吉林前郭5.8级震区上地壳速度结构

为了更好地研究吉林前郭地区的地震活动性,本文利用2013年10月至2015年2月吉林前郭5.8级震群周围17个地震台站记录到的405个地震事件资料,共获得2 218条P波走时数据和2 166条S波走时数据,采用地震双差层析成像技术,获取吉林前郭震区上地壳三维P波、S波速度精细结构。结果显示,震区上地壳速度分层明显,P波速度变化范围为5.8~7.2km/s,S波速度变化范围为3.4~4.0km/s,波速比(vP/vS)变化较小。震区有低速带穿过,低速带走向为北东向,倾角较大(近直立),纵向延伸至15km深度;震群主要位于低P波和S波速度区,对应较低的波速比。吉林前郭震区构造强度较低,受西太平洋板块俯冲产生应力场的影响,易于发生地震。     

精确测量的地幔体波走时及地幔非均匀性的强度

用波形相关法精确地测定了在世界各地发生的87个6级以上地震的P波, PP波和Pdiff波的503个走时数据。记录这些地震波形的是新建于西太平洋地区的海洋半球地震观测网。我们利用这些高精度的走时数据研究了地幔体波的走时残差的范围及地幔非均匀性的强度。结果表明,P波、PP波和Pdiff波的走时残差最大分别为9 s ,11 s和15 s ,这为地幔层析成像反演中应该使用的体波走时残差数据的范围提供了重要信息。超出这一范围的走时残差数据不应该用于反演中,以免歪曲成像结果。我们发现,当震中距小于40°时,P波走时残差的范围为-6到+9 s。而对于40°到99°之间的震中距,P波走时残差的范围为-3到+5s。由于震中距越大,P波穿透地幔越深,我们这一结果提供了直接和确凿的证据,表明上地幔和地幔转换带中的横向非均匀性的强度要远胜于下地幔。我们精确测量的Pdiff波的走时数据表明,在地幔底部存在显著的低速异常,可能与地幔热柱或者超级地幔柱有关。我们使用了一个最新的三维全球层析成像模型来解释这些体波走时数据的空间变化。     

华南地壳及壳幔过渡带泊松比及其地质意义

地震波泊松比蕴涵着丰富的地质信息,根据泊松比可以识别地壳岩石的基性程度,进而分析地球动力学与成矿背景。本文搜集整理了国家地震科学数据共享中心等数据平台自20世纪80年代至2017年底的天然地震震相资料,经过数据筛选,得到华南研究区内M≥2.0级地震事件11410个。通过最小二乘法拟合数据的走时-震中距关系直线方程,得到Pg波平均波速6.11 km/s,Sg波平均波速3.60 km/s,首波Pn波平均波速8.06 km/s,Sn波平均波速4.59 km/s。在此基础上,求得华南地壳平均波速比Vp/Vs为1.697,由公式计算得到华南地壳的平均泊松比为0.234,壳幔界面附近的平均波速比Vp/Vs为1.756,计算得到壳幔界面附近的平均泊松比为0.260。走时反演给出的泊松比结果显示扬子地块、华夏地块以及东南沿海地壳的物性差异。华夏地块与扬子地块之间存在大面积的低泊松比异常区,与江南造山带存在良好的对应关系;而东南沿海、钦杭成矿带泊松比明显较高,解释为幔源物质注入地壳的结果。     

基于区域地震数据的中国南北构造带三维速度结构估算

本文利用天然地震P波走时残差进行了中国南北构造带(22.0°N～44.0°N,97°E～107.5°E)上地幔和地壳的三维速度成像研究。天然地震数据由中国地震台网和国际地震中心(ISC)提供。在反演方法模型参数化过程中,网格间的速度由插值函数表示,允许出现速度间断面。由于应用了LSQR算法,极大地降低了计算量和计算机内存量。因此,确保了算法的稳定性。针对解的分辨率评价,本文提出了一种非线性问题线性解的评价方法,并将LSQR算法及本文解的评价方法用于中国南北带岩石三维地震波速度结构的成像研究。     

基于总变分(TV)正则化约束的微地震井下速度模型校正

利用均匀细层速度模型代替声波测井模型作为初始速度模型,利用射孔信号数据对微地震井下监测速度模型进行校正,将不同检波器的P波走时差、S波走时差以及同一检波器的P/S波走时差作为观测数据,反演每层速度值。同时由于采用细层模型作为初始模型,未知数个数远远多于数据个数,采用总变分(total variation)正则化约束反演模型,以获得具有最少等效层位的反演模型。合成数据和真实数据测试显示,利用该方法获取的速度模型,能够对射孔信号和微地震事件进行良好地定位。     

南海神狐海域水合物一维速度结构研究： 基于中—低饱和度水合物区的约束

高精度OBS探测作为目前研究水合物的常用技术手段,可以获取水合物矿体精细速度结构,在研究天然气水合物饱和度、水合物资源的预测与开发等方面具有重要指导意义。然而正演模拟OBS速度结构是繁琐漫长的过程,构建合理的初始模型是后续精细结构快速成像的重要前提。本研究基于全球18个已探明地震波速度的水合物区,分析了水合物矿体内纵波速度的共性特征和影响因素,拟合了水合物矿体带纵波速度与海水深度、沉积物厚度的经验公式。综合经验公式、OBS数据与多道地震剖面,建立了神狐水合物区横向均匀初始模型,并通过射线追踪与走时拟合模拟了神狐海域的一维纵波速度结构。结果表明,神狐水合物矿体带具有高纵波速度(1.83~1.92 km/s）,游离气层具有低P波速度（1.60~1.70 km/s）,此外,基于全球的水合物速度经验公式对神狐海域速度结构模拟具有重要参考意义,有望为获取神狐海域二维/三维精确速度结构提供可靠的初始模型,进而指导水合物精细勘察与资源评估。     

岫玉的地震波速、各向异性、弹性力学性质及其构造地质意义

为了研究水化岩石圈地幔和地幔楔的地震波速、各向异性及其与蛇纹石化程度及应变状态的关系,作者实验测量了8块叶蛇纹岩(采自辽宁的岫玉)标本在不同构造主方向(X,Y和Z)上的纵、横波速度随围压(0~600 MPa)的变化规律,详细研究了叶蛇纹石在塑性变形过程中通过(001)[010]位错滑移形成很强的晶格优选定向和高达21%的纵波速度各向异性与24%的剪切波分裂的特征,发现高温叶蛇纹岩与低温利蛇纹岩具有截然不同的地震波性质,例如,在围压600 MPa下,高温叶蛇纹岩的Vp=6.73 km/s、Vs=3.74 km/s,Vp/Vs=1.80,而低温利蛇纹岩的Vp=5.10 km/s、Vs=2.32 km/s,Vp/Vs=2.20。前人利用低温蛇纹石化橄榄岩的波速数据解释温度高于300℃的水化地幔楔和岩石圈地幔的地震波速不可避免地要低估研究区域内蛇纹石化的程度和水含量。本研究查明叶蛇纹岩的地震波性质及其各向异性特征亦为解释全球大洋板块俯冲带乃至青藏高原地区的剪切波分裂资料提供了新的思路。     

波前扩展有限差分地震波走时算法的C++语言描述

回顾了波前扩展有限差分地震波走时算法及其主要优缺点,分析了该算法在程序实现过程中存在的一些问题。针对这些问题,给出了波前扩展有限差分地震波走时算法的C⁺⁺语言描述。目的是:（1）确保程序的稳定性。使用体波、首波、散射波相结合的走时算法,在保证走时计算精度的同时,较好地解决了前述算法在局部速度差异较大的情况下可能会出现负数开平方问题;（2）提高程序的执行效率。给出一种波前点的“列队”式存储方法,有效提高了波前最小走时点的查找效率;（3）为波前扩展有限差分地震波走时算法构建一个方便、可行的程序框架。对原始速度模型增加了边界,不仅方便了程序实现,而且省去了程序用于判断和处理模型边界所花费的时间。     

2013年吉林松原震群重定位及其发震构造

为探讨2013年松原震群的发震构造,本研究采用中国地震台网中心提供的2013年10月31日至2014年7月13日的观测数据,利用双差定位法对吉林松原震群序列进行了重定位,并使用不同速度模型考查重定位结果的稳定性。研究结果表明:由不同速度模型获得的震群序列空间分布形态较为一致,速度模型对震群序列的震源深度存在一定的影响。本次地震序列的优势分布为NW-SE向,呈条带状分布,长度约10km。震群深度分布为7~11km,厚度约4km的一个较小深度范围内。结合已有的震源机制解研究结果,我们推断此次震群序列的发震构造是震源区基底深部一条与长岭—大山子断裂近似正交的NW-SE向隐伏逆断层上。     

由地震折射剖面得到的沿RIOGRANDE裂谷的地壳构造

我们已经在白沙导弹基地沿 Rio Grande 裂谷的轴线向北350km,使用化学炸药作为震源,做了一个40台站的地震折射剖面。其中最好的一段剖面是于一九七六年完成的,它位于新墨西哥州的 Socoro 东南方向大约40km 处,与一九七五年的 COCORP 深反射剖面在距离震源80km 的 Abo Pass 处相交,该剖面的终端接近科罗拉多州和新墨西哥州的边缘。通过对这一剖面的解释得知此地区地壳厚度大约33km,上地幔 Pn 波速度值为7.6km/s(这里对可能的倾斜未做校正)。与之相对应的,过去在科罗拉多州的高原以西和在大平原以东地区所做的有关折射波,面波频散的研究都表明。这些地区的地壳厚度及上地幔的 Pn 波速度都比Rio Grande 裂谷地区大,其中科罗拉多高原地区地壳厚45km,Pn 波速7.8km/s;大平原地区地壳厚50km,Pn 波速8km/s。这些也就意味着:地壳在 Rio Grande 裂谷北新墨西哥州段下要薄10—15km。在我们一九七六年的记录剖面上最引人注目的特点是一个很强的,在20—130km 范围内具有很好相关性的反射相位。该相位是由地壳内部深为21km 的一个主要层位上 P 波的反射而产生的,P 波速度从6.0km/s 到6.4km/s 变化。走时曲线和合成记录的振幅模拟都表明:仅仅 P 波的相对速度差值为0.4km/s 是不足以解释如此强的反射波振幅的。显然在这个反射层中一定要存在一个异常低的横波速度才能与观测结果相适应。因此,这些资料就意味着下地壳层的顶部是一弱刚性带。由 Sanford 在 Socoro 附近所做的微震研究也说明了这个地方可能存在一个岩浆包体,其上表面位于19—20km 深处。在 Abo Pass 西部的 COCORP 观测结果在此深度范围内也已绘制出了一个强反射界面。我们根据 Sanford 东部和南部以及在COCORP 工区主要地震测点得到的资料认为:Socoro 岩浆体实际上应该是地壳内部广为分布的较低刚性岩层的一部分。     

Seismogenic Structure around the Epicenter of the May 12, 2008 Wenchuan Earthquake from Micro‐seismic Tomography

Abstract: A three-dimensional local-scale P-velocity model down to 25 km depth around the main shock epicenter region was constructed using 83821 event-to-receiver seismic rays from 5856 aftershocks recorded by a newly deployed temporary seismic network. Checkerboard tests show that our tomographic model has lateral and vertical resolution of ~2 km. The high-resolution P-velocity model revealed interesting structures in the seismogenic layer: (1) The Guanxian-Anxian fault, Yingxiu-Beichuan fault and Wenchuan-Maoxian fault of the Longmen Shan fault zone are well delineated by sharp upper crustal velocity changes; (2) The Pengguan massif has generally higher velocity than its surrounding areas, and may extend down to at least ~10 km from the surface; (3) A sharp lateral velocity variation beneath the Wenchuan-Maoxian fault may indicate that the Pengguan massif’s western boundary and/or the Wenchuan-Maoxian fault is vertical, and the hypocenter of the Wenchuan earthquake possibly located at the conjunction point of the NW dipping Yingxiu-Beichuan and Guanxian-Anxian faults, and vertical Wenchuan-Maoxian fault; (4) Vicinity along the Yingxiu-Beichuan fault is characterized by very low velocity and low seismicity at shallow depths, possibly due to high content of porosity and fractures; (5) Two blocks of low-velocity anomaly are respectively imaged in the hanging wall and foot wall of the Guanxian-Anxian fault with a ~7 km offset with ~5 km vertical component.     

Seismogenic Structure around the Epicenter of the May 12,2008 Wenchuan Earthquake from Micro-seismic Tomography

A three-dimensional local-scale P-velocity model down to 25 km depth around the main shock epicenter region was constructed using 83821 event-to-receiver seismic rays from 5856 aftershocks recorded by a newly deployed temporary seismic network.Checkerboard tests show that our tomographic model has lateral and vertical resolution of～2 km.The high-resolution P-velocity model revealed interesting structures in the seismogenic layer:(1) The Guanxian-Anxian fault, Yingxiu-Beichuan fault and Wenchuan-Maoxian f...     

松潘—甘孜地区百年地震构造和现今动力学

研究区位于青藏高原的东北隅(96°～107°E,30°～35°N)。基于该地区长度大于2km的4 781条1∶20万数字化实测断裂、1900年以来的5 220条数字地震记录,以及野外地质观测数据,识别出993条不同属性的地震断层,构建了该地区百年地震构造格局。1970年以来十年期地震断层跃迁图像表明,自20世纪80年代中期白马—虎牙强烈震群爆发之后,地震活动在沿各主要走滑断层带自西(北西)向东(南东)迁移的同时,逐渐向中部贡玛—达曲断裂带和南部鲜水河断裂带的东南段集中。地震活动的断裂构造联系主要表现为挤压剪切转换机制和典型的楔顶效应。研究区165个GPS速度矢量展现了与3个地块和以鲜水河断裂带为主的速度域、速度梯度带和速度扰动区。跨研究区南缘鲜水河断裂带的位移速率因贡玛—达曲断裂带汇聚而达到了6.5～8.6mm/a,而跨北缘东昆仑断裂带的位移速度只有1.8～2.2mm/a。因鲜水河断裂走向在其中南段发生向南的急剧偏转,垂直断层面的位移矢量分量不断增强,形成了汶川8.0级地震成核及NE向单边破裂的动力学条件。     

鲁甸地震(Ms6.5)临震预测、中期预测及中地壳流变结构

2014年8月3日16时30分, 在云南省昭通市鲁甸县(27.1°N, 103.3°E)发生M_s6.5地震, 震源深度10 km, 死亡617人, 失踪112人, 受伤3 143人, 受灾人口108.84万人.根据月亮赤纬角、太阳黑子极值年等周期变化及两者的叠加效应, 总结出2013—2014年是云南强震高危期, 具备M_s7地震的发生条件.次年, 利用基础SW前兆仪的临震预测指纹法信息, 制定了2014年底211号地震预测表, 预测了2014年8月四川(26.18°N, 105.33°E)将发生M_s5.3地震发生.2014年8月3日云南鲁甸M_s6.5地震表明: 这次地震的指纹法预测时间相差1天, 震中相差226 km, 震级误差M_s1.2.通过构造背景、地壳速度结构和震源机制研究, NW向的包谷垴-小河左旋走滑断裂是鲁甸地震的发震断裂.中下地壳低速(高导)体与包谷垴-小河断裂交接部位是流变界面能量释放的位置, 即本次地震的震源位置, 为板内地震三层次构造模式提供了一个新的案例.      

云南迪庆5.9级地震构造背景、深部流变结构与发震机制

2013年8月31日8时4分, 云南省迪庆藏族自治州香格里拉县(28.12°N, 99.4°E)发生5.9级地震, 震源深度10 km.区域范围内历史地震频繁, 为滇西北地震多发区.据震源机制解结果, 此次地震为正断兼左旋走滑型地震, NW向截面产状与德钦-香格里拉-中甸断裂基本吻合.利用EIGEN-6C2模型对震中附近进行布格重力异常探讨, 震源位置位于莫霍面起伏部位, 下部地壳厚度不稳定之处; 而从P波速度与地壳结构剖面可知研究区上地壳底部存在低速层, 认为韧性低速层与地震能量的积聚和存储关系密切.而韧性低速(高导)层与德钦-中甸断裂交接部位, 是流变界面能量释放的位置, 即本次地震的震源位置.这为板内地震3层次构造模式提供了一个新的案例.      

2008年汶川地震同震滑移特征、最大滑移量及构造意义

2008年汶川地震（M_s8.0）形成了迄今为止空间上分布最为复杂、长度最大的逆冲型同震地表破裂带。沿约275km长的地表破裂带的同震滑移及其最大滑移量的确定,对认识和理解汶川地震地表破裂过程及其变形机制具有重要意义。我们沿地表破裂带进行了详细的滑移特征考察及其同震位移测量,发现沿映秀-北川破裂带分布南北两个滑移峰值区段,南段以深溪沟-虹口破裂段为中心,以逆冲为主伴随右旋走滑运动为特征,最大垂直位移量为6.0～6.7m,北段以北川破裂段为中心,以右旋走滑为主伴随逆冲运动为特征,最大垂直位移量为11～12m,南北两滑移峰值区段所代表的两次地表破裂事件与地震波数据反演结果一致。通过对北川段破裂带的精细地形剖面测量,以及地震前后对比,在北川县曲山镇沙坝村一组获得该破裂段的最大右旋水平位移为12～15m,最大垂直位移为11～12m,这是目前世界上一次地震产生的最大同震垂直位移,最大斜向滑移量为14～17m,为整个汶川地震地表破裂最大滑移量,是汶川地震的宏观震中。北川破裂段高角度的地震断裂、逆冲断裂面的倒转作用以及具最大滑移量的强烈变形作用是北川县城遭受到最强的地表破坏和地质灾害的主要原因。具有走滑量和逆冲量近一致（走滑水平位移/逆冲垂直位移比值为1）的斜向逆冲作用可能是山脉快速隆升的重要机制。     

芦山地震冶勒大坝强震监测资料分析

冶勒沥青混凝土心墙堆石坝最大坝高为124.5 m,坝址区地震烈度高,地质条件复杂,两岸坝基条件严重不对称。大坝上布设了9台强震仪组成的强震监测台阵,曾获得2008年汶川地震和攀枝花地震的大坝强震监测记录。2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生里氏7.0级地震,冶勒大坝距震中约212.5 km,坝址区震感较为强烈,强震监测台阵获得了此次地震较为完整的有效记录。对芦山地震主震记录进行时域分析和频谱分析,总结冶勒大坝在芦山地震中的动力反应规律,并与汶川地震时坝体动力反应进行对比分析。研究表明,芦山地震主震时冶勒大坝最大加速度记录为47.043 cm/s2,最长持续时间为76.98 s,坝顶动力放大效应明显;芦山和汶川地震时大坝动力反应规律的差异与地震波频谱特性及大坝自振特性等密切相关。总体而言,冶勒大坝在震后运行安全稳定,芦山地震未对冶勒大坝造成明显不利影响。     

闽台地区地震速报工作回顾

本文指出了福建微震仪地震台网在地震速报和编目工作中存在的主要问题以及问题产生的可能原因;着重阐述了闽台两地区速度模型差异大是造成福建地震台网定位台湾地区震中误差的主原因;最后提出减少震中定位误差的改进办法。     

对汶川8·0级地震前后震源的重新定位

龙门山断裂带二侧的地壳厚度和速度结构存在很大差异,所以过去采用的单一均匀速度模型定位方法并不合适。Hypo2000定位程序对震中所在的不同区域进行分区分层对应,得出非均匀速度模型。用Hypo2000定位程序对汶川8·0级地震前后十余年187个地震台网记录进行了整理、筛选,得出震中分布图显示震前龙门山断裂带北端,即北川以北没有太多地震,主要还是活跃在中南部映秀地带,汶川8·0级地震也发生在这个地区,震后沿龙门山断裂带往北,北川以北出现了较多的余震。从余震深度剖面图看出,龙门山余震带南段断裂带呈上陡下缓的铲形断裂形态,余震带北段具有近乎直立的陡倾破裂结构,且地表破裂的二侧均有余震分布。     

The Mw = 6.0, 7 September 1999 Athens Earthquake

On 7 September 1999 at 11:56 GMT a destructive earthquake (M_w = 6.0) occurred close to Athens (Greece). The rupture process is examined using data from the Cornet local permanent network, as well as teleseismic recordings. Data recorded by a temporary seismological network were analyzed to study the aftershock sequence. The mainshock was relocated at 38.105°N, 23.565°E, about 20 km northwest of Athens. Four foreshocks were also relocated close to the mainshock. The modeling of teleseismic P and SH waves provides a well-constrained focal mechanism of the mainshock (strike = 105°, dip = 55° and rake = -80°) at a depth of 8 km and a seismic moment M₀ = 1.010²⁵ dyn·cm. The obtained fault plane solution represents normal faulting indicating an almost north-south extension. More than 3500 aftershocks were located, 1813 of which present RMS < 0.1 s and ERH, ERZ < 1.0 km. Two main clusters were distinguished, while the depth distribution is concentrated between 2 and 11 km. Over 1000 fault plane solutions of aftershocks were constrained, the majority of which also correspond to N–S extension. No surface breaks were observed but the fault plane solution of the mainshock is in agreement with the tectonics of the area and with the focal mechanisms obtained by aftershocks. The hypocenter of the mainshock is located on the deep western edge of the fault plane. The relocated epicenter coincides with the fringe that represents the highest deformation observed on the differential interferometric image. The calculated source duration is 5 sec, while the estimated dimensions of the fault are 15 km length and 10 km width. The source process is characterized by unilateral eastward rupture propagation, towards the city of Athens. An evident stop phase observed in the recordings of the Cornet local stations is interpreted as a barrier caused by the Aegaleo Mountain.