盈江MS6.1地震序列近场横波分裂研究

使用横波分裂系统分析方法(SAM), 对2014年5月30日盈江M_S6.1地震震区内多个近场流动台站记录到的大量波形数据进行横波分裂研究． 研究结果表明, 盈江M_S6.1地震序列的快S波偏振方向为近NS向, 与区域主压应力方向一致． 主震发生后, 由于震源区应力状态的调整, 卡场台(KAC)快S波偏振方向发生逆时针偏转, 勐弄台(MNO)快S波偏振方向离散度减小, 并且由于受到研究区内断裂的影响, MNO台偏振方向较KAC台偏振方向更加离散． KAC台和MNO台的慢S波时间延迟均表现出主震发生前短时间内突然减小, 震后逐渐增大的变化特征, 这意味着临震前震源区地壳应力的释放和震后地壳应力的增强, 预示了后续余震的持续发生． 地震序列时间延迟平均滑动曲线起伏振荡, 表明了余震的发生伴随着震源区地壳应力的不断调整．      

广西龙滩库区地震剪切波分裂研究

利用在龙滩地震观测台网2009年4月至2010年4月记录到的16,452条地震波形数据,采用传统的相关系数法和偏振分析方法,对龙滩库区剪切波分裂特征进行了系统的研究,并讨论了库区范围介质的各向异性特征。研究发现,库区较大区域内地震台站附近的偏振方向主要反映了区域整体应力场的作用方向,但局部构造和断层会控制或影响台站的快剪切波偏振优势方向。归一化1km单位距离上的延迟时间为10～25ms/km,其中距离库坝区较远、水深较浅、蓄水后响应地震活动相对较弱的LIL和XIL台单位距离上的延迟时间在10ms/km左右,而其他台站尤其库坝区附近蓄水后水深较深的则在20ms/km左右,这表明了库水渗透或载荷对库区裂隙状态的影响。研究还发现DPD和GAL台的快慢波延迟时间随水位变化而出现变化,其变化趋势呈现出与水位变化形态基本一致的现象,初步认为是与库区蓄水加载引起的裂隙进水扩张有关。     

龙门山断裂带域上地壳各向异性及其变化

龙门山断裂带上发生了2008年汶川8.0级和2013年芦山7.0级地震,为了研究芦山地震前后该区域地壳各向异性的空间分布和变化,以及较大地震对快剪切波偏振方向造成的影响,本文运用剪切波分裂系统分析方法,结合固定地震台网（2010-01—2017-10）和川西流动地震台阵（2006-10—2009-07）的小震波形数据,得到了龙门山断裂带及邻近地区上地壳各向异性参数.结果表明,慢剪切波时间延迟主要分布在0.65~7.39 ms·km^-1之间,横向上具有不均匀性,地壳20 km以上的介质对各向异性的贡献较大.快剪切波优势偏振方向主要为NW或NWW和NE向,具有明显的分区特性.位于龙门山断裂带附近台站的快剪切波偏振方向自北向南由NWW转变为NW、NE向,在南段又变为NWW、NE向,指示了龙门山断裂带的分段特性是其构造属性.根据得到的有效事件数据,本文使用的49个台站中有19个台站的各向异性参数与反方位角、深度、震级和路径长度等显示出一定的相关性.研究区内的芦山地震及其他较大地震可能影响了局部快剪切波偏振方向.研究表明,更多的有效事件数据将有益于定量分析局部构造应力场和断裂属性的变化情况,从而有益于断裂带地震学特性及地震预测研究.

     

横波分裂裂缝检测方法在川西深层气藏中的应用

由横波分裂原理可知,当横波(或转换横波)在裂缝介质中传播时,横波将分裂成平行裂缝走向的快横波和垂直裂缝走向的慢横波.基于此,求取裂缝走向的问题可以转化为求取快横波的偏振方位角度的问题;由于快、慢横波的传播时差与裂缝发育密度密切相关,因而裂缝发育密度的预测问题可以转化为快、慢横波的传播时差求取问题.根据快、慢横波在径向分...     

云南地区SKS波分裂研究

根据云南数字地震台网和云南流动地震台网的台站,以及中国国家数字地震台网(CNDSN)腾冲台和昆明台,共计47个台站记录到的远震SKS波震相,计算了各个台站下方的各向异性,讨论并分析了各向异性层的深度、厚度、起因,进一步探讨了与青藏高原东南缘地区地球动力学有关的一些问题. 从得到的结果来看,云南北部的各向异性的快波偏振方向呈南北向,逐渐过渡到南部的近东西向,整体来看,有一旋转的趋势. 分析表明各向异性层主要分布于上地幔,时间延迟在0.58～1.88s,厚度在67～216km之间. 青藏高原存在垂直向隆升变形和东西向拉张变形外,地幔物质还向东南运移.     

对大同地震横波分裂的研究

由三分向数字地震仪构成的小孔径流动台网记录了1989年10月山西大同二个强震之后15天内的余震。纵波和横波的尾波在直达波的后续波列中表现得非常明显,估计是由近地表不规则沉积层对地震波的聚焦效应所形成的。由于近地表不规则沉积层的作用,在较宽的离源角的范围内都可以辨认出横波分裂现象。用大范围膨胀各向异性(EDA)裂隙对横波的影响解释了快波偏振的排列方向与区域应力场最大主压应力方向的一致性。对一天中包括一个较大地震以及它前后较小地震形成的系列,用理论到时差数值模拟与实际记录对比的方法,确认了横波分裂到时差在一个较大地震发生前后的上升和下降,用应力导致壳内裂隙随时间的变化对横波传播的作用解释了这种变化。到时差在短时间内发生的迅速变化说明含有EDA裂隙的上地壳对区域应力变化具有快速的弹性响应。     

辽宁1999年MS5.9岫岩地震的剪切波分裂特征s

利用辽宁遥测数字地震台网营口台的地震波形资料,采用高原等剪切波分裂SAM分析方法,对1999年11月29日辽宁省岫岩MS5.9（ML5.3）地震前后的地震序列进行了剪切波分裂分析. 通过对营口台的资料分析表明,快剪切波优势偏振方向为ENE-WSW向,与该地区主压应力方向一致,也与华北区域构造应力场方向一致;平均慢剪切波时间延迟在岫岩地震前显示增加,可能反映了震前的应力积累过程. 营口台的快剪切波优势偏振方向还与小地震活动空间分布走向一致,与活动断层走向相关. 快剪切波偏振的月平均变化直方图也显示,地震前两个月快剪切波偏振方向似乎也有变化,但这个现象还需要更多资料的证实.      

首都圈地区横波分裂与地壳应力场特征

利用宽频带流动地震台阵和首都圈固定台网记录到的近震波形数据,研究了首都圈地区（38.6°N～41.0°N,〖JP〗115.0°E～119.7°E）的横波分裂,给出了快波偏振优势方向的场分布,讨论了首都圈地区的应力场特征. 在此基础上,采用二维线弹性有限元数值模拟方法,探讨了断层不均匀滑动对区域构造应力场的影响. 结果表明：（1）首都圈地区的应力场整体特征表现为NE向的背景应力场和受张家口-蓬莱断裂带控制的NW向的局部应力场;（2）在研究区域的西半部分和中部,最大主压应力方向为NE60°～70°,在唐山大震区及其东部区域,最大主压应力方向近WE向;（3）首都圈地区的局部应力场最大主压应力方向比较一致,基本上都与张家口-蓬莱断裂带走向平行,为120°～130°;〖JP2〗（4）首都圈区域内断层的存在及其郴均匀滑动是研究区内出现大量局部应力场的一个重要原因,张家口-〖JP〗蓬莱断裂带对首都圈局部应力场起着重要的控制作用.      

横波分裂和纵波方位各向异性在油气勘探中的应用

本文首先回顾了横波分裂和纵波方位各向异性应用于油气勘探的发展历程; 在此基础上重点讨论了二者在上地壳中的分布情况、相互关系及应用条件.横波分裂是地震波传播经过裂缝时所独有的横波双折射现象, 40年的科学研究及生产应用表明这一物理现象在上地壳中广泛存在, 并主要存在于近地表1200 m以浅.纵波方位各向异性从浅到深在上地壳中分布差异较大; 应用于检测裂缝时仅对含气裂缝发育区敏感, 对含其他流体的裂缝区不敏感.针对裂缝发育区的预测, 本文利用理论和实验数据分析论证了横波分裂与纵波方位各向异性的关系; 阐明在油气勘探中横波分裂分析与纵波方位各向异性预测裂缝储层须首先消除近地表的影响, 这在一定程度上限制了二者的应用.同时阐明二者的应用还需要满足近地表相对简单、裂缝储层相对较厚等条件; 且需采集非零偏或环形垂直地震剖面(VSP)资料进行标定.即多分量地震数据品质、近地表地震地质条件及储层方位各向异性发育程度是影响横波分裂及纵波方位各向异性应用效果的3个关键因素.

     

基于密集台阵研究龙门山断裂带南段地震空段的地震活动性

2016年12月—2018年4月间布设于汶川、芦山地震之间地震空段的密集监测台阵（LmsSGA）提供了密集的观测数据.通过拾取地震走时、初始定位,计算地方震级,得到了完备性震级为0级的地震目录.更加完备的地震目录为地震空段及周围地震活动的时空分布特征和孕震风险性评估提供了丰富的信息.重定位结果显示地震主要集中于龙门山断裂带深度为5~20 km的孕震层内.地震活动频繁的汶川、芦山主震区,震源的空间分布模式与其早期余震相似,说明两次大地震的区域仍处于缓慢的应力调整阶段.青藏高原物质东向挤出受宝兴、彭灌杂岩阻挡,在两个杂岩体西北侧地震活动频繁.地震活动性分布显示汶川—茂县、映秀—北川断裂上存在一个清晰的长约30 km,宽约20 km的地震活动"空白"区域,与其下方因部分熔融而产生的低速体分布一致,我们推测熔融体的加温作用是导致空段内极低的地震活动性的主要原因.监测时段内仍观测到降雨变化率和地震数量呈反相关关系,再次证实了汶川—芦山地震间地震空段及邻区内季节性降雨对地震活动性存在一定调节作用.综合分析S波速度模型、历史强震活动及b值,我们推断地震空段东部的彭灌断裂中段及周围部分隐伏断层存在发生强震的风险.     

龙门山断裂带中北段大震复发特征与复发间隔估计

汶川MS8.0地震发生在青藏高原东缘著名的龙门山断裂带上,造成了从映秀、北川至南坝长约240km的同震地表破裂带．然而目前关于龙门山断裂带的大震复发特征研究较少．通过地震地质科学考察和断层断错地貌的差分GPS测量,发现第一级河流阶地、河床和河漫滩上的垂直断距大致相当,均代表汶川地震的位错,而第二级河流阶地上的累计位移大致是最新地震垂直位移的2倍．利用断错地貌、地震矩率和滑动速率3种方法,分别估算了龙门山断裂带大地震的复发间隔．结果表明:龙门山断裂带中北段可能发生与汶川大地震相当的地震,大震复发符合特征地震模型;大震复发间隔为3000——6000a．该结果可为龙门山断裂带的大震预测和地震危险性评价等研究提供重要的定量数据．      

龙门山断裂带的贝尼奥夫应变分析

基于2011—2020年在龙门山地区发生的地震,分3个区段估算累积贝尼奥夫应变。结果表明,龙门山北段对九寨沟M_S7.0地震存在阶跃,震后一年内累积贝尼奥夫应变抬升量约为2 000×10~8;龙门山中段对芦山M_S7.0地震存在明显阶跃,震后一年内累积贝尼奥夫应变抬升量约为5 300×10~8。由此可以认为,龙门山中段与芦山地震有较高关联度,而其北段与九寨沟地震的关联度次之。这个抬升量是该区域构造运动与对应地震关联度的一个描述,这对于研究地震的动力源、孕震构造及发震机理有参考意义。另外,对累积贝尼奥夫应变时变斜率的研究结果还表明,累积贝尼奥夫应变的时变斜率在邻近地震前均存在降低的现象,这可能是震前应力松弛过程的表现,但这仅是一个初步研究,对其机理以及可否成为大地震孕育指标等问题还需要对更多震例作进一步研究。     

龙门山断裂带南段应力状态与强震危险性研究

龙门山断裂带可分为南段、中段和北段,2008年汶川M8.0级地震发生在该断裂带中-北段. 龙门山断裂带南段是否存在发生强震的危险性倍受关注. 利用1977—2012年四川区域地震台网资料,获得了龙门山断裂带南段的地震活动性参数b值图像以及汶川地震前、后b值的差值Δb图像. 同时,根据宽频带数字地震波形资料,计算了2007年以来南段及附近区域ML≥3.8级地震的视应力. 结果表明,2008年汶川地震后,龙门山断裂带南段天全—芦山、泸定和宝兴北部等区域应力增强,而靠近汶川余震区南端的大邑地区应力水平降低. 天全至宝兴段应力水平相对较高,具有发生中-强地震的条件. 鲜水河断裂带康定以南段应力水平低,短期内发生强震的可能性较小.     

龙门山断裂带地壳结构的三维建模

为了实现龙门山区域地质信息的科学管理与共享,推动该区域地球物理资料的统一管理,本文在整理现有二维地球物理探测数据的基础上构造了龙门山断裂带区域的三维地壳结构模型,并结合实测的布格重力异常数据对模型进行了分析。结果表明,地层模型正演的整体重力场与实测布格重力异常基本吻合,初步证明该模型的正确性。局部重力场显示:在该模型的尺度下,沉积层对整体重力场的变化贡献较小;中上地壳有不同程度的隆起和坳陷,与前人研究所揭示的低速异常体吻合;地幔表现为规则的自西北至东南单调上升的重力异常梯度带,与前人反演结果的趋势一致,从而证明了模型的可靠性。最后在重力资料约束下对模型进行了反演,进一步修正了模型。      

汶川地震前龙门山断裂带闭锁程度和滑动亏损分布研究

利用1999—2007期GPS水平速度场数据,采用Defnode负位错反演程序估算了龙门山断裂在汶川地震前的闭锁程度和滑动亏损分布,结合龙门山断裂带附近地表水平应变率场结果,综合分析了震前地壳变形特征.反演结果表明,震前龙门山断裂中北段处于完全闭锁状态,闭锁深度达到21 km(闭锁比例0.99)左右,垂直断层方向的挤压滑动亏损速率约为2.2 mm/a,平行断层方向的右旋滑动亏损速率约为4.6 mm/a.龙门山断裂南段只有地表以下12 km闭锁程度较高(闭锁比例0.99),垂直断层方向滑动亏损速率约为1.4 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为4.6 mm/a;在12~16 km处闭锁比例约为0.83,垂直断层方向滑动亏损速率约为1.2 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为3.8 mm/a;在16~21 km处闭锁比例约为0.75,垂直断层方向滑动亏损速率约为1.1 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为3.5 mm/a.在21~24 km处整条断裂均逐步转变为蠕滑.上述反演结果与区域应变计算获得的龙门山断裂带中北段整体应变积累速率较低、南段应变积累速率较高相一致,均表明中北段闭锁程度高、南段闭锁程度稍低,该特征可以较好地解释汶川地震时从震中向北东向单向破裂现象.     

剪切波分裂与地震预测

地震剪切波分裂（SWS）可用来监测饱和流体微裂纹岩石的细微形变。本文报告了由小地震记录到的剪切波分裂系统性变化的证据,通过监测震前的应力积累可预测即将发生的大震的时间和震级。通过对冰岛西南部的M1．7级震群事件到台湾Ms7．7级集集地震等15个震例（其中包括成功预测的冰岛西南部的M5．0地震）的剪切波分裂研究,可以看到预测效果。大地震发生前观测到剪切波分裂时间延迟会明显增加,而临震前短时间内时间延迟会突然下降。研究表明,震级与临震前这种时间延迟增加的持续时间和减小的持续时间的对数都具有线性相关。然而,作为日常应力预测常缺乏适当的持续小震群。可靠的地震预测需要应力监测站（简称SMS）中采用毗邻钻孔中的可控源井间地震技术。利用应力监测站的全球网络实时应力预测世界范围破坏性地震是非常可能的。     

汶川地震前龙门山断裂带闭锁程度和滑动亏损分布研究

利用1999—2007期GPS水平速度场数据,采用Defnode负位错反演程序估算了龙门山断裂在汶川地震前的闭锁程度和滑动亏损分布,结合龙门山断裂带附近地表水平应变率场结果,综合分析了震前地壳变形特征.反演结果表明,震前龙门山断裂中北段处于完全闭锁状态,闭锁深度达到21 km(闭锁比例0.99)左右,垂直断层方向的挤压滑动亏损速率约为2.2 mm/a,平行断层方向的右旋滑动亏损速率约为4.6 mm/a.龙门山断裂南段只有地表以下12 km闭锁程度较高(闭锁比例0.99),垂直断层方向滑动亏损速率约为1.4 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为4.6 mm/a;在12~16 km处闭锁比例约为0.83,垂直断层方向滑动亏损速率约为1.2 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为3.8 mm/a;在16~21 km处闭锁比例约为0.75,垂直断层方向滑动亏损速率约为1.1 mm/a,平行断层方向滑动亏损速率约为3.5 mm/a.在21~24 km处整条断裂均逐步转变为蠕滑.上述反演结果与区域应变计算获得的龙门山断裂带中北段整体应变积累速率较低、南段应变积累速率较高相一致,均表明中北段闭锁程度高、南段闭锁程度稍低,该特征可以较好地解释汶川地震时从震中向北东向单向破裂现象.     

Fault geometrical model of Dujiangyan section in Longmenshan fault zone

The focal mechanism solution on the seismic fault plane can reflect the geometric and kinematic characteristics of faults, and it is an important way to further study the fine structure of fault plane. From the focal mechanism solution of the earthquakes around the Dujiangyan fault in Longmenshan fault zone, we derived the average dip angle of Dujiangyan fault is 45.1° based on the seismic moment tensor theory. In order to refine the fault geometry structure, this paper decomposed it into multiple sub-fault planes along the length and width of the fault plane and forms a number of models A13, B13, A23 a, A23 b, A23 c, B23 a,B23 b and B23 c, then calculated the sub-fault's dip of each model. In order to clarify exactly which one of the fault models is closest to the real fault model, the fault slip was carried out for each model in turn, then compared the surface displacement of each model with GPS observations. The results show that B23 c model with high dip in shallow and small dip in deep is the best model, the lengths of each subfault of Dujiangyan fault from south to north are 33 km, 21 km and 46 km, respectively. When the depth of the fault bottom is about 11 km, the dip angles are 70.56°, 67.41° and 45.55°.When the depth of the fault bottom is about 30 km, The fault dip angles are 44.55°, 29.18° and 44.25°.     

龙门山断裂带东北段现今地应力环境研究

2008年5月12日汶川Ms8.0级地震后,为了解发震断裂附近地应力分布特征,于2009年10月-12月期间,在龙门山断裂带东北段江油、北川地区3个200 m钻孔中开展水压致裂地应力测量工作;本文首先依据研究区域内3个200m钻孔的水压致裂地应力测量结果,分析了汶川8.0级地震发生1年后,龙门山断裂带东北段附近现今地应力状态分布特征;其次,基于龙门山断裂带基础地质、地球物理等研究资料,采用线弹性有限元模拟方法,运用ANSYS有限元模拟软件,模拟得到了地震后研究区内现今地应力状态;再次,综合研究区内地应力测量结果和应力场的三维有限元数值模拟结果,揭示了断裂带附近江油～北川剖面现今应力场的变化规律;文章最后探讨了龙门山断裂带东北段江油和北川地区的地震危险性.