利用剪切波分裂方法研究玉树和冰岛地区各向异性

正地震波各向异性反映了地球内部的结构、构造变形、应力状态等方面的信息,在岩石圈演化、壳幔耦合变形以及地幔对流等研究中发挥着重要的作用。剪切波分裂现象是地震各向异性最直观的表现形式,在各向异性研究中扮演着重要的角色。本文回顾了地震各向异性研究的进展和意义,特别介绍了剪切波分裂的原理、方法,以及近年来剪切波分裂研究的进展和现状。利用剪切波分裂分析方法,可以获得地壳和上地幔各向异性的空间分布特征,分析各向     

利用地壳测深资料研究剪切波分裂与偏振异常

利用地壳测深三分向记录,研究了 S 波基底结构和 S 波分裂与偏振异常,进一步讨论了利用 S 波分裂与偏振特征研究地壳介质地震各向异性,区域构造应力场作用方向和潜在震源物理标志的技术途径.通过对长江三峡坝区及外围深地震测深资料的典型 S 波记录分析研究,进一步证明了 S波分裂与偏振异常是研究地壳介质地震各向异性、区域构造应力场作用方向的可靠依据.同时也表明了地壳测深资料具有震源位置确定,能可靠追踪 S 波射线路径等优点,对识别异常体和适当扩大 S 波有效观测窗口是十分有利的.      

S波分裂研究与地震前兆探索

本文概述了国际上S波分裂和介质各向异性研究现状与进展,简要介绍了S波分裂观测研究的主要原理和方法,及其应用于地震预测、地应力测量以及地球物理勘探的前景。文中还结合我国地震工作的实际和特点,提出了开展S波分裂研究与探索地震前兆的建议。     

地球内部各圈层介质的地震各向异性与地球动力学

地球内部各圈层的结构和构造在本质上是不均匀的和各向异性的.各向异性的研究不论是对深化地球本体的认识,还是在资源、能源、灾害和环境以及全球变化的研究中均具有重要作用.本文基于这一科学问题的本质性和重要性着重讨论了以下5个问题:1)各向异性介质中地震波场效应与判据;2)复杂介质地震各向异性#*[-15]-#*[+15]-S波分裂的成因分析;3)当今S波分裂监测技术的进展与探索;4)地震各向异性在不同科学问题研究中的效能;5)地震各向异性在地球科学发展中的作用与今后的任务.     

基于横波分裂的青藏高原多圈层各向异性研究进展

有关青藏高原横波分裂的各向异性研究已经开展了近30年,在理论方法和实际应用方面取得了重要进展,并获取了大量的横波分裂测量结果,为认识青藏高原壳幔各向异性变形特征和动力学机制提供了重要的依据.本文首先介绍了地震各向异性的来源与应用,随后回顾了横波分裂分析方法的发展,简述了各种横波分裂方法的原理,最后通过总结近30年来青藏高原上地壳、整个地壳和上地幔横波分裂各向异性研究成果,系统分析了青藏高原壳幔各向异性变形特征.基于各横波分裂结果的对比分析来看,XKS波分裂测量结果最为稳定,近震直达S波分裂测量结果次之,而Pms波分裂测量结果相对离散,往往相同区域内不同的研究结果差异较大,主要原因可能是相比XKS波和近震直达S波,Pms波的信噪比较低,次要原因可能是各研究在方法和处理分析等方面的差异.     

腾冲地震台数字地震记录S波分裂研究

对2000～2010年腾冲地震台数字地震资料进行S波分裂研究,得到了腾冲地区不同时间段内的应力优势方向和S波延迟时间.结果表明,其快波偏振方向主要集中在NE30°～55°,这与该区的主应力场方向基本一致.横波分裂延迟时间能为地震预报和区域应力场研究提供有用的信息.     

S波分裂的研究

一、S波分裂研究的进展国际上对S波分裂的观测与研究已进行十年了,进展概况如下:1.EDA假设的提出Scholz于1973年提出了孕震的扩容理论时,人们确实激动了一段时间。世界范围里进行了波速异常的观测与研究,乐观的研究者期望对地震预报能有所突破。虽然总结出了一些有意义的例子,但由于地震预报的复杂性和困难性,毕竟不是一种有限的理论所能解决的。1978年Crampin在扩容理论的基础上又提出了张性扩容各向异性假说,简称EDA假设(Exten-     

中国大陆岩石层的方位各向异性

采用理论地震图与观测地震记录直接比较的方法, 研究了中国数字地震台网宽频带记录的SKS震相的剪切波分裂现象, 确定了快速S波的振动方向和慢速S波的时间延迟。结果表明, 对于所分析的8个观测台均发现了明显的S波分裂现象, 时间延迟在0.7s与1.7s之间。这种经过地幔传播的SKS震相的S波分裂现象的主要原因是上地幔的各向异性。上地幔的各向异性可以用应变引起的上地幔中的矿物质的结晶优势排列来解释。根据时间延迟估计的各向异性层的厚度, 与由上地幔中的高导层和低速层所推断的中国大陆下岩石层的厚度大致相符。在大部分台站上, 反演得到的快速S波的振动方向与由亚板块总体形变推测的结果相一致。个别台站具有较大的差异, 说明S波分裂这一观测事实的起因是复杂的。为了进一步解释S波分裂的结果, 还需要更多高质量的观测资料, 以及关于原地介质状态的更详细的信息。      

剪切波在双层方位各向异性介质传播中分裂参数的变化特性

以质元运动方程和应力应变关系为基础建立了各向异性介质的波动方程．从数学上对体波在各向异性介质中的传播进行了严格的数学推导,给出了各向异性介质中三种体波波速与介质弹性常数及波传播方向的数学关系．由此对剪切波在单层和双层弱方位各向异性介质中的分裂行为进行了系统讨论,给出了合成分裂参数、每一层分裂参数与入射剪切波偏振方向的数学表达式．假定每一层分裂参数之后,得到了合成分裂参数随入射方位角变化的合成地震图．研究表明,剪切波在双层各向异性介质中传播时产生的两对分裂剪切波可用一合成分裂因子来描述．由合成分裂因子确定的分裂参数随入射剪切波偏振方向的变化呈现出π／2的变化周期．其结果可用于双层各向异性介质反演研究,对进一步解释板块运移、地幔对流规模、深源地震成因、浅部地震构造及深部力源问题等有参考意义．     

东南亚下方核幔边界D″层地震各向异性

本文利用中国国家数字地震台网(CDSN)和国际数字地震台网(FDSN)的宽频带远震资料,采用S和ScS震相剪切波差异分裂方法对东南亚下方核幔边界D″层地震各向异性进行研究.共获得了来自7个深震(400km)的24对高质量的S和ScS剪切波分裂参数,其中S震相的分裂参数与前人上地幔各向异性研究结果十分吻合,表明S震相观测结果反映了观测台站下方的上地幔各向异性.通过对上地幔各向异性校正后的波形数据进行进一步的分裂参数分析,最后得到了24个可靠的ScS剩余各向异性分裂参数.结果显示,在经度107°~112°范围内分裂参数均为空值(Null);而在该经度范围东西两侧区域,主要表现为明显分裂特征.这种分裂参数的分布指示了核幔边界D″层的各向异性特征的区域变化,我们推测这种变化可能与停滞在核幔边界的古特提斯和/或古太平洋俯冲板块相关.     

豫鲁冀交界区S波分裂变化特征

选取豫鲁冀交界区17个数字化测震台站S波记录,对该区地震进行限定筛选,并对台站记录的地震波形进行严格仔细的参数测量与提取,分析地震波传播过程中S波分裂变化及与地震的关系,提取中等地震前S波分裂所表现的地球物理异常特征。     

汶川地震断裂带科学深钻WFSD-3附近上地壳S波分裂特征

为配合汶川地震断裂带科学钻探工程(WFSD),中国地震局地球物理研究所在四川省绵竹市天池乡和灌县—安县断裂附近分别架设了15套微震仪器和17个短周期地震台.基于WFSD-3附近的微震、短周期和区域台网的固定台站记录的近震数据,通过横波窗内S波分裂计算,得到其上地壳各向异性参数,即快波偏振方向和慢波的时间延迟,并分析了研究区的上地壳各向异性特征.结果显示,研究区大部分区域的快波偏振方向为NE向,与龙门山断裂带走向一致,但在研究区微震台阵布设小区域内,快波偏振方向表现出东西分区特征,东部为NE向,西部为NW向.上地壳各向异性主要是受到岩层中随应力分布排列的微裂隙和岩石或矿物结构的影响,研究区内快波偏振方向主要表现为NE方向,与断裂走向一致,反映了研究区上地壳各向异性主要受控于结构控制的各向异性,局部区域的快波偏振方向为NW向,与区域最大主压应力方向一致,说明区域应力场对研究区上地壳各向异性也有影响.通过分析微震台阵的归一化时间延迟随时间的变化情况可以反映区域应力场的变化情况.微震台阵的慢S波时间延迟在2012、2013年较为离散,在2014年有收敛的趋势,反映了强震后区域应力场逐渐稳定的趋势.     

S波分裂在地震预报中应用的讨论

本文综述S波分裂研究的现状、基本原理与方法及其在地震预报中的应用。在此基础上,提出了可能的研究方向和存在的问题。主要是提出了一种按射线路径方位扫描的方法。     

Upper crustal deformation characteristics in the northeastern Tibetan Plateau and its adjacent areas revealed by GNSS and anisotropy data

The northeastern part of the Tibetan Plateau is a region where different tectonic blocks collide and intersect, and large earthquakes are frequent. Global Navigation Satellite System(GNSS) observations show that tectonic deformation in this region is strong and manifests as non-uniform deformation associated with tectonic features. S-wave splitting studies of near-field seismic data show that seismic anisotropy parameters can also reveal the upper crustal medium deformation beneath the reporting...     

云南高黎贡山典型板岩地震波各向异性研究

板岩作为一种浅变质岩在我国有着广泛的分布,对其地震波速度的研究将有助于对这类过渡性岩石的有效区分,对于浅层地壳的各向异性研究也具有重要意义.本文对采自云南丙中洛地区的板岩样品进行了地震波速度的室内实验研究,其中部分实验是在加拿大Dalhousie High Pressure Laboratory完成.实验获得了板岩在围压10~600 MPa条件下、不同构造主方向（X,Y和Z）上的地震波速度,在围压600 MPa时,X、Y、Z三个方向的P波速度分别为6.58、6.46、5.91 km/s,平均速度为6.30 km/s,S波平均速度约为3.62 km/s,V_P/V_S=1.74;并初步分析了板岩地震波速度、横波分裂及其波速各向异性随着围压的变化规律,发现所测量的板岩在较低围压（<150 MPa）时波速的各向异性随围压升高而迅速减小,主要是由于其内部微裂隙的定向排列引起的,而随着围压的继续增加（>150 MPa时）微裂隙基本闭合,黑云母、阳起石等片状矿物的定向排列成为其地震波各向异性的主导诱因,此时（围压为600 MPa）V_P、V_S的各向异性分别稳定在13%、16%左右.本研究所获取的基础实验数据及所探讨的板岩地震波性质将为确定地壳上部显微裂隙的优选定向、浅层地壳的各向异性分析、地球物理模型条件约束等提供基础.     

龙门山断裂带北段南坝地区上地壳S波分裂特征

基于汶川科钻4号井孔（WFSD-4）附近的较小尺度的南坝微震台阵以及较大尺度的川西流动台站和区域台网的固定台站记录到的近震波形资料,通过横波窗内的S波分裂计算,分析了龙门山断裂带北段南坝地区的上地壳介质各向异性特征,并对区域应力场及构造特征展开讨论.S波分裂计算的结果显示研究区快波偏振方向主要表现为NE-NEE向,与北川断裂的走向一致,也与区域主压应力方向一致.小尺度密集分布的南坝微震台阵的计算结果进一步显示,靠近北川断裂的台站,其快波偏振方向与断裂走向一致,而距北川断裂较远的西北部台站的快波偏振方向与断裂走向不一致,反映了上地壳各向异性特征与地表的活动断裂结构密切相关.从南坝微震台阵的归一化时间延迟随时间的变化情况可以发现,在一个震中位于台阵布设范围内的地震事件发生前后,时间延迟有明显的变化,表明时间延迟随时间变化较为敏感,地震的能量影响了介质的性质.对比龙门山断裂带中段的科钻3号井孔周边地区的S波分裂计算结果,归一化时间延迟与本文结果一致,表明龙门山断裂带中段和北段的上地壳介质各向异性强度基本相同.     

波速异常的进一步研究和问题讨论(二)——S波分裂的某些研究

本文利用两种方法研究了华北地区某些中强震前S波分裂值随时间的变化。对唐山地区发生的几次地震,用常规统计分析法直接从天津蓟县、静海、武清等台地面和井下记录的地震图上测量出S波分裂值。用极化矢量转向法和利用白家疃地震台的数字地震记录资料,研究了大同6.1级地震前一年该地区小震的S波分裂值随时间的变化。结果表明,华北地区一些中强地震前可以观测到S波分裂现象,因而S波分裂可作为一种反映震前波速异常的测震学前兆。     

Study on the Anisotropy of the Underground Medium in Hohhot

In this paper, the data of earthquake events of magnitude M_S6.0 and above produced in Hohhot Seismic Station from 2008 to 2015 and the data of M_L ≥ 1.0 seismic events from 2015 to 2016 in Horinger Seismic Station and the surrounding mobile stations in southern Hohhot are selected. Using Splitlab and SAM software, the spin-correlation method, the least-energy method and the cross-correlation coefficient method are used to analyze the teleseismic and near-seismic phases (SKS, S). The results of this study are in good agreement with the results previously obtained by other researchers. The study of teleseismic SKS splitting reflects the characteristics of the anisotropy of the upper mantle beneath Hohhot, that is, the anisotropy of the upper mantle shows NW, which reflects "fossil" Anisotropy, mainly in the continental structure of stable units and preserves the history of mantle deformation information. The crustal anisotropy reflected by the near-earthquake S-wave splitting study is similar to that of the active fault zone, trending NE as a whole and is consistent with the tectonic stress field background of the northeastern margin of Ordos block.     

Spectral parameters of ground motion in different regions: comparison of empirical models

Fourier-amplitude spectrum is one of the most important parameters describing earthquake ground motion, and it is widely used for strong ground motion prediction and seismic hazard estimation. The relationships between Fourier-acceleration spectra, earthquake magnitude and distance were analysed for different seismic regions (the Caucasus and Taiwan island) on the basis of ground motion recordings of small to moderate (3.5≤M_L≤6.5) earthquakes. It has been found that the acceleration spectra of the most significant part of the records, starting from S-wave arrival, can be modelled accurately by the Brune's “ω-squared” point-source model. Parameters of the model are found to be region-dependent. Peak ground accelerations and response spectra for condition of rock sites were calculated using stochastic simulation technique and obtained models of source spectra. The modelled ground-motion parameters are compared with those predicted by recent empirical attenuation relationship for California.