上海及邻区微震检测与定位

本文利用基于图像处理器加速的模板匹配定位法（Graphics Processing Unit-based Match &; Locate,GPU-M&;L）和双差定位法（HypoDD）,对上海及邻区13个台站记录的2011年至2020年共10年的连续地震数据资料进行分析.首先从中国地震台网中心提供的146个地震事件目录中挑选了136个地震事件作为模板事件,使用模板匹配定位技术对上海及邻区10年的连续资料进行遗漏地震事件的扫描和检测,共识别出824个地震事件,约为台网中心提供地震目录事件数量的5.5倍.然后对识别出的地震事件通过深度去噪方法（DeepDenoiser）将信号与噪声分离,并对去噪后地震波形的频率和振幅特性分析来进一步确认识别出的地震事件.同时利用基于机器学习的震相拾取技术（PhaseNet）,对去噪后的333个地震事件进行了震相拾取.检测后的地震目录完备震级由台网目录的M_c1.0降为M_c0.8.最后利用双差定位法对479个地震事件进行精定位,精定位的结果显示,上海地区整体地震活动性较弱,地震的空间分布相对较为分散,定位后的地震事件部分集中于安角断凹,部分事件沿北东向的枫泾—川沙隐伏断裂带和沿北西向的南通—上海断裂分布.我们的结果,为研究上海及邻区地震活动性、地震发生灾害程度和风险性评价等,奠定了重要的数据基础.

     

重庆及邻区地震精定位及活动性分析

采用Hypo2000定位法及双差定位法,对2009 年 1 月至 2018 年 10 月重庆及邻区的地震进行精定位,对不同方法所得结果进行对比,进而研究重庆及邻区地震活动性。重定位后,走时残差基本小于0.3 s,震中在平面方向沿断裂展布形态有所收敛,震源深度主要分布在4—10 km,故该区地震多为浅源地震。荣昌、巫山地区地震活动与人类活动间有一定相关性,北碚、石柱、武隆、巫溪、綦江地区地震震中多分布在断裂附近,受地质构造控制明显。     

模拟退火算法在江苏及邻区地震定位中的应用

使用模拟退火算法,以2019年4月6日江苏溧水M_L 3.3地震为典型震例,进行地震定位反演试算,确定适用于江苏及邻区地震定位的最佳初始温度、降温策略和扰动函数。设置初始温度为25,降温策略为T = 0.96T,选用效率较高的局部收敛加强型方法产生随机模型,对2019年江苏及周边地区105次M_L≥1.8地震进行重新定位,结果表明,76%的事件震中经、纬度定位误差绝对值在0.1°以内,但深度定位误差较大。鉴于该算法对P波到时信息及地震台站空间分布的依赖性,认为模拟退火算法在江苏及邻区陆地地震定位中效果较好,对于海域地震,则定位误差较大。     

Gravitational effect of distant Earth relief within the territory of former Czechoslovakia

We analyzed the gravitational effect of topography and bathymetry beyond the angular distance of approximately 1.5 degrees (referred to as the distant relief effect or DRE), and its impact on measured gravity values in the region of the former Czechoslovakia. Our work was strongly motivated by the contents of the pioneering contribution of outstanding Czech geophysicists Miloš Pick, Jan Pícha and Vincenc Vyskočil, which appeared at the turn of the 1950’s and 1960’s. Our numerical calculations were based upon the direct evaluation of the gravitational effects of compartments of a spherical layer, while the respective heights and depths were obtained from the 2 × 2 minutes digital elevation model (DEM) ETOPO2, taking into consideration also the influence of distant bathymetry. Our results are in close agreement with, but not identical to, those of the above cited authors. We also analyzed the influence of the grid cell size of the involved DEM upon the calculation results. We introduced an approximation of the analyzed effect, based on a simple linear relationship between the calculation point height, the DRE and its vertical gradient (VGDRE). Since when calculated at zero elevation the involved quantities DRE and VGDRE are smooth functions of latitude and longitude and can be easily interpolated, the approximation gives acceptable results in terms of desired accuracy of several μGal (1 μGal = 10⁻⁸ m/s²). In general, we can state that within the territories of the Czech and Slovak Republics the studied distant relief effect has negligible impact upon local gravity survey data. However, when applied to regional gravity studies, there could be a question of its possible influence in the form of a quasilinear W-E trend ranging approximately from −106.6 to −102.5 mGal within the territory of former Czechoslovakia. If we wanted to correct for this phenomenon, we should subtract this negative quantity from the standard Bouguer anomalies as they have been defined in the recent geophysical literature, thereby considerably increasing their values. But, instead of straightforward correcting the Bouguer anomalies for DRE only, we would rather recommend to wait until after the crustal and even lithospheric effects have been studied more carefully based upon the present day independent knowledge about the deep seated sources of those effects.     

Macroseismic effects of the north-Italian earthquake of May 6th, 1976, on the territory of Czechoslovakia

Summary The method of treatment of the macroseismic data obtained on the territory of the CSSR after the main 1976 Friuli earthquake is described and the preliminary results are confronted with the geologic structure.     

Radioactive waste disposal in seas adjacent to the territory of the Russian Federation

The former USSR illegally dumped into the ocean liquid and solid radioactive wastes (RW) originating from nuclear-powered vessels and ships. The Russian President created a special Commission to analyse both the scale and consequences of this activity. According to documentary data and expert estimates at the Commission's disposal, the maximum activity of RW that entered the seas adjacent to Russian territory could have been as much as 2,500 kCi at the time of disposal. The greatest radio-ecological hazard comes from reactors from nuclear submarines and core plates of the nuclear icebreaker 'Lenin', which had spent nuclear fuel in place and which were dumped in shallow water in the Kara Sea near Novaya Zemlya. Editor's note: This article extracts material from a Commission which published a report produced in Russia in 1993. Numerous sources in many Ministries and other government agencies, noted in the text, formed the basis for the final draft. The authors of the draft report were A. Yablokov, V. Karasev, V. Rumyantsev, M. Kokeev, O. Petrov, V. Lystsov, A. Yemelyanenkov and P. Rubtsov. After approving the draft report, the Commission submitted the report to the President of the Russian Federation in February 1993. By Presidential decision, this report (after several technical corrections) was open to the public: it is known variously as 'the Yablokov Commission report, or more simply the 'Yablokov Report', the 'White Book' or 'Yablokov White Paper'. During April-May 1993, 500 copies were distributed among governmental agencies inside Russia, and abroad through a net of Russian Embassies. This article was later sent to Dr Mike Champ as part of the ongoing collections of papers on the Arctic published in this journal (edited by Champ et al.: 1997 'Contaminants in the Arctic', Marine Pollution Bulletin 35, pp. 203-385 and in Marine Pollution Bulletin 2000, vol. 40, pp. 801-868, and continued with the present collection).     

云南及邻区地壳应力场研究

地壳应力场对探讨区域构造动力过程和形变机制有重要意义.为了获得云南及邻区精确的构造应力场以及确定先前研究中存在差异地区的构造应力场,本研究首先在搜集研究区已有震源机制解的基础上,使用gCAP方法反演了近年来发生的地震震源机制解,共获得研究区震源机制解1302个; 其次,在应力场反演时,提出了定量设置反演网格大小的方法,并删除阻尼和无阻尼反演应力场结果性质存在差异的网格.最终,基于大量震源机制解资料获得研究区精确的应力场：（1）云南及邻区震源机制解类型以走滑型为主,遍布整个研究区,逆走滑和逆冲型地震集中分布在云南与四川盆地交界地区,正断型和正走滑型地震较少,主要分布在滇西和滇西北地区; 研究区震源机制解的多样性,在一定程度上反映了研究区构造活动和应力场的空间差异性.（2）云南及邻区整体应力场表现为：主压应力轴方位迹线呈以西北角为中心的扇形分布,主张应力轴方位迹线呈以西北角为中心的弧形分布,总体上反映青藏高原物质向东南的运移作用对研究区应力场具有控制作用.（3）研究区应力场类型以走滑型为主,局部地区出现逆冲和拉张型应力场,所得结果与前人应力场研究结果总体上一致.（4）腾冲火山区地壳应力场为走滑型,与腾冲地区断裂以走滑型为主相一致,一定程度上揭示出现今火山活动对浅部地壳应力场的影响较小.

     

提高地震定位精度新方法的研究

根据现有台网的分布密度、仪器配置的状况和目前震相判读精度提出了一些新的措施来提高地震定位的效率和精度。主要思想有采用“全局搜索和单纯形综和求解法”求解方程的极值，计算中考虑地球曲率，并做椭球校正。采用“翻台法”来改善目标函数、实现“目标函数拉伸”的思想、控制解域和自行调整发震时刻提高求解的稳定性和精度。采用“模拟退火法”的物理性质来控制试错解的跨越长度，提高求解效率和解的分辨精度。采用区域走时表加台站校正值的思想来减小速度模型的复杂性。采用ＰＴＤ方法和ｓＰｎ－Ｐｎ方法来求震源深度。在地震定位过程中显示地图经纬度，同步演示定位过程及结果。同时还在屏幕上显示传统的交切结果以帮助分析人员判定定位结果的可靠性。区域走时表采用地壳曲面模型，允许模型带有低速层，各层具有梯度，且不限层数，自动使用台站校正值并给出定位误差。根据上述思想和不同的需要分别编制了地方、区域台网定位程序，全国、全球地震定位程序，极远震定位程序用于速报和专门用于研究的地震定位程序。这些程序还带有求震源深度和震级的功能。对于专门进行地震定位研究的工作，还提供了绘制地震定位误差二维等值线图和三维误差分布图的功能。     

腾冲火山及周边地区双差层析成像

利用云南腾冲火山地区15个固定台站记录到的7923次地震的P波到时资料,采用双差层析成像方法,反演得到腾冲火山及周边地区地壳及上地幔顶部三维P波速度结构和地震重定位结果.研究发现,腾冲火山区域地壳内存在明显的地震波低速区,P波速度低于整个区域地壳速度平均值超过15%,上地幔顶部存在规模较大的低速异常区.推测腾冲火山地区存在较大规模的地幔热物质上涌以及向地壳的侵入,热物质在地壳内以岩浆囊形式存储,并且壳内岩浆囊之间可能存在岩浆通道.通过联合反演获得的地震重定位结果显示,丛集地震位置更加集中,其展布特征与断裂构造具有显著的对应关系,表明研究区域断裂构造比较活跃.获得的高分辨率三维P波层析成像结果,为进一步认识火山地区岩浆存储特征以及地震分布与区域构造之间的关系提供了新的地震学依据.

     

青藏高原及其周缘地区各向异性研究进展

首先简要介绍了青藏高原目前主流的4种动力学模型, 即俯冲模型、 碰撞模型、 挤出模型和拆沉-板片断离模型. 然后概述了青藏高原及其周地区各向异性的研究进展, 展望各向异性研究的方向, 并着重探讨了各向异性研究中需要重视的几个问题： ① 各向异性的多种来源; ② 各向异性与深部结构的关系; ③ 面波等新方法的应用. 为了更好地定量解释各向异性, 需要了解深部结构与各向异性之间的关系, 发展更加精细的研究手段. 就目前来看, 面波与体波的联合反演可以更好地约束各向异性的分辨率, 而将地球动力学模拟等正演手段与地震波各向异性等反演手段相结合也可能是未来的趋势之一.     

关于中国海陆莫霍面深度图编绘的思考

莫霍面是地壳和上地幔的分界面,是一个重要的密度界面.布格重力异常与莫霍面深度之间具有紧密的联系,利用重力异常反演莫霍面深度成是研究莫霍面深度和编制莫霍面深度图的主要手段之一.本文总结了前人编制莫霍图的方法和结果,并加以分析讨论.提出应用布格重力异常反演中国海陆莫霍面深度的方法与技术,并考虑到中国海、陆构造的一体性,进行海陆统一编图以展示莫霍面的海、陆演化与构造关系.     

大三江盆地及邻区地壳结构研究

收集了大三江盆地及其邻区区域地震台网及多个流动台阵的连续波形及远震事件资料,采用背景噪声层析成像和接收函数叠加方法,分别获得了研究区三维S波速度结构、基底及莫霍面深度和泊松比.结果显示:浅层速度结构较好地反映了地表地形及地质特征,三江盆地呈明显的低速,虎林和勃利等小型盆地的S波速度也相对较低,而小兴安岭、张广才岭等则呈...     

天山构造带及邻区地壳各向异性

天山构造带位于中国大陆西北部,是典型的岩石圈陆内缩短造山带.本文利用新疆区域数字地震台网2009年1月至2014年12月的近场小地震波形资料,采用剪切波分裂分析对天山构造带及邻区的地壳各向异性特征进行研究,获得了研究区域内39个台站的快剪切波偏振方向和慢剪切波时间延迟.剪切波分裂参数的空间特征显示,研究区上地壳各向异性具有分区性,各向异性特征与局部构造、地壳介质变形和应力分布有关.天山构造带的快剪切波偏振呈现出两个优势方向的特点,第一优势方向大致平行于台站附近断裂和天山构造带的走向,与断裂构造和应力的综合影响有关,另一个优势方向反映了主压应力的直接作用.北天山山前断裂带东段的断裂弯折部位和南天山局部地区的剪切波分裂参数与东、西两侧不同,与准噶尔盆地、塔里木盆地的南北向挤压作用密切相关.快剪切波偏振优势方向的剧烈变化揭示,在准噶尔盆地和塔里木盆地双向挤压隆起的过程中,天山构造带产生了强烈的局部不均匀变形.塔里木盆地西侧快剪切波偏振具有两个优势方向,一个为NNE方向,与帕米尔高原受到印度-欧亚板块碰撞产生的北向挤压作用有关,另一个为NW方向,指出了塔里木盆地区域主压应力方向.准噶尔盆地北部也存在NE和NW两个快波偏振优势方向,主要与断裂的影响有关.天山构造带区域内的慢剪切波时间延迟总体上低于塔里木盆地西侧和准噶尔盆地北部,同时慢剪切波时间延迟的结果也进一步证实了天山构造带的局部强烈变形.

     

喜马拉雅东构造结及周边地区地壳各向异性特征

利用喜马拉雅东构造结及周边地区的48个宽频带地震台站记录的远震波形数据,通过Pms波分裂测量得到了295对地壳各向异性横波分裂参数,获得了研究区的地壳各向异性图像.喜马拉雅东构造结的快波偏振方向主要为NE-SW方向,周边地区的快波偏振方向呈现出绕东构造结顺时针旋转的趋势.Pms波分裂的慢波延迟时间范围为0.11~0.30 s,平均值为0.24 s.对比分析研究区内Pms波分裂、近震直达S波分裂和远震SKS波分裂的结果发现,上地壳各向异性对Pms波分裂影响有限,地壳各向异性主要来自于中下地壳矿物和熔体的定向排列;地壳各向异性对SKS波分裂影响较小,SKS波分裂主要反映了上地幔的各向异性特征;Pms波分裂的快波偏振方向与近震直达S波分裂和远震SKS波分裂的快波偏振方向表现出较好的一致性,并且与地表构造和变形特征具有较好的相关性,反映了喜马拉雅东构造结及周边地区的岩石圈变形可能为垂直连贯变形模式.

     

Origin of tectonic stresses in the Chinese continent and adjacent areas

Based on data of principal stress orientation from focal mechanism and of geological features in China, we made pseudo-3D genetic algorithm finite element (GA-FEM) inversion to investigate the main forces acting on the Chinese continent and adjacent areas which form the Chinese tectonic stress field. The results confirm that plate boundary forces play the dominant role in forming the stress field in China, as noticed by many previous researchers. However, we also find that topographic spreading forces, as well as basal drag forces of the lower crust to the upper crust, make significant contribution to stresses in regional scale. Forces acting on the Chinese continent can be outlined as follows: the collision of the India plate to the NNE is the most important action, whereby forces oriented to the NW by the Philippine plate and forces oriented to the SWW by the Pacific plate are also important. Topographic spreading forces are not negligible at high topographic gradient zones, these forces are perpendicular to edges of the Tibetan Plateau and a topographic gradient belt running in the NNE direction across Eastern China. Basal drag forces applied by the ductile flow of the lower crust to the base of upper crust affect the regional stress field in the Tibetan Plateau remarkably, producing the clockwise rotation around the eastern Himalaya syntax.     

河北及邻区地震烈度衰减关系研究

地震震动的衰减关系在地震区划和工程场地的安全性评估过程中是不可或缺的。利用河北及周边区域历史地震的等震线资料,运用统计回归的分析方法,得到统计回归方程及地震烈度衰减关系,与其他烈度衰减关系进行对比分析,并与地震应急指挥技术系统软件及地震烈度分布资料进行对比,从而得到适用于河北及周边地区的地震烈度衰减关系。     

墨西哥及邻近地区地壳磁异常场研究

基于墨西哥国内49个地磁测点的3分量数据,利用全球模型CM4,区域模型Taylor多项式及曲面Spline 模型计算并分析了地壳磁异常场,并在境外均匀选取了16个CM4模型的地壳场值作为补充点以控制边界效应.为了进一步比较验证,还选用了最新的EMM2010模型.结果显示将实测值减去CM4地核场的差值所得到的磁异常分布与直接基于测点的CM4磁异常分布在分布形态和强度都有较大的差别,而与基于实测值的Spline网格值减去CM4地核场网格值后非常类似.总强度F在境内以负值居多,强度随纬度的升高其强度由大变小再变大;水平分量H在境内以正值居多,强度随纬度的升高而强度变大;磁偏角D分量除了西北部分区域外,其它区域都为正值,强度随经度的升高而变大.基于现代高精度的CM4及EMM2010模型绘制了墨西哥地区的磁异常网格值进行比较,两者间存在的差异主要由截断阶数与所使用卫星数据的不同所致.通过实测值结合Taylor多项式和曲面Spline两种区域模型研究磁异常,认为若进行地磁场异常的理论研究,可采用现有的高精度全球模型绘制的磁异常图,若进行实际的工程应用,可从实际的测点出发,结合常用的区域模型进行应用,曲面Spline模型较适于模拟区域地区的地壳磁异常.     

川滇及邻区Pn波速度结构和各向异性研究

川滇地区是中国大陆构造变形及地震活动最强烈的区域之一.本文利用从国际地震中心(ISC)、中国地震台网以及云南、四川、重庆三个省级地震台网的地震观测报告中严格挑选出的53673个Pn波到时数据,用Pn波层析成像方法反演了川滇地区的Pn波速度结构和各向异性.结果表明该地区上地幔顶部速度结构的横向变化与现代构造运动有明显的关联:盆地地区上地幔顶部速度明显高于其周边区域,四川盆地尤为突出,其上地幔顶部P波速度是整个研究区域的高值;上地幔顶部P波速度低值区与研究区现代火山活动区域(如腾冲)及高热泉活动区域(如康定)有明显的相关性.强震大都发生在Pn波速低值区或Pn波速低值边界区.Pn波速度低速带与狭义的南北地震带相吻合,反映出上地幔顶部的流变性对构造应力的传递起着重要作用.Pn波各向异性表明:位于川青块体与四川盆地交界的龙门山地区,快波方向与该区域绝对运动方向不一致,而是基本沿龙门山断裂走向,这表明该地区的各向异性主要受龙门山断裂对Moho面切割变形的影响.而在其他区域的Pn波各向异性方向大体与当地块体的绝对运动方向一致,说明其各向异性主要是由板块运动产生的软流圈变形引起.     

On the calculation of the gravity terrain corrections in Czechoslovakia

Summary A calculation of the gravity terrain corrections by computer is proposed.

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卡罗琳板块及其附近地区的岩石圈有效弹性厚度

本文利用卡罗琳板块及其附近地区的自由空气重力异常和海水深度数据,结合滑动窗口导纳技术（MWAT）,计算了该地区的岩石圈有效弹性厚度Te.本文使用Multitaper（多窗谱）方法对功率谱密度进行估计,基于实际的海底地形,通过模拟计算得到了MWAT方法较真值的改正,MWAT方法计算的结果偏小20%左右.研究结果显示卡罗琳板块及其附近地区的Te变化范围为1～34 km.研究区域包括了海山、海底高原、俯冲带、扩张洋脊等多种构造,对它们的岩石圈强度的研究为认识西太平洋地区岩石圈的构造和演化提供了重要的依据.Te与加载时的岩石圈年龄、地表热流相关.Te与海底地壳年龄之间的关系显示Te主要位于板块冷却模型的450℃的等温线深度以上.西太平洋的Magellan海山和Marcus-Wake Guyots（MWG）地区的Te主要分布在加载形成时板块冷却模型的200℃的等温线深度附近,较低的等温线可能受太平洋超级地幔柱的影响.我们的研究结果也显示在研究区域内海洋地壳的热流与Te之间存在一定的反相关性.