由震源谱推断1997年新疆伽师强震群破裂特性

分析了1997年伽师强震群中12次MS5.0地震的Ｐ波和Ｓ波位移谱,用遗传算法和目测法联合计算了这些地震Ｐ,Ｓ波震源谱的拐角频率,并由此推算出这些地震的震源尺度和静态应力降（以下简称应力降）．根据观测震源谱拐角频率的方位性变化特征,对相关地震的破裂方向进行了估算．主要结果如下:① 伽师强震群中６级强震的震源破裂尺度在10～16ｋｍ,５级地震的破裂尺度在6～10ｋｍ,个别５级地震的破裂尺度超过10ｋｍ;② 伽师强震群中,中、强地震的应力降均在0.1ＭＰａ左右,这种显著偏低的应力降特性表明,该强震群震源区积累的应力释放缓慢,这意味着伽师强震群活动还将持续相当长时间;③ 应力降大小与相应地震震级大小存在统计正相关关系．同时还可清楚地看出,正断层型地震的应力降整体低于走滑型地震的应力降;④伽师强震群中６ 级强震的震源谱拐角频率有一定的方向性,震源谱拐角频率方位分布图显示出这组强震的破裂机制较为复杂,无一致的破裂方向．      

2013年6月广西平果震群特征及成因分析

2013年6月16日至7月底广西平果县果化镇附近发生密集、震感明显的震群活动。结合震中区地震地质背景、震群序列及震群深度等方面特征,利用广西数字地震台网的波形记录,计算并分析ML2.0级以上地震的拐角频率、应力降。研究表明:平果震群是一组由天然地震、水库地震、塌陷地震等多种类型地震交叉叠加的震群活动,其频度高、震源浅、震感明显;在震级相同情况下,其拐角频率和应力降均比本区域构造地震的拐角频率和应力降小,其中应力降小约1个量级;附近的排泥库随着排入泥浆增加,加之库区地质条件复杂,岩溶裂隙发育,应注意"水库诱发型"地震的发生。     

地震波拐角频率对地震序列的依赖性研究

使用皎口、海城、陡和、浑源等地震序列的地震波记录，研究了拐角频率随地震序列进程的变化特征。为了消除地震震级对拐角频率趋势性变化的影响，求得了每个地震的拐角频率与序列中同震级地震拐角频率的比值随地震序列发展而变化的曲线，较好地反映出该比值的发展进程；即在一个前一主一余地震序列中，同震级前震拐角频率高于余震拐角频率；而对震群地震序列则看不出这种变化。利用地震序列外围地区适当范围小震资料的拐角频率作为背景值，其比值曲线同样很好地反映出地震序列发展的规律。本方法可以作为对地震序列发展趋势进行较客观评估的新方法。     

乳山震群震源谱参数的稳健反演

本文引入截止频率f_(max)提出基于Brune模型的高频截止(High-Cut)模型,采用两步反演的方法来拟合求解震源谱的特征参数,并给出其误差范围;实际应用显示该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合,可明显改善拐角频率识别的准确度.将该方法应用于2013—2015年的乳山震群,计算了乳山震群25次M_L≥3.0事件的震源参数(地震矩、破裂半径、应力降等),进一步对乳山震群的震源破裂特性进行了讨论.结果显示:拐角频率、应力降与震源尺度大小明显相关;高频衰减系数γ与震源破裂区的复杂程度以及破裂性质有关,当观测记录中混杂有其他事件的波形或微破裂时,高频衰减系数大于2,并且不确定性增大;截止频率f_(max)与地震大小存在一定相关性;使用Beresnev(2001)给出的震源半径计算公式,得到的乳山震群的结果显示与华北地区的经验关系较为一致;乳山震群的应力降明显偏小(最大不超过0.15 MPa),一方面反映了震中区域的构造应力水平,另一方面可能还意味着此次震群是一个相对非耗散型的脆性破裂过程,属于低摩擦应力的断层作用.     

2015年1月山西介休M_L3.3震群发震原因初步研究

2015年1月15~27日,山西介休发生M_L3.3震群活动。精定位结果显示:震源体很小,震源较浅;根据震源谱拐角频率和视应力特征认为,本次震群活动与水库诱发地震有相似之处。鉴于本次震群孕震过程可能有水等流体的参与,本文综合构造环境、震源参数、介休井水位升降以及不同时段区域应力场分析等,对介休震群发震原因进行了探讨。初步认为介休地区裂隙发育,地下水渗透、扩散使得地壳浅部岩体强度弱化,是山西介休M_L3.3震群发震的主要原因。同时,地下水渗透使得该区地震波高频成分衰减强烈,拐角频率和视应力明显低于山西其它地区同震级地震的水平。     

喀什"奇异震群"与构造地震的对比研究

20 0 1年 11月 14、 15日新疆喀什台记录到 86次振动事件 (“奇异震群”事件 )。为识别其性质 ,应用波谱分析、偏振分析等方法 ,对该事件和同范围构造地震的地震波特征进行了对比研究 ,发现 :(1)喀什“震群”的全波列衰减比构造地震的全波列衰减快很多 ;(2 )与构造地震的速度谱相比 ,“震群”的频谱相对较为“集中”,而构造地震的则较为“发散”;(3)“震群”位移谱的拐角频率和卓越频率均较构造地震的相应量高出一倍多 ,且离散较小。通过对喀什“奇异震群”这些特征进行分析研究 ,认为这一事件极有可能是人工事件     

浙江珊溪水库地震：震源参数测定及断层结构和应力状态描述

利用遗传算法,搜索符合Brune ω^2模型的拐角频率（fc）及零频幅值（Ωc）的最佳值,测定浙江珊溪水库震区88条小震（1．5≤ML≤4．6）的地震矩（M0）、震源尺度（r）及静态应力降（△σ）。地震矩M0在10^10～10^14N·m范围内,与拐角频率fc遵循Mo∝fc^-3的规律;震源尺度和地震矩、应力降之间呈现多重标度特征,地震矩大于临界值2．3×10^12N·m（相应的震源尺度特征值约160m）时,震源尺度与地震矩的关系较强;而应力降（△σ）在震源尺度大于160m后基本趋向恒定,不随震源尺度的增大而增大。浙江珊溪水库震区自2002年7月以来,经历2次大规模的震群活动。震群释放的应力降大小与该震群的规模成正比关系,大的应力降集中在发震断层中段5～6km深度的区域,其发生时间既可以在主震之前,也可以在主震之后。     

山东长岛地区地震波非弹性衰减Q值、场地响应及震源参数研究

利用山东台网记录的长岛震群2017年2月14日—9月1日期间的波形与震相资料研究长岛地区非弹性衰减系数,得到该地区介质平均Q值与频率f的关系式为Q(f)=363.9f1.374 1。采用Moya等[1]提出的利用遗传算法联合反演得到长岛周边台站的场地响应,根据Brune模型震源参数计算公式求解长岛震群序列地震震源参数。结果显示,各个震源参数之间均存在一定的相关关系,地震矩随ML震级的增大而增加,地震矩与破裂半径R之间存在半对数关系,拐角频率fc随地震矩的增大而减少;长岛地震序列的应力降数值普遍偏小,最大不超过0.9MPa,这意味着长岛震源区整体构造应力较低,也可能指示长岛震群为低摩擦应力的断层作用;震源参数随时间的变化方面,整体而言,长岛震群地震应力降变化起伏很大,在M4.1地震发生前,拐角频率与应力降均发生快速下降后随即翻转上升的现象,证明在M4.1地震发生前震源区整体应力的挤压逐渐增强。     

温州珊溪水库地震序列震源参数研究

根据浙江区域数字台网记录的数字地震波形资料,在扣除了地震记录数据中传播路径、场地响应和仪器响应的影响后,采用Atkinson单个地震、多台记录求平均的反演方法计算震源参数,利用遗传算法测定了2002年7月至2006年11月温州珊溪水库震群4.6≥ML≥2.8的多少个震源参数。计算结果表明:①地震矩和近震震级有很好的线性关系,地震矩范围为1.24×1013～1.83×1015 N.m,震源破裂半径为155～1 227 m,地震矩与震源半径之间呈线性关系。②拐角频率范围为1.06～8.43 Hz,随地震矩的增大而减小。用最小二乘法拟合出拐角频率与地震矩之间的关系式,据此关系式可计算出拐角频率的估计值。拐角频率与其估计值之差的滑动时间进程曲线表明,2006年2月4日到2月11日、2006年3月6日到3月10日震群发生之前出现持续低值,在震群发生过程中其差值回升,具有地震前兆信息指示意义;③地震应力降范围为0.04～2.36 MPa,应力降与近震震级无明显的依赖关系,主震前应力降值比较高;主震及短时间内的较强余震发生后,平均应力降值迅速下降,反映了震中区的应力在主震发生的几天后降到了一个相对较低的水平。     

应用动力学拐角频率对经验格林函数法的改进

针对大小震拐角频率的差异,假设大震断层上每个子源的拐角频率与已破裂的子源个数平方根成反比,基于ω2震源谱模型,通过理论推导构建了一个函数,将动力学拐角频率引入经验格林函数法。以汶川地震余震记录为格林函数,分别用改进前和引入动力学拐角频率后的经验格林函数法合成5·12汶川大地震强地面运动。对比合成结果与观测记录,结果表明改进前经验格林函数法合成的地震动在低频部分相对实际记录偏低;引入动力学拐角频率之后的经验格林函数法合成的结果在高频基本保持不变,低频部分得到提高,并与实际记录符合。引入动力学拐角频率后,大部分合成结果很好地符合实际记录。说明动力学拐角频率可有效改善经验格林函数法的低频合成结果,同时验证了经验格林函数法对MW7.9特大地震地震动合成的有效性。     

河北唐山地区中小地震震源参数的测定

采用谱分析的方法，利用首都圈数字遥测地震台网的观测资料，计算了唐山地区2002年ML2．0以上的58个中小地震的波谱，进而估算了地震矩、拐角频率、应力降、震源破裂半径，并讨论了它们之间的相互关系以及拐角频率和应力降的时间分布特征。分析表明，地震矩与震级、拐角频率与震级的关系密切，证实结果可信、稳定。     

Characteristic frequencies for earthquake families and their tectonic implications: Evidence from earthquake swarms in the kanto district,Japan

Through the analyses of waveform and spectrum for two swarm sequences in the Kanto District, including the results from 15 earthquake swarsm obtained previously, the mechanism of the faulting process in earthquake swarms is clarified in more detail. Earthquakes occurring in short time intervals consist mainly of events with similar waveforms andS-P times. These are called “earthquake families,” and many families are observed during a swarm sequence (70–80 percent); for example, 15 families were observed in the 1983 Izu Peninsula earthquake swarm. The source spectra of earthquake families share the same corner frequency, even though their low-frequency levels may differ by a factor as great as 1000, and the value of the corner frequency depends on the size of the largest event in the family. Local variations of corner frequencies within a factor of 25 are found among the earthquake swarms in the Kanto District. These observations suggest the existence of a characteristic fault length depending on the swarm area, and its length may be responsible for the size of the largest event in the family. The characteristic fault length is about 100 m for Ashio, about 400 m for the Izu Peninsula and about 2.5 km for areas off the Chiba Prefecture, and the magnitudes of the largest events expected from these fault lengths are about 2.5, 4, and 6, respectively.     

Fracture characteristics of the 1997 Jiashi, Xinjiang, China, earthquake swarm inferred from source spectra

Broadband P and S waves source spectra of 12 MS5.0 earthquakes of the 1997 Jiashi, Xinjiang, China, earthquake swarm recorded at 13 GDSN stations have been analyzed. Rupture size and static stress drop of these earthquakes have been estimated through measuring the corner frequency of the source spectra. Direction of rupture propagation of the earthquake faulting has also been inferred from the azimuthal variation of the corner frequency. The main results are as follows: ①The rupture size of MS6.0 strong earthquakes is in the range of 10～20 km, while that of MS=5.0～5.5 earthquakes is 6～10 km.② The static stress drop of the swarm earthquakes is rather low, being of the order of 0.1 MPa. This implies that the deformation release rate in the source region may be low. ③ Stress drop of the earthquakes appears to be proportional to their seismic moment, and also to be dependent on their focal mechanism. The stress drop of normal faulting earthquakes is usually lower than that of strike-slip type earthquakes. ④ For each MS6.0 earthquake there exists an apparent azimuthal variation of the corner frequencies. Azimuthally variation pattern of corner frequencies of different earthquakes shows that the source rupture pattern of the Jiashi earthquake swarm is complex and no uniform rupture expanding direction exists.     

岫岩5.4级地震前后拐角频率比的变化特征

本文在利用多台研究1999年11月29日和2000年1月12日发生在辽宁岫岩Ms5.4级和5.1级地震前拐角频率比随时间变化的基础上,对岫岩、营口、苏家屯、丹东、宽甸、北镇、新民单台记录的纵横波拐角频率比fcp/fcs做了比较详细的波谱分析。结果表明:在震中距小于200 km以内的不同方向的台站,记录到的地震波拐角频率比值在5.4级前和后均出现不同程度的异常显示,能够捕捉到一些带有短临性质的信息,不过,距震中较远的台站,地震波拐角频率比值在震前异常不如近台明显,表明不同距离的台站,记录的地震拐角频率比值存在着差异。     

姚安地震序列与大姚地震序列震源参数的对比研究

2000年1月15日在云南省姚安县发生了M_S6.5地震, 2003年7月21日和10月16日在云南省大姚县发生了M_S6.2、 M_S6.1地震。 这两个地震序列均发生在滇中块体, 震中位置相距42.5 km, 构造、 应力背景相似, 但序列类型不同, 时间间隔短。 为深入研究姚安地震和大姚地震序列的特征, 根据昆明区域数字台网记录的数字地震波资料, 利用遗传算法计算了2000年姚安地震和2003年大姚地震序列的震源参数。 研究结果表明, 姚安地震序列和大姚地震序列的地震矩和近震震级有很好的线性关系, 它们的地震矩M₀均在10¹²~10¹⁴ N·m, 地震矩与震源半径之间呈线性关系。 应力降随震级变化不明显。 拐角频率和地震矩之间有明显的依赖关系, 用最小二乘法拟合拐角频率和地震矩的关系式, 利用此关系式可计算出给定地震矩的拐角频率估计值f_a, 进而可分析实际计算的拐角频率与估计值之差(f_c-f_a)的时间变化曲线。 姚安地震序列和大姚地震序列实际计算的拐角频率与估计值之差(f_c-f_a)及应力降随时间的变化表现出了不同的特征: 姚安地震序列的应力降和拐角频率差值在4.3级和4.6级强余震前均有一个上升-下降过程, 反映余震区应力场有一个增高-下降过程; 大姚地震序列应力降和拐角频率差值在M_S≥4.6强余震发生之前均会出现高值异常, 但在M_S4.6～4.7地震之前出现的高值异常持续时间短, 在M_S6.1地震前出现的高值异常持续较长。 文中结合两个地震的发震构造, 序列类型等特征进行了分析讨论。     

A Model to Study the Bias on Q Estimates Obtained by Applying the Rise Time Method to Earthquake Data

—Among Q-estimation methods a simple linear technique consists of the evaluation of the increasing rise time of body waves with the increase of their travel time. This method, known as the rise time method, was theoretically justified for an impulsive source time function (Dirac delta function). Wu and Lees (1996), throughout finite difference calculations, showed that, when considering finite source time functions, characterized by a cut-off frequency around 20 Hz, the rise time method can be satisfactorily applied to invert earthquake data.¶In order to establish the applicability of the rise time method to an arbitrary earthquake source we analytically solved the problem of the propagation, throughout an anelastic medium, of a signal generated by a finite dimensions seismic source the shear dislocation fault of Brune (1970). Analyzing theoretical rise time vs. travel-time curves, we were able to distinguish two different corner frequency ranges in which the trend is different. When corner frequency is below 10 Hz the discrepancies with the rise time method increase with a decrease of the corner frequency. When corner frequency is above 10 Hz no meaningful differences are observed.¶The application of the model to a synthetic data set, based on the sources-receivers configuration of the 15 November 1995 Border Town, Nevada, earthquake sequence, shows that a significant bias affects Q estimates obtained with the rise time method, for seismic events characterized by a Brune corner frequency less than 5 Hz.     

伽师地震序列的地震波谱变化研究

利用新疆伽师震区附近的喀什、乌什、巴楚3个数字台记录到的伽师地震序列波形资料,开展地震波谱研究。首先分析了伽师6.8级地震序列各台的地震波拐角频率及其比值的时序变化特征,然后从中选出对这3个台都有较好记录的66个地震事件,进行拐角频率比时序变化特征的对比研究。结果表明,这3个台的拐角频率及其比值在伽师6.8级地震前后都出现了不同的变化趋势,尤以比值的变化更为明显,而且不同台站间的变化趋势存在较为明显的差异。最后讨论了这些差异可能存在的一些原因。     

利用纵、横波震源谱参数研究波速比——以岷县—漳县MS6.6地震为例

利用甘肃省区域地震台网提供的地震波形,计算得到甘肃东南地区2010年1月至2014年6月183个M_L≥2.5地震纵、横波的拐角频率和零频极限等震源谱参数,分析2013年7月22日岷县—漳县M_S6.6地震前后纵、横波拐角频率比值和零频极限比值的变化特征,间接反映震源处波速比的变化。结果如下:(1)拐角频率比值的平均值约为1.32,而由零频极限比值计算得到的波速比平均值约为1.55,后者高于前者;(2)二者得到波速比的时间变化趋势基本一致:两个波速比在岷县地震前后呈现出"明显升高-下降-震前急剧下降-震后缓慢恢复"的变化过程;(3)二者得到的波速比空间分布基本一致:岷县地震震中附近及合作、舟曲等地区在震前出现低值异常,震中附近地区的波速比在震后有所回升。     

地震波动力学特征变化指标在短期地震预报中的应用

本文研究了地震前地震波动力学特征的变化，主要是波形和频谱的变化，并从中提取出可望在短期（半年以内）地震预报中应用的一些预报指标。这些指标包括：Ｐ波初始部分波形的时间线性度和空间线性度，初始段平均半周期，Ｓ，Ｐ波频谱的峰值频率，拐角频率，相对带宽度，相对频谱峰值，高频段的谱线斜率绝对值等。同时还研究了短周期地脉动的波形线性度及频谱特征量（峰值频率等）在大震前出现的短期（半年以内）和临震（９天以内）的