基于地震波反演研究南天山中西段的震源深度

南天山中西段位于塔里木块体与西昆仑之间,地震频发。本文利用基于波形反演的CAP方法对南天山中西段地震震源深度进行了反演,得到的震源深度与用到时定位得到的震源深度进行了对比,发现用到时定位得到的震源深度整体偏浅。同时,南天山中段山前地区震源深度比南天山中段中部地区震源深度浅,南天山由西往东呈现震源深度变浅的趋势。南天山中西段震源深度整体分布在15—23km,有明显的地震活动深度下界。     

福建地区地震震源深度特征的统计分析

根据福建数字地震台网记录的地震震源深度资料, 统计分析了1998年7月至2008年6月期间福建及邻区M_L≥1.0并有震源深度参数且观测精度为1类地震1431次。 采用0.4°×0.4°网格和以0.2°为滑动步长, 统计了网格内地震的平均深度, 并绘制了平均深度等值线图。 分析结果表明: ① 福建地区地震震源深度总体上呈现东南深、 西北浅的特征, 东南沿海地区平均震源深度大于14 km, 西北地区平均震源深度小于10 km; ② 平均震源深度等值线展布大致呈NE向, 在福建南部地区平均震源深度在沿NE向展布基础上, 还受到NW向断裂控制, 断裂构造通过的地区平均震源深度相对较深; ③ 福建地区地震动力成因与中国大陆其他地区有所不同。     

辽宁地区近期中小地震震源机制研究

本研究利用CAP方法反演得到了2013—2017年辽宁地区19个3.5级以上地震的震源机制解.结果显示辽宁地区地震的震源机制以走滑类型为主,P轴和T轴方位分别集中在北东东和北北西方向,分别与区域构造应力场主压和主张应力方向一致.矩心深度结果反映辽宁地区在地壳内各个深度的位置都可能孕震,而以地壳中部最为活跃.灯塔地区地壳极浅部曾发生中等强度的地震,在地震减灾工作中需要引起注意.而盖州地区地壳底部仍有少量地震,显示其附近岩石仍具有脆性特性,且该处邻近一级块体边界,贯穿地壳的断层导致下地壳也有地震发生.震源机制结果显示区域构造应力场对辽宁地区大部分地震的发生有着主导作用,在局部地区复杂的断层构造也会对震源机制产生较大影响.

     

辽宁地区近期中小地震震源机制研究

本研究利用CAP方法反演得到了2013—2017年辽宁地区19个3.5级以上地震的震源机制解.结果显示辽宁地区地震的震源机制以走滑类型为主,P轴和T轴方位分别集中在北东东和北北西方向,分别与区域构造应力场主压和主张应力方向一致.矩心深度结果反映辽宁地区在地壳内各个深度的位置都可能孕震,而以地壳中部最为活跃.灯塔地区地壳极浅部曾发生中等强度的地震,在地震减灾工作中需要引起注意.而盖州地区地壳底部仍有少量地震,显示其附近岩石仍具有脆性特性,且该处邻近一级块体边界,贯穿地壳的断层导致下地壳也有地震发生.震源机制结果显示区域构造应力场对辽宁地区大部分地震的发生有着主导作用,在局部地区复杂的断层构造也会对震源机制产生较大影响.     

2011年11月6日美国俄克拉何马5.6级地震震源参数测定及成因初步研究

2011年11月6日3时,美国俄克拉何马州发生了5.6级地震。此次地震是该地区100多年以来的最大地震,因该区地震活动性低,故需要对此次地震成因开展研究。本文采用CAP(Cut And Paste)方法对该地震分别进行近震、远震以及近远震联合反演,得到了震源机制解与震源深度。其中联合反演得到的机制解参数为:节面Ⅰ:234°/81°/-170°;节面Ⅱ:143°/81°/-9°;震级为MW=5.6。为了验证近震结果的可靠性,采用不同模型对近震数据进行反演测试,发现震源断层面解结果有3°的偏差,震源深度结果有0.5km偏差。CAP结果显示,该地震的质心深度为5.0km左右,属于浅源地震。同时,根据地震震源参数的标度分析,得到破裂区宽度约为7.0km,此次地震破裂区上缘可达1.4km深,下缘深度达8.4km。破裂上缘在该区域井的注水深度范围之内,由此推测该地震可能与当地页岩气开采过程中的注水活动有关。     

地形起伏对基于地震波形的浅源地震深度反演影响——以2017年9月3日朝鲜M6.3事件为例

震源深度是核试验以及塌陷等浅源地震研究中的关键参数,可以为事件成因分析提供关键信息.然而朝鲜核试验区域地形起伏较大,地形效应可能对震源深度反演的结果造成影响.本文基于理论地震图进行测试,研究了地形起伏对震源深度反演的影响.发现震源深度小于2km时,不考虑地形影响,反演得到的震源深度会系统偏浅0.2km左右.然后利用MDJ2速度结构模型,我们反演了2017年9月3日朝鲜M6.3事件的震源参数,结果显示震源深度约为0.8km.进一步基于带地形的格林函数重新反演了该事件的震源深度,发现在1km处波形拟合结果较好.不同速度模型测试结果显示该事件的震源深度反演误差约为1km.案例研究表明,基于层状均匀速度模型,利用区域地震波形资料反演的震源深度可以为浅源事件成因分析提供关键约束.     

伊比利亚-非洲板块边界的地震震源及其构造含义

用震源机制和地震活动性方面的资料研究了伊比利亚和非洲的板块边界。该地区可以被分为三个区:A区,加的斯湾;B区,贝蒂克山、阿尔沃兰海和摩洛哥北部;C区,阿尔及利亚。地震活动的特征很复杂,浅源(震源深度h<30km)大地震发生在A区和C区,中等地震发生在B区;中深源(震源深度h=30～150km)的地震发生在B区;深源地震(震源深度h≈650km左右)发生在格拉纳达以南。浅源地震的地震矩率、滑动速度和6值的估算表明在加的斯湾和阿尔及利亚地区有相似的特征·而在中部地区却大不相同。所选的80个浅源地震(8≥m_b≥4)的震源机制表明,在加的斯湾和阿尔及利亚地区是逆)中断裂,水平挤压的方向是NNW—SSE向,而在阿尔沃兰海是在东西向水平张力作用下形成的正断裂。阿尔沃兰海26个中深源地震的震源机制显示的是垂直运动机制,优势面为东西向。极深地震的震源机制解与沿南北向的垂直倾滑运动一致。Frohlich图和地震矩张量显示,在加的斯湾、贝蒂克山—阿尔沃兰海和摩洛哥北部地区以及阿尔及利亚北部地区的浅源地震特征是不同的。中等深度地震和极深地震的应力图象有着不同的方向:中等深度地震为NW—SE向垂直拉伸,极深地震的张应力轴和压应力轴的倾角约为45°。区域应力图象可能是由非洲板块和伊比利亚板块之间的碰撞引起的,使得岩石层物质在阿尔沃兰海中等深度的地方扩张和俯冲。极深地震的活动可能与更老的俯冲过程有关。     

福建省南平台记录吉林7级地震震源深度分析

用南平台模拟地震记录和数字观测记录 1 999年 4月 8日吉林东部 7级地震的不同深震震相来测定其地震深度 ,结果为南平台用地核界面波测定的震源深度与中国地震台网所测定的深度接近 ,用震中附近反射转换波定震源深度与中国地震台网所测定的深度有一定的误差。对此 ,本文进行了讨论。     

多种方法测定广东阳西3.7级地震震源深度

应用CAP和深度震相方法,对2018年3月20日发生在广东阳西的M3.7级地震震源深度进行了测定。首先通过CAP方法反演获得震源机制解,拟合最佳震源深度为12km。然后在震中距100km以内的近台识别出清晰的sPL和PmP、sPmP震相,利用频率-波数(F-K)方法,计算出深度震相在不同深度下的理论地震图,与实际观测波形对比测定震源深度为12km。再利用250~400km震中距范围内台站上识别出的sPn与Pn震相的走时差,测得震源深度12.6km。多种方法的研究结果一致,表明该地震震源深度为12km比较可靠。     

震源深度与矩心深度的分布特征及其与震源机制类型之间的关系

在哈佛全球CMT目录中，震源深度与矩心深度的分布呈现出明显的规律性。从统计上说，浅源地震的震源深度大于矩心深度，而中深源地震不具有这样的特征。将地震按照震源机制进行分类之后发现，上述特征主要属于逆冲型地震和正断层型地震的贡献，而走滑型地震没有这样的特征，这一分布规律或可作为地震的“化学力学”模型的一个间接的支持。     

利用sPn震相测定芦山MS7.0级地震余震的震源深度

利用南北地震带南段密集流动地震台阵的观测数据,采用波形互相关方法拾取Pn波走时,应用滑动时窗相关法识别sPn震相,通过sPn与Pn震相之间的走时差测定了芦山地震序列中28个M_L4.0级以上余震的震源深度.结果表明,震源深度集中在10~20 km范围内,垂直余震带的北西-南东向震源深度剖面揭示,余震分布表现出西深东浅的特点,倾角大约为39°.这些余震在空间上具有较好的线性分布特征,推测可能发生在与主震有关的破裂面上或邻近位置,由此推测主震的破裂面倾角大约为39°.根据余震的空间分布特征,认为芦山地震的发震断层并非双石-大川断裂,可能是其东侧的一条隐伏断层.     

USGS地震目录中4～5级震源深度异常地震可靠性初步研究:以南北地震带若干地震为例

在南北地震带地区,USGS全球地震目录中存在一些震源深度大于30km的地震.这些地震的震源深度是否可靠,对于研究这一地区的孕震机制、岩石圈强度和构造演化等科学问题具有重要意义.本文以南北地震带2012年发生的5个4~5级地震为例,利用区域地震台网的波形数据,基于sPL深度震相、短周期瑞利面波以及CAP等独立方法测定了其震源深度.结果表明:sPL深度震相和CAP方法给出的震源深度比较一致,差别小于2~3km,能够得到比较可靠的震源深度;短周期瑞利面波及其与P波振幅比也确定了地震震源深度较浅的特征.本文研究结果显示:宁夏会宁4.7级、云南富民4.8级和四川会东4.7级地震的震源深度约为8~12km左右,仍为发生于上地壳的地震,USGS地震目录给出的30km甚至更深的震源深度存在明显偏差;对于四川隆昌4.6和4.9级地震,本文给出的震源深度为1~2km,属于极浅源地震,USGS地震目录给出的10km和35km的震源深度结果尚需进一步改进.     

基于sPL震相测定山西地区的震源深度

本文利用sPL震相计算了山西及周边地区50 km之内的39次ML≥3.0地震的震源深度。结果显示:震源深度分布在6~30 km,优势震源深度为11~25 km,呈现出山西北部地震的震源深度比中、南部浅的趋势。将本文得到的39个地震的震源深度与中国地震台网中心统一编目的深度结果相比较,发现除极个别的地震事件外,两种方法得出的深度结果差值不大。     

渤海海域地震震源深度的分布特征

震源深度的研究对于探索地震孕育和发生的深部环境,地震能量集结、释放的活动构造背景,以及地壳内部构造变形及其力学属性等都有非常重要的意义。本文选择渤海海域内观测精度相对较高的地震资料作为样本,统计分析了不同震级档、不同空间范围的震源深度分布特征,并初步探讨了震源深度与地震构造、地壳结构的关系。结果表明,渤海海域内中小震的震源深度在空间上的分布是不均匀的,发生在渤中断陷内的地震,其震源深度一般较深;而发生在山东半岛北部沿海与辽东半岛沿海的地震,其震级较低且震源一般较浅。但总体上,渤海海域内的地震多发生在10-20km的地壳中、上部,属浅源地震。     

Determination of focal depth by two waveformbased methods: A case study for the 2008Panzhihua earthquake

With the 2008 M_S6.1 Panzhihua earthquake as a case study, we demonstrate that the focal depth of the main shock can be well constrained with two approaches: (1) using the depth phase sPL and (2) using full waveform inversion of local and teleseismic data. We also show that focal depths can be well constrained using the depth phase sPL with single broadband seismic station. Our study indicates that the main shock is located at a depth of 11 km, much shallower than those from other studies, confirming that the earthquake occurs in upper crust. Aftershocks are located in the depth range of 11-16 km, which is consistent with a ruptured near vertical fault whose width is about 10 km, as expected for an M_S6.1 earthquake.     

江苏及邻区地震重新定位和构造特征分析

本文将双差定位和遗传算法定位两种方法相结合,对江苏及邻区1980～2005年的地震进行重新定位研究.重新定位后大大改善了原地震定位的精度,地震在空间上更加集中分布在某些区域,地震震源深度分布结果更加合理.江苏及邻区地震主要发生在上地壳和中地壳;研究区不同构造单元的震源深度统计分析表明,下扬子断块江苏段、冀鲁断块和豫皖断块的地震震源深度特点相似,在10～11 km、15～17 km深处存在二个明显的地震优势分布,推测分别在上地壳底面和中地壳;在25 km深处也存在一小的地震优势分布面,但地震频次较低.大别山地区地震的震源深度与下扬子断块、冀鲁断块和豫皖断块内的地震震源深度存在明显的差异,主要差异为大别山地区10 km以上的浅源地震十分发育,在6～7 km的深处有一地震优势分布,该深度附近地震波速度可能较高,而在10 km以下差异不大.     

用PTD方法测定巴林左旗5.9级地震震源深度

震源深度是描述震源的最基本参数之一, 给出了地震发生在地球内部的具体位置, 对了解地震孕育和发生的物理化学条件, 以及地震能量集结、 释放的活动构造背景都有重要的意义。 根据PTD方法, 对2003年8月16日发生的内蒙古自治区巴林左旗5.9级地震的震源深度进行了测定, 测定震源深度为20 km, 与东北地震构造区地震平均深度11±5 km相比偏深。 文中进一步分析讨论了对测定结果产生误差的各种因素, 给出了减小误差的应对措施; 在此基础上结合相关研究成果对地震区周围的地壳P波速度结构进行了探讨, 给出了具体的P波二层均匀速度结构。     

2011年9月10日瑞昌—阳新4.6级地震的震源破裂特征与区域强震危险性

基于区域数字地震台网记录,采用HYPODD方法精确定位了2011年9月10日瑞昌—阳新地震序列的震源位置,采用CAP方法反演得到了4.6级主震的震源深度和震源机制解,并结合区域深度震相sPg、PmP和sPmP对主震震源深度进行了进一步确定,随后探讨了这次地震的震源破裂特征和所在区域的强震危险性.结果显示:瑞昌—阳新4.6级地震的震源深度为15±2 km,震源机制解为节面Ⅰ走向30°,倾角86°,滑动角-169°,节面Ⅱ走向299°,倾角79°,滑动角-4°,发震构造为郯城—庐江断裂带往震区延伸隐伏的瑞昌—武穴断裂;本次地震发生在长江中下游断块东部,所在区域的5.5级以上地震具有明显的成组活动特征,近期显著地震集中发生在郯城—庐江断裂带南段及其分支断裂上,地震能量有加速释放的趋势,未来十年左右该区域存在发生6级左右强震的可能性.     

2003年8月16日赤峰地震：一个可能发生在下地壳的地震？

利用宽频带远震数字地震记录,计算赤峰台下方接收函数,得到了MOHO面深度为34~35 km,并结合CRUST2.0模型等前人工作成果得到了赤峰地区的速度结构.我们以此速度结构作为模型,利用中国国家地震台网（CDSN）5个台站的宽频带地震数据,采用CAP方法反演2003年8月16日赤峰地震震源机制解并初步确定震源深度;再利用IRIS 9个台站远震体波数据,通过对比理论计算和观测记录的方法进一步精确确定震源深度并验证反演得到的机制解,得出此次地震矩震级为5.2,震源机制解为：节面I：315°/64°/19°,节面II：216°/74°/152°,震源深度为25±2 km,已深达下地壳.本文初步讨论了这样的发震深度所对应的可能发震机理和岩石物理特征,认为赤峰地区的下地壳处于相对低温的状态.     

基于近震转换波的沉积层地区震源深度测定方法

基于合成地震图,并与观测数据对比,对沉积层地区近震波形的频率成分、偏振和走时等特征进行了分析,确认了沉积-基底界面的Sp转换波.研究表明：在给定震中距时,Sp转换波与直达P波的到时差随震源深度的增加近似呈线性增加,可以用来较好地约束震源深度.以2015年4月19日河北文安M3.0地震和2006年7月4日河北文安M5.1地震为例,验证了使用近震Sp转换波测定沉积层地区震源深度的可行性.利用Sp转换波对2015年4月19日河北文安M3.0地震重新测定震源深度的结果为18 km左右,而不是地震目录中给出的29 km,说明该地震发生在中上地壳,而不是下地壳.本文给出的方法可应用于测定沉积层地区的震源深度.