用地震波形资料反演中国大陆六个中强地震的矩张量和震源机制

利用 Helmberger(1968)的广义地震射线理论,研究了利用地震波形资料快速、大量地线性反演国内地震的地震矩张量和震源机制解的新方法,并对近年来先后发生在中国大陆的六个中强地震进行了反演,得到了这些地震的地震矩张量、标量地震矩、断层而解和震源时间函数等参数.     

用地震波形资料反演中国大陆六个中强地震的矩张量和震源机制.

利用 Helmberger(1968)的广义地震射线理论,研究了利用地震波形资料快速、大量地线性反演国内地震的地震矩张量和震源机制解的新方法,并对近年来先后发生在中国大陆的六个中强地震进行了反演,得到了这些地震的地震矩张量、标量地震矩、断层而解和震源时间函数等参数.     

大柴旦-宗务隆山断裂及邻近区域震源机制解计算及分析

青藏高原东北部处于阿尔金断裂、祁连-海源断裂、东昆仑断裂3条巨型走滑断裂所围限的地块,大柴旦-宗务隆山断裂就是这个围限区域内的一个重要的断裂.2003年4月17日在该断裂带附近的德令哈的怀图塔拉乡发生了1次6.8级地震及3次5级左右地震,随后进入约1年的3.5级以上地震平静,2004年5至7月该区域的3.5级以上的地震再次活跃.     

小震震源机制解反演芦山断层倾角

断层的几何形态控制着上盘地层的变形特征,断层运动模型的地球物理与大地测量反演依赖于断层几何参数的给定,而在几何参数中,断层倾角参数对反演结果的影响最为显著.为探索芦山地震与地表同震位移的关系,本文以分布在芦山地震断层周围的地震震源机制解为起算数据,运用地震矩张量理论反演得到芦山地震断层面倾角的平均值为42°.为了进一步精细化断层的几何结构,根据震源机制解分布的差异特征,沿断层走向与断层面宽度方向将其划分成为3×3断层模型.经计算发现断层南段、中段、北段的倾角均随深度增加而减小,在同一深度上,断层中段的倾角小于南段和北段的倾角,在8～12 km深度时,从南到北断层面的倾角分别为66.29°、51.10°、55.22°,在12～16 km深度时,从南到北断层面的倾角分别为44.67°、34.95°、43.40°,在16～20 km深度时,从南到北断层面的倾角分别为42.00°、29.93°、31.11°.分别采用单一平面模型(1×1)与分段分层模型(3×3)计算地表同震位移,发现两个模型的计算结果具有较好的一致性.相对单一平面模型(1×1)而言,分段分层模型(3×3)的计算结果与GPS观测值符合性更好,由此表明本文给出的细化后断层更接近断层的真实形态.     

三峡地区地震震源机制解初步研究

根据三峡与邻近地区实际天然地震数据,利用GMT软件绘制出三峡地区两次地震的震源机制解。绘制出了三峡地区1964年以来地震震中分布情况,以及频率变化。震源机制解以及三峡与邻近地区断层资料显示出该地区受到西藏块体、四川盆地、川滇块体与鄂尔多斯地块的共同挤压作用,三峡及邻区的现今水平构造应力场的主压应力轴为北东东向,是喜马拉雅期构造应力场的继续。近东西向的向东移动显示出该地区可能为青藏高原地幔物质向东"逃逸"的通道之一。根据水库蓄水前后震源机制解资料反映的震源机制变化,认为蓄水对于三峡及邻区应力场在垂向上有一定的影响。     

仙游地震序列中小地震震源机制解特征

利用福建地震台网记录的数字地震波形,采用基于P波初动和S/P振幅比(HASH)方法,反演了2010年8月至2014年12月间发生在福建仙游地区ML2.0级以上地震的震源机制解。结果表明,仙游地震序列中小地震震源机制解一致性较好,其节面走向、倾角及滑动角以及P、T轴优势分布十分明显。节面走向优势方向为北西向,与该区域沙县—南日岛断裂走向一致,震源破裂类型为近直立右旋走滑型。序列的发生主要受控于近南北向主压应力,与福建地区背景应力场方向存在一定差异。分析认为,仙游地震序列的发生主要受控于仙游地区小尺度区域的构造应力场,金钟水库水位变化与序列显著地震活动存在一定相关性,但对仙游地区构造应力场影响不明显。     

2022年青海门源MS6.9地震震源机制解

2022年1月8日,青海门源地区发生M_S6.9地震,本文利用CAP方法反演了主震震源机制解和震源深度。结果显示,断层节面Ⅰ:走向191°/倾角62°/滑动角173°,节面Ⅱ:走向284°/倾角82°/滑动角21°。此次地震为走滑型地震,最佳矩心震源深度约3 km,矩震级为M_W6.7。结合震源机制解和定位结果分析认为,节面Ⅱ可能为实际破裂面,本次地震发生在冷龙岭断裂和托莱山断裂的交汇部位,本次地震与2016年和1986年2次M6.4地震震源机制解不同,显示出该区域复杂的构造背景。      

基于震源机制解分析邢台地震的发震构造

活动断层几何形状的确定为评估一个地区的地震危险性提供重要的理论依据,邢台老震区内构造背景复杂,前人对邢台地震的发震构造展开大量研究,取得丰富成果。通过震源机制节面聚类得到邢台地震发震断层的走向、倾角及其标准差,综合前人研究结果求取发震断层面的平均解;结合区域地壳应力张量,估计该断层的滑动方向及其误差,分析该区域的地震活动危险性。结果表明：邢台地震发震断层的走向为32.45°,倾角为79.44°,滑动角-153.96°,标准差为4.55°。该断层为走向NNE、倾向NWW的高倾角走滑型断层,而非正断性质的新河断裂。区域地壳应力场在断层面上产生的相对剪应力为0.83,相对正应力为0.59。该断层不是最大剪应力的断层面形状,但剪应力强度仍较大,表明该断层在地震能量积累和释放过程中仍起到必不可少的作用。     

四川芦山 MS7．0地震震源机制解

使用中国数字地震台网记录的区域和远震宽频带波形,通过频率域和时间域多步反演,研究四川芦山 MS 7．0地震基于点源模型的震源机制解和有限断层模型。考虑到使用不同波形资料类型、盆地效应及简化的一维速度模型等给反演震源参数带来的影响,经测试比较,结果表明：使用区域波形和本区域简化一维速度模型,波形拟合误差最小。此次地震表现为高倾角纯逆冲型事件矩心在水平方向上位于震中偏南西向约4．5 km,最佳波形拟合矩心深度约17 km,矩震级 MW约6．6。推断此地震大多数能量主要在震源偏南西约4．5 km 处释放。     

海原及周边地区中小地震震源机制解研究

1920年12月16日在宁夏海原地区发生了8.5级大地震。100年来,海原及周边地区地震活动水平仍然较高。利用甘肃、宁夏区域测震台网记录的三分向宽频带数字波形资料,基于CAP方法（Cut and Paste Method）反演了宁夏海原及周边地区2010年1月至2019年12月间M>3.0的16次中小地震的震源机制解。结果显示,海原地区震源机制解以走滑型及走滑兼逆冲型为主,主压应力P轴主要集中在NE向,与区域主压应力方向有较好的对应。通过与哈佛大学中强地震震源机制结果、P波初动地震震源机制结果对比发现,该地区的中小地震震源机制的反演结果与强震震源机制结果有较好的一致性,结果比较可信,表明中小地震震源机制的结果也可以较好地用于区域构造应力场的研究。未来随着烈度速报与预警工程项目的建成,地震台站密度的大幅增加,地震定位精度与台站分布将会得到明显改善,对中小地震震源机制解反演及结果的深入研究具有更加重要的科学意义。     

九寨沟M7.0地震多个震源机制中心解的确定

2017年8月8日21时19分在四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县发生M7.0地震,对该区域造成一定的人员伤亡和财产损失。该地震发生后,多家地学研究机构和研究人员用不同的资料和方法产出了该地震震源机制解。本研究通过收集他们使用的不同资料和方法得出同一地震的多个震源机制解,找出两个震源机制解空间旋转角差别的表达方法,用Levenberg─Marquadt算法使非线性问题转化成线性问题进行迭代求解,求出了该地震的中心震源机制解。     

宁洱地震序列的震源机制解分析

利用云南数字地震台网资料得到宁洱地震序列的主震、5.1级强余震和52个余震震源机制解.分析表明,该地震序列的发震断裂呈NW走向,倾角陡立.在接近水平的近南北向压应力作用下,断裂具有右旋走滑的错动性质.主震、强余震和众多的余震都发生在同一发震断裂上.大量的余震震源机制解结果与主震一致,是地震序列的主要破裂类型,但还存在与主要类型不一致的倾向滑动类型,这可能与余震破裂起始点的微构造控制作用有关,但是它们呈水平向的应力轴与主震的主应力轴一致.NW向断层作右旋走向错动,滑动断层推挤的象限都是逆冲类型的余震,而拉张的象限都是正断层类型的地震.宁洱地震序列的震源机制和周围4次5级以上地震的震源机制相同,表明震源区应力场和区域应力场完全一致,宁洱地震的孕育和发生受区域应力场的控制.     

福建仙游地震序列的震源机制解

2010年8月4日至2013年10月4日福建仙游共记录到地震1209次,其中最大地震为2013年9月4日发生的ML5.0地震。为了加强对仙游地震序列的研究,更好地了解仙游地震的发震构造及震区的区域应力场,本文利用福建数字地震台网宽频带地震记录,采用矩张量反演方法,得到仙游地震序列中ML3.5的6次地震的震源机制解。这6次地震的震源机制解结果较为一致,都为走滑型地震,断层走向为NW向,倾角陡立,主压应力轴方向为近SN向。反演得到的主压应力轴方向与福建地区的区域应力场并不一致,本文认为仙游地震是由位于震区的金钟水库蓄水造成震区应力调整而引起的。     

中国地震台网中心与美国哈佛大学快速震源机制解的对比

收集了2004～2006年中国地震台网中心(CENC)和美国哈佛大学(HRV)对同一地震快速震源机制解的测定结果.比较两个机构不同测定结果的地震震源机制类型;比较两者矩震级结果;计算同一地震不同反演结果的P轴、T轴空间取向差别.比较结果表明,除了少数地震的震源机制类型存在明显差别,震源机制类型一致的事件占总数的63%,中国地震台网中心测定的矩震级比美国哈佛大学测定结果偏小,平均偏差约为0.35.两个机构不同测定结果的P轴、T轴空间夹角分布较分散,在大约30°附近分布频度较大,这可能代表两个机构对同一地震测定震源机制解的一致性参数.     

河南范县及邻区地震精定位及震源机制解分析

选取河南范县及邻区2008年1月~2015年9月M_L≥2.0地震78个,用双差定位法进行重新定位。结果显示,重定位的震中主要沿聊城-兰考断裂带呈NE向分布,较此前更集中。重定位后的震源深度82%位于7~8km,也比此前更集中。在此基础上,用CAP方法研究了该地区2008年以来M_L≥3.0地震的震源机制解。结果显示,节面Ⅰ的14个地震中有11个地震震中分布呈NE向,这与用双差法重新定位后的震中分布方向一致。此外,这14个地震中有9个地震的P轴方位在50°~100°,均值为75°,这与华北地区主压应力方向基本一致。综合分析认为,该区域的地震活动与聊城-兰考断裂有关。     

中国地震震源机制测定结果的比较

在搜集了 1 988年以来 ,地震学家用不同方法和不同资料测定的中国地震震源机制结果 ,包括用地震波形反演得到的地震矩张量、P波初动解和用地形变观测反演的震源参数的基础上 ,计算了同一地震的不同反演结果的滑动矢量之间的夹角、不同反演结果 P,T轴之间的夹角和不同的反演结果给出的地震矩之间的差别 ;并与哈佛 CMT的结果进行比较。结果表明 ,同一地震不同测定结果的滑动矢量之间的夹角分布较分散 ,但优势分布在 2 0°左右 ;不同测定结果的地震矩一般不超过 1倍 ,对应的震级差约为 0 .2 ;中国地震矩张量的测定结果与哈佛矩心矩张量测定结果滑动矢量之间的夹角集中在 0°～ 1 0°。以丽江地震为例 ,讨论了地震震源参数的不同结果对地震“应力触发”中库仑破裂应力计算结果的影响。     

2012年5月3日金塔—阿拉善盟5.4级地震震源机制解

利用甘肃省数字地震台网的波形资料,采用CAP方法反演得到2012年5月3日金塔-阿拉善盟5.4级地震的震源机制解。震源性质为走滑型,断层破裂面为78°,主压应力P轴方向为N32°E,震源深度为9km。