长岛震群震源谱参数反演和震源参数特征

采用高频截止(High-Cut)震源模型,以均方根误差最小原则稳健地求解震源谱参数,并由此推算震源尺度和静态应力降。实际应用显示,该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合,可明显改善拐角频率识别准确度。计算了长岛震群内71次M_L≥2.5地震事件的震源参数,结果表明：(1)拐角频率处于2～10 Hz范围,与震级大小存在一定的相关性,截止频率范围处于10～30 Hz之间,与地震大小的相关性不明显;(2)地震矩M₀分布在10¹²～10¹⁴ N·m,与震级M_L存在正相关关系：logM₀=0.977M_L+10.186;M_L与矩震级M_W之间的关系为：M_W=0.651M_L+0.766;(3)根据相对应力降时域演化发现,自2017年3月3日M_L4.5地震之后应力快速释放,应力降水平在均值附近波动,而且多数M_L≥3.5地震发生于...     

利用SH波对盖州震群震源谱参数的稳健反演研究

本文在Brune震源模型的基础上引入截止频率f_max,使用高频截止震源模型(High-Cut),采用两步反演拟合的方法稳健获得震源谱参数,并给出其置信区间.首先对观测波形逐步消除仪器响应、几何扩散、传播路径介质衰减等影响后,经过坐标系旋转得到SH分量,其次对SH波进行快速傅里叶变换后,经拟合反演得到盖州震群56个地震事件(M_L≥3.0)的震源谱特征参数和震源参数.结果表明:(1)High-Cut模型的理论谱对观测谱有很好的拟合效果,可明显改善拐角频率识别的准确度,表明该理论模型更适用于观测震源谱.(2)56次地震事件的地震矩在10¹¹～10¹⁵ N·m之间,地震矩M₀与M_L存在明显的线性关系:logM₀=1.248M_L+8.329;拐角频率在0.8～2.9 Hz范围内,拐角频率时域演化基本维持在2倍均方差内;盖州震群应力降σ变化与ISD模式一致,与震级存在正相关的依赖关系:logσ=1.55M_L     

乳山震群震源谱参数的稳健反演

本文引入截止频率fmax提出基于Brune模型的高频截止（High-Cut）模型,采用两步反演的方法来拟合求解震源谱的特征参数,并给出其误差范围;实际应用显示该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合,可明显改善拐角频率识别的准确度.将该方法应用于2013-2015年的乳山震群,计算了乳山震群25次ML≥3.0事件的震源参数（地震矩、破裂半径、应力降等）,进一步对乳山震群的震源破裂特性进行了讨论.结果显示：拐角频率、应力降与震源尺度大小明显相关;高频衰减系数γ与震源破裂区的复杂程度以及破裂性质有关,当观测记录中混杂有其他事件的波形或微破裂时,高频衰减系数大于2,并且不确定性增大;截止频率fmax与地震大小存在一定相关性;使用Beresnev（2001）给出的震源半径计算公式,得到的乳山震群的结果显示与华北地区的经验关系较为一致;乳山震群的应力降明显偏小（最大不超过0.15 MPa）,一方面反映了震中区域的构造应力水平,另一方面可能还意味着此次震群是一个相对非耗散型的脆性破裂过程,属于低摩擦应力的断层作用.     

山东乳山震群震源参数变化及其尺度关系

山东乳山震群自2013年10月开始活动,持续5年多时间,累计记录到M_L≥0.0级的地震事件1.3万余次.乳山位于东部沿海弱震地区,却发生了如此长时间、高频度的地震活动,值得深入研究.为了解震群发生、发展过程中震源区介质性质的变化特征,本文利用山东数字地震台网和乳山小孔径台阵记录的地震波形资料,基于Brune圆盘模型,采用S波频谱方法,反演计算了乳山震群167个M_L≥2.0级地震的震源参数.结果显示:乳山震群的震源参数明显偏离了震源的自相似模型,拐角频率、应力降、视应力与地震矩成比例关系,其中拐角频率中值随地震矩增大而减小,应力降和视应力中值随地震矩的增大而增大.乳山震群应力降的变化范围是0.02～4.39 MPa,均值是0.58 MPa,视应力在0.008～1.79 MPa之间,均值是0.23 MPa,应力降和视应力变化范围较大,达到了2个量级以上,均值水平较低.震群中3次M_L>4.5级中有2次地震发生前后拐角频率、视应力等震源参数出现了明显的变化,同时震源参数在空间上差异较大,相对高应力值的地震大多位于震群西北端...     

山东长岛震群震源机制解一致性参数时空演化特征

借助山东数字地震台网记录到的长岛海域的中小地震波形资料,采用P波初动求取小震震源机制解的方法对研究区内293个ML≥2.0地震进行震源机制反演,并根据震源机制解的资料对长岛地区进行应力张量反演,计算各节点震源机制解一致性参数的时空演化,进而分析长岛地区的应力状态以及震源机制一致性参数的时空演化特征。结果表明:(1)研究区地震震源以走滑型为主,正断型次之,逆断型最少,初步判断发震断层为SE走向的高角度的走滑断层,主要表现为水平运动。(2)通过反演得到研究区区域平均应力场主压应力方向为101.4°,倾角29.1°;中等应力方向为280.8°,倾角60.8°;主张应力方向为11.3°,倾角0.3°,应力张量方差为0.085。(3)震源机制一致性参数的时空分布与中等地震活动有一定的关系,具体表现为:在中强地震发生前,震源机制和应力场一致,震源区附近的构造应力场的作用增强,此时震源机制一致性参数处于较低水平。空间上,研究区震源机制一致性参数整体上呈现出中间低两边高的特点,所有ML≥4.0地震都发生在极低值区或者高值区向低值区变化的过渡带上。     

山西地区震源新参数间关系初探

利用“十五”数字化后山西地震台网记录的612次 ML ≥2．0地震,使用中国地震局地震预测研究所推广的中小地震新参数计算软件,计算其中148次事件的震源新参数,对地震矩、矩震级、震源破裂尺度、应力降、拐角频率等参数间的定标关系做初步研究,得出 ML 震级与地震矩、矩震级间存在较好的线性正相关;震级与震源尺度间存在多项式关系;与应力降的对数呈显著正相关,当大于 ML 4．0后,随着震级的增大,释放的应力降略有变缓;与拐角频率的对数呈负相关。     

张北地震序列波谱分析

采用石家庄遥测台网数字化的地震记录,选取了1998年1月～1999年12月张北震区的146条地震,分别对P波、S波作了波谱分析,求取了拐角频率、地震矩、震源半径、应力降、平均位错和波谱能量。分析了拐角频率和应力降随时间的变化趋势,并讨论了震源参数相互之间的关系。结果表明,在1999年3月11日5．6级地震之前应力降和拐角频率均出现异常,同时发现,S波对环境的变化比P波敏感,P波较稳定,且各震源参数与震级有一定相关。     

广西主要断裂带中小地震应力降特征分析

选取广西数字地震台网记录到的2007年至2013年广西主要断裂带ML≥2.5地震事件,采用Atkinson方法反演得到介质品质因子Q值,采用Moya方法得到各台站场地响应,在此基础上计算得到90个位于主要断裂带及附近的中小地震应力降,并对其应力降空间分布特征进行分析。研究结果表明,应力降值主要分布在1~10 MPa之间,占58%,主要分布在百色—合浦断裂中段以及与桂林—南宁断裂交汇区域;小于1.0 MPa(低应力降)的地震占37%,主要分布在桂西北地区;10 MPa及其以上的(高应力降)地震主要分布在桂东南,且历史上曾经发生过5级以上地震的原震区及附近,反映了原震区及其附近仍具有高应力背景。     

温州珊溪水库地震序列震源参数研究

根据浙江区域数字台网记录的数字地震波形资料,在扣除了地震记录数据中传播路径、场地响应和仪器响应的影响后,采用Atkinson单个地震、多台记录求平均的反演方法计算震源参数,利用遗传算法测定了2002年7月至2006年11月温州珊溪水库震群4.6≥ML≥2.8的多少个震源参数。计算结果表明:①地震矩和近震震级有很好的线性关系,地震矩范围为1.24×1013～1.83×1015 N.m,震源破裂半径为155～1 227 m,地震矩与震源半径之间呈线性关系。②拐角频率范围为1.06～8.43 Hz,随地震矩的增大而减小。用最小二乘法拟合出拐角频率与地震矩之间的关系式,据此关系式可计算出拐角频率的估计值。拐角频率与其估计值之差的滑动时间进程曲线表明,2006年2月4日到2月11日、2006年3月6日到3月10日震群发生之前出现持续低值,在震群发生过程中其差值回升,具有地震前兆信息指示意义;③地震应力降范围为0.04～2.36 MPa,应力降与近震震级无明显的依赖关系,主震前应力降值比较高;主震及短时间内的较强余震发生后,平均应力降值迅速下降,反映了震中区的应力在主震发生的几天后降到了一个相对较低的水平。     

安宁河-则木河断裂带地震视应力研究

利用四川和云南数字遥测地震台网的数字地震记录资料。研究了包括地震视应力在内的震源参数。首先对资料进行预处理,然后计算地动位移和速度的功率谱积分,再计算地震辐射能量和视应力等震源参数。根据计算结果分震级区间研究了视应力值沿安宁河-则木河断裂带的分布情况,及该断裂带上中等地震的震源谱及参数差异,认为安宁河断裂带视应力相对更高。     

Moment tensor inversion for the focal mechanism of the Dongfang (Hainan) earthquake swarm

IntroductionOnJanuary4,1992,twoearthquakesoccurredconsecutivelyaroundtheGancheng-BanqiaoatDongfangCounty,HainanProvince.Theirorigintimeandmagnitudewere23:01:24,ML=3.4and23:01:54,ML=3.7,respectively.Theepicentrallocationoftwoearthquakeswere18°46′N,108°42′Eand18°45′N,108°42′E,respectively.Thefocaldepthswereabout10kin.Followingthesetwoearthquakes,alotofsmallearthquakesoccurredinthisregion.ThebiggestearthquakeoccurredonMay26,1992.Itsorigintimewas18f43f25andthemagnitudewasML=4.5.Ac…     

Application of PP cluster method in the earthquake swarm analysis

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰＰｃｌｕｓｔｅｒｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｗａｒｍａｎａｌｙｓｉｓＳｈｉ－ＹｏｎｇＺＨＯＵ；（周仕勇）Ｌｉｎｇ－ＲｅｎＺＨＵ；（朱令人）ａｎｄＣｈｕａｎ－ＬｉｎｇＤＥＮＧ（邓传玲）（Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃ...     

震源参数反演及精度评定的Bootstrap方法

在震源参数反演理论研究中,地表形变与震源参数之间为复杂多维的非线性关系,针对传统泰勒级数展开的精度评定方法可能无法适用于震源参数的精度评定问题,本文将Bootstrap方法引入到震源参数非线性反演及精度评定研究中.通过对GPS地表形变观测数据实施Bootstrap重采样获取自助样本,使用遗传算法（Genetic Algorithm,GA）搜索震源参数,设计并给出了震源参数精度评定的Bootstrap方法计算流程.将本文方法用于6个模拟地震、Amatrice地震及Visso地震实验中,通过反演震源参数、获取参数的置信区间及中误差,并与Jackknife方法、Monte Carlo方法进行对比分析.实验结果表明,通过执行本文精度评定方法能够获取比Jackknife方法更加可靠的震源参数置信区间以及更加精确的精度信息.实验验证了将Bootstrap方法用于震源参数精度评定的有效性和可靠性,为研究震源参数精度评定理论研究提供了一种新的采样思路.

     

Site effects by generalized inversion technique using strong motion recordings of the 2008 Wenchuan earthquake

The generalized inversion of S-wave amplitude spectra from the free-field strong motion recordings of the China National Strong Motion Observation Network System (NSMONS) are used to evaluate the site effects in the Wenchuan area. In this regard, a total of 602 recordings from 96 aftershocks of the Wenchuan earthquake with magnitudes of M3.7-M6.5 were selected as a dataset. These recordings were obtained from 28 stations at a hypocenter distance ranging from 30 km to 150 km. The inversion results have been verified as reliable by comparing the site response at station 62WUD using the Generalized Inversion Technique (GIT) and the Standard Spectral Ratio method (SSR). For all 28 stations, the site predominant frequency F _p and the average site amplification in different frequency bands of 1.0–5.0 Hz, 5.0–10.0 Hz and 1.0–10.0 Hz have been calculated based on the inversion results. Compared with the results from the horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR) method, it shows that the HVSR method can reasonably estimate the site predominant frequency but underestimates the site amplification. The linear fitting between the average site amplification for each frequency band and the V _s20 (the average uppermost-20 m shear wave velocity) shows good correlation. A distance measurement called the asperity distance D _Aspt is proposed to reasonably characterize the source-to-site distance for large earthquakes. Finally, the inversed site response is used to identify the soil nonlinearity in the main shock and aftershocks of Wenchuan earthquake. In ten of the 28 stations analyzed in the main shock, the soil behaved nonlinearly, where the ground motion level is apparently beyond a threshold of PGA > 300 cm/s² or PGV > 20 cm/s, and only one station coded 51SFB has evidence of soil nonlinear behavior in the aftershocks.     

2009年7月15日新西兰南岛西海岸近海地震破裂过程快速反演

用地震破裂过程快速反演方法,在2009年7月15日新西兰南岛西海岸近海地震发生后,采用全球地震台网（GSN）的宽频带地震资料,快速反演了这次地震的破裂过程,并于震后4小时内得出了这次地震破裂过程的反演结果．结果表明,这次新西兰南岛西海岸近海地震的破裂过程具有如下基本特征:① 矩震级约为MW7.8;② 地震主要破裂持续时间约为40s;③ 滑动量在断层面上的分布比较简单,整个地震破裂只包含一个滑动量较大的区域;④ 这次地震基本上是一次单侧破裂事件,破裂主要朝向西南方向．      

2021年5月21日青海玛多MW7.4地震及余震序列应力降时空分布与孕震环境

2021年5月21日发生在青藏高原巴颜喀拉块体内部的玛多M_W7.4地震是继2008年M_W7.9汶川地震之后在中国陆区发生的最大地震.由于玛多地震发生在板块内部滑移速率较缓慢的次级断裂上,该地震成为研究巴颜喀拉块体内部地震危险性的典型震例.通过计算2021年玛多地震序列中震级大于2.5的地震应力降,我们调查了该地震序列应力释放的时空演化规律.首先,利用已有的青藏高原及其周边地区宽频带Lg波衰减模型,对玛多地震序列产生的地震Lg波观测数据进行了传播路径衰减校正,获得119个地震事件的Lg波震源谱;然后,通过将理论震源函数与观测数据拟合,获得对Lg波标量地震矩、拐角频率和高频下降率的估计;最后,根据标量地震矩和拐角频率计算了2021年玛多地震序列的应力降.结果表明,2021年5月21日玛多地震主震应力降为22 MPa,余震序列的应力降分布范围为0.08~7.5 MPa、中位数为0.39 MPa,平均值为0.88 MPa.应力降与震级具有较强的正相关关系,说明该地区的地震活动可能并不遵从地震自相似理论.换言之,大小地震具有不同的破裂动力学性质.玛多地震序列应力降变化反映了断层面上的应力释放过程具有强烈的非均质性.主震发生之后余震应力降显著降低,但其间仍夹杂着少数具有较高应力降的事件.这些高应力降事件所在区域与主震后破裂面上的闭锁和应力集中区域相对应.

     

Stress drop assessment of the August 8, 2017, Jiuzhaigou earthquake sequence and its tectonic implications*

By using a broadband Lg attenuation model developed for the Tibetan Plateau, we isolate source terms by removing attenuation and site effects from the observed Lg-wave displacement spectra of the M7.0 earthquake that occurred on August 8, 2017, in Jiuzhaigou, China, and its aftershock sequence. Thus, the source parameters, including the scalar seismic moment, corner frequency and stress drop, of these events can be further estimated. The estimated stress drops vary from 47.1 kPa to 7149.6 kPa, with a median value of 59.4 kPa and most values falling between 50 kPa and 75 kPa. The estimated stress drops show significant spatial variations. Lower stress drops were mainly found close to the mainshock and on the seismogenic fault plane with large coseismic slip. In contrast, the highest stress drop was 7.1 MPa for the mainshock, and relatively large stress drops were also found for aftershocks away from the major seismogenic fault and at depths deeper than the zone with large coseismic slip. By using a statistical method, we found self-similarity among some of the aftershocks with a nearly constant stress drop. In contrast, the stress drop increased with the seismic moment for other aftershocks. The amount of stress released during earthquakes is a fundamental characteristic of the earthquake rupture process. As such, the stress drop represents a key parameter for improving our understanding of earthquake source physics.     

2017年九寨沟MS7.0级地震震源过程反演与烈度估计

2017年8月8日,在我国四川省九寨沟县发生一次M_S7.0级地震.在快速响应的基础上,重新筛选远场地震波形资料并收集覆盖震中区的InSAR资料对主震的震源破裂过程重新进行了反演分析,收集震后约13 h的余震震相数据对余震进行了双差定位,并基于此对发震断层的复杂性进行了讨论,提出了有待进一步研究的问题.最后,利用反演得到的有限动态破裂模型对地震烈度进行了估计.