四川芦山MS7.0地震余震序列双差定位、震源机制及应力场反演

2013年4月20日发生了四川芦山M_S7.0地震,主震中位于青藏地块与华南地块结合部的龙门山断裂带南端.本研究用双差定位法对芦山地震主震及余震序列进行重新定位,得到主震位置为(30.29°N,102.97°E,17.82 km)及4100多次余震重新定位结果.利用GSN/IRIS台网和国家台网及四川省区域台网的波形数据对主震及部分余震进行了震源机制解反演.结果表明,主震为一次逆冲地震,根据余震序列分布确定发震断层面走向为200°,震源机制解断层倾角为45°.基于震源断层面解和断层滑动方向,采用力轴张量计算法得到了研究区域的平均主压应力方向约为N112°E.     

芦山7.0级地震序列的震源位置与震源机制解特征

基于中国国家和四川区域数字地震台网记录,采用HypoDD方法精确定位了四川芦山M_L2.0级以上地震序列的震源位置,采用CAP方法反演了36次M_L4.0级以上地震的最佳双力偶震源机制解,并利用小震分布和区域应力场拟合了可能存在的发震断层面参数,从而综合分析了芦山地震序列的震源深度、震源机制和震源破裂面特征,探讨可能的发震构造.结果显示,7.0级主震的震源位置为30.30°N、102.97°E,初始破裂深度为15 km左右,震源矩心深度为14 km左右,最佳双力偶震源机制解的两组节面分别为走向209°/倾角46°/滑动角94°和走向23°/倾角44°/滑动角86°,可视为纯逆冲型地震破裂,绝大多数M_L4.0级以上余震的震源机制也表现出与主震类似的逆冲破裂特征.M_L2.0级以上余震序列发生在主震两侧,集中分布的长轴为30 km左右,震源深度主要集中在5～27 km,M_L3.5级以上较大余震则集中分布在9～25 km的深度上,并揭示出发震断层倾向北西的特征.利用小震分布和区域应力场拟合得到发震断层参数为走向207°/倾角50°/滑动角92°,绝大多数余震发生在断层面附近10 km左右的区域.综合地震序列分布特征、主震震源深度和已有破裂过程研究结果,可以推测主震破裂过程自初始点沿断层的两侧扩展破裂,南侧破裂比北侧稍长,滑动量主要集中在初始破裂点附近,可能没有破裂到地表.综合本文研究成果、地震烈度分布和现有的科学考察结果,初步推测发震构造为龙门山山前断裂,也不排除主震震中东侧还存在一条未知的基底断裂发震的可能性.     

2016年运城4.4级地震序列精定位及发震构造分析

根据2016年运城4.4级地震序列资料,进行余震精定位、主震震源机制和发震构造等研究。地震震中分布结果显示,本次地震的发生构造与以往该地区震群型地震发震构造不同,构造单元相对简单,发生在盐湖北岸断裂附近。余震双差精定位结果显示,余震优势分布呈NNE向,NW向也有零星活动。精定位后震源深度集中分布在15-24 km,平均深度20.2 km,断层剖面深度集中分布在18-23 km,倾向NW,与盆地地形构造吻合。采用Snoke与CAP方法得到的震源机制解基本一致,此次序列的主震错断方式为走滑兼逆冲,节面B参数与中条山山前断裂东段走向和倾向接近。综合认为,本次运城地震序列的余震呈NNE向优势分布,精定位结合地震震源机制结果,推断此次地震序列发震断裂为中条山山前断裂的NNE向隐伏断裂。     

2017年8月9日精河MS6.6地震余震序列精定位及发震构造分析

为确定2017年8月9日精河M_S6.6地震的发震构造,本文使用双差定位方法对发震时刻至2017年10月震源区所发生的余震进行了精定位,同时利用CAP波形反演方法,得到了主震的震源机制解,同时使用GPAT方法反演得到了部分余震的震源机制解,并基于两者对本次地震的发震构造予以分析。结果显示:精定位后主震位于（44.27°N,82.85°E）,震源深度为17 km;主震最佳双力偶解对应的节面Ⅰ的走向为260°、倾角为51°、滑动角为84°,节面Ⅱ的走向为89.5°、倾角为39.4°、滑动角为97.4°;余震序列位于主震东侧,并向东展布约30 km,在3—18 km深度范围内均有分布,其优势方向为近EW向,次优势方向为SW向。结果表明,本次地震是一次逆冲型地震,通过反演得到的大量小震震源机制解的结果与主震震源机制解结果相一致。结合余震震中分布、主震及余震的震源机制解以及震源区的地质构造,本文推断近EW走向具有逆冲性质的库松木楔克山前断裂为精河主震的发震构造。      

芦山MS7.0级地震余震序列重新定位及构造意义

利用四川省地震台网的震相数据和双差定位方法对芦山M_S7.0级地震及其余震序列进行了精确定位,根据余震分布确定了发震断层的位置和断层面的几何特征,并对余震活动进行了分析.结果显示,芦山M_S7.0级地震的震中位于30.28°N、102.99°E,震源深度为16.33 km.余震沿发震断层向主震两侧延伸,主要分布在长约32 km、宽约15~20 km、深度为5~24 km的范围内.地震破裂带朝西南方向扩展范围较大,东北方向略小,余震震级随时间迅速衰减.震源深度剖面清晰地显示出发震断层的逆冲破裂特征,推测发震断层为大川—双石断裂东侧约10 km的隐伏断层.该断层走向217°、倾向北西,倾角约45°,产状与大川—双石断裂相比略缓,它们同属龙门山前山断裂带的叠瓦状逆冲断层系.受发震断裂影响,部分余震沿大川—双石断裂分布,西北方向的余震延伸至宝兴杂岩体的东南缘,与汶川地震的破裂带之间存在50 km左右的地震空区,有可能成为未来发生强震的潜在危险区.     

2020年7月12日唐山古冶MS 5.1地震震源参数

利用河北及邻区地震台网提供的震相观测报告,使用双差定位方法,对2020年7月12日唐山古冶M_S 5.1地震序列进行重新定位,并基于部分地震台站记录的波形资料,采用近震全波形方法,反演得到主震震源机制解。精定位结果显示,此次地震序列展布长度约8 km,余震自主震位置向SW扩展,震源深度优势分布范围在10—18 km,发震断层面较陡,倾向SE。震源机制解显示,主震为一次走滑型事件,结合序列展布形态和地震活动背景,SW—NE向近似直立节面为可能发震断层面,与1976年唐山M_S 7.8主震断层特征基本一致。综上所述,古冶M_S 5.1地震为唐山M_S 7.8地震的又一次余震,属唐山老震区正常地震活动。     

2013年甘肃岷县—漳县交界Ms6.6地震序列双差定位研究

利用甘肃遥测台网2013年7月22日至9月22日的震相观测报告,对2013年7月22日07时45分甘肃省岷县漳县交界Ms 6.6地震的地震序列进行双差定位研究.结果表明,地震序列呈北西向分布,与临潭宕昌断裂的走向基本一致,地震分布长度约10 km.震源深度剖面显示断层面向西南倾斜,浅部倾角较陡,深部略缓,表现为“铲形”逆冲断层的特征.余震区存在一条向西南延伸的余震带,与发震断层相交成y字型,推测可能是逆冲推覆构造中常见的反冲断层.     

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。      

2016年青海门源M_S 6.4地震序列重定位研究

北京时间2016年1月21日1时13分,在青海省门源县发生M_S 6.4地震。利用喜马拉雅台阵二期部分台站和青海地震台网震后2个月的震相观测数据,采用双差定位方法,对门源地震序列进行重定位研究。重定位结果表明,余震序列呈北西向分布,大致平行于冷龙岭断裂走向,余震展布长度约12 km,90%的余震发生在5—13 km深度范围内。结合震源机制,认为此次地震为向西南倾的高倾角逆冲地震,发震断层为冷龙岭北东侧的次级断裂,断层面走向约131°。震源深度剖面显示,门源地震的余震分布与常见的逆冲型地震余震分布存在差异,可能与该区域深部地质构造和介质结构异常复杂有关。     

西藏米林6.9级地震孕震机理研究

利用西藏地震台网记录到的2017年11月18日西藏米林6.9级地震及其余震序列资料,研究此次地震的发震机制断层。双差定位结果显示,余震沿着主震的NW和SE方向往两侧扩展分布,震源深度主要集中在2～12 km,同时从短轴剖面上地震分布推断,此次米林地震的发震断层倾角约为45°。对M_L3.5以上的余震采用CAP方法进行波形拟合震源机制反演,其结果显示,此次米林地震序列震源错动类型以逆冲和走滑为主,比较符合该区域的构造动力环境。应力场反演结果显示,米林地震序列主压应力轴（S₁轴）方向为NNE-NS向,主张应力轴（S₃轴）方向为SEE-SE向;反映的断层错动方式为逆冲兼走滑类型。地震余震序列展布以及震源机制分布显示断层走向和断层特性与帕隆—旁辛断裂的特征较为吻合,推测米林地震的发震断裂为帕隆—旁辛断裂。     

2013年芦山地震序列震源机制与震源区构造变形特征分析

基于四川区域地震台网记录的波形资料,利用CAP波形反演方法,同时获取了2013年4月20日芦山M7.0级地震序列中88个M≥3.0级地震的震源机制解、震源矩心深度与矩震级,进而利用应变花（strain rosette）和面应变（areal strain）As值,分析了芦山地震序列震源机制和震源区构造运动与变形特征.获得的主要结果有：（1）芦山M7.0级主震破裂面参数为走向219°/倾角43°/滑动角101°,矩震级为M_W6.55,震源矩心深度15 km.芦山地震余震区沿龙门山断裂带走向长约37 km、垂直断裂带走向宽约16 km.主震两侧余震呈不对称分布,主震南西侧余震区长约27 km、北东侧长约10 km.余震分布在7~22 km深度区间,优势分布深度为9~14 km,序列平均深度约13 km,多数余震分布在主震上部.粗略估计的芦山地震震源体体积为37 km×16 km×16 km.（2）面应变As值统计显示,芦山地震序列以逆冲型地震占绝对优势,所占比例超过93%.序列主要受倾向NW、倾角约45°的近NE-SW向逆冲断层控制;部分余震发生在与上述主发震断层近乎垂直的倾向SE的反冲断层上;龙门山断裂带前山断裂可能参与了部分余震活动.P轴近水平且优势方位单一,呈NW-SE向,与龙门山断裂带南段所处区域构造应力场方向一致,反映芦山地震震源区主要受区域构造应力场控制,芦山地震是近NE-SW向断层在近水平的NW-SE向主压应力挤压作用下发生逆冲运动的结果.序列中6次非逆冲型地震均发生在主震震中附近,且主震震中附近P轴仰角变化明显,表明主震对其震中附近局部区域存在明显的应力扰动.（3）序列整体及不同震级段的应变花均呈NW向挤压白瓣形态,显示芦山地震震源区深部构造呈逆冲运动、NW向纯挤压变形.各震级段的应变花方位与形状一致,具有震级自相似性特征,揭示震源区深部构造运动和变形模式与震级无关.（4）不同深度的应变花形态以NW-NWW向挤压白瓣为优势,显示震源区构造无论是总体还是分段均以NW-NWW向挤压变形为特征.但应变花方位与形状随深度仍具有较明显的变化,可能反映了震源区构造变形在深度方向上存在分段差异.（5）芦山地震震源体尺度较小,且主震未发生在龙门山断裂带南段主干断裂上,南段长期积累的应变能未能得到充分释放,南段仍存在发生强震的危险.     

2020年2月18日长清MS4.1地震发震构造研究

本文利用基于波形互相关的双差定位方法对2020年2月18日长清M_S4.1地震序列进行了精定位计算, 共得到33个地震事件的精定位结果。 结果显示, 地震序列主要沿NW向分布, 在水平方向上具有自NW向SE迁移, 在深度上具有由浅向深迁移的特征; 序列震源深度主要集中在2~7 km, 其中, 主震的震源深度约2.8 km。 由于长清地震序列的地震数量较少, 为了更准确地了解长清地震序列的发震构造、 探索该序列的发生和发展过程, 本文采用CAP方法反演了主震的震源机制解, 其中, 节面Ⅰ走向223°、 倾角42°、 滑动角-160°, 节面Ⅱ走向117.9°、 倾角76.8°、 滑动角-49.8°, 最佳拟合震源矩心深度约2.8 km, 矩震级M_W4.2。 结合区域构造特征分析认为, 长清M_S4.1地震的发震断裂为孝里铺断裂和东阿断裂之间发育的一条浅层次生断裂。 在ENE向区域应力场作用下, 发震断裂产生高角度正断滑动, 并伴有左旋走滑分量, 从而引发长清地震序列。     

2014年8月3日云南鲁甸MS6.5级地震序列重定位与震源机制研究

本研究采用双差定位法对2014年 8月3日至7日期间鲁甸M_S6.5级主震及647个余震序列进行重新定位,得到471个重定位结果.结果显示,主震的震源深度为13.3 km,与破裂过程显示的初始破裂深度较为接近,余震序列呈现出近东西向-北西向的不对称共轭状分布,近东西向长约17 km,而北西向长约22 km,小震优势分布深度为10 km以上,且由主震处沿共轭断层分别向东南向和近东西向逐渐往10 km深度以上的浅部迁移.小震分布还展示出发震断层高倾角分布,且与昭通-鲁甸断裂分支断裂包谷垴-小河断裂活动相关.由于主震破裂的质心深度可为深入认识本次地震灾害严重提供重要证据,为此我们采用gCAP（generalized Cut And Paste）方法反演了包括主震在内共5个4.0级以上地震的震源机制解,结果显示主震质心深度仅约5.0 km,与已有破裂过程显示的较大滑移量处于2~8 km之间的深度一致.本次主震错断了互为共轭的两条断裂,这种共轭破裂模式与矩心深度较浅,可能为本次地震致灾严重的重要原因.     

2013年11月23日莱州4.6级地震序列初步研究

介绍了2013年11月23日山东省莱州市4.6级地震的序列类型、震源机制解、波形特征、双差精定位等情况。该次地震属于典型的前震-主震-余震型,序列主震及其前震和余震的波形近台垂直向初动方向一致,最高波形相似度达到0.7;使用双差方法对序列进行精定位,结果显示ML≥2.0级以上地震大致呈北东向分布;序列发生在NE走向的柞村断裂与莱州断裂附近,主震震源机制解显示为右旋走滑型,节面走向NE,与宏观考察烈度走向一致;平均波速比计算结果显示,主震发生前该地区的介质密度可能存在一定变化。     

RESTUDY ON HYPOCENTRAL LOCATION AND SEISMOGENIC TECTONIC OF THE JIUJIANG-RUICHANG MS5.7 EARTHQUAKE SEQUENCE,JIANGXI PROVINCE

We collected seismic records of 228 M_L≥1.0 Jiujiang-Ruichang M_S5.7 earthquake sequence from Dec.26, 2005 to Jun. 30, 2006. By using double-difference method combined with waveform cross-correlation, those earthquakes were relocated and finally the accurate source parameters of 224 earthquakes were obtained. The errors are about 0. 5km in horizontal and less than 2km in vertical direction, respectively. It was found that the depth of earthquake sequence concentrates in 8~14km range, and the epicenters are distributed along both NW and NE direction, and dominantly along NW direction. Combined with the focal mechanism, the distribution direction and the tectonic setting, we infer that the rupture of the NW-trending fault caused the M_S5. 7 main shock, and then the rupture probably encountered an asperity and triggered the M_S4. 8 strong aftershock. The NE-trending fault came into a seismically quiet period by stress adjustment in a short time, while the NW-trending fault released stress for a long time which caused a series of aftershocks. The M_S5. 7 main shock is caused by the NW striking Yangjisshan-Wushan-Tongjiangling Fault and the M_S4. 8 aftershock occurred on the NE striking Liujia-Fanjiapu-Chengmenshan Fault.     

STUDY ON SOURCE PARAMETERS OF THE 8 AUGUST 2017 M7.0 JIUZHAIGOU EARTHQUAKE AND ITS AFTERSHOCKS,NORTHERN SICHUAN

On August 8, 2017, a strong earthquake of M7.0 occurred in Jiuzhaigou County, Aba Prefecture, northern Sichuan. The earthquake occurred on a branch fault at the southern end of the eastern section of the East Kunlun fault zone. In the northwest of the aftershock area is the Maqu-Maqin seismic gap, which is in a locking state under high stress. Destructive earthquakes are frequent along the southeast direction of the aftershocks area. In Songpan-Pingwu area, only 50~80km away from the Jiuzhaigou earthquake, two M7.2 earthquakes and one M6.7 earthquake occurred from August 16 to 23, 1976. Therefore, the Jiuzhaigou earthquake was an earthquake that occurred at the transition part between the historical earthquake fracture gap and the neotectonic active area. Compared with other M7.0 earthquakes, there are few moderate-strong aftershocks following this Jiuzhaigou earthquake, and the maximum magnitude of aftershocks is much smaller than the main shock. There is no surface rupture zone discovered corresponding to the M7.0 earthquake. In order to understand the feature of source structure and the tectonic environment of the source region, we calculate the parameters of the initial earthquake catalogue by Loc3D based on the digital waveform data recorded by Sichuan seismic network and seismic phase data collected by the China Earthquake Networks Center. Smaller events in the sequence are relocated using double-difference algorithm; source mechanism solutions and centroid depths of 29 earthquakes with M_L≥3.4 are obtained by CAP method. Moreover, the source spectrum of 186 earthquakes with 2.0≤M_L≤5.5 is restored and the spatial distribution of source stress drop along faults is obtained. According to the relocations and focal mechanism results, the Jiuzhaigou M7.0 earthquake is a high-angle left-lateral strike-slip event. The earthquake sequence mainly extends along the NW-SE direction, with the dominant focal depth of 4~18km. There are few shallow earthquakes and few earthquakes with depth greater than 20km. The relocation results show that the distribution of aftershocks is bounded by the M7.0 main shock, which shows obvious segmental characteristics in space, and the aftershock area is divided into NW segment and SE segment. The NW segment is about 16km long and 12km wide, with scattered and less earthquakes, the dominant focal depth is 4~12km, the source stress drop is large, and the type of focal mechanism is complicated. The SE segment is about 20km long and 8km wide, with concentrated earthquakes, the dominant depth is 4~12km, most moderate-strong earthquakes occurred in the depth between 11~14km. Aftershock activity extends eastward from the start point of the M7.0 main earthquake. The middle-late-stage aftershocks are released intensively on this segment, most of them are strike-slip earthquakes. The stress drop of the aftershock sequence gradually decreases with time. Principal stress axis distribution also shows segmentation characteristics. On the NW segment, the dominant azimuth of P axis is about 91.39°, the average elevation angle is about 20.80°, the dominant azimuth of T axis is NE-SW, and the average elevation angle is about 58.44°. On the SE segment, the dominant azimuth of P axis is about 103.66°, the average elevation angle is about 19.03°, the dominant azimuth of T axis is NNE-SSW, and the average elevation angle is about 15.44°. According to the fault profile inferred from the focal mechanism solution, the main controlling structure in the source area is in NW-SE direction, which may be a concealed fault or the north extension of Huya Fault. The northwest end of the fault is limited to the horsetail structure at the east end of the East Kunlun Fault, and the SE extension requires clear seismic geological evidence. The dip angle of the NW segment of the seismogenic fault is about 65°, which may be a reverse fault striking NNW and dipping NE. According to the basic characteristics of inverse fault ruptures, the rupture often extends short along the strike, the rupture length is often disproportionate to the magnitude of the earthquake, and it is not easy to form a rupture zone on the surface. The dip angle of the SE segment of the seismogenic fault is about 82°, which may be a strike-slip fault that strikes NW and dips SW. The fault plane solution shows significant change on the north and south sides of the main earthquake, and turns gradually from compressional thrust to strike-slip movement, with a certain degree of rotation.     

汶川、 芦山地震前后四川地区应力场时空演化

基于四川地区2000年1月~2014年6月M_L≥3.0地震震源机制解, 首先分析了四川地区各次级地块和不同断裂带的地震震源机制类型及整体应力场特征, 其次以汶川8.0级、 芦山7.0级地震为例, 研究两次强震发生前后四川各次级地块的主压应力时空演化特征。 获得的主要认识为: ① 四川各次级地块的地震震源机制比较紊乱, 反映了块体内部构造的复杂性, 而断裂带的地震震源机制则相对比较单一, 与其运动类型一致; ② 四川各次级地块及断裂带的整体应力方向比较一致, 优势方位呈现NW和NWW向, 倾角接近水平; ③ 汶川8.0级、 芦山7.0级地震发生前, 震中所在的龙门山断裂带中南段及川青地块的主压应力方位均出现过较好的一致性, 而在芦山地震后, 龙门山断裂带及川青、 川中地块的主压应力优势方位则转变为NE向。     

盖州青石岭地震序列发震构造初探

利用双差定位方法对盖州青石岭震群2012年2月至2015年8月的地震活动进行了重新定位,并使用CAP方法和P波初动法计算了M_L≥4.0地震的震源机制解,之后结合盖州地区的地震地质资料,分析了青石岭震群的发震构造.结果表明:青石岭震群在平面上呈NW向分布,地震活动主要分布在6 km×3 km的矩形范围内,震源深度为7—10 km;较大地震的震源机制解的走向与精定位后地震的优势分布方向一致;综合分析双差定位结果、震源机制解和发震区的地震地质等资料,初步认为九寨—盖县北段西北侧存在NW向次级铲式正断层,青石岭震群即为该断层在区域应力场作用下不断地左旋走滑-拉张错动造成的.      

2013年山东莱州M4.6地震序列发震构造初探

采用双差定位法对山东莱州地震序列重新定位,通过CAP方法反演M4.6地震震源机制,在此基础上初步探讨莱州地震序列发震构造。结果显示:精确定位震中位置主要位于柞村—仙夼断裂的NW方向,深度剖面显示从SE方向到NW方向断层深度呈由浅逐渐变深的趋势,这均与柞村—仙夼断裂位置、走向、倾向特征较为吻合;M4.6地震震源机制解的节面Ⅰ与柞村—仙夼断裂走向、倾角较为接近。综合精确定位震中位置、剖面深度分布特征、M4.6地震震源机制解及宏观调查烈度分布等结果与柞村-仙夼断裂产状之间的关系,初步推测柞村—仙夼断裂可能为莱州地震序列的发震断层。