剪切波分裂分析系统SAM(2007)——软件系统

地震各向异性是一种普遍现象,利用剪切波分裂可以研究地壳介质的地震各向异性特性,这是地震学研究中的一个前沿课题。本文介绍了基于SAM(2003R)发展的剪切波分裂系统分析方法软件——SAM(2007)。SAM(2007)在保留原软件系统优点的基础上,修改和发展了新的功能,在资料预处理、数据分析和结果输出等方面都进行了更新或发展,增加了地震定位模块,使新的软件系统更适用于国内的区域地震台网或流动台网资料的处理和分析。     

辽宁1999年Ms5.9岫岩地震的剪切波分裂特征

利用辽宁遥测数字地震台网营口台的地震波形资料,采用高原等剪切波分裂SAM分析方法,对1999年11月29日辽宁省岫岩Ms5.9(ML5.3)地震前后的地震序列进行了剪切波分裂分析.通过对营口台的资料分析表明,快剪切波优势偏振方向为ENE-WSW向,与该地区主压应力方向一致,也与华北区域构造应力场方向一致;平均慢剪切波时间延迟在岫岩地震前显示增加,可能反映了震前的应力积累过程.营口台的快剪切波优势偏振方向还与小地震活动空间分布走向一致,与活动断层走向相关.快剪切波偏振的月平均变化直方图也显示,地震前两个月快剪切波偏振方向似乎也有变化,但这个现象还需要更多资料的证实.     

基于地壳介质各向异性分析湖北及周边地区应力特征

利用湖北及周边地区数字地震台网2007年12月1日—2013年12月31日的地震观测波形资料,使用剪切波分裂SAM系统分析方法,获得了该地区18个数字地震台站的快剪切波偏振结果。结果表明,湖北地区少部分地震存在S波分裂现象,18个台站的快剪切波偏振优势方向为NE、近NS方向,并无明显的第一优势偏振方向,说明该区台站应力场可能为区域构造背景应力环境与局部断裂诱导的各向异性综合效应;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。     

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     

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.     

基于地壳介质各向异性分析青藏高原东北缘构造应力特征

青藏高原东北缘由于受到多个构造块体的共同约束,表现出复杂的地球物理特性和地质特性,本文利用甘肃数字地震台网(2001-2008年)的观测资料,采用系统分析方法(SAM),进行地壳剪切波分裂分析,获得研究区内18个台站共1005条记录的剪切波分裂参数.研究结果表明,青藏高原东北缘介质各向异性在空间上存在差异,慢剪切波延迟时间表明了地壳介质各向异性的强弱变化特征,快剪切波平均偏振方向则反映了本区区域构造应力的空间变化特征.分析认为,祁连山-河西走廊活动构造区直接受青藏地块与阿拉善地块间相互作用,与青藏地块构造应力一致;甘东南活动构造区的应力环境主要受到内部活动断裂的共同作用,具有局部构造应力的特征.     

四川区域地震台网的剪切波分裂研究

通过对成都数字地震台网2000年5月1日——2006年12月31日6年多资料的分析,使用剪切波分裂SAM系统分析方法,获得了四川地区8个地震台站的快剪切波偏振结果. 结果表明,四川地区大部分台站的快剪切波偏振优势方向主要为NE或NW方向;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,大多数与对选用的小地震起控制作用的活动断裂走向一致,或与区域主压应力方向一致. 但复杂的局部构造会影响剪切波分裂结果, 造成台站的快剪切波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.      

四川紫坪铺水库库区地震剪切波分裂研究

本研究利用四川紫坪铺水库数字地震台网2004年8月17日~2008年5月11日的地震观测波形资料,使用剪切波分裂SAM系统分析方法,获得了四川紫坪铺水库库区8个数字地震台站的快剪切波偏振结果.结果表明,紫坪铺库区台站的快剪切波偏振优势方向主要为NE或NW方向;台站的快剪切波偏振优势方向与区域主压应力方向或活动断裂走向一致;快剪切波偏振方向变化可能与汶川大地震前区域应力场的增加和龙门山断裂带微破裂增加有关,慢剪切波时间延迟的变化与四川紫坪铺水库水位升降变化相关.     

辽宁1999年MS5.9岫岩地震的剪切波分裂特征s

利用辽宁遥测数字地震台网营口台的地震波形资料,采用高原等剪切波分裂SAM分析方法,对1999年11月29日辽宁省岫岩MS5.9（ML5.3）地震前后的地震序列进行了剪切波分裂分析. 通过对营口台的资料分析表明,快剪切波优势偏振方向为ENE-WSW向,与该地区主压应力方向一致,也与华北区域构造应力场方向一致;平均慢剪切波时间延迟在岫岩地震前显示增加,可能反映了震前的应力积累过程. 营口台的快剪切波优势偏振方向还与小地震活动空间分布走向一致,与活动断层走向相关. 快剪切波偏振的月平均变化直方图也显示,地震前两个月快剪切波偏振方向似乎也有变化,但这个现象还需要更多资料的证实.      

首都圈东南部地区地壳介质各向异性

基于首都圈地震台网2002——2005年的区域地震波形数据,采用剪切波分裂系统分析方法（SAM）, 计算得到首都圈东南部地区(38.5deg;N——39.85deg;N,115.5deg;E——118.5deg;E)24个台站的剪切波分裂参数. 结果表明,首都圈东南部地区快剪切波平均偏振方向与区域最大主压应力方向相近,与华北地区GPS主压应变测量结果一致;但首都圈东南部盆地地区的剪切波分裂观测结果与首都圈西北部的隆起——盆地构造结合区的观测结果不同. 这说明了不同的构造对观测结果具有一定的影响. 研究还表明,台站附近的断层分布状态对观测结果影响很大,复杂的断层分布会加剧剪切波分裂测量结果的离散程度. 本研究区域南部台站与北部台站的快剪切波偏振方向存在较大差异,这可能与该区南北部的构造及应力环境存在较大差异有关.       

Systematic Analysis Method of Shear-Wave Splitting：SAM Software System

In order to make a more effective use of the data from regional digital seismograph networks and to promote the study on shear wave splitting and its application to earthquake stressforecasting, SAM software system, i.e., the software on systematic analysis method of shear wave splitting has been developed. This paper introduces the design aims, system structure,function and characteristics about the SAM software system and shows some graphical interfaces of data input and result output. Lastly, it discusses preliminarily the study of shear wave splitting and its application to earthquake forecasting.     

区域数字地震台网开展近场源剪切波分裂的实用化研究

作者最近在进行台湾微震台网(郑秀芬等,2005)产出的台湾西南部嘉义地震序列的剪切波分裂应力预测研究中,在上地壳各向异性的近场源剪切波分裂方法、基本原理、应用领域和数据处理等方面,开展了深入研究,取得了一定的成果。本文通过浅显易懂的解释说明,希望地震台网、地震台站和开展相关研究工作的数据处理人员能够对各向异性、剪切波分裂等概念有所了解,对所处地区有可能开展的研究方向有所把握,并积极开展常规准实时剪切波分裂研究,为提升台网和台站工作人员的科研能力,促进科研成果和方法的实用化转化提供借鉴和参考。     

Crustal seismic anisotropy in southeastern Capital area, China

Shear-wave splitting parameters of 24 stations in southeastern Capital area of North China (38.5°N~39.85°N, 115.5°E ~118.5°E) are obtained with systematic analysis method of shear-wave splitting (SAM) based on the data recorded by Capital Area Seismograph Network (CASN) from 2002 to 2005. The results show that the average polarization of fast shear-wave in southeastern Capital area is consistent with regional maximum horizontal prin- cipal compressive stress in the area, and is also consistent with maximum horizontal principal compressive strain from GPS in North China. The average shear-wave splitting in southeastern Capital area (in basin) is different from that in northwestern Capital area where uplifts and basin exist, which means that tectonics can be related to shear-wave splitting results. Research also shows that the distribution of faults around stations can obviously affect the shear-wave splitting results, and complicated distribution of faults can result in much more scatter of shear-wave splitting. Moreover, in the north and south of the studied area (southeastern Capital area), the polariza- tions of fast shear-wave are not very consistent, which may be related to differences in tectonic and stress for the two areas.     

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.     

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。     

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.      

Variational characteristics of shear-wave splitting on the 2001 Shidian earthquakes in Yunnan, China

Introduction In the crust there exist widely vertical nearly-parallel fluid-saturated microcracks, which are nearly parallel. Shear-wave splitting can be observed when shear-wave travels through this kind of microcrack structure. Shear-wave splitting could be adopted to monitor the earthquake activity since its pattern is very sensitive to variation of crustal stress (GAO, et al, 1995, 1996), however, it needs lots of reliable 3-component waveform data. Previous studies mainly used some temp…