地震震源机制解系统聚类和应力场反演。 结果表明, 研究区内中小地震震源断错性质主要以逆断层为主, 地震主破裂面基本沿NWW向或近EW向, 与该区域的NWW向构造带基本一致; 研究区内主压应力P轴近NS向, 倾角较小, 主张应力T轴倾角较大, 表明区域应力场主要受NS向水平挤压作用; 分区应力场反演结果显示, 研究区中、 西部最大主应力方向为近NS向, 与北天山西段构造应力场方向相一致。     

晋冀豫交界构造应力场分析

筛选晋冀豫交界2008-2017年468个地震的1 143个P波初动符号，应用综合震源机制解方法，反演该区域构造应力场，结果表明：①晋冀豫交界精细应力场整体受NE向P轴和NW向T轴控制，且P轴和T轴倾角近水平；②薄壁断裂以东出现局部应力场紊乱，安阳南断裂东南部应力场P轴由NE转为NEE至EW向，T轴呈放射状，从NW向逐渐转为NWW向，且倾角较大；③晋冀豫交界除符合华北应力场整体特征外，还具有局部构造应力场独特性。     

2013年1月29日哈萨克斯坦MS6.1地震序列的震源机制解分析

北京时间2013年1月29日,哈萨克斯坦发生MS6.1地震,为了提高对地震震源机制解的认识,并进一步了解震源区的应力场特征,利用CAP方法反演了此次地震序列震源机制解.反演结果表明,MS6.1地震节面Ⅰ的参数：走向241°,倾角80°,滑动角7°;节面Ⅱ的参数：走向150°,倾角84°,滑动角170°;P轴方位为196°,倾角2°,T轴方位为105°,倾角12°;矩震级MW为6.1;矩心深度为13km;震源类型是左旋走滑型.此次地震序列破裂优势方向为NEE—SWW,倾角以30°～60°居多,滑动角以60°～120°、-60°～-120°居多;P轴方位的优势取向为近NE—SW向,接近水平的居优;T轴优势取向为近SEE—NWW向,接近垂直的居优;震源机制类型以倾向滑动型为主.反演结果与断层的分布、余震分布及哈萨克斯坦中天山（伊犁盆地西部）NEE—SWW向应力场有很好的一致性.     

2020年云南巧家M5.0地震震源机制解与震源区应力场研究

基于国家测震台网数据中心提供的波形资料, 采用gCAP方法反演2020年5月18日云南巧家M5.0地震及研究区域51次地震震源机制解, 并收集研究区域震源机制解50个。 采用网格搜索法反演区域构造应力场, 并对研究区域采用不同划分进行应力场反演。 获得以下结论: ① 主震震源机制解节面Ⅰ的走向、 倾角和滑动角分别为175°、 67°和-19°, 节面Ⅱ的走向、 倾角和滑动角分别为273°、 73°和-156°, 矩震级为4.97, 矩心深度为8.8 km。 表明主震属于兼具逆冲分量的走滑型地震; ② 震后区域应力场主压应力轴方位为NWW, 倾角接近水平, 主张应力轴方位为NNE, 倾角接近水平, 属于走滑型应力状态, 与周边地质构造运动状态相吻合; ③ 对研究区域采用不同划分所得应力场结果相差不大, 表明该区域应力场比较稳定, 受深大断裂带和震源机制解类型影响较小。     

帕米尔东北侧中强地震前应力场动态变化特征分析

依据乌恰、喀什和巴楚3个台小震综合机制解资料,分析研究了帕米尔东北侧中强地震前震源区及其附近地区应力场的动态变化过程.结果表明3个台小震综合机制解的P轴方位各自存在较明显的优势分布,这种分布与区域应力场的分布特征基本吻合.该区发生的4次6级以上地震前3个台小震综合机制解的P轴方位显示出较好的一致性,特别在伽师地震前P轴方位集中分布于N60°～74°E,与伽师强震群震源机制解的P轴方位基本相同.     

日本海沟俯冲带MW9.0地震震源区应力场演化分析

于2011年3月11日发生在日本东北部的M_W9.0级逆冲型板间地震是日本有地震记录以来震级最大的一次地震.本研究基于NIED F-net矩张量解目录中的震源机制解，选取两个长轴相互垂直的矩形区域进行应力场2D反演，获取了日本海沟俯冲带地区应力场的空间及时间分布图像.结果表明：主震前，俯冲带地区应力状态在空间上大体趋于一致，即应力轴（P轴、σ₁轴及S_Hmax轴）系统性地倾向板块汇聚方向，P轴、σ₁轴倾角整体偏缓（<30°），且远离震源区及日本海沟东侧区域内的应力轴倾角普遍大于主震震源区内应力轴倾角；主震前，受2003年5月26日在宫城县北部发生的M_W7.0地震影响，位于M_W9.0地震震源区西北侧的应力场出现明显扰动，σ₁轴倾向顺时针偏转150°~180°，并于之后大体恢复至震前状态，同期其他地区没有明显变化，这种情况可能和主震断层局部（深部）的前兆性滑动有关；主震后，距离震源区较远处应力场变化不大，主震震源区内应力场发生显著改变，P轴及σ₁轴均以大角度（>60°）倾伏于板块汇聚方向，S_Hmax轴顺时针偏转60°~90°且在日本海沟附近普遍平行于海沟轴.这项研究以时空图像的方式展示了大地震前应力场变化的特点，反映了大地震孕震过程中构造与地震的相互作用，对于理解大地震孕震过程有重要意义.     

2012 年6 月30 日新疆新源-和静MS 6. 6地震序列震源机制解

利用CAP方法反演了2012年6月30日新源-和静Ms6.6地震序列震源机制解.反演得到Ms6.6地震节面Ⅰ的参数为:走向299°,倾角68°,滑动角164°;节面Ⅱ的参数为:走向35°,倾角75°,滑动角23°;P轴方位角166°,倾角5°,T轴方位角258°,倾角26°;矩震级Mw为6.3;矩心深度为21km.此次地震序列破裂优势方向为NWW,倾角以60°～90°为主,滑动角以±180°±30°为主;P轴方位的优势取向为近NS向,T轴优势取向为近EW向.初步分析表明,主震节面Ⅰ为发震断层,是走向为NWW、近乎直立的左旋走滑断层.此次6.6级地震震源断错性质和主压应力方向以及序列P轴优势方位与震源区周围构造应力场特征基本一致.     

近震全波形反演2017年九寨沟M7.0地震序列震源机制解

搜集了四川地震台网的波形资料，采用全波形反演2017年8月8日九寨沟M7.0地震序列震源机制解.反演结果显示，九寨沟主震矩震级为M_W6.36，震源深度为22 km，节面I走向为150°，倾角为80°，滑动角为-20°；节面Ⅱ走向为244°，倾角为70°，滑动角为-169°.余震主要分布在14~22 km深度范围内，震源机制以走滑型为主，其中正断型地震2个，逆冲型地震2个，走滑型地震24个，混合型地震8个.断层面优势方向为SSE向，与塔藏断裂和虎牙断裂走向基本一致，但与塔藏断裂最南段存在明显差异.倾角变化集中在60°~80°，滑动角主要分布在0°附近，表明九寨沟地震序列主要受SSE走向、近似直立的左旋走滑断层控制.P轴优势方位为SEE向，仰角主要分布在30°以内，与区域应力场基本一致.震源区的机制类型和应力状态均存在空间分段差异.本文推测此次九寨沟M7.0地震序列可能发生在虎牙断裂向北延伸的隐伏断裂上，但不排除地震引起了塔藏断裂南段和虎牙断裂以北隐伏断裂同时破裂的可能.     

北天山地区中强地震震源机制解分析

利用北天山地区历史上24次中强地震震源机制解,进行系统聚类及应力场反演分析.结果表明,北天山地区中强地震震源断错性质主要以倾滑逆断层为主.多数地震的主破裂面为NW向.与其附近地震构造走向基本一致.主压应力P轴方位近NS向,倾角较小;主张应力T轴倾角较大,显示出区域应力场主要受近NS向水平挤压作用.最大主应力方向从东到西呈现出NNE-Ns-NW的渐变过程.     

珊溪水库地震小震震源机制解特征研究

利用P波初动和直达P、S波最大速度振幅比联合求解小震震源机制的方法求出珊溪水库ML2.0以上地震的震源机制,得到了珊溪水库震源机制各参数时空特征如下:主压应力为SN向,主张应力为EW向,应力主要为水平应力,发震断层倾角较大且多为走滑断层。在个别4级左右地震前P轴方位都有偏离再恢复的现象。在北纬27.65°～27.69°间,P轴方位集中在0°±30°或者180°±30°,节面走向集中在45°±15°或者135°±15°。震源深度大于4km的地震倾角多集中在70°～90°度之间。     

赣北地区中小地震震源机制分析

利用Snoke方法计算赣北地区2008—2015年11个M_L≥3.0中小地震震源机制。结果表明,其P轴和T轴方向与该区域构造应力场基本一致。赣北地区以近EW向挤压、近NS向拉张的构造应力为主。区域内断层错综复杂,以走滑、正断型为主。其中九江—瑞昌地区受襄樊—广济断裂、郯庐断裂相互作用,在方向稳定的构造应力作用下,易发生走滑型为主的地震。     

巴士系断裂带的构造应力场特征

利用１２０次地震震源机制解资料,分析了巴士系断裂带构造应力场的基本特征。结果表明,该断裂带应力场的总体特征为ＮＷ￣ＮＷＷ向,但不同地段略有差异。由北西至南东主压应力Ｐ轴方向由ＮＷＷ￣ＮＷ￣ＮＷＷ（近ＥＷ）向,Ｐ轴相对平缓,地震以走错动为主,兼具倾滑分量,应力场的变化与菲律宾海板块对欧亚板块的不均匀推挤作用有关。     

板块边界构造应力场的反演及其对华北地震的影响研究

利用全球震源机制解资料,采用力轴张量计算法,反演中国大陆附近板块边界线上的构造应力场空间分布,其最大主压应力轴的方位角与GPS研究得到的板块运动方向一致,太平洋板块西边界和菲律宾板块琉球岛弧段的最大主压应力轴的倾角与板块俯冲倾角基本相当,因此认为该方法反演的构造应力场真实可靠。1999年、2005年和2011年太平洋板块日本本州段的最大主压应力轴方位角存在转折现象,震例总结显示该转折现象往往对应华北地区5级以上,甚至6级左右地震,但2011年的转折变化对应华北地震的震级在5级左右。根据对太平洋板块西边界的分段研究,认为2011年的转折变化主要是由42°~50°N段的构造应力场转折引起的,而该段从地理位置结合俯冲方向来看,影响的主要地区是东北地区,而对华北的影响相对较小,因此导致对应地震的震级偏低。1992—2000年菲律宾板块琉球岛弧段的最大主压应力轴方位角存在大幅度、长时间的逆时针偏转现象,分析认为是造成同期华北南部地区发生多次具有典型华南应力场特征地震的原因。     

四川盆地荣县—威远—资中地区发震构造几何结构与构造变形特征:基于震源机制解的认识和启示

四川盆地荣县—威远—资中地区属于历史弱震区,然而2019年相继发生多次破坏性地震事件.本文基于四川区域地震台网宽频带地震仪记录波形资料,利用CAP （Cut and Paste）波形反演方法,获得了2016年以来发生在荣县—威远—资中地区的26个M_S≥3.0地震的震源机制解、震源矩心深度和矩震级,对该区域发震构造几何结构与变形特征及构造应力场特征进行了初步分析.主要获得如下认识：（1）26个M_S≥3.0地震的震源矩心深度在1.5~5 km之间,平均深度3.4 km,表明事件发生在上地壳浅部沉积层内;震源深度分布揭示发震断层面倾向SE、缓倾角.（2）26个地震的震源机制全部为逆冲型,表明发震构造整体为逆断层性质.节面优势方位NNE-NE,结合走向与倾角统计结果,本文推测发震构造可能为威远背斜南翼一系列倾向SE、走向NNE-NE的缓倾角盲冲断层.（3）P、T、B轴优势方位单一,表明研究区域处于相对简单的构造应力环境.区域应力场反演获得的最大主压应力轴σ₁方位NW-SE,近水平,与目前已知的该区域构造应力场水平主压应力方向一致,反映区内构造活动主要受区域构造应力场控制;其明显有别于四川盆地南缘2019年6月17日长宁M_S6.0地震余震区NE-SW向的最大主压应力轴方位也揭示出四川盆地构造应力场具有明显的分区特征.（4）26个地震整体的应变花表现为NW-SE向挤压白瓣形态,表明区内发震构造整体呈NW-SE向纯挤压变形模式,明显有别于2019年长宁M_S6.0地震序列NE-SW向挤压兼具小量NW-SE向拉张分量的构造变形模式,进一步表明四川盆地构造变形模式也具有明显的分区特征.     

震源机制与应力体系关系模拟研究

为理解震源机制和所作用的应力张量之间的关系,模拟了东西向挤压、垂直向拉张的挤压应力体系,南北向挤压、东西向拉张的走滑应力体系和垂直向挤压、东西向拉张的拉张应力体系所产生震源机制及其剪应力和正应力的表现.结果表明:挤压应力体系可以产生逆断型、走滑型和逆走滑型的震源机制,并随着应力形因子R的增大,逆断型震源机制数目逐渐减小,而走滑型和逆走滑型震源机制数目逐渐增加;走滑应力体系兼有各种类型的震源机制,随着R值的增大,正断型和正走滑型震源机制数目逐渐减小,而逆断型和逆走滑型震源机制数目逐渐增加;拉张应力体系兼有正断型、走滑型和正走滑型震源机制,随着R值的增加,正断型震源机制数目逐渐增加,而走滑型和正走滑型震源机制数目逐渐减小.挤压应力体系在震源机制节面上的最大剪应力分布在R=0时沿倾角45°分布,随着R值增大至1,逐渐演变为沿着以(0°,90°)和(180°,90°)为中心的圆弧分布;拉张应力体系的最大剪应力分布则随着R值自0增大至1,最大剪应力自以(0°,90°)和(180°,90°)为中心的圆弧分布逐渐演变为沿倾角45°分布;走滑应力体系则随着R值自0增大至1,最大剪应力自以(0°,90°)和(180°,90°)为中心的圆弧分布逐渐演变为以(90°,90°)为中心的圆弧分布.三种应力体系所表现的震源机制P,T轴分布呈现复杂多样性:R越小,震源机制的T轴分布在拉张主应力周围的区域范围越小,而P轴分布在挤压轴周围的区域范围越大,R=0.5时两者分布区域范围均衡,R超过0.5时越接近1,震源机制的P轴分布在挤压主应力周围的区域范围越小,而T轴分布在拉张轴附近的区域范围越大.     

PRELIMINARY APPLICATION OF FOCAL MECHANISM SOLUTIONS OF SMALL AND MEDIUM-SIZE EARTHQUAKES TO FAULT STABILITY ANALYSIS IN THE SOUTHEASTERN TIBETAN PLATEAU

Analysis of stress state of faults is helpful to understand crustal mechanical properties and seismicity. In the paper, we invert the horizontal crustal stress field in the southeastern Tibetan plateau using focal mechanism solutions of small and medium-size earthquakes, and apply them to estimate the stability of regional major faults. Firstly, we collect focal mechanism solutions of small and medium-sized earthquakes in the southeastern Tibetan plateau. The dataset includes more than 1 000 focal mechanism solutions in the past twenty years. Magnitudes of these earthquakes vary from M3.0 to M6.0. Most of the focal mechanism solutions were determined using waveform inversion technique. Although most of focal mechanism solutions in the southeastern Tibetan plateau are strike-slip faulting, their spatial pattern is different in sub-regions. Normal faulting earthquakes mainly occurred in the western Sichuan region, reverse faulting earthquakes mainly occurred in the boundary zone between the Tibetan plateau and the South China craton, and strike-slip faulting earthquakes mainly occurred in the central and southern Yunnan region. Next, we settle on a mesh with grid spacing of 0.5° in longitude and latitude in the region and invert the horizontal crustal stress field at each grid point. Spatial variation of the maximum principal stress axis in the southeastern Tibetan plateau shows a clockwise rotation around the eastern Himalaya syntax. The azimuth of maximum compressional stress axis is about 88.1° in the western Sichuan region, about 124.6° in the South China craton, and about 21.6° in the western and southern Yunnan region. The azimuth of regional maximum compressional stress is nearly parallel to the direction of terrain elevation gradient, and that of the minimum compressional stress is nearly parallel to the tangential direction of the topographic elevation contours. The spatial pattern reflects the control role of gravity spreading of the Tibetan plateau on the regional horizontal stress field. Finally, we analyzed regional fault stability based on these collected focal mechanism solutions. The fault instability parameter (I) is defined based on the Mohr-Coulomb criterion and indicates the degree of fault approximating to rupture. The instability parameters on fourteen major faults in the southeastern Tibetan plateau were calculated. Our results show that the stability of the Lianfeng-Zhaotong Fault is the lowest before 2014 in the region, which indicates the fault zone is close to rupture at that time. Our results provide a new useful tool to assess regional seismic potential using dense focal mechanism solutions.     

东昆仑断裂带玛沁段周围小震震源机制解系统聚类分析

利用P、S波最大振幅比计算得到东昆仑断裂带玛沁段周围2008年以来57个小地震震源机制解,并进行系统聚类分析。结果表明,该区小震错动方式以走滑型活动为主,平均主压应力P轴方位角为50°,倾角为5°,主张应力T轴方位角为140°,倾角为4°,与该区所受的地球动力学背景基本一致。     

首都圈地区中小地震全波形震源机制反演

目前对首都圈地区中小地震的震源机制研究所用的方法主要有P波初动极性法、 振幅比法及波形反演方法。 前两种方法只利用了波形中很少量的信息, 且对于稀疏台阵效果较差, 而传统的波形反演法也仅利用了波形的部分信息, 且对于震级、 数据资料等有一定的要求。 为克服上述传统方法中的局限并进一步提高震源机制解的准确性, 本文采用一种新的综合利用上述各种信息的全波形匹配方法来反演首都圈地区中小地震的震源机制解, 提高反演解的可靠性。 为了检验所使用的全波形匹配震源机制反演方法的可靠性, 我们首先进行了合成数据测试, 结果表明全波形匹配方法可以得到稳定可靠的震源机制解。 利用新的全波形匹配方法计算了2019年4月北京发生的两次地震震源机制解, 并结合活动断裂进行分析。 将新的全波形震源机制反演方法应用于首都圈地区2015年以来的22个地震(2.2≤M≤4.3), 并对22个地震的震源机制解及应力轴分布进行了分析, 与前人研究结果具有较好的一致性。     

南北地震带震源机制解与构造应力场特征

南北地震带作为中国大陆地应力场一级分区的边界,其构造应力场的研究对理解大陆强震机理、构造变形和地震应力的相互作用具有重要意义.本文收集南北地震带1970—2014年的震源机制解819条,按照全球应力图的分类标准对震源机制解进行分类,发现其空间分布特征与地质构造活动性质比较吻合.P轴水平投影指示了活动块体的运动方向,T轴水平投影在川滇块体及邻近地区空间差异特征最为突出,存在顺时针旋转的趋势.南北地震带的最大水平主应力方向具有明显的分区特征,北段为NE向走滑类型的应力状态,中段为NEE—EW—NWW向的逆冲类型,南段为SE—SSE—NS—NNE向走滑和正断类型,在川滇块体的北部和西边界应力状态为EW—SE—SSE的正断层类型,表明来自印度板块的NNE或NE向的水平挤压应力和青藏高原物质东向滑移沿大型走滑断裂带向SE向平移的复合作用控制了南北地震带的岩石圈应力场.川滇块体西边界正断层类型应力状态范围与高分辨率地震学观测得到的中下地壳低速带范围基本吻合,青藏高原向东扩张的塑性物质流与横向边界(丽江—小金河断裂带)的弱化易于应变能的释放,在局部地区使NS向拉张的正断层向EW向拉张正断层转变.反演得到的应力状态基本上与各种类型地震的破裂方式比较吻合,也进一步验证反演结果的可靠性,可为地球动力学过程的模拟和活动断层滑动性质的厘定提供参考.