USGS地震目录中4～5级震源深度异常地震可靠性初步研究:以南北地震带若干地震为例

在南北地震带地区,USGS全球地震目录中存在一些震源深度大于30km的地震.这些地震的震源深度是否可靠,对于研究这一地区的孕震机制、岩石圈强度和构造演化等科学问题具有重要意义.本文以南北地震带2012年发生的5个4~5级地震为例,利用区域地震台网的波形数据,基于sPL深度震相、短周期瑞利面波以及CAP等独立方法测定了其震源深度.结果表明:sPL深度震相和CAP方法给出的震源深度比较一致,差别小于2~3km,能够得到比较可靠的震源深度;短周期瑞利面波及其与P波振幅比也确定了地震震源深度较浅的特征.本文研究结果显示:宁夏会宁4.7级、云南富民4.8级和四川会东4.7级地震的震源深度约为8~12km左右,仍为发生于上地壳的地震,USGS地震目录给出的30km甚至更深的震源深度存在明显偏差;对于四川隆昌4.6和4.9级地震,本文给出的震源深度为1~2km,属于极浅源地震,USGS地震目录给出的10km和35km的震源深度结果尚需进一步改进.     

福建台网接入台湾台站对定位台湾中深源地震精度影响分析

福建台网负责监测中国台湾地区地震。对于中深源地震使用何种定位方法能获得较好的地震参数,这直接影响到地震定位精度。利用JOPENS系统中交互分析软件MSDP提供的定位方法,对同一地震进行两次定位,即不使用和使用接入的台湾台站,将福建台网得出的两次结果与中国台湾公布的地震参数进行对比,分析定位精度,进而找出适用于台湾地区中深源地震的定位方法,以便进一步判断在地震速报中使用这些台站进行辅助定位的可行性,并给出相关的操作方法及建议。     

2014年11月22日康定M6.3级地震序列发震构造分析

2014年11月22日在NW向鲜水河断裂带中南段四川康定县发生M6.3级地震,11月25日在该地震震中东南约10km处再次发生M5.8级地震.基于中国国家数字地震台网和四川区域数字地震台网资料,采用多阶段定位方法对本次康定M6.3级地震序列进行了重新定位;利用gCAP(generalized Cut And Paste)矩张量反演方法获得了M6.3和M5.8级地震的震源机制解与矩心深度,分析了本次地震序列的发震构造,并结合历史强震破裂时空分布和2001年以来小震重新定位结果,对鲜水河断裂带中段强震危险性进行了初步探讨.获得的主要结果如下:(1)M6.3级主震震中位于101.69°E、30.27°N,震源初始破裂深度约10km,矩心深度9km;M5.8级地震震中位于101.73°E、30.18°N,初始破裂深度约11km,矩心深度9km.gCAP矩张量反演结果揭示这两次地震双力偶分量占主导,M6.3级地震的最佳双力偶解节面Ⅰ走向143°/倾角82°/滑动角-9°,节面Ⅱ走向234°/倾角81°/滑动角-172°.M5.8级地震最佳双力偶解节面Ⅰ走向151°/倾角83°/滑动角-6°,节面Ⅱ走向242°/倾角84°/滑动角-173°.依据余震分布长轴展布与断裂走向,判定节面Ⅰ为发震断层面,M6.3和M5.8级地震均为带有微小正断分量的左旋走滑型地震.(2)序列中重新定位的459个地震平均震源深度约9km,地震主要集中分布在6~11km深度区间,余震基本发生在M6.3和M5.8级地震震源上部.依据余震密集区展布范围,推测本次康定地震的震源体尺度长约30km、宽约4km、深度范围约6km.M6.3级主震震源附近的余震稀疏区可能是一个较大的凹凸体(asperity),在主震中能量得以充分释放.(3)最初3天的余震主要分布在M6.3级地震NW侧;而M5.8级地震之后的余震主要集中在其震中附近.M6.3级地震以及最初3天的绝大部分余震发生在倾角约82°近直立的NW走向色拉哈断裂上;M5.8级地震与其后的多数余震发生在倾角约83°近直立的NW走向折多塘断裂北端走向向北偏转部位,M5.8级地震可能是M6.3级地震触发相邻的折多塘断裂活动所致.(4)康定M6.3与M5.8级地震发生在鲜水河断裂带乾宁与康定之间的色拉哈强震破裂空段,本次地震破裂尺度较小,尚不足以填补该强震空段.色拉哈段以及相邻的乾宁段7级地震平静时间均已超过其平均复发周期估值,未来几年存在发生7级地震的危险.康定M6.3级地震序列基本填补了震前存在于塔公与康定之间的深部小震空区,未来强震发生在塔公至松林口段深部小震稀疏区内的可能性很大.     

福建仙游ML5.0级地震波形分析

2013年9月4日,福建仙游发生ML5.0级地震,这是福建数字地震台网建成以来记录到的该区域最大地震.本文就此次地震的记录波形进行分析,结果表明：仙游ML5.0级地震的震相出现规律符合一般近震记录特征;在波形中分析出sPn震相,并据此测定地震的震源深度为11.1 km,与Hyposat方法测定结果一致;用初至首波估算出震区的地壳厚度约为25.2 km.     

用接收函数方法研究汶川和芦山地震之间未破裂段的地壳结构

芦山与汶川地震之间存在约40 km的地震空区.震源区和地震空区的深部构造背景的研究对深入了解中强地震的深部孕育环境及地震空区的地震活动性具有重要科学意义.利用本小组布设的15个临时观测地震台以及21个芦山科考台站和21个四川省地震局固定台站记录的远震数据,用H-K叠加方法得到各个台站的地壳厚度和平均泊松比,并构建了接收函数共转换点(CCP)偏移叠加图像以及反演得到台站下方的S波速度模型.我们的结果揭示了震源区和地震空区地壳结构特征差异:(1)汶川震源区的地壳平均泊松比为~0.28;芦山震源区为~0.29;而地震空区处于泊松比变化剧烈的区域;(2)汶川地震与芦山地震的震源区以西下方的Moho面呈现深度上的突变(这与前人的研究成果基本一致),分别从~44 km突变到~59 km,~40 km突变到~50 km,而地震空区地壳平均厚度呈现渐变性变化;(3)地震空区Moho面下凹且具有低速的上地壳.综合一维S波速度结构和H-k以及CCP的初步结果,这可能显示汶川地震的发震断裂在深部方向上向西倾斜并形成切割整个地壳的大型断裂;芦山地震则可能是由于上、下地壳解耦引起的;而地震空区处于两种地震形成机制控制区域的过渡带中.     

1303年山西洪洞8级地震震源断层研究

1303年在山西洪洞附近发生的8级巨大地震, 是中国根据现存较为详细的文献记载史料所确定的最早的一次8级地震。 这次地震距今已有700多年的历史, 而地震所在区域至今仍有持续不断的小地震活动。 本文根据地震破裂区1981年至2013年的中小地震精定位地震目录, 采用震源断层面拟合方法, 反演得到了1303年山西洪洞地震的震源断层面参数: 走向19.3°、 倾角88.5°、 滑动角-170.0°。 断层面长75.5 km, 宽26.2 km, 深度为地下11.12 ～37.35 km。 将地震破裂区的地震精确定位资料以近东西向的洪洞断裂为界划分为地震北段和地震南段, 分段进行地震震源断层拟合, 反演得到洪洞地震北段震源断层面参数: 走向13.7°、 倾角76.6°、 滑动角-157.6°。 断层面长32.7 km, 宽21.7 km, 深度为地下11.97～32.86 km; 南段震源断层面参数: 走向20.3°、 倾角87.1°、 滑动角-154.6°。 断层面长45.9 km, 宽16.6 km, 深度为地下9.32 km～25.50 km。 无论是分段还是不分段, 反演得到的洪洞地震震源断层均是右倾的近直立断层, 属于右旋走向滑动性质。 分段计算得到的地震北段震源断层深度比南段更深, 将反演得到的震源断层与临汾盆地深部构造最新研究成果进行了分析对比, 北段震源断层深度及倾角大小与深地震剖面推测得到的深大断裂几乎相同。 震源断层在地表的投影与洪洞地震的高烈度区能够较好地对应。     

福建地区地震震源深度特征的统计分析

根据福建数字地震台网记录的地震震源深度资料, 统计分析了1998年7月至2008年6月期间福建及邻区M_L≥1.0并有震源深度参数且观测精度为1类地震1431次。 采用0.4°×0.4°网格和以0.2°为滑动步长, 统计了网格内地震的平均深度, 并绘制了平均深度等值线图。 分析结果表明: ① 福建地区地震震源深度总体上呈现东南深、 西北浅的特征, 东南沿海地区平均震源深度大于14 km, 西北地区平均震源深度小于10 km; ② 平均震源深度等值线展布大致呈NE向, 在福建南部地区平均震源深度在沿NE向展布基础上, 还受到NW向断裂控制, 断裂构造通过的地区平均震源深度相对较深; ③ 福建地区地震动力成因与中国大陆其他地区有所不同。     

福建历史地震与地震灾害特征史料分析

以中国地震学会历史地震专业委员会2005年复核审定的“福建省历史强震简目”为基础,将收集到的强震参数与“福建省志·地震志”的记载进行比较分析,找出差异,建立统计对比表,突出历史大地震的参数、地震影响和地震灾害特征,并就历史地震资料的修订和使用提出看法,充分认识和反映该地理区域真实的历史地震活动和震害影响,为福建地区历史...     

利用小震重新定位结果研究河北文安地震前地震活动三维空间特征

利用首都圈地区小震重新定位结果, 研究了2006年7月4日河北文安5.1级地震前地震活动特征, 结果表明: ① 文安地震前5年, 河北平原带中段M_L≥3.0地震活动出现明显的增强(持续43个月)—平静(持续17个月)特点, 蠕变曲线表现为加速—转平; ② 震前4年, 在15～20 km深处存在一个纬向长约70 km、 经向长约90 km的三维空区, 文安地震的起始破裂点位于该三维空区的下部边缘; ③ 2003年4月～2004年10月, 平原带中段M_L≥2.0地震震源深度从10 km的浅处逐渐增加到30 km左右的深处, 在此过程中, 中下地壳(20～30 km深度范围内)地震活动显著增强。     

The lessons from the Simushir earthquakes of November 15, 2006 (M w 8.3) and January 13, 2007 (M w 8.1)

According to S.A. Fedotov’s long-term earthquake forecast, the Middle Kuril Is. has long (since 1965) been a likely location for the next M ≥ 7.7 earthquake, i.e., a seismic gap. The present study integrates seismological, geological, and geophysical data to assess the earthquake potential of the gap prior to November 15, 2006. Seismological data were used to carry out a comparative analysis of 3D seismic energy density for three zones of the Kuril region. The density for the Middle Kuril Is. turned out to be twice as small as that for the North Kuril Is. and nearly six times as small as that for the South Kurils. Various parameters of the seismic process for the Kuril region have been estimated in quantitative terms. It is shown that the rate of completely reported (M ≥ 6) earthquakes occurring down to 70 km depth in the Middle Kuril Is. is approximately three times as small as that for the entire Kuril arc. Increased heat flow was recorded there (up to 100 mW/m²). The top of the high conductivity layer is shallower (at a depth of 100 km). The trends of major faults and other seismotectonic features have been taken into account. Based on these data (prior to November 15, 2006), the previous conclusion about the low seismic activity of the Middle Kuril Is. was corroborated. Two great earthquakes occurred in the region on November 15, 2006 (M _w = 8.3) and January 13, 2007 (M _w = 8.1) with subsequent tsunami waves. The erroneous inference as to low seismic activity was related to the fact that the seismic cycle in the Middle Kuril Is. may be as long as 150–200 years. We come to the conclusion that an analysis of the level of seismic activity for the region should start with the construction of standardized recurrence curves and determining the magnitude of the maximum possible earthquake.     

基于sPL震相测定山西地区的震源深度

本文利用sPL震相计算了山西及周边地区50 km之内的39次ML≥3.0地震的震源深度。结果显示:震源深度分布在6~30 km,优势震源深度为11~25 km,呈现出山西北部地震的震源深度比中、南部浅的趋势。将本文得到的39个地震的震源深度与中国地震台网中心统一编目的深度结果相比较,发现除极个别的地震事件外,两种方法得出的深度结果差值不大。     

渤海地震活动特征

渤海是我国东部陆缘海湾地震活动性最高的地区。研究渤海的地震活动特征,对探讨我国沿海地震的成因、沿海现代地质构造活动性质以及海洋石油开发都有一定意义。本文研究了渤海的历史地震资料,除中国大地震目录已发表的地震外,本文新增补了2次6—61/2级地震和3次5级左右地震。讨论了1969年渤海大地震的震源深度,大地震目录给出的深度为35公里(位于地壳以下)。根据其他作者的最新测定的结果和作者等人重新测定的微震震源深度,认为1969年渤海大地震的震源深度为25公里较合适,渤海地震都位于地壳以内。渤海地震活动的时间分布与华北地震区完全一致,渤海地震是华北地震区的一部分。渤海内部的现代构造运动是以水平构造应力场作用下的走滑运动为主要特征。渤海地震活动与北北东向的郯庐断裂的右旋走滑活动以及与其共轭的北西西断裂的左旋走滑活动有关。     

2011年9月10日瑞昌—阳新4.6级地震的震源破裂特征与区域强震危险性

基于区域数字地震台网记录,采用HYPODD方法精确定位了2011年9月10日瑞昌—阳新地震序列的震源位置,采用CAP方法反演得到了4.6级主震的震源深度和震源机制解,并结合区域深度震相sPg、PmP和sPmP对主震震源深度进行了进一步确定,随后探讨了这次地震的震源破裂特征和所在区域的强震危险性.结果显示:瑞昌—阳新4.6级地震的震源深度为15±2 km,震源机制解为节面Ⅰ走向30°,倾角86°,滑动角-169°,节面Ⅱ走向299°,倾角79°,滑动角-4°,发震构造为郯城—庐江断裂带往震区延伸隐伏的瑞昌—武穴断裂;本次地震发生在长江中下游断块东部,所在区域的5.5级以上地震具有明显的成组活动特征,近期显著地震集中发生在郯城—庐江断裂带南段及其分支断裂上,地震能量有加速释放的趋势,未来十年左右该区域存在发生6级左右强震的可能性.     

EARTHQUAKE LOCATION AND VELOCITY STRUCTURE IN YIBIN AREA,SICHUAN

Small earthquakes have been recorded in Yibin area, Sichuan Province since 1970, the frequency and intensity of seismicity have shown an increasing trend in recent ten years, and the earthquakes are distributed mainly in Changning, Gongxian and Junlian areas. Based on the seismic data from January 2008 to May 2015 recorded by Sichuan and Yunnan regional networks and Yibin local network, seismicity analysis, precise location and velocity structure inversion for earthquakes in Yibin area are carried out, the three-dimensional spatial distribution of seismic activity and the velocity structure at different depths in this region are investigated, trying to analyze the seismic activity law and seismogenic mechanism in Yibin area. The earthquake relocation result shows that the spatial cluster distribution of earthquakes is more obvious in Yinbin area, the earthquakes are concentrated in Changning-Gongxian and Gongxian-Junlian regions. The seismic activity presents two dominant directions of NW and NE in Changning-Gongxian region, and shows asymmetric conjugate distribution, the long axes of NW-trending and NE-trending seismic concentration area are about 30km and 12km respectively, and the short axes are about 5km. There is a seismic sparse segment near Gongxian, the frequency and intensity of seismicity in the southeast side are obviously higher than that in the northwest side, and the earthquakes with larger magnitude are relatively deep, the focal depth is gradually shallower with the distance away from Gongxian. Seismic activity is sparse in the west and dense in the east in Gongxian-Junlian region, the predominant direction of earthquakes in the seismic dense area of the eastern segment is NE. Seismic activity extends in opposite direction in the easternmost part of the two earthquake concentrated area. The P-wave velocity structure at different depths in the study area is obtained using joint inversion method of source and velocity structure. In view of the predominant focal depth in this region, this paper mainly analyzes the velocity structure of the upper crust within 10km. Within this study area, the P-wave velocity of earthquake concentration areas is relatively high within 10km of the predominant focal depth, especially in the northwest of Gongxian and eastern Junlian area, the P-wave velocity on the southeast of Gongxian increases gradually with depth, especially at 6km depth. These high-velocity zones are generally related to brittle and hard rocks, where the stress is often concentrated. Comparing earthquake distribution and velocity structure, seismic activity in this area mainly occurs in high-low velocity transition areas, the inhomogeneity of velocity structure may be one of the factors controlling earthquake distribution. The transition zone of high and low velocity anomalies is not only the place where stress concentrates, but also the place where the medium is relatively fragile, such environment has the medium condition of accumulating a large amount of strain energy and is prone to fracture and release stress.     

闽粤赣交界区地震震源位置及速度结构研究

采用震源位置及速度结果的联合反演方法确定闽粤赣交界区(24°~26.5°N,114°~117.8°E)地震的震源位置以及震源区速度结构。结果显示:1闽粤赣交界区地震震源平均深度随震级增大而加深的特征明显,即地震震级越大,震源深度越深,但平均深度不超过15 km;越靠近沿海,地震震源深度有加深的趋势。2通过对河源地区、邵武-河源断裂带中段(寻乌-瑞金)区域、政和-大浦断裂带中段(漳平附近)区域以及闽粤近海区域地震剖面研究,发现地震多发生于高低速异常结合部位。     

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5～20km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30km,宽约20km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.     

关于网外地震的定位问题--利用福建区域数字地震台网资料测定台湾地震震源位置

针对地壳内部的网外地震震源的定位问题，由震相组合成不同的方程组，利用均值寻查定位法迭代求解。在选取地球物理参数模型时，考虑了台湾地震部门定位时所用的模型和华南地区地震走时表等。利用福建数字地震台网记录到的绕射波Pn、Sn的到时资料，通过定位程序测定了134个位于台湾区域的壳内地震的震源位置。测定结果与台湾地震部门在其网址上公布的结果进行比对．平均震中位詈相差9km．震源深度相差8km．     

Elevation of the olivine-spinel transition in subducted lithosphere: Seismic evidence

The top of the olivine-spinel phase change in subducted oceanic lithosphere can be located by the travel times of seismic waves which have propagated through the slab. P-wave travel-time residuals from deep earthquakes in the Tonga island are observed at Australian seismic stations are grouped according to the depth of the earthquake. The change in mean residual with a change in earthquake depth is related to the velocity contrast between slab and normal mantle at that depth. The curve mean residual versus earthquake depth displays a region of markedly increased slope between earthquake depths of about 250 and 350 km. The most probable explanation of this observation is an elevation by 100 km of the olivine-spinel phase change within the relatively cooler slab. No evidence was found for vertical displacements within the slab of any deeper phase changes.A temperature contrast between slab and normal mantle of about 1,000°C at 250 km depth is implied. This finding confirms current thermal models for subducted lithosphere but is inconsistent with the global intraplate stress field unless only a few percent of the negative buoyancy force at subduction zones is transmitted to the surface plates.     

2000年姚安地震的震源参数

根据近场小孔径观测台网记录的余震序列资料，研究了2000年1月15日云南姚安MS6.4地震序列的地震物理过程. 用地震标定律关系估算主震的地震矩M0=1.58×1018N·m，矩震级MW=6.0，平均位错=0.63m，断层长度L=16.6km，断层宽度W=5.6km. 余震序列的高精度定位结果和能量分布走向，很好地证实了主震的断层破裂走向为N50°W，震区马尾菁断裂为主震发震构造，断层错动性质以右旋走滑为主. 用横波记录资料及波谱分析方法估算出余震的震源参数: 地震矩范围为1010～1016N·m，震源破裂半径a为80～500m，地震应力降范围为0.01～9.5MPa. 较大应力降(Δσ>1.0MPa)沿主断层线性排列，大应力降(Δσ>2.0MPa)与ML≥3.0级地震相关. 余震能量释放和高应力降的地震多发生在6.0～11km的深度范围，说明在这一深度范围内最大程度地集中了地壳中的应力.     

A seismic gap on the Anninghe fault in western Sichuan,China

Through integrated analyses of time-varying patterns of regional seismicity, occurrence background of strong and large historical earthquakes along active faults, and temporal-spatial distribution of accu- rately relocated hypocenters of modern small earthquakes, this paper analyzes and discusses the im- plication of a 30-year-lasting seismic quiescence in the region along and surrounding the Anninghe and Zemuhe faults in western Sichuan, China. It suggests that the seismic quiescence for ML≥4.0 events has been lasting in the studied region since January, 1977, along with the formation and evaluation of a seismic gap of the second kind, the Anninghe seismic gap. The Anninghe seismic gap has the background of a seismic gap of the first kind along the Anninghe fault, and has resulted from evident fault-locking and strain-accumulating along the fault during the last 30 years. Now, two fault sections either without or with less small earthquakes exist along the Anninghe fault within the An- ninghe seismic gap. They indicate two linked and locked fault-sections, the northern Mianning section and the Mianning-Xichang section with lengths of 65 km and 75 km and elapsed time from the latest large earthquakes of 527 and 471 years, respectively. Along the Anninghe fault, characteristics of both the background of the first kind seismic gap and the seismicity patterns of the second seismic gap, as well as the hypocenter depth distribution of modern small earthquakes are comparable, respectively, to those appearing before the M=8.1 Hoh Xil earthquake of 2001 and to those emerging in the 20 years before the M=7.1 Loma Prieta, California, earthquake of 1989, suggesting that the Anninghe seismic gap is tending to become mature, and hence its mid- to long-term potential of large earthquakes should be noticeable. The probable maximum magnitudes of the potential earthquakes are estimated to be as large as 7.4 for both the two locked sections of the Anninghe fault.