1929年大浅滩地震的复杂双力偶震源机制

1929年大浅滩地震(M_s=7.2)是发生在加拿大的最大和最致命的地震之一。这次地震引起的海啸和海底滑坡造成大量的死亡和破坏。曾经认为(Hasegawa and Kanamori,1987),单力机制(滑坡)比双力偶机制更符合观测资料,因之曾认为这个事件不是地震。但是个别的研究只考虑了4个双力偶解并且留下了许多不能回答的问题,特别是与震源时间函数和沉积物体积有关的问题。本文用了大量的地震图来核查全范围的双力偶解,以便进一步确定这次事件的性质。通过波形正演和反演两种方法,表明这是一次有复杂震源机制的地震事件。第1个也是最大约子事件是沿北西走向断层面发生的走滑双力偶事件,后面两个子事件可能是沿北东走向断层面上的走滑双力偶机制,但也不能完全排除其他类型的机制。第1个子事件有约束较好、为20±2km的震源深度,另两个子事件深度似乎也为20km,但精度为±5km。这些震源深度结果也说明这次事件不是滑坡。子事件地震矩之和相当于一个M_w=7.2±0.3的地震,和长周期资料的矩心矩张量(CMT)方法得到的M_w=7.1±0.1的地震的矩很一致,也和直接从地震图上计算的M_s=7.2(±0.3),m_b=7.1(±0.2)的矩差不多。用双力偶机制模拟海底位移结果表明,海啸是滑坡产生的,不是地震直接引起的。     

2014 年云南盈江Ms 6.1 地震震源机制研究

利用中国数字地震台网记录的区域宽频带波形,通过频率域和时间域多步反演,研究了2014年云南盈江Ms6.1地震基于点源模型的震源机制解和有限断层模型.考虑到使用不同的波形资料类型和简化的一维速度模型等因素对震源参数反演结果的影响,进行了大量的测试比较.结果表明,使用近震波形和本区域简化一维速度模型M1,波形拟合误差最小.基于点源模型的震源机制解显示此次地震发震断层面参数分别为:走向176°/倾角84°/滑动角-173°,表现为一次右旋走滑错动为主的事件.矩心在水平方向上位于震中(24.99°N,97.84.E)北东向约7km,最佳波形拟合矩心深度7km.平均总标量地震矩M0为7.56×1017N·m,计算成矩震级为Mw5.8.进一步模拟高达0.5Hz的高频波形,获得了盈江地震的有限断层模型,结果显示此次地震未表现出明显的破裂方向性.破裂半径约10km,整个破裂面积为267.2km2,平均滑动量约0.05m,破裂在5 s内释放了大多数能量.震后0～2s内,破裂以孕震点为中心向四周同时扩展,在深度7～ 17km内释放了部分能量.2s后,破裂朝断层面顶部和沿走向两侧进一步延伸,约5s后破裂基本停止.     

2019年6月17日四川长宁地震重定位及震源机制研究

采用双差重定位和W震相波形反演方法分析 “地震编目系统” 和中国地震台网中心提供的地震观测报告及区域地震波形数据,对2019年四川长宁地震序列进行了重定位,反演获取了M＞4.5地震的震源机制解。地震序列重定位结果显示,长宁地震序列沿NW优势方向呈条带状分布,集中分布于5—10 km深度范围,且发震断层面呈高倾角。震源机制反演结果表明,2019年6月17日四川长宁M_S6.0主震的两个可能发震断层面参数分别为:节面Ⅰ走向12°,倾角50°,滑动角139°;节面Ⅱ走向131°,倾角59°,滑动角48°,最优矩心深度为7.5 km,矩震级M_W5.74。此外几个M＞4.5余震的震源机制也基本与主震类似,均为以逆断为主外加少量走滑的地震破裂事件。综合分析长宁地震序列的重定位、震源机制反演结果以及震中和附近区域的地质构造背景信息推断,本次长宁主震的发震破裂面呈NW?SE走向,发震断层为长宁—双河背斜东北翼发育的逆冲断层。      

西南天山-帕米尔2008年10月5日MS6.7级地震震源机制研究

利用Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS)提供的远场宽频带P波及SH波记录,基于点源模型及有限断层模型方法,反演研究了2008年10月5日发生在中国天山与塔吉克斯坦交界区域的一次M_S6.7级地震震源机制.结果表明,本次地震为南倾高角度稍具小幅度走滑分量的逆冲破裂事件,断层走向为57.2°,倾角为42.7°,震源深度为7.4 km.根据研究结果,我们认为这是一次逆断层加小幅度走滑分量的地震事件,推断该地震可能与帕米尔向北北西方向挤压西南天山,在帕米尔-西南天山边界引发的逆冲断层活动有关.     

1996年3月19日新疆阿图什6.9级地震:单侧破裂过程

结合已有的地质、余震分布及地震宏观考察资料,使用全球数字地震台网(GDSN)宽频带P波数据,利用波形拟合和有限断层的全局混合反演方法研究了1996年3月19日新疆阿图什地震的震源破裂时空过程.结果表明,这次地震是发生在柯坪断裂带的哈帕雷克断层上的一次具有逆倾和较小走滑分量的由西向东单侧破裂事件.断层面的走向为252°,倾角30°,震源深度为13km,震源持续时间为15s.破裂面上的滑动分布主要由两部分构成:初始破裂0.3m对应较小上升时间0.8s;最大滑动尺度1.0m则位于沿破裂方向离初始点约25km处,相应的上升时间为3.5s.由于微观震中是指震源开始破裂的地方,而宏观震中则代表地面破坏最严重的区域,我们的反演结果解释了其他研究者得出的微观震中与宏观震中相距约30km的结论.     

江苏部分测震台井下与地面观测震源参数对比

本文根据2009年10月以来,江苏省及附近海域ML≥2.8级地震的地震波形观测数据,运用快速傅里叶变换方法对地震S波数据进行地震波位移谱和震源参数计算,并将江苏区域测震台网内部分地面测震观测得到的震源参数与井下观测得到的震源参数进行归纳对比,发现地面观测的地震震源参数中的拐角频率、地震矩和断层错动距离、应力降和矩震级要大于井下观测的震源参数结果,拐角频率f0差值为0.397 Hz、地震矩M0差值为8.642×1014 N·m、断层错距的差值为2.268 cm、应力降差值为2.033 MPa,矩震级差值为0.32级。而地面观测计算出的断层错动尺度参数和断层破裂面积参数要小于井下观测数据计算的结果,两者的差值分别是-0.126 km和-0.221 km2。     

1999年山西大同Ms 5.6地震的震源断层

大同震区先后在 1989、1991和 1999年发生MS >5地震 ,利用大同遥测地震台网的记录资料进行比较精确的地震序列震源定位 ,结合宏观烈度分布和震源机制解资料 ,详细地分析对比了 3次子序列的异同。结果显示 ,1999年MS5 .6地震的震源断层是走向NWW、长 16km、宽12km、埋深 5km以下、倾角近直立的左旋走滑断层。而前 2个子序列是NNE为主的右旋走滑断层活动所致 ,表明地震破裂方向发生了变化。这种 2个以上方向先后出现、并且强弱有别的地震破裂是普遍存在的 ,表明震源环境的复杂程度与地震序列的类型有关。虽然震区存在NE向的大王村断裂和NW向的团堡断裂 ,但目前没有证据说明震源断层和 2条构造断层连通。 3次子序列的震源断层都是走滑断层 ,也和 2条构造正断层有别。 1999年的子序列可能属于新破裂。     

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。     

2001年11月14日可可西里地震研究：远震数据和现场测量得到的破裂历史及几何形状

根据远震体波数据反演估计震源参数对2001年11月14日可可西里地震进行了研究。该地震使得东西向的昆仑走滑断层库赛湖西段发生破裂,表面破裂超过400km。这次矩震级为Mw7·8(Harvard CMT,2001)级地震事件后有中等而持续的地震活动。我们采用多次子事件反演复杂体波的方法(Kikuchi and Kanamori,1991)模拟波形,理解破裂过程。现场测量用来约束反演结果,并评估破裂过程的解。考虑到库赛湖段西部的复杂性,我们反演初始部分数据来模拟破裂的起始。发现破裂起始于布喀达坂峰西南的断层段上。虽然破裂主要向东传播,但一些子事件系统地出现于震中以西。尔后的完整体波波形反演表明破裂沿着库赛湖段的垂直断层单侧向东传播。     

1997年中国西藏玛尼Mem>Ssub>7.9地震的时空破裂过程l

用中国数字地震台网（CDSN）的长周期波形资料反演了1997年11月8日中国西藏玛尼地区MS7.9地震的地震矩张量,用频率域里反褶积方法从P波和S波震相中分别提取了震源时间函数,并经反演依赖于方位的震源时间函数获取了断层面上破裂随时空变化的图象．矩张量反演结果表明:玛尼地震发震应力场的P轴和T轴均接近于水平,P轴在NNE方向（方位角29,倾角7）,T轴在SEE方向(方位角122,倾角23),断层错动以走滑为主;标量地震矩为3.41020 Nm,矩震级MW=7.6．由矩张量反演得到的震源时间函数显示,这次地震是由一次较小事件和较大事件组成的,较小事件大约持续5 s,较大事件持续约10 s．由余震分布可推断出玛尼地震的发震断层是走向为250、以走滑为主的左旋-逆断层,断层面的倾角比较陡,约88．根据反演结果计算了理论格林函数,然后用反褶积方法提取了震源时间函数．从不同台站的P波和S波中分别提取的震源时间函数一致表明这次地震破裂的时间历史比较简单,可用一宽度约10 s的正弦形的函数近似表示．进一步反演从不同台站上得到的、依赖于方位的P波和S波震源时间函数,获得了断层面上滑动的时空分布图象．从破裂的记忆式快照看,破裂开始于断层的西端,然后向东向下发展,总体上具有单侧破裂的特征．破裂面由3个破裂子区构成．一个在断层西端,深度约10 km(西区);另一个距断层西端约55 km,深度约35 km(东区);第3个距断层西端约30 km,深度约40 km(中区)．３个破裂子区构成约长70 km,宽60 km的破裂面．从破裂的遗忘式快照看,这次地震的破裂过程是相当复杂的,在不同时刻断层面上发生错动的地点并不相同,显示出这次地震的破裂过程具有愈合脉冲的特征,而且在断层面上的某些部位发生了多次错动;另一特征是最先和最后破裂的部位都不是主要的破裂区．根据标量地震矩计算了断层面上静态位错的分布,位错最高的3处（西区、东区和中区）的位错值分别为956 cm,743 cm和1 060 cm．由断层面上位错的分布推知,破裂主要集中在震中以东长约70 km的断层上;从余震的分布看,震中以西余震稀疏而震中以东余震密集．这些都表明这次玛尼MS7.9地震是北东东-南西西向至近东-西向断层向东扩展的结果．      

1996年2月3日云南丽江地震震源过程的体波反演

利用IRIS的远震资料,经体波反演得到1996年2月3日云南丽江地震震源过程．震源由两个走向不同的正断层型剪切双力偶组成．这两个子事件在空间上相距15 km,破裂起始时间差为7 s．总地震矩为3.811018 Nm (MW=6.3)．由余震资料估计得到的破裂总面积S约为 720 km2,平均位错为0.18 m．综合考虑反演结果和震源周围的构造环境,第1次破裂可能是沿NNW向的中甸——永胜断裂带上1966年中甸6.4级地震破裂方向上的扩展;之后,第2次破裂开始沿似乎更易破裂的NE向雪山东麓断裂进行．      

用宽频带波形资料研究青海西捷6.8级地震的震源过程

利用中国数字地震台网（ＣＤＳＮ）的宽频带数字化波形资料进一步研究了１９８８年１１月５日青海省西捷ＭＳ６．８级强震的震源过程。通过波形模拟和基于优化遗传算法的全局反演,对该地震的震源参数和破裂特征进行了分析。初步结果表明,此强震是以一次主破裂为特征的事件,与略带逆掩分量的走滑活动断层有关。根据单向破裂对各台站视震源时间函数的影响的分析,认为破裂可能是沿北西走向的断层面由东南向西北传播     

基于区域地震波形的2017年新疆精河MS6.6地震破裂方向性及发震构造研究

2017年8月9日的新疆精河MS6.6地震是近年来天山北缘发生的最大地震,震中位于由多条逆冲断层组成的库松木契克断裂带内.由于震源较深、构造形变复杂、区域地震台站相对稀疏,仅根据震源机制解、余震分布和InSAR观测结果等难以直接判定发震构造.本文针对倾滑型地震发展了一种基于区域地震波形的破裂方向性测定方法,利用余震作为参考地震进行路径校正,根据主震和参考地震的波形时移差和Pn-Pg到时差分别确定主震在水平方向和深度方向的破裂尺度,进而推断同震破裂的延展方向和延伸尺度.本文在反演了主震的点源参数后,应用新发展的方法测定了地震的破裂方向性.点源反演结果显示,精河地震是一个发生在中地壳的高角度逆冲地震,矩震级约6.2,质心深度21km,震源持续时间5.5s,两个双力偶节面分别为102°/45°/106°(NP1)和259°/47°/74°(NP2).破裂方向性分析结果显示,地震的破裂面为南倾的NP1节面,地震沿着破裂起始点向西南方向、向下破裂,总破裂长度约11.5km,其中,沿深度的破裂范围约7km,沿水平的破裂范围约9km,平均破裂速度约2.1km·s-1.综合区域地质资料、卫星影像等判定本次地震的发震断层为精河南断层,地震可能只破裂了断层的下段(17~25km),并未破出地表.     

2017年精河MS6.6地震的断层参数和破裂过程

利用远震资料、近场强震资料和合成孔径雷达干涉同震形变资料确定了2017年8月9日精河M_S6.6地震的断层面参数及震源破裂细节。为得到可靠的断层几何参数,发展了一套基于InSAR数据滑动分布反演的三维格点搜索流程,对本次地震断层面的走向、倾角和震源深度进行了格点搜索。结果显示,地震断层面走向为95°,倾角为47°,震源深度为14 km。基于搜索得到的断层模型进行破裂过程联合反演的结果显示:精河M_S6.6地震为一次单侧破裂事件,最大滑动量约为0.8 m,滑动区域集中在断层面上震源以西5—15 km,沿倾向15—25 km,破裂主要发生在10 km深度以下区域。断层面上的平均滑动角为106°。整个破裂过程释放的标量地震矩为3.6×1018 N·m,对应矩震级为M_W6.3。破裂过程持续约9 s,期间的破裂速度约为2.1—2.6 km/s。由于地震破裂主要集中在10 km以下,未来可能需要关注该区域0—10 km发生潜在地震的可能性。      

基于视震源时间函数的震源过程复杂性分析新方法研究

在全面学习和了解震源破裂过程研究历史的基础上,从地震位移表示定理出发,梳理推导了地震震源时空破裂过程反演研究的基本原理、总结了地震破裂过程反演研究中惯用的约束条件、典型的视震源时间函数提取方法和已有的多种震源破裂过程反演方法,并在已有研究的基础上,尝试性地提出了两种新方法:等矩反投影方法和子事件成像方法。首先,为了提高区域(中强)地震震源过程的时空分辨能力,借助于2013年芦山M_W6.6地震和2014年康定M_W6.3以及M_W5.8地震等实际震例,我们探讨了利用经验格林函数技术从区域地震记录中提取视震源时间函数、进而利用不同视震源时间函数分析和反演中强地震震源过程的效果。其次,为了快速获取震源破裂过程信息,用于震后快速响应以及早期预警,在充分吸收了传统高频反投影方法的优点的基础上,提出了等矩反投影方法,用于对震源破裂过程激发的低频能量源的直接成像。通过多组数值实验测试了新发展的等矩反投影方法的可行性,并将该方法应用于2014年11月在我国四川省康定发生的两次(M_W6.3和M_W5.8)中强地震的震源破裂过程研究以检验新方法的实用性。结果表明,等矩反投影方法对于提取低频能量迁移的主要特征是有效的,是对高频能量反投影方法的必要补充。然后,基于等矩反投影方法的基本思想,并借鉴于传统的震源破裂过程反演方法,新发展了用于对震源破裂时间过程和同震滑动量分布进行直接成像的子事件成像方法。相较于震源破裂过程研究中传统的反演方法而言,新方法不需要事先经验性地给定最大破裂速度以及子断层滑动上升时间,故而在对震源破裂过程进行成像时,允许破裂速度发生变化,并且允许子断层发生多次破裂。同样,利用数值实验测试了新方法的可靠性,且为了检验该方法的实用性,将子事件成像方法用于2014年11月在我们四川省康定县发生的两次(M_W6.3和M_W5.8)中强地震的震源破裂过程研究。结果表明,子事件成像方法能够获取震源过程的主要破裂信息,但与视震源时间函数反演得到的结果相比,破裂尺度略小。最后,将多种方法应用于2015年4月发生的尼泊尔M_W7.8地震及其强余震,获得了这些地震的震源破裂过程图像,对比讨论了这些方法在揭示震源时空破裂过程复杂性信息方面各自的优缺点。具体讲,首先利用远场P波视震源时间函数分析了主震及其强余震的破裂方向,并利用P波波形资料和InSAR资料联合反演了这些事件的震源破裂过程;然后利用等矩反投影方法和子事件成像方法分析了这些事件的低频能量的时空迁移过程和震源破裂过程;最后对利用不同方法得到的结果进行了对比讨论。对于M_W7.8主震而言,联合反演结果表明其以单侧破裂为主,向南东东方向拓展约150km,并沿断层倾向方向向深部拓展约70km,这与利用等矩反投影方法和子事件成像方法直接成像结果得到的主要破裂特征较为一致,但破裂空间拓展尺度要略大,这可能是由于联合反演所给定的3km/s的最大破裂速度要大于直接成像获取的主震破裂速度所致;对于M_W6.7强余震而言,直接波形反演方法与等矩反投影方法和子事件成像方法得到的结果一致表明,该事件破裂主要沿断层倾向方向向深部拓展,并且利用直接波形反演方法搜索到的此次事件最大破裂速度为4km/s,与等矩反投影方法直接成像结果中获取的3.9km/s的破裂速度较为一致,均表明此次强余震可能是超剪破裂事件;对于M_W7.3强余震而言,由于融合了同震InSAR资料的缘故,联合反演结果表明,此次事件以朝向南—东南方向破裂为主,这与基于等矩反投影方法和子事件成像方法的直接成像结果中破裂以朝向南南西—南方向为主的主要破裂特征略有差别,并且直接成像结果表明此次事件破裂速度较慢。概而言之,本论文总结了震源破裂过程研究的发展历史,梳理推导了已有的方法;在此基础上提出了两种新方法,并通过必要的数值实验和对实际震例的应用,阐述了新方法的实用效果和优缺点。     

2016年印尼苏门答腊岛海域MW7.8地震震源运动学特征

根据中国和全球地震台网记录的波形记录,采用W震相矩张量反演、反投影分析及有限断层模型反演方法,研究了2016年3月2日印尼7.8级地震破裂过程,分析讨论印尼地震震源运动学特征.结果表明：此地震为一次对称的双侧破裂走滑型事件,北北东─南南西向的断层节面（走向5°/倾角85°）为发震断层面.标量地震矩约6.19×10²⁰ Nm,矩震级为7.79,最大的滑动量约11 m,位于破裂起始点北东,沿着断层走向约30 km处.破裂平均速度2.0~2.2 km·s^-1,破裂持续时间35 s,破裂在5~25 s内释放的能量,约占总能量的97%.最终形成了总长度90 km左右的断层.印尼地震具有破裂持续时间短、破裂速度慢、高滑动能量带相对集中等显著特点.本研究对进一步增进海洋岩石圈地震的震源特性认识有重要参考意义.     

不列颠哥伦比亚乔治亚海峡之下活动断层作用的特征

不列颠哥伦比亚西南部和美国华盛顿州西北部地区常常遭受大逆冲地震、深的板内地震和大陆地壳地震的袭击。在这3种地震中,了解最少的是地壳地震。尽管地震的活动水平较高,但历史地壳地震与在该区已标出的地表断层之间却无明显关系。1997年6月24日,在不列颠哥伦比亚温哥华市以西30km的乔治亚海峡之下3～4km深处发生了1次M_L=4.6的地震。这次记录良好的地震之前11天曾发生了一次有感前震(M_L=3.4),其后有许多小余震。该地震序列发生在不列颠哥伦比亚西南具有持续浅源地震活动的诸地区之一,因此为企图表征近地表活动断层提供了一次理想的机会。我们计算了震源机制,并用一个波形互相关和联合震源定位常规程序获得了主震、前震和53个余震的精确的相对震源位置,希望能查明和该地震序列有关的活动断层及其破裂范围。P波节面和矩心矩张量震源机制解都显示,主震和前震的震源机制均为逆冲断层作用机制。重新定位的震源位置勾画出在2～4km深处存在一个向北倾的破裂面,倾角为53°,这与震源机制解中向北倾斜47°的节面极为一致。所估计的破裂面积是直径为1.3km的圆形区域,这与用估计的地震矩为3.17×10~(15)N·m、应力降为45bar的Brune破裂模型所估计的破裂范围相当。时间序列表明,地震活动沿断层面向下迁移。这项研究成果为不列颠哥伦比亚乔治亚海峡地区确定活动断层的取向和运动方向提供了确凿证据。     

2020年阿拉斯加Mw7.8地震震源特征及邻区地震危险性分析

2020年7月22日,在美国阿拉斯加半岛南部发生了一次Mw7.8地震.本文利用远场地震波形记录与近场GPS台站同震位移资料,反演了本次地震震源机制和震源破裂过程.结果表明:阿拉斯加地震为一震源深度为23 km,地震断层倾角约17°,破裂面上最大的同震位移达到914 cm的逆冲型地震.由此得到该地震的地震矩为6.94X1...     

2016年日本熊本地震破裂时空过程联合反演

为了深入认识2016年4月15日日本熊本地震破裂的复杂性,利用远场体波资料和同震InSAR资料联合反演了此次地震的震源破裂时空过程. 联合反演结果表明:熊本地震的震源破裂持续时间约为25 s,整个破裂过程释放的总标量矩为6.03×1019 N·m,对应于矩震级M_W7.1;同震滑动主要集中分布于浅部,破裂以右旋走滑为主,但在沿倾向0—5 km范围内,破裂呈较强的正断特征;此次地震破裂的最大同震滑动量约为4.9 m,且最大同震位错区位于背离断层走向上、距离起始破裂点约5—10 km的区域;破裂前期（0—7 s）,在倾向上向浅表发生破裂,在走向上向东北和西南两侧扩展;大约7 s后,破裂背离断层走向主要向东北方向扩展. 根据有限断层联合反演结果推测,此次熊本地震破裂可能出露至地表.      

2022年四川泸定MS6.8地震震源基本特征

2022年9月5日,在四川省甘孜州泸定县发生M_S6.8地震.本研究收集区域台网震相数据、全球地震台网(GSN)、国际数字地震台网联盟(FDSN)与德国地学中心GEOFON台网的宽频带P波数据,利用双差定位、矩心矩张量解反演、有限断层波形反演和视震源时间函数分析等方法,分析了此次地震震源的基本特征.重定位结果显示,余震分布具有丛集性,3个地震丛分别集中在震中附近以及相距30 km左右的东南端和西北端,总体上西北端地震较浅,东南端地震较深.矩心矩张量反演表明,矩心位于29.55°N,102.14°E,深度16 km,释放地震矩1.0068×10¹⁹ N·m,相当于矩震级M_W6.60,双力偶成分占88%,是一次近纯走滑的地震事件.结合余震分布可以断定,地震发生在走向163°、倾角77°(倾向西南),滑动角为-5°的断层面.有限断层反演显示,破裂区主要由两部分构成,破裂起始点及其周围是主要破裂区;另一破裂区位于其东南,总体表现为从西北向东南的单侧破裂,最大滑动量约1.4 m,位于起始破裂点附近.从矩心矩张量反演和有限断层反演得到...