基于误差分布的震源区波速比反演及其应用:乳山震群源区介质性质变化研究

本文利用误差分布和概率统计分析改进了波速比计算方法.对于震源位置相对集中的震群活动,对台站震相到时进行两次差分,通过对差分后的震相数据对进行二维高斯分布拟合,可以稳健地估计震群活动震源区波速比.该方法充分利用了不同台站Pg、Sg到时差的所有信息,其优势是不需要地震事件的震源位置,并且不依赖震源区以外的速度变化,有效消除了震源区到台站的传播路径效应的影响;相对于传统的平均波速比,本文方法得到的震源区波速比,更能真实地反映震源区介质的性质.我们将该方法应用到2013—2016年的乳山震群,结果显示:震源区波速比的变化与震群活动过程密切相关,波速比的变化反映了序列活动的阶段性特征.     

NLLoc定位方法在福建地区的适用性探究

利用非线性定位方法NLLoc,对22次人工定点爆破事件和88次福建仙游震群序列M≥1.5级地震事件进行重新定位,并与福建台网日常定位方法进行对比,讨论了NLLoc方法在台网日常业务应用中的可行性.研究结果表明,NLLoc算法无论是人工爆破还是天然地震,其定位结果在发震时刻误差、震中误差和震源深度误差等方面都优于现有定位...     

河北赞皇小震群震源断层分析

基于河北数字地震台网和流动台站的观测数据,利用HYPODD方法对2013年5月20日河北赞皇小震群进行重新定位,定位结果显示,地震呈NE向展布,震群震源深度集中在4—8 km,采用模拟退火算法和高斯—牛顿算法相结合的有效算法进行断层参数反演计算,计算结果与震源机制解断层面结果一致性较好,均为右旋走滑类型。     

基于样本增强的卷积神经网络震相拾取方法

为了快速、高效地从地震数据中识别地震事件和拾取震相,本文利用基于样本增强的卷积神经网络自动震相拾取方法,将西藏林芝地区L0230台站3个月数据作为训练集,该区内另外6个台站连续1个月的波形数据作为测试集,采用高斯噪声、随机噪声拼接、随机挑选噪声、随机截取地震事件等4种样本增强的方法扩增训练集,以提高自动震相拾取技术的准确率。结果显示:样本增强前模型在测试集上的地震事件识别准确率为80%,样本增强后提升至97%,表明样本增强有效地提高了模型的泛化性能和抗干扰能力;在0.5 s误差范围内,震相自动拾取准确率高于81%,在1.0 s误差范围内,准确率高于95%;利用基于样本增强的卷积神经网络震相拾取方法能够检测出人工拾取震相中误标和漏检的震相。      

云南腾冲地区三维地震定位

本文利用中国数字测震台网和流动台站的地震资料,基于参数优化的AICD自动拾取算法和质量评估方案得到了高质量的震相到时,并在此基础上使用一维、三维定位方法对腾冲地区的799次地震事件进行了重新定位。定位结果显示:水平方向上,一维、三维重定位结果相差较小;深度方向上,三维定位的震源成丛分布比一维定位结果更加密集,地震主要位于地壳内低速层之上。分别利用一维、三维定位方法对典型地震、人工震源进行定位,结果表明,三维定位的精度明显优于一维定位,其在水平、深度方向上的平均绝对定位误差分别为0.7 km和1.3 km。      

利用三维高斯射线束成像进行地震定位

常规的地震定位方法通常需要拾取地震记录的初至,当初至不明显或被较高水平的噪声淹没时精度较低.本文采用基于三维高斯射线束的偏移成像方法对震源进行定位,较好地解决了该问题.通过三维高斯射线束对台站记录进行偏移归位,并将各台站成像结果的交点作为地震能量释放的中心位置;当各台站成像结果不能交于一点时,采用三维空间高斯滤波方法可实现震源位置的自动获取.提出的变网格计算方案极大地减少了计算量,显著地提高了成像精度和计算效率.利用首都圈地震台网数据,对涿鹿、滦县以及房山三个地震事件进行试算,结果表明:基于变网格三维高斯束偏移成像的地震定位方法自动化程度很高,而且具有较好的抗噪能力,特别适合处理低信噪比资料的地震定位问题.     

双差地震定位算法：方法和在加州北海沃德断层上的应用

研究出一种在远距离范围确定高分辨率震源位置的有效方法。这种定位法同时使用普通的绝对走时和／或互相关的P波和S波的差异走时数据。将每个台站观测的事件都与台站组成台站一事件对，使地震对的观测和理论走时之差的残差(或双差)最小。反复调整震源对的矢量差，得到了最小二乘解。双差算法用于没有进行台站校正的未经模型化的速度结构而使误差最小化。因为地震目录和互相关数据同时应用在一个方程组中，多重事件内部的事件之间的距离取决于互相关数据的精度，而多重事件和不相关事件之间的相对位置取决于绝对走时的精度。统计的再抽样方法用于估算数据的精度和定位的误差。双差定位的不确定性与地震目录相比降低了一个数量级以上。这种算法已得到验证，并应用在加州北海沃德断层上的两个地震丛的定位中。它使分散的目录定位集中成水平震源条带，形成了清晰的地震活动图象，揭示了断层上存在一个狭窄的通过脆性破裂释放应力的区域。     

利用奇异值分解方法实时自动检测P波和S波

利用奇异值分解(SVD)分析实现了一种新的P波和S波震相的自动检测方法。该方法是基于Rosenberger(2010)用于三分量地震波形奇异值分解的实时迭代算法。该算法通过利用奇异值分解并将波形分为P波和S波分量来识别视入射角。我们将该算法应用于滤波后的波形,然后在经过滤波和奇异值分解分开的信道上设置入射角和奇异值检测器,或者应用信噪比(SNR)检测器来拾取P波和S波。安扎地震台网和最近在圣哈辛托断层带地区部署的便携式仪器为测试不同设置的检测算法提供了一个非常密集的地震台网,包括不同震源机制的事件、具有不同场地特性的台站和射线路径偏离奇异值分解算法中使用的逼近。2~30Hz巴特沃思带通滤波器给出了各种事件和台站的最佳性能。我们在许多事件上应用奇异值分解检测,并且从2005年6月M_W5.2地震复杂、强烈的余震序列中得到结果。这个序列经过几位分析人员的彻底复查,确定了主震后第一个小时的294个事件都围绕主震密集分布。我们使用这个数据集来微调自动奇异值分解检测、关联和定位,实现了37%事件的自动识别和定位。所有检测到的事件都落在此密集区内,并且没有虚假的事件。普通的信噪比检测器不会超过11%的成功,并且位置分布更广泛(不完全在复查的群集内)。由奇异值分解检测器检测到震相(P波或S波)的预先知识显著降低了由震相盲信噪比检测器产生的噪声。     

国际地震中心改进的定位程序

国际地震中心(ISC)是一个非政府的、非营利性机构,它的首要任务是产出权威的地球地震活动性报告。《国际地震中心公报》报道了50年(1960~2011年)的地震活动性。近年来由于全球台站日益增加,使得报告的地震事件尤其是事件的震相数量急剧增加。相似的射线路径会引起相关的走时预测误差,这些误差归因于:模型中没有加入地球非均匀性,这导致了对定位不确定性的低估和不利的台网几何结构以及定位偏差。因此,全球的台站分布越密集和越不均衡,大多数定位算法中所做出的假设(观测数据是独立的)越不成立。为了应对这一挑战,我们为国际地震中心开发了一种新的定位算法,这种算法考虑了相关误差结构。我们采用国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)所有的在ak135模型中有有效走时预测的标准震相来得到更精确的事件定位。本文中,我们阐述了新的国际地震中心定位方法,为检验此方法的可靠性,我们用该方法重新定位在国际地震学与地球内部物理学协会参考事件表中的地面真实事件,我们也对整个《国际地震中心公报》做了重新定位。我们的定位算法虽然只有很小的改进,但是对定位结果的改进却很显著,尤其是在深度的确定上和更精确的形式不确定性分析上。我们论证了新的定位算法;通过后续震相的使用和深度解的测试,相当多的地震震群变得更紧密了;因此该算法为地球地震活动性提供了一个改进的观点。     

使用稀疏宽带台网进行区域及远区域地震定位和震源参数估计：对里奇克雷斯特地震序列的检验

对1995年加利福尼亚里奇克雷斯特地震序列，使用伯克利数字地震台网（BDSN）的宽带，大动态范围仪器记录的数据进行了地震定位和震源参数估计。本文的目的是研究稀疏宽带合网对网外区域的监测能力，它也适合于全面禁止核试验条约（CTBT）监测小震级地震事件的情况，另外，我们还介绍一个震例研究，这是其他区域宽带台网检测能力的代表。为了评估稀疏台网的检测能力，我们把根据BDSN震相测量所估计的地震位置与“直实位置”目录中由南加州地震台网（SCSN）记录数据得出的高质量地震位置做了比较。为了确定不同类型数据对绝对事件定位的重要性，使用了一个自适应网络搜索定位程度，它利用了一个或多个台站的多震相拾取的时间和方位角。我们使用了BDSN台站距离范围在250－500km和500-800km内的稀疏子台网，结果表明：在区域距离范围内，可能得到达到18km以内的绝对事件定位，这是CTBT所要求的，然而，在远区域距离范围内，较低的保噪水平不可能使事件的定位达到CTBT所要求的目标。     

用相对定位法测定1973年安徽霍山震群的震源位置

本文采用相对定位法测定1973年3月安徽霍山震群的震源位置,为研究震群空间分布提供较可靠的资料。研究震群活动特征时,首要的工作是精确地测定出震群的空种位置。这是很重要的基础资料。目前我国大多是用石川法,交切法,和达法等作图测定震群的震源位置。这些方法虽有直观,简易等优点,但误差较大。定位精度不高。对于研究震群震源的空间分布则不太适用。因为震群是一系列位置和时间分布比较集中的地震,所以定位误差大就难以看到它们在空间分布上的真实差异。为了克服上述缺陷,为研究震群空间分布提供较可靠的资料。本文采用相对定位法测定1973年3月安徽霍山震群的震源位置。     

利用短周期P波确定小震震源参数的新方法

提出了一种通过短周期(0.5～2Hz)P波反演来确定小震震源机制和地震矩的新方法,其中用已知震源机制的4级地震来校正没有给定模型的速度结构的影响。校正基于震群波形的分析,其结果显示震群中不同大小的地震事件,例如4级和2级,在短周期频带上显示出相似的信号,表明了传播过程的稳定。由于4级和2级地震事件的拐角频率都高于2Hz,因此可以认为是点源,并且没有给定模型的结构对短周期P波的影响可以由已知震源机制的4级地震推导出。同样,已经很好确定了参数的2级小震也能够为在更高频率,例如2～8Hz上研究更小的地震事件提供校正。尤其是我们发现,未给定模型的结构对短周期P波的影响主要是数据和一维合成之间的振幅的差异。我们定义"振幅放大因子"(AAF)为数据和一维合成之间的振幅比,不同的震群事件得到的AAF基本一致,有很好的稳定性且与震源机制无关,因此,它的简单函数为研究小震提供了有用的校正。我们用校正过的数据和短周期P波的合成来确定震源机制,并且采用网格搜索的方法来使拟合的误差最小化。确认检验显示了在重现可靠结果中AAF因子校正的重要性和有用性。我们以2003年的大贝尔震群为例对这一方法进行了说明。但该方法对南加州其他震源区的应用结果也同样很好,因为我们已经说明10km×10km的震源区AAF因子的稳定性和与震源机制的无关性。根据定义,AAF因子包含台站场地效应、路经效应和地壳散射效应。尽管想要分离出这些效应已经证明是很困难的,但AAF的稳定性和与震源机制无关性说明它们主要受接收台站附近场地结构的影响。另外,不同地区不同地震事件的垂向分量和径向分量AAF的比值看起来一致,说明这些AAF(v)/AAF(r)比值可能是场地条件的简单函数。本文得到了92个大贝尔地震序列ML2.0级以上地震的震源机制和地震矩。这些震源平面解包含了大量精细的断层结构情况,但仍与地震活动图案吻合得很好。最后我们提出符合3个震级档(2.0相似文献   

干涉走时微地震震源定位方法

本文基于地震波场干涉原理,建立了干涉走时微地震震源定位方法.该方法将两个接收点相对于一个微地震事件的走时差(称为干涉走时)的扰动作为残差函数,通过迭代求解最小残差函数,最终获得震源的空间位置.干涉走时震源定位方法利用两个接收点的到时差消除发震时刻未知和速度模型误差的影响,简化了震源定位算法.数值计算表明,本文提出的干涉走时定位方法在速度模型有误差的情况下仍然可以获得准确的微地震震源定位.     

浙江珊溪水库2014年震群活动发震机理研究

本文使用双差定位法对2014年9月12日至12月30日浙江珊溪水库发生的4184次地震进行重定位,并采用CAP方法对11次M_L≥3.0地震事件的震源机制解进行反演,讨论了震群序列的活动特征及其与断裂之间的关系,分析了水库水位与地震之间的关系.重新定位的结果显示,在空间分布上,2014年震群序列发生在2006年震群序列NW向延伸的方向上,两者形成一条线性条带,该条带平行分布于双溪—焦溪垟断裂南侧.重定位得到的震源主要在0.7—6 km深度范围内分层分布,垂直于地震条带走向的震源剖面刻画出的结构面以高角度倾向SW.震源机制解结果显示多数地震为走滑型,均存在一个与地震条带走向一致的NW向节面,呈右旋走滑错动性质.考虑到断裂的定位误差,线性分布的震群活动极有可能沿双溪—焦溪垟断裂的破裂面活动,精定位的震源位置和震源机制刻画出了该断裂的几何结构和活动性质.但由于多数地震的震源深度在6 km以上,因此震群活动不能归为双溪—焦溪垟断裂活动的结果,即双溪—焦溪垟断裂不是这两次震群的发震构造,而且仍然属于水库诱发地震,而水库地震存在激发该断裂发生构造地震的可能.水库水位上升或者下降与震群活动关系不大,震群活动有随时间进一步增强的趋势, 可能是库水沿库底断层破裂面长期渗透和扩散增加了孔隙压所致.      

2017年漾濞MS4.8和MS5.1地震序列的微震检测及重定位

基于云南地震台网记录到的2017年漾濞M_S4.8和M_S5.1地震序列的地震目录和波形数据,采用结合波形互相关的双差定位方法得到了M_S5.1主震前7天至主震后30天共258次地震事件更加准确的震源位置,然后利用匹配定位方法获得了更加丰富的地震目录,并对其余震活动的时空演化特征进行了初步分析。双差重定位获得了漾濞地震序列中193次地震的精确位置,水平方向和垂直方向的定位误差均值分别为1.3 km和1.9 km,重定位及震源机制解反演结果显示维西—乔后断裂中南段应为此次地震的发震断层。使用匹配定位方法检测得到了1 625次中小地震事件,事件数量是云南地震台网目录中的6倍,被检测事件主要为主震后早期余震及M_L≤0微震事件。对比2016年云龙M_S5.0地震序列的研究结果后初步分析认为,“震群（多震）型”和“主余型”地震序列的一个主要区别可能是“震群（多震）型”地震序列的余震数量相对更少、余震活动衰减得更快。      

内蒙古敖汉旗震群的微震匹配定位及其发震断层研究

内蒙古敖汉旗地区在2018—2019年间曾发生多次小震丛集活动,不同地震事件的波形记录易相互交叠,导致地震目录缺失。针对以上问题,采用匹配定位（Match&Locate）方法,对台网遗漏地震进行识别、检测与定位,并通过CAP方法反演敖汉旗震群最大地震的震源机制解,利用匹配定位后的小震分布定量地拟合发震断层面参数,从而综合判定敖汉旗震群的发震断层面几何形态和发震构造。结果显示：通过匹配定位方法共识别、定位405个小震事件,是原有地震目录事件的5.4倍,震群主体沿NW-SE向展布于红山—八里罕断裂与赤峰—开源断裂相交区域的东侧,震源深度集中于8—10 km。断层拟合结果和最大地震震源机制解表明敖汉旗震群的发震构造应是一条左旋走滑型隐伏正断层,断层面走向为157°,倾角为84°。综合分析红山—八里罕断裂和赤峰—开源断裂的断层性质和活动特征,认为敖汉旗震群的发震断层可能是这两条深大断裂在不断活动中相互作用而形成。     

2022年四川马尔康6.0级震群序列震源机制特征分析

采用近震全波形矩张量方法反演了2022年四川马尔康6.0级震群序列22次地震的震源机制解,结果显示：这22次地震全部为走滑型,断层面走向呈NNW和NE两个优势方向,断层面倾角近似直立,滑动角分布在0°和180°附近,P轴优势方位为NWW-SEE向,倾伏角接近水平,表明此次地震事件主要受区域NWW-SEE向水平挤压应力场控制。3次5级以上地震震源机制均与序列其他地震的总体震源机制差异较小,说明序列震源机制较为一致。结合精定位结果综合分析认为：马尔康震群属于多断层面触发性震群,3次5级以上地震是不同断裂的破裂事件,其中5.8级和6.0级地震发震断层面走向为NNW,为左旋走滑破裂事件;5.2级地震发震断层面走向为NE,为右旋走滑破裂事件,3个发震断层均以走滑错动为主,断层面近似直立。     

2015年河北滦县震群发震机理分析

震群发震机理研究是近年来地震学研究的热点之一,其中基于观测现象对不同发震机理模型的分析和讨论是研究焦点.本文以2015年河北滦县震群为研究对象,首先通过模板匹配方法检测震群活动期间目录遗漏地震事件,得到更为完整的地震目录.再通过波形互相关震相检测技术标定地震事件在记录台站的震相到时,依据标定的震相到时,利用双差定位方法对震群进行精定位,基于地震精定位结果分析震群的震中扩展特征.最后通过波形互相关系数和破裂面重合程度检测震群中是否存在重复地震活动.通过计算共检测到目录遗漏地震事件103个.地震精定位结果显示发震构造为北东向断层,震中扩展表现出迁移速率先快后慢的两阶段线性扩展特征.震群活动期间共检测到两组重复地震活动,其中第一组发生在震中扩展的第一阶段,第二组发生在震中扩展的第二阶段.在三种常见的震群发震机理模型——级联触发模型、断层慢滑动模型和流体侵入模型中,断层慢滑动模型能够解释我们观测到的重复地震活动和震中线性扩展现象,因此认为此次滦县震群活动可能伴随断层的慢滑动,断层慢滑动可能对滦县震群的触发和持续活动起到一定作用.     

地震自动定位的综合解决方案

针对已有两类地震自动定位方法各自的优点和限制，提出了综合利用这两类方法以形成一个统一系统的方案，希望以此提高地震自动定位能力。该方案的基本流程是：利用波形相关方法在连续地震波形上检测出地震事件并初定其震源位置和发震时刻；利用初定的震源位置和发震时刻，预测各台站各震相的到时；以预测的各震相到时为参考点，利用单台波形(单道或三分向)在该参考点附近精确测定震相到时；利用修定后的震相到时测定震源位置和发震时刻；根据震中距判定地震类型(地方震、近震、远震)，在预期的波形段自动测定波形最大振幅和相应周期，进而测定相应类型的震级(ML、Ms或mb)。     

基于模板匹配定位法的江苏盐城附近微震检测和构造分析

利用基于GPU加速的匹配定位法和双差定位法,对江苏盐城及邻区18个台站记录的2009~2018年共10年的连续地震资料进行分析。首先从台网目录中挑选211个地震事件作为模板事件,使用匹配定位技术对江苏盐城附近连续10年的地震进行检测和识别,共识别出1349个地震事件,约为台网目录地震事件的3倍,最小完备震级由台网目录的M_L1.9降为M_L1.2。然后利用双差定位法对检测到的地震事件进行精定位,精定位的结果揭示：建湖地区的地震密集带与洪泽-沟墩断裂有关,震源深度优势分布为5~20km,断裂两侧震源深度有显著差异,断裂带倾向NW;射阳震群震源深度比建湖震群有所加深,优势分布为10~25km,震源深度由南东向西北逐渐变浅;宝应地区地震丛集分布;东台地区由于模板事件相对较少,扫描定位后,地震事件在陈家堡-小海断裂带附近零星分布。研究结果为研究盐城地区的地震活动性、发震断层的深部构造提供了基础数据支撑。