综合近震及远震波形反演2006文安地震（Mw5.1）的震源机制解

2006年7月4日,在距离北京100 km左右的文安地区,发生了Mw=5.1级地震,引起了北京地区的强烈震感.为了更好的认识区域构造,我们利用近震及远震波形反演的方法得到了此次文安地震的震源机制.选择了北京数字地震台网的9个地震台,震中距小于600 km,台站的方位角覆盖较好.为了更好地利用信号相对较弱的P波信号,对于一个地震记录,本文分别截取出P波和面波两个部分,分别给予不同的权重进行反演,结合格点搜索的方法,得到了与记录P波及面波三分量对应较好的地震的方位角、倾角和滑移角.同时考虑到北京西北地区地壳较厚,本文在利用F-K方法计算近震理论波形的时候,对不同的方位角,采用了不同的地壳速度模型.随后结合远震信号中的直达P、pP、sP波形得到了分辨率较高的地震震源深度.反演结果表明,此次文安地震是一个较为典型的走滑型地震,方位角为210°,倾角80°,滑移角-150°,地震的深度为14～15 km,地震的震级为(Mw-5.1).反演结果与断层的几何分布、余震分布及北京地区北北东向应力场有很好的一致性.     

综合近震及远震波形反演2006文安地震(Mw5.1)的震源机制解

2006年7月4日,在距离北京100 km左右的文安地区,发生了M_w=5.1级地震,引起了北京地区的强烈震感.为了更好的认识区域构造,我们利用近震及远震波形反演的方法得到了此次文安地震的震源机制.选择了北京数字地震台网的9个地震台,震中距小于600 km,台站的方位角覆盖较好.为了更好地利用信号相对较弱的P波信号,对于一个地震记录,本文分别截取出P波和面波两个部分,分别给予不同的权重进行反演,结合格点搜索的方法,得到了与记录P波及面波三分量对应较好的地震的方位角、倾角和滑移角.同时考虑到北京西北地区地壳较厚,本文在利用F-K方法计算近震理论波形的时候,对不同的方位角,采用了不同的地壳速度模型.随后结合远震信号中的直达P、pP、sP波形得到了分辨率较高的地震震源深度.反演结果表明,此次文安地震是一个较为典型的走滑型地震,方位角为210°,倾角80°,滑移角-150°,地震的深度为14~15 km,地震的震级为(M_w=5.1).反演结果与断层的几何分布、余震分布及北京地区北北东向应力场有很好的一致性.     

2003年8月16日赤峰地震：一个可能发生在下地壳的地震？

利用宽频带远震数字地震记录,计算赤峰台下方接收函数,得到了MOHO面深度为34~35 km,并结合CRUST2.0模型等前人工作成果得到了赤峰地区的速度结构.我们以此速度结构作为模型,利用中国国家地震台网（CDSN）5个台站的宽频带地震数据,采用CAP方法反演2003年8月16日赤峰地震震源机制解并初步确定震源深度;再利用IRIS 9个台站远震体波数据,通过对比理论计算和观测记录的方法进一步精确确定震源深度并验证反演得到的机制解,得出此次地震矩震级为5.2,震源机制解为：节面I：315°/64°/19°,节面II：216°/74°/152°,震源深度为25±2 km,已深达下地壳.本文初步讨论了这样的发震深度所对应的可能发震机理和岩石物理特征,认为赤峰地区的下地壳处于相对低温的状态.     

地震自动定位的综合解决方案

针对已有两类地震自动定位方法各自的优点和限制，提出了综合利用这两类方法以形成一个统一系统的方案，希望以此提高地震自动定位能力。该方案的基本流程是：利用波形相关方法在连续地震波形上检测出地震事件并初定其震源位置和发震时刻；利用初定的震源位置和发震时刻，预测各台站各震相的到时；以预测的各震相到时为参考点，利用单台波形(单道或三分向)在该参考点附近精确测定震相到时；利用修定后的震相到时测定震源位置和发震时刻；根据震中距判定地震类型(地方震、近震、远震)，在预期的波形段自动测定波形最大振幅和相应周期，进而测定相应类型的震级(ML、Ms或mb)。     

地核界面波在微城仪上的体现及应用

利用南平台ＤＤ－１地震仪所记录到地核界面反射波ＰｃＰ、地核界面反射转换波ＳｃＰ、ＰｃＳ测定震源深度。结果表明,用这些震相测定地震震源深度,提高了台站测定远震震源参数的精度     

上海地震台阵的地震定位方法

详细介绍了上海地震台阵数据处理软件系统中的地震定位方法，用台阵的聚束方法得到地震的方位角和视慢度，根据统计得到的视慢度－震中距表推算震中距。并结合了地震台网的定位方法，由单台记录的各类主要震相从J－B走时表得到震中距，然后进行地震定位。该定位方法可对近震、远震进行定位处理，并由深震相得到震源深度。     

利用深度震相确定芦山地震主震及若干强余震的震源深度

通过收集芦山地震主震的远震波形记录,利用pP深度震相的动校正叠加法对主震的震源深度进行了确定,不同窗长的计算结果显示该地震震源深度在(16±1)km处,与目前主流结果 (14~18 km)一致;同时,利用"区域深度震相建模"(Regional Depth Phase Modeling,RDPM)方法对4次MS4.0以上强余震进行了震源深度的确定。通过对波形的比对,选择LTA台和PmP-sPmP震相对。为确保结果的可靠性,使用远震接收函数的H-k叠加结果修改了初始速度模型的莫霍面深度及波速比,并使用CAP方法计算了这些事件的震源机制解。结果显示,由RDPM得到的震源深度与利用区域直达波震相获得的精确定位结果几乎一致;4个事件中有3个的深度范围与CAP的结果相近,有2个与台网快报相差无几。事实证明,利用远震深度震相和区域深度震相都能对震源深度有很好的约束,对于台站稀疏的地区来说,深度震相提供了一种相对准确的震源深度确认途径。     

地核界面波在微震仪上的体现及应用

利用南平台ＤＤ－１地震仪所记录到的地核界面反射波ＰｃＰ、地核界面反射转换波ＳｃＰ、ＰｃＳ测定震源深度。结果表明,用这些震相测定地震震源深度,提高了台站测定远震震源参数的精度。     

地震的单台定位：为深入研究而进行的考察和讨论

对只有几个台站记录到区域地震的定位,用以走时为基础的定位方法是不理想的。然而,全面禁止核试验条约要求我们必须用很少的观测来监测地震事件。本文考察了单台定位方法的现状,即：使用三分向宽频速数字化台站的记录对地震事件定位。这里我们讨论的单台定位方法,最终可以是监测地球上大部分地区小震级（Ｍ～３）地震事件最有效最经济的手段,使用宽频带三分向观 资料和合成波形的拟合,可准确地确定震中距和震源深度。台站到地     

上海佘山地震台阵远震记录的压缩感知分析

将压缩感知方法应用于上海佘山地震台阵远震定位,对于该台阵记录的M_S 5.5以上全球地震事件,根据震级大小、地震波走时、事件分布,筛选得到45个远震事件记录,采用分析压缩感知及传统方法,计算最优反方位角和慢度值,发现压缩感知方法在地震台阵的远震定位中表现良好;对于震相较为复杂的地震,在求取能量最大及超过最大能量95%以上的点,得到最终源信号,也就是震源位置,压缩感知方法具有更高的分辨率。     

2013年甘肃岷县-漳县MS6.6地震余震 序列目录完备性研究 基于对单台记录地震事件震中与震级的估计

中强地震余震序列地震目录编目是否完备、 震源参数是否准确,直接影响余震序列特征分析、 震后趋势快速判断和强余震预测等研究结果的科学性和可靠性. 2013年7月22日甘肃岷县-漳县M_S6.6地震余震序列目录中存在较多单台记录地震事件,地震观测报告仅给出其震级,而未给出震中位置. 由于余震波形间的相互交叠干扰,使得余震最大振幅的测量误差较大,造成地震观测报告给出的单台事件震级误差较大. 精确估计单台记录地震事件的震中和震级,能够补充完善现有地震目录,提高地震目录的完备性. 本文对单台记录地震事件震中和震级的估计不仅限于单个台站,而是通过分析区域台网中多个台站的波形记录实现. 首先以余震序列中震级较大、 波形记录信噪比较高的地震波形作为模板,使用波形互相关震相检测技术,检测单台记录的地震事件在多个台站的震相到时. 如果能在4个以上台站检测到震相,则利用测震台网常用的HYPOSAT方法估计其震中位置,并利用多个台站记录波形与模板地震的振幅比估计其震级. 之后计算主震发生后不同时间的最小完备性震级,并通过线性拟合得到最小完备性震级随时间变化的表达式,以分析此地震余震序列的目录完备性. 经过计算共得到253个单台记录地震事件的震级和其中177个事件的震中位置,其震中空间分布范围与余震序列中其它地震分布范围基本一致. 震级复测以及与人工拾取震相到时误差对比表明,该方法所得震相检测和震级估计结果具有较好的可靠性. 主震及最大余震发生后的短时间内,有较多数量单台事件的目录所给出的震级偏低,分析认为可能受主震与较大余震后续震相以及余震间相互干扰所致. 主震发生0.02—0.3天内,其余震序列最小完备性震级随时间的对数呈线性下降,在0.3天后最小完备性震级稳定在M_L1.1左右.      

用计算机评分法控制地震台站的分析质量

测震分析是地震台站的常规处理工作之一。其主要内容有:对近震(震中距小于1000km)测定P波和S波到时,测定S波最大振幅,计算近震震级M_L;对远震和极远震,测定初至P波和S波到时以及与震源深度有关的后续震相到时,测定面波振幅,计算面波震级M_S,测定体波震幅,计算体波震级m_B和m_b。然后把这些数据汇集在一起,做出单台地震报告。     

地壳速度结构对极浅源地震深度反演的影响——以荣昌地震为例

研究表明,大陆地震很少发生在距地表5km 以浅,然而,近年来四川、重庆等地区发生了一系列3km 以浅的极浅源地震,据推测可能与新生断层形成或者工业开采活动有关。如果仅凭直达体波震相到时信息,要较好测定极浅源地震深度,需以震中距在2 倍震源深度范围内有台站为前提,而目前的台站密度显然不足。在这种情况下,地震的波形信息可为深度测定提供更有效地约束。目前已经广泛采用的CAP(Cut and Paste)方法利用了地震波形信息反演震源机制解、震级和深度,此方法对速度模型虽然没有严格要求,但是速度模型误差太大时不利于地震深度定位。本文以2010 年9 月10 日荣昌地区发生的Mb4. 7 地震为例,结合远震深度震相约束震源深度,测试了一系列地壳速度模型对CAP 方法反演极浅源地震深度的影响。研究发现浅层速度模型误差达10% 时,震源深度反演误差不大,但当误差超过50% 时,震源深度误差则很大。因此在研究极浅源地震时,需要对浅层速度结构进行较为准确的测定。     

上海地震台阵的地震定位方法

上海地震台阵数据处理软件系统的地震定位方法,采用台阵的聚束方法得到地震方位角和视慢度,根据统计得到的视慢度——震中距表推算震中距。并结合了地震台网的定位方法,由单台记录的各类主要震相从JB走时表得到震中距,然后进行地震定位。该定位方法可对近震、远震进行定位处理,并由深震相得到震源深度。     

应用PP震相测定极远震震中

我们选取了南京地震台763地震仪记录的极远震,利用其中 PP 震相的初动位移测定方位角和震中位置。一、测定情况单台测定极远震震中比较困难,是因为极远震记录的初至震相 PKP 的视出射角大于80°,其水平分量很微弱,自然也就无法用 PKP 的水平位移来测定方位角。1982年6月7日在墨西哥连续发生了两次七级以上大地震,我台首次使用 PP 震相的初动位移测定方位角,     

用模拟区域深度震相sPg、sPmP和sPn确定中小地震的震源深度

有3种有用的区域深度震相sPg、sPmP和sPn以及与之相应的参考震相Pg、PmP和Pn。每种深度震相和它的参考震相间的到时差可以用来估计震源深度。我们开发了一种利用区域深度震相模拟(RDPM)的方法来估计中小地震的震源深度。对所有地震我们使用同一个震源机制来产生到时差。通过比较发现,用区域深度震相模拟方法得到的震源深度与用其他方法得到的震源深度是一致的。由于区域深度震相模拟方法得到的深度依赖于地壳模型,我们审查了这种依赖性并发现10%的地壳模型误差可引起大约10%～15%的深度误差。深度的绝对误差依赖于地壳模型的误差和震源深度本身。震中位置误差对所得的深度影响很小。通过分析理论的和观测的地震图发现,sPmP和PmP震相在某一距离窗中发育较好。在此震中距窗中,它们也较容易识别。我们证实了对sPmP和PmP的假定是正确的,以及区域深度震相在某些地区是不发育的,或不能分辨的。我们也展示了可用于识别区域深度震相的一些特征。     

用10分钟P波窗估算2004年12月26日苏门答腊—安达曼地震的辐射能量

苏门答腊—安达曼MW9.1级地震的破裂过程持续了大约500秒,这一时间几乎是一般情况下用于计算远震辐射能量的P到时和PP到时之间时间窗长度的两倍。为了测量整个地震所辐射的P波,我们将时间窗扩展为从P波到时到S波到时,并用扩展窗对震中距大于60°的台站的地震记录进行分析。这些持续时间8～10分钟的窗内包含了PP,PPP,ScP震相和其他一些多次反射震相。为了测量包含这些附加震相的影响,我们计算了由扩展窗(P波到时和S波到时之间)得到的震源谱和由标准窗(P波到时和PP波到时之间)得到的震源谱的比值。对扩展窗的分析是在假设它只包含P-pP-sP波群的情况下进行的。我们分析了发生在MW9.1级主震附近具有相似深度和震源机制的4个相对较小的地震事件。这些地震的震级范围从2005年1月9日的MW6.0级余震到震中位于苏门答腊-安达曼地震南部的2005年3月28日MW8.6级的尼亚斯地震。将得到的这4个地震事件的震源谱比值取平均,就得到扩展窗的频变算子。然后对扩展窗得到的2004年12月26日主震的震源谱进行校正,就得到苏门答腊-安达曼地震整个破裂过程(～600秒)的完整的或校正的震源谱。我们计算的地震辐射总能量为1.4×1017J。经过对整个地震的校正震源谱与破裂过程的前～250秒的震源谱(由标准远震窗得到)比较,我们发现主震破裂过程的前半部分辐射的地震波能量多于破裂过程后半部分辐射能量,尤其对于周期从3秒到40秒的地震波,这种现象更加明显。     

利用地震台阵识别中深源远震sP和pP震相确定震源深度

震源深度是目前最难确定的震源参数之一,基于密集的近台观测数据可以准确确定近震震源深度,但对远震的震源深度无法较好地约束。远震反射波震相sP和pP包含用于确定震源深度的有效信息,理论上可以对远震的震源深度进行有效约束。将国内测震台站中台间距远小于震中距的区域台站作为台阵,通过互相关、震相对齐、波形叠加聚束等处理,可以提升sP和pP深度震相的信噪比。利用IASP91全球模型,根据震相走时差得到较为准确的震源深度。本文计算了2017—2020年M≥6.0的64个国外远震的震源深度。通过与GCMT、GFZ、USGS等机构给出的结果相比,验证了此方法得到的震源深度的可靠性。通过讨论破裂持续时间对pP震相识别的影响,得到此方法在矩震级6.0～8.5时,在不同深度上有较好的适用性。     

2012年6月24日宁蒗—盐源MS5.7地震震源参数研究

2012年6月24日宁蒗—盐源之间发生MS5.7地震.为了探讨其发震构造,本文首先利用近震宽频带波形记录,基于CrustModel2提供的速度模型,采用“裁剪-粘贴”(CAP,Cut And Paste)方法反演了震源机制解和深度.结果表明,该地震是以正断为主,兼具走滑分量,两个断层节面解的走向/倾角/滑动角分别为189°/59°/-40°和302°/55°/-141°,矩震级为5.3,矩心深度为4 km,采用该区其他速度结构模型得到的震源深度为6 km.通过分析近距离台站LGH的sPL波震相及远震距离澳大利亚台网上记录的sP波深度震相,进一步确认本次地震震源深度为4～8 km,是一次浅源地震.震后2天内的余震分布主要沿北西向分布,结合当地地质构造推断,本次地震可能发生在北西向永宁断裂上.     

利用sPn震相测定柴达木盆地地震的震源深度

利用青海省遥测地震台网的观测记录,对比分析震相特征,提取出了两次地震记录的sPn震相,并分别推导出单、双层地壳模型下的震源深度公式,计算了两次地震事件的震源深度。为验证计算结果的可靠性,利用滑动窗互相关技术进行对比,两者计算出的震源深度相差1.0 km。但分析相关系数图后,认为由于地震震级较小,滑动窗法在识别sPn震相时存在误差,误差修正后得出的结果与人工识别计算的结果一致。