经验格林函数法和遗传算法在震源谱研究中的应用

发展了传统的经验格林函数方法，将其与遗传算法结合起来用于地震震源谱的研究，以求得较大地震震源谱的高频衰减趋势的斜率。在此基础上先用遗传算法较为精确地搜索出较大地震的拐角频率，再用遗传算法对较大地震的振幅谱因衰减造成的损耗进行补偿，从而确定自震源至地震台传播途径上的介质品质因子Q值，最后给出了利用乌鲁木齐区域遥测数字地震台网资料测定Q值的范例。从计算结果得出乌鲁木齐至北天山一带的乌苏地区地震震源谱的高频衰减趋势满足ω^-2形式，Q值在480左右。     

利用数字化地震记录进行震源参数和介质衰减特性的联合反演

利用区域台网的数字化地震记录资料，发展了一种体波谱的反演方法，以消除用波谱分析求解震源参数和介质衰减特性过程中的不确定因素的影响．经过数值实验和对实际资料的应用，初步证明了该方法的实用性。利用滦县地区流动台网中的五个台站接收的３５次地震记录的Ｐ波频谱资料，反演了滦县地区的震源动力学参数，得到了５个台站的Ｐ波表现Ｑ值和震源频谱的高频衰减率γ。Ｑ值分布在４０８－８４７之间，均值为５２０。γ值分布在１．５４－３．２２之间，均值为２．４１。利用唐山仪器台阵中的７个台站接收的９次地震记录的Ｓ波频谱资料，反演了唐山滦县地区的震源动力学参数，并得到了７个台站所在的小区域内平均的Ｓ波表观Ｑ值和震源频谱的高频衰减率γ。Ｑ值的均值为５８３。γ值均值为２．５８。     

怀来盆地的构造应力场

１９９５年７月２０日在北京西北的怀来盆地发生了一次ＭＬ＝４．１地震。在此主震之后该地区小震活动变得十分活跃。在１９９５年７月１日至１９９６年６月３０日期间，中－欧合作怀来数字地震台网记录并精确定位了这个地震序列的４５０多个地震。余震的震源分布表明，余震主要分布在两个共轭的断层上。在盆地南部边缘的余震震源位于走向５０°、倾向南东，倾角８０°的断层上，而盆地北部边缘的余震震源则位于走向１５０°、几乎竖直的断层上。用Ｐ波初动符合资料得到了主震的震源机制解。根据余震震源的分布，确定走向３７°、倾角４０°、滑动角－１５４°的节面为主震的断层面，另一节面走向２８７°、倾角７４°、滑动角－５３°。利用怀来数字地震台网的记录资料，分析了怀来地区近期地震活动性和构造应力场。结果表明，怀来盆地的主压应力轴的方位角为２３６°，倾角４８°，与主压应力轴近水平、北东东向的华北地区的构造应力场一致，表明了ＭＬ（＝４．１地震序列是在怀来盆地北东东向挤压、北北西向拉张的构造应力作用下发生的。处于上述两条共轭断层文汇处的怀来县城附近地区近期小震活动较少，表现出断层闭锁区的特征。怀来盆地潜在的地震危险性应予以特别关注，但其近期的微震活动并未显     

北京和云南剑川地区的Qpsub> 和 Qssub>

用在一个地震台接收到的同一个震源区内较小地震的振幅谱去除大震的振幅谱,可求得大震震源的频谱在两个拐角频率之间的趋势的斜率.利用 Q 值在0.0001——100Hz 之间几乎是常数的特性,用试错法对大震的振幅谱因衰减造成的高频损耗进行补偿.当补偿后的高频趋势的斜率与频谱比的高频趋势的斜率接近时,便表示所选取的 Q 值是适宜的.用这种方法,我们得到云南剑川地区的 Qp 等于900,Qs 等于400.而北京地区的 Qp 等于800,Qs 等于550.      

北京和云南剑川地区的Q_p 和 Q_s

用在一个地震台接收到的同一个震源区内较小地震的振幅谱去除大震的振幅谱,可求得大震震源的频谱在两个拐角频率之间的趋势的斜率.利用 Q 值在0.0001—100Hz 之间几乎是常数的特性,用试错法对大震的振幅谱因衰减造成的高频损耗进行补偿.当补偿后的高频趋势的斜率与频谱比的高频趋势的斜率接近时,便表示所选取的 Q 值是适宜的.用这种方法,我们得到云南剑川地区的 Q_p 等于900,Q_s 等于400.而北京地区的 Q_p 等于800,Q_s 等于550.     

利用P波初动和短周期P，S波振幅测定川滇地区地震震源机制解和应力场y

20世纪 80年代以来 ,一些地震工作者提出了用地震波形记录测定小地震震源机制解的方法 .Kisslinger(1 980 )以及 Julian和 Foulger(1 996 )提出利用短周期 P,S波振幅比确定震源机制解的方法 ;Schwartz(1 995 )提出利用初动资料和对速度结构变化不灵敏地震包络振幅的测定方法 .但是 ,频率高于几赫的地震波振幅 ,对地震波传播途径上的速度和 Q值结构的三维变化是相当敏感的 .上述方法得到的结果仍可能受速度和 Q值结构不均匀性的明显影响 . Horiuchi等 1提出一种方法 ,如震源集中在一个小区域 ,可以假设这些地震的震源到某个地震台站的路…     

甘肃近期2次中强震前后震源区微震尾波（Qc）的变化特征

利用张掖台网和天祝－古浪台网的记录资料研究了１９８８年１１月２２日肃南５．７级地震和１９９６年６月１日天祝－古浪５．４级地震前台震源区微震尾波Ｑｃ值的变化特征,结果表明：５．７级地震前源及邻近地区介质１／Ｑｃ值趋于一致,认为这是该次地震的一种前兆表现,结合该次地震的震源机制和构造情况进行了讨论。天祝－古浪５．４级地震震源区附近地区微震尾波Ｑｃ值民频率的关系表明,这一地区属于构这活动地区。     

采用体波谱振幅相关系数方法研究地震集中区震源机制变化过程

同一震源区两次地震到达某台站的直达P波、S波零频观测谱值之比与其辐射图型因子之比线性相关,而后者取决于震源机制的几何特性。用波形记录计算谱振幅相关系数,认为该系数是震源机制异同的归一化数值描述。据此对2003年青岛序列及冀鲁豫交界地区小震集中区地震事件进行聚类分组,给出序列事件的滑动平均相关系数的时序曲线。研究结果表明:青岛序列的滑动平均相关系数时序曲线存在由一致到发散的变化过程,即震源区应力场强度由相对集中向逐步分散过度;冀鲁豫交界地区小震集中区谱振幅相关系数较低,震源机制各不相同,区域应力积累没有形成任何一个优势方向。     

1977年5月12日宁河地震烈度明显偏低的探讨

1977年5月12日宁河6.6级地震的震中烈度较之震级相当的其他地震的震中烈度明显地偏低。为了阐明这种现象,由P波初动半周期及振幅求得了该区不同时期内的品质因数（Q值）及小震震源参数,并重新校对了这次地震以及1976年11月15日宁河6.9级地震的宏观及微观参数。分析结果表明:这次地震震中烈度异常低是因为1976年11月15日6.9级地震后,该区介质的品质因数大幅度下降,同时这个地震的震源深度比6.9级地震的震源深度约深5公里。品质因数和震源深度的综合效应可导致震中烈度降低近一度。     

基于粒子群优化的双力偶模型振幅谱反演方法及应用

发展了一种基于全波形振幅谱的频率域双力偶震源机制反演方法. 通过理论振幅谱与观测振幅谱的拟合搜寻断层面参数, 基于粒子群优化算法可以在较短的时间内得到稳定可靠的解． 数值试验表明, 在定位误差较大, 以及台站布局较差的情况下, 振幅谱反演仍可较为准确地得到震源机制, 并且由此计算得到的最优震源深度仍比较接近真实的震源位置． 使用该方法用2010年5月17日渤海ML4.0地震的震源机制进行了检验, 结果与加权P波初动解非常一致． 应用该方法对山东半岛及近海地区2003——2010年14次MLge;4.0地震震源机制进行了估计．      

澄江5.2级地震的震源机制、震源应力场和震源断层

利用地震波资料对澄江5．2级地震序列的震源机制、震源应力场和震源断层作了分析研究。结果表明，整个序列发展中，震源区及附近、构造应力场以南东东方向、水平作用为主的压应力场为主。其次还有南南东向、水平作用为主的压应力场的作用。由序列震源机制解分析，主震发震断层是走向北北东、倾角较陡的断层面，在南南东－南东向，接近水平的压应力场作用下，该断层面具有以左旋走滑为主的错动性质。该断层面是序列的主破裂面。在序列发展过程中，北西西－北西向断层也参与了活动。有的余震，虽然发生在与主破裂面一致或接近的断层面上，但破裂错动的旋性发生了变化，出现了相对主破裂事件的反向错动。极少数余震破裂错动性质呈现以倾向滑动为主的特征。在序列发展过程中，破裂面及其错动性质显地复杂。由于强震的发生，主破裂的错动，使得震源区局部应力场状态错综复杂。     

近期国外震源研究综述

本文简要介绍了近年来国外在地震震源、台阵（网）资料在震源参数研究中的应用,全球震源谱对比、地震破裂传播方向、遗传算法在震源参数研究中的应用,地震矩、拐角频率、震源尺度、应力降与震源模型的探讨,以及确定初动震源机制的新方法等方面的研究情况和动态,并对其中的研究结果给予了一定的评述。     

Characteristics of the Seismic Waves from a New Active Source Based on Methane Gaseous Detonation

Active seismic sources are critical for obtaining high resolution images of the subsurface. For active imaging in urban areas, environment friendly and green seismic sources are required. In present work, we introduce a new type of green active source based on the gaseous detonation of methane and oxygen. When fired in a closed container, the chemical reaction, i.e. gaseous detonation, will produce high pressure air over 150MPa. Seismic waves are produced when high pressure air is quickly released to impact the surroundings. The first field experiment of this active source was carried out in December, 2017 in Jingdezhen, Jiangxi Province, where a series of active sources were excited to explore their potential in mine exploration. In current work, we analyzed the seismic waves recorded by near-field accelerators and a dense short-period seismic array and compared them with those from a mobile airgun source, another kind of active source by releasing high pressure air into water. The results demonstrate that it can be used for high resolution near surface imaging. Firstly, the gaseous detonation productions are harmless CO₂ and water, making it a green explosive source. Secondly, the dominant seismic frequencies are 10-80Hz and a single shot can be recorded up to 15km, making it suitable for local structure investigations. Thirdly, it can be excited in vertical wells, similar to traditional powder explosive sources. It can also act as an additional on-land active source to airgun sources, which requires a suitable water body as intermediate media to generate repeating signals. Moreover, the short duration and high frequency signature of the source signals make it safe with no damage to nearby buildings. These make it convenient to excite in urban areas. As a new explosive source, the excitation equipment and conditions, such as gas ratio, sink depth and air-releasing directions, need further investigation to improve seismic wave generation efficiency.     

三维并行合成震源记录叠前深度偏移

提出了一种基于波动理论的三维合成震源记录叠前深度偏移方法,该方法不含任何物理假设,利用波动方程算子的3个性质,合成炮震源及炮震源记录,将面炮记录合成与相位编码合成两种方法在理论上和计算上合二为一,成为一个统一的合成理论. 通过双重叠加把三维叠前五维数据转换为三维数据,既保证了成像质量同炮记录偏移成像一样精确,又显著地提高了计算效率,且适于复杂地质构造成像. 针对不同情况,给出了几种不同的合成算子,使方法在实际应用中有较大的灵活性和选择性. 基于MPI并行算法的实现,进一步提高了计算效率. SEG＼EAGE盐丘C3_NA数据模型上的试算结果和新疆三维起伏地表实际地震资料的处理结果进一步说明了该方法的有效性和实用性.     

甘肃地区震源参数的相关性研究

通过对甘肃数字地震台网2008年1月-2009年6月记录的ML 2.0-ML 6.0中小地震,S波观测谱中噪音、仪器、路径、场地等影响的逐一消除,利用遗传算法反演得到甘肃地区273条地震的震源谱,进而根据Brune的圆盘震源模型,计算地震矩、应力降、拐角频率、震源半径等震源参数,并研究甘肃地区震源参数的特征及相似关系....     

Implications of stress-drop models of earthquakes for the inversion of stress drop from seismic observations

We discuss the inversion of stress drops from seismic observations on the basis of crack or stress-drop models of earthquake mechanism. Since a formal inverse problem cannot be posed at present we discuss implications of solutions to direct problems. We first discuss the static approximations used to obtain stress drop from seismic moment and source dimensions. We show that the geometrical effects are quite significant if only one source dimension has been retrieved from seismic observations. The effect of variable stress drop is discussed and we show that the inverted stress drop is not a simple average of the actual stress drops on the fault. We discuss the energy release during faulting and show that the apparent stress has a complicated relation to the stress drop on the fault. We also show that the static stress drops obtained by seismologists are a lower bound to the actual dynamic stress drops on the fault. This may in part explain disagreements with laboratory results. Finally, we discuss the inversion of source dimensions from the far-field radiation. We analyse two extreme, simple dynamical source models, a circular fault and a rectangular fault and show that geometry has a much more pronounced effect on radiation than is usually acknowledged.     

震源时间函数与震源破裂过程

简要介绍了现代数字地震学的两个重要概念。一个是震源时间函数，另一个是地震震源的时空破裂过程。首先，从地震断层位移表示定量出发，介绍震源时间函数和震源破裂过程的基本概念。然后，分别介绍两种从远场地震记录中提取震源时间函数和获取有限断层面上时空破裂过程图像的反演方法。     

宁夏地区中小地震震源参数的研究

利用宁夏及邻区的数字测震资料,选取2009年5月至2010年10月间的31个M2.7-ML4.9地震事件的波形记录,以Brune提出的震源谱为平方模型基础,通过消除观测谱中的几何扩散、非弹性衰减、场地响应、仪器响应等影响因素,得到这些地震的震源谱,根据Brune的圆盘震源模型计算并研究地震矩、矩震级、地震应力降、震源尺...     

晋冀鲁豫交界地区震源参数特征

利用晋冀鲁豫交界地区邯郸地震台网记录的地震波形资料,选取2005—2016年M_L≥1.8地震事件,采用Brune震源模型,结合遗传算法得到该区中小地震震源参数,并分析各参数形态特征。研究表明：①晋冀鲁豫交界地区中小地震的地震矩取值范围1.34×10¹¹—2.63×10¹⁵ N·m,震源半径取值范围132—1 044 m,拐角频率f_c取值范围1.25—9.82 Hz,应力降取值范围0.036 4—11.063 1 MPa;②震源参数之间相互关系;③按照震中分区分析不同区域应力降分布特征,河北邯郸、邢台等地及附近地区应力降范围为0 MPa<Δσ≤5 MPa,河南濮阳以及范县和山西黎城等地及附近地区应力降范围为5 MPa <Δσ≤11.063 1 MPa,该区处于高应力背景场状态。     

1970年通海地震震源影响区的研究

分析了通海地震的震源体过程、空间分布的时序特征及其对周边三角形构造块体内的地震活动可能造成的影响。探讨了通海地震迄今３０年来通海地震震源影响区内以该震开始而以武定地震结束的地震活动过程,指出未来几年内本区的地震活动可能会呈逐渐减弱的态势。