四川锦屏水库地区地壳剪切波分裂特征及蓄水影响初探

利用雅砻江流域地震台网2011年8月1日至2014年12月31日期间及四川省地震台网1个地震台站2008年5月1日至2015年8月31日期间记录的地震观测波形资料,采用剪切波分裂分析得到了四川锦屏水库地区中上地壳各向异性参数,即快剪切波偏振方向和慢剪切波时间延迟.结果显示,研究区内台站的快波优势偏振方向存在明显的局部特征,左侧4个台站的快波优势偏振方向与区域主压应力方向比较一致,右侧台站优势偏振方向各异.研究发现,台站MLI的快波偏振方向变化与水库水位的变化具有很好的相关性,在2013年7月,水库水位急剧升高到约1800 m后,台站的快波偏振方向也发生了90°变化,这是一种被称为90°翻转（90°-flip）的现象.蓄水导致的应力增加（以及可能的渗水）产生的高孔隙压影响了剪切波分裂特征.

     

唐山地区剪切波分裂研究

本文利用唐山地区的数字化地震资料,研究了唐山地区的剪切波分裂现象。通过对唐山强地面运动台网中七个台的三分向数字化记录资料的研究发现,1982—1984年发生的大部分地震都有较明显的S波分裂现象。七个台站的初至分裂S波的极化方向都在近东西方向,这与该地区的主压应力场方向相一致。各台慢S波延时的平均值在0.005—0.008s/km之间,由此可以粗略地估计得到各个台站的裂纹密度为:0.019(TS01,TS02,TS15),0.015(TS03,TS07,TS18)和0.024(T19)。     

剪切波分裂中的快、慢波识别方法

本文改进了两种震相识别方法。用最大特征值法可识别快、慢剪切波到时,用波形识别算子法可确定快剪切波的到时及其序列。将两种方法结合起来,可比较和鉴别地震波的到时及其类型,从而可以避免将转换P波误认为快剪切波,达到最终确定剪切波到时及其序列的目的。以1985年禄劝Ms6.1地震为例,用上述方法进行了剪切波分裂的研究,结果与张性扩容各向异性假说是一致的。     

云南2001年施甸地震的剪切波分裂参数变化特征

云南地区2001年4月10日至6月8日相继发生了4月10日MＳ5.2、4月12日MＳ5.9和6月8日MＳ5.3的施甸地震. 本文利用云南遥测数字地震台网的保山地震台记录的地震波形资料，使用SAM分析方法（即剪切波分裂系统分析方法），采用地震应力预测的分析手段，对这个强震系列进行剪切波分裂参数变化特征的研究. 初步结果表明，随着地震活动的增强，剪切波分裂时间延迟值t基本呈现增加的特征，但在强震即将发生之前的短时间内，发生t减小的现象，符合我们早先研究发现的震前应力释放现象. 研究认为，在地震活动强烈的构造地区和有强震发生危险的经济发达地区或重要城市，开展强烈地震的应力预测应用实践，可以减轻地震的危害程度.      

北棕榈泉地震前后安扎地区剪切波分裂的变化

1986年7月8日M＝6的北棕榈泉（North Palm Springs)地震前后，在KNW台观测到了剪切波分裂变化。KNW台是南加州圣哈辛托断层上监视安扎（Anza)地震空区的安扎地震台网中的一个台站。Peacock等（1988）报道的过去3年中，KNW台的分裂剪切波之间延迟的逐渐增加在1986年6月结束。这里所分析的另外两年的观测资料表明，在KNW台以北33km的北棕榈泉地震前后，这种延迟特性突然发生了变化。Peacock等证明，这种延迟增加可以通过增大沿应力排列的充有流体的包体的纵横比来进行模拟，并推测这种增加可能是临震前应力积累的结果。新的资料似乎证实了这种推测，尽管他们依然认为剪切波分裂的这些变化是由遍布岩体的充有流体的包体因地震诱发的应力变化所产生，但随时间的变化还需要一个更为复杂的解释。在剪切波分裂中，我们对于随时间变化解释的中心点是基于这样的存在，即至少在地壳上部10到20km，普遍存在着充有流体的小裂纹、微裂纹和孔隙。这种包体的存在引入了一个与坚硬地壳岩石不同的易变形性质。虽然这些包体包括各种形状，但因为许多地震性质可用细平行裂纹分布来模拟，所以我们的把这种包体分布称为大范围膨胀各向异性或EDA，单个包体称为EDA裂纹。     

利用剪切波分裂研究四川九寨沟MS7.0地震震源区的地壳应力场

本文讨论了2017年8月8日九寨沟M_S7.0 （M_W6.5）地震之后震源区的地震活动性,并针对震后九寨沟地区架设的4个流动地震台站记录到的地震波形数据进行了剪切波分裂参数的计算,分析了震源区地壳应力场的特征性变化。九寨沟M_S7.0地震的地震活动性表现为:8月8日主震后震源区地震活动明显增强,直至8月22日之后才有所下降,余震震级整体也呈降低趋势,震级多集中在M_S2.0以下。震源区4个流动台站的剪切波分裂结果表明:快波偏振方向近似为东西向,揭示了九寨沟地区的区域应力场方向为近似东西向;区域内慢波延迟时间的平均值为5.04 ms/km,慢波延迟时间在九寨沟M_S7.0地震之后降低,反映了随着余震的发生,地壳应力不断调整,应力持续释放,直至8月底地壳应力场逐渐趋于稳定状态。      

肃南5.7级地震过程剪切波分裂特征

剪切波分裂应用于地震预报中的３个主要困难是：（１）如何自动定量识别剪切波快慢波到时；（２）用以认识其基本特征的震例太少；（３）因各次地震的复杂性，对所给剪切波分裂结果难以给出恰当的解释，本文研究了１９８８年１１月２２日甘肃肃南５．７级地震过程剪切波分裂的特征。所用资料为１９８８年８月到１９９０年８月中法合作张掖数字台网的记录。通过对张掖～肃南地区地壳结构模型的研究，确认了所用各次地震的真实出射角基     

四川威远地区近震剪切波分裂特征

基于布设在四川威远地区的流动地震台站2019年11月至2020年5月记录的近震波形数据,利用剪切波分裂分析方法获得了研究区内23个地震台站的剪切波分裂参数。结果显示:威远地区地震台站快波偏振方向多数为北西向,与区域主压应力方向一致;有个别台站可能由于受到局部构造环境的影响,快波偏振方向为北东向。而在地壳速度变化明显的威远背斜附近,有6个台站结果显示为两个快波偏振优势方向,表明该地区快波偏振方向是区域应力场和局部构造环境共同作用的结果,威远地区慢波延迟时间均值为4.43 ms/km,威远背斜南侧区域的慢波延迟时间值普遍大于其北部区域,表明在威远地区南部区域的各向异性强度强于北部区域。     

紫坪铺水库水位变化对剪切波分裂参数的影响

本文通过对2006-2009年四川紫坪铺水库库区8个地震台站记录的地震事件,采用剪切波分裂方法获得了水库库区剪切波分裂参数,并结合地震活动性与水库水位之间的变化关系,分析了紫坪铺水库库区地壳应力的变化特征.剪切波分裂结果显示该研究区域快波偏振方向有两个,分别为北东向和北西向,充分体现了紫坪铺水库地区地壳应力是由北西向的区域主压应力与南东走向的龙门山断裂带综合作用的结果.慢波延迟时间平均值为5.8 ms·km-1,慢波延迟时间较大的地区位于库坝和库尾,分别是水库蓄水排水引起地壳应力变化最大的区域.对比慢波延迟时间的变化和水库水位的变化显示了慢波延迟时间与水库水位之间的一致变化关系,揭示了水库的蓄水排水对地壳应力的影响.     

四川宜宾地区S波分裂特征

本文采用纵横比与偏振分析相结合的方法测定了2013年4月25日~2015年12月31日四川宜宾地区10个台站S波分裂参数,即快波偏振方向和慢波延迟时间。结果表明,华蓥山断裂两侧台站呈现不同的快波偏振优势方向,断裂带以西的台站偏振优势方向为NW向,与区域应力场方向一致;位于断裂带以东的台站优势偏振方向为NE向,与断裂走向一致。在地震密集分布区域内的CNI台的优势偏振方向为NE向,与台站附近的断裂带走向基本一致。研究区域南段的3个台站(JLI、YAJ、XWE)优势偏振方向近NS向。各个台站平均慢波延迟时间在3.07~11.95ms/km范围内,慢波延迟时间最大的台站是CNI台,距离2013年4月25日06时10分M_L5.2地震震中位置最近,这反映出震源区地震波各向异性程度较强。CNI台站的慢波延迟时间显示,在2015年2月7日M_L4.8地震前观测到慢波延迟时间有明显的上升趋势。     

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.     

利用多种横波分裂分析方法评估确定各向异性参数

横波分裂分析是探测地球内部各向异性参数的重要方法.但数据的噪声水平、观测方位分布以及介质复杂程度均会影响横波分裂分析结果的稳定性,从而降低最终解的可靠性,甚至影响介质分层情况的判别.本文首先通过一系列理论测试,分析了旋转相关、最小能量和最小特征值三种横波分裂分析方法所得解随噪声水平、观测方位和介质分层情况的变化规律,发现三种方法分析结果既存在相似性也存在差异性;然后提出了利用这种相似性和差异性对最终解进行评估和确定的方案;最后将该方案应用于理论数据和南美实测数据的分析中.分析结果证明本文提出的方案不仅提高了单层或多层中的顶层介质各向异性参数的可靠性,而且可以有效鉴别介质的分层情况（单层或双层）.

     

各向异性介质中频率相关横波分裂参数的提取算法(英文)

基于曾新吾和MacBeth提出的时域内双源累积旋转方法,建立了频率相关介质中分析多分量VSP数据的横波分裂参数提取算法(DCTF)。该算法可以在频域中针对单个频率提取横波各向异性参数(快横波的极化方向以及快、慢横波间的时间差),从而避免了目前常用方法中使用窄带通滤波可能带来的误差。通过对地震合成记录的数值分析,确定了该算法的可行性和正确性,并与目前常用方法的应用结果进行了比较。结果显示,频率相关横波分裂参数可以利用DCTF从地震四分量数据中直接提取。在地震频率范围内,含较大尺度裂缝时各向异性参数将表现出频率相关性,这意味着在地震频率范围会出现频散。随着频率的增加,各向异性有降低的趋势。     

辽宁盖州震群剪切波分裂参数的时间演化特征

自2012年2月2日起,辽宁盖州地区发生多次4级以上地震,地震活动呈震群态势,且2020年依然持续.利用辽宁区域数字地震台网2008年1月至2018年12月近场小地震波形资料,采用剪切波分裂( SAM)方法,计算盖州震群中75次中小地震的剪切波分裂参数,并利用盖县( GAX)地震台(下文简称盖县台)记录分析剪切波分裂特...     

Error in shear-wave polarization and time splitting

Shear‐wave polarization and time delay are attributes commonly used for fracture detection and characterization. In time‐lapse analysis these parameters can be used as indicators of changes in the fracture orientation and density. Indeed, changes in fracture characteristics provide key information for increased reservoir characterization and exploitation. However, relative to the data uncertainty, is the comparison of these parameters over time statistically meaningful? We present the uncertainty in shear‐wave polarization and time delay as a function of acquisition uncertainties, such as receiver and source misorientation, miscoupling and band‐limited random noise. This study is applied to a time‐lapse borehole seismic survey, recorded in Vacuum Field, New Mexico. From the estimated uncertainties for each survey, the uncertainty in the difference between the two surveys is 31° for the shear‐wave polarization angle and 4 ms for the shear‐wave time delay. Any changes in these parameters greater than these error estimates can be interpreted with confidence. This analysis can be applied to any time‐lapse measurement to provide an interval of confidence in the interpretation of shear‐wave polarization angles and time splitting.     

地壳介质剪切波分裂研究的部分进展

剪切波穿过各向异性介质传播时会发生分裂现象,而在地壳中产生各向异性的主要因素是大量充满液体的定向排列的微裂隙。通过剪切波分裂参数可以研究地壳介质的特性、地壳应力状态及应力场的变化,并可用于地震预测。利用地壳介质各向异性特征研究断层性质也是一个新的动向。     

用剪切波分裂研究台湾北部地壳各向异性

研究主要使用台湾北部13个地震台站记录到的1991年7月～2002年12月的波形数据,采用剪切波分裂SAM分析方法,对台湾北部地区的剪切波分裂特征进行了研究.发现位于宜兰盆地内的台站的快剪切波优势偏振方向为近E-W方向,而位于山脉(西部麓山带、雪山山脉和中央山脉)的台站的快剪切波优势偏振方向为NNE向或NE方向.位于海...     

On shear-wave splitting in the Los Angeles basin

Three-component seismograms at the three USC stations, PVP, GFP and DHB, have been examined. Most earthquakes, with magnitudes ranging from 1.4 to 5.0, within a period from 1985 to 1988, show evidence of shear-wave splitting. The preferred polarization of the first split-shear wave arrivals at PVP is nearly in N-S which is consistent with both regional maximum horizontal compressive stress direction and local subsurface fault strike, showing that shear-wave splitting is caused by liquid-filled cracks or fractures associated with the N-S faulting. The polarizations of first shear wave arrivals at GFP are roughly divided into two almost perpendicular directions, ENE-WSW and NNW-SSE, which are parallel or perpendicular to the strike of the geology or topography near the station. Because GFP is near the foothills of Santa Monica Mountains, the shear-wave arrivals may be disturbed by topographic irregularities and by subsurface dipping interfaces. Two examples at DHB clearly display shear-wave splitting. Their polarizations of shear wave are in the direction of N-S, which agree with the fragmentary surface and fracturing direction there. From some relatively reliable delay times, the crack densities at three stations are given, that is, 0.025 at PVP, 0.020 at GFP and 0.045 at DGB. No systematic change of shear-wave polarization is discovered in this study.