干涉走时微地震震源定位方法

本文基于地震波场干涉原理,建立了干涉走时微地震震源定位方法.该方法将两个接收点相对于一个微地震事件的走时差(称为干涉走时)的扰动作为残差函数,通过迭代求解最小残差函数,最终获得震源的空间位置.干涉走时震源定位方法利用两个接收点的到时差消除发震时刻未知和速度模型误差的影响,简化了震源定位算法.数值计算表明,本文提出的干涉走时定位方法在速度模型有误差的情况下仍然可以获得准确的微地震震源定位.     

2014年2月12日新疆于田MS7.3级地震主震及余震序列重定位研究

本研究采用基于贝叶斯理论的绝对定位方法对2014年2月12日新疆于田M_S7.3级地震进行绝对定位,得到震中位置为82.56°E、36.04°N、震源深度为12.3 km;采用双差定位法对254个地震序列进行相对定位,得到101个重定位事件.结果显示,主震位于阿尔金断裂带西南端多个分支断裂的交汇处.余震震源主要分布范围在5~10 km深度之间,主震处余震代表的断层面较为陡立,且余震序列呈现出明显的西南向纯单侧扩展模式.沿阿尔金断裂带主震的北东向民丰震区本次地震后显示一个明显的地震丛集,说明本次主震对该震区具有触发作用.     

2014年新疆于田MS7.3级地震序列重定位

2014年新疆于田发生MS7.3地震,这一地区6年来连续发生2次强烈地震,震中相距不到110km.由于初始定位误差较大,于田地震的发震断层仍不清楚.本研究的主要目标是利用地震精定位方法对于田地震序列及其背景地震活动进行重新定位,确定于田地震的发震断层.本研究使用双差定位方法对于田地震序列进行重新定位.这一方法假设两个地震的震源距小于事件到台站的距离,两个事件到同一台站的走时差主要归因于其空间位置的偏移,因此可消除由于速度模型不准确引起的定位误差.重定位后得到了435个地震的位置参数.结果表明,2014年于田MS7.3级地震发生在阿尔金断裂带的西端,余震分布的优势方向为北东向,展布长度约33km,震源深度主要集中在4~12km,多数余震位于主震的西南侧.NS,EW和UD方向的定位误差分别为0.5km,1.1km和1.7km.于田地震余震序列总体衰减较慢.根据余震分布特征和震源机制解,认为此次地震的断层面为北东向的节面,阿尔金断裂的西南延伸分支断层是这次地震的主要发震构造.于田地震的发生与巴颜喀拉块体的东南向运动有关.     

一种确定地震深度的新方法

本文在理论上提出了一种简单的确定地震震源深度的方法。对区域地震台网内发生的地震,利用变换后的各台初至到时差数据进行震源深度测定。结果表明对不同的速度结构,震源深度平均变化5km时,走时平均改变0.7s。这样的灵敏度对地震深度的确定是有效的,尤其在对没有近台(震中距<50km)的地震,该方法显示了其优越性。文中最后给出了J—B表模型和国内二层均匀模型的深度——走时差用表。     

2012年9月7日彝良地震及余震序列双差定位研究

本文提出了时域多通道相关检测函数并用其计算波形互相关走时差数据,采用双差定位法对2012年9月7日云南彝良地震和余震序列共944个地震进行重定位,得到652个重定位事件,并与目录数据的结果进行了对比.本文采用了多个准则对走时差数据进行筛选,确保定位结果稳定可靠.得到MS5.7主震的震中为27.516°N,103.951°E,震源深度6.9km;MS5.6主震的震中为27.543°N,104.023°E,震源深度7.27km;重定位结果显示,地震序列紧缩为条带状并沿附近断裂走向分布,深度总体分布较重定位前变浅,集中分布在5~8km,地震群出现轻微倾斜.东西向、南北向、深度和发震时刻的平均相对误差分别为55.2 m,43.0 m,186.7 m和0.01s,走时残差16ms.研究表明:互相关数据的结果要优于目录数据;震源深度与速度模型存在较大的相关性;确定彝良—会泽断裂为本次彝良地震序列的发震构造.     

三维复杂速度模型的交切法地震定位

地震定位是地震监测与减灾研究重要基础.基于均匀或横向均匀介质模型,利用震源轨迹确定震源位置的交切法具有稳健和效率高的优点,但定位精度较低,特别是震源深度.为提高震源定位精度,我们提出适用于三维复杂速度模型的地震定位交切法.将地壳速度模型由均匀或横向均匀介质模型扩展为三维复杂速度模型;均匀或横向均匀介质模型对应的原假设为球面或双曲面的震源轨迹通过最小走时树射线追踪技术予以确定.确定震源位置的震源轨迹以到时差作为约束条件;将震源定位于震源轨迹交汇最密集的点处,即总的到时差残差(RDT)最小的点处.定位结果的不确定性可通过RDT值较小节点的空间分布予以定性表示.考察了准确速度模型、扰动速度模型、扰动观测到时及地震在台网外等4种情况下改进方法的地震定位效果,结果表明改进的交切法可用于三维复杂速度模型的地震定位;综合利用P波与S波的到时差信息,可明显改善震源位置约束;使用多条震源轨迹进行定位,有助于减少由随机因素导致的定位误差.     

安徽霍山窗中小地震活动与精定位研究

采用双差地震定位方法对安徽省霍山地区2009年1月1日至2014年6月13日发生的2 679个M_L≥0.0地震进行重新定位研究。对同一地震事件定位前后位置进行比较,得到各个地震在EW、N-S及U-D三个方向的偏差平均值分别为0.05km、0.06km及0.07km。重新定位后,原震源位置的定位精度大大提高,由定位误差所引起的原震源位置呈现的"网格状"假象分布现象得到明显改善,震中在空间上分布更加紧凑,丛集性明显,且呈现出3条NE向分布的地震密集带,与落儿岭—土地岭断裂方向大致一致。同时震源深度的分布更加精确,且在4~9km处存在明显的优势分布现象,占总数的88%以上。霍山地区浅源地震发育,表明该地区地壳中上部地震波速度较高。     

濮阳小震集中区发震机理分析与讨论

综合小震精定位和震源机制解两方面的结果,对濮阳小震集中区小震丛集活动的发震机理进行了分析.双差定位结果显示,大部分地震震源位于聊考主干断裂上,与断层的产状吻合;5次ML≥3.5地震的震源机制显示,双力偶模型可以较好地解释观测波形,小震震源机制主要为走滑型,初动符号呈象限分布;在参考了油田地质构造背景资料后,对濮阳小震集中区中、小地震活动与油田采油作业之间是否存在注水诱发关系进行了讨论.     

2008年汶川Ms8.0地震前后地电阻率时空变化

采用归一化速率变化方法对2008年汶川M_S8.0地震震中周边19个定点台站观测到的地电阻率的时空变化过程进行了计算分析。时序分析结果显示:在汶川地震前,震中周边多个地电阻率台站准同步地出现了中短期前兆异常;空间分布过程显示,地震孕震过程中地电阻率在震中区域有负异常丛集和由远及近的迁移现象,负异常丛集呈象限分布,长轴方向与震源机制解主压力方向基本吻合,且受孕震断裂、台站位置、观测装置布设方向等的影响。     

利用重复地震探究重庆荣昌地区地壳介质波速变化

选取2010年1月至2022年4月重庆地震台网记录的荣昌地区92次M_L≥2.5地震观测资料,采用射线追踪方法,对荣昌地区重复地震震源位置做归一化处理,分别计算4个方位上所选台站记录的地震P波走时差,结果显示:研究区域NE、SE和SW方位台站记录的地震P波走时差负异常持续时间较长(其绝对值较大),表明地壳介质波速有明显升高现象。     

瀑布沟水库区域小震重新定位与地震性质研究

利用双差定位法对瀑布沟水库及邻区1 834次小震进行了重新定位,并对距水库水域最近的2个小震集中区的地震性质进行了分析。重新定位后得到1 708次小震结果,定位残差由原来的0.93s降为0.21s,水平向估算误差平均为0.6km,垂直向估算误差平均为2.9km; 平面空间分布显示,重新定位地震主要分布在研究区的西南(A区)、库中区(C区)和水库大坝附近(D区); A区小震密集与其处于鲜水河断裂中南段、安宁河北段和大凉山断裂北段交会区的特殊地理位置有关。C,D区高度集中分布的小震与水库蓄水无关,属于各种建设施工造成的爆破地震。     

Accurate relocation of earthquakes in central-western China using the double-difference earthquake location algorithm

The double-difference earthquake relocation algorithm (DD algorithm) has been applied to the accurate relocation of 10057 earthquakes in the central-western China (21°-36°N, 98°-112E°) during the period of 1992-1999. In total, 79706 readings for P waves and 72169 readings for S waves were used in the relocation, and the source parameters of 6496 events were obtained. The relocation results revealed a more complete picture of the hypocentral distribution in the central-western China. In several seismic belts the relocated epicenters present a more defined lineation feature, reflecting the close correlation between the seismicity and the active tectonic structures. The relocated focal depths confirmed that most earthquakes (91 percent of the 6496 relocated events) in the central-western China were located at shallower depths not deeper than 20 km. The distribution of focal depths indicates that the seismogenic layer in the central-western China is located in the upper-mid crust with its thickness no deeper than 20 km.     

High precision locations of multiplets on south-eastern flank of Mt. Etna (Italy): reconstruction of fault plane geometry

On 9 January 2001, a seismic swarm, located on the south-eastern flank of Mt. Etna and with nearly identical waveforms, caused some damage to Zafferana Etnea village, 3 km from the epicentral area.An analysis of the seismicity occurring in the last 8 years in this area has revealed other earthquakes with the same characteristics; some pre-empted and followed (up to a few months) the 2001 January swarm, others were recorded more than five years beforehand.Using similarity of waveforms, these earthquakes were classified into three families.The use of a multiplet-technique has allowed to obtain the spatial distribution of the events with higher precision (mean error of 10-20 m) with respect to traditional localization techniques.Mt. Etna earthquakes relocation clearly describes the geometry of the seismogenic tectonic structure; the hypocenters lie on a NE-SW oriented plane that is coincident with one of the focal planes obtained by first-arrival polarities. This alignment is also coherent with one of the main regional tectonic trends cutting the Mt. Etna area, and can be interpreted as a right-lateral strike seismic source on the south-eastern flank of Mt. Etna, distant from eruptive centres, which repeats from time to time and is able to produce strong energy releases.     

Relocation of the 2001 Earthquake Sequence in Aegion,Greece

The western part of the Corinth Gulf attracts attention because of its seismically active complex fault system and considerable seismic hazard. Close to the city of Aegion, damaged by the M _L 6.2 earthquake of 1995, a sequence of small earthquakes occurred from February to May 2001. The sequence, comprising 171 events of M _L 1.8 to 4.7, was recorded by a short-period network of the University of Patras, PATNET. As most stations have single component-recording, the S-wave arrival time readings were scarce. A sub-set of 139 events was recorded by at least 5 stations, and in this study we limit ourselves just to that sub-set. A preliminary location is performed by a standard linearized kinematic approach, with several starting depths and crustal models. Then the mainshock is re-located, and finally it is used as a master event to locate the remaining events. The mainshock relocation is performed by a systematic 3D grid search, and the trade-off between depth and origin time is eliminated by a special procedure, the so-called station difference (SD) method. In the SD method, instead of inverting arrival times directly, their intra-station differences are employed. The station corrections, determined from the master event, are also used. As a result, the sub-set is imaged as a relatively tight cluster, occupying space of about 5 by 5 km horizontally and 10 km vertically, with the mainshock inside (at a depth of 7 km). The results should be interpreted with caution, mainly as regards the absolute depth position of the cluster. A more accurate location would require a local network with both P and S readings.     

2003年新疆巴楚-伽师地震序列的双差法重新定位研究

将近台记录和区域台网数据联合用于双差地震定位算法,对2003年新疆巴楚-伽师MS68强震后404个ML≥35余震序列进行双差法重新精确定位,并对其进行了理论上的可行性分析. 精定位后定位结果与传统定位方法的原始定位结果进行比较发现：（1）精定位后震中分布图像更加集中,与当地的烈度考察和震源机制解结果更加协调;（2）震源深度优势分布集中在15～25km以内,与当地存在深度为10km以上低速沉积层的地质构造情况相一致;（3）精定位后定位残差由原来的394s降为024s,水平向估算误差平均可控制在11km以内,垂直向估算误差平均可控制在24km.     

特定震源台站校正定位方法及在安徽霍山地区的应用

本文详细介绍一种地震定位方法--特定震源台站校正定位法(Source-Specific Station Term, SSST),并应用该方法对安徽大别山的霍山地区1976~2008年发生的地震进行重新定位研究.重新定位后,原震源位置的精度得以大大提高、空间上分布也更加紧凑.使用bootstrap法对定位偏差进行估计,得到E-W、N-S、U-D三个方向的定位误差分别为0.4 km、0.6 km、0.9 km;定位均方根残差得以很大程度上减小,其均值由定位前的1.34 s下降到定位后的0.11 s.文中比较了特定震源台站校正方法与双差方法,结果表明,相对于双差方法,特定震源台站校正法定位条件容易满足,定位后缺失地震较少且还具有一定的绝对定位作用.应用特定震源台站校正方法的结果对霍山区域的地震活动性进行分析,发现重定位后显示出3条明显的密集条带,由此划分出3个密集区并分析其时空分布特征,结果显示这3个密集区在深度上分布都具有较浅的特征,但随时间分布却有所差异.条件允许时,将来可以结合波形互相关技术进一步提高定位精度.     

2012年6月24日宁蒗-盐源 MS5.7地震的精确定位

采用双差定位方法对2012年6月24日宁蒗-盐源M_S5.7地震主震及其余震序列进行了重新定位. 首先采用时间域互相关技术对波形数据进行处理, 获得高精度的事件对走时差; 然后分别使用目录数据、 波形互相关数据和目录数据+波形互相关数据等3种不同的数据组合, 对宁蒗-盐源M_S5.7地震主震及其余震序列进行重新定位. 3种数据组合的主震定位结果、 参与重定位的地震事件数、 最终被定位的地震事件数及重定位结果标准差等对比结果表明, 同时使用目录数据和波形互相关数据所获得的重定位结果最佳. 重定位结果显示, 宁蒗-盐源M_S5.7地震主震的震中位置为(27.790°N、 100.707°E), 震源深度为10.4 km, 发震时刻为北京时间2012年6月24日15时59分32.74秒. 本文结果表明, 震源区附近NW走向的永宁断裂为宁蒗-盐源M_S5.7地震的发震构造.      

Relocation of hypocenters from DOMERAPI and BMKG networks: a preliminary result from DOMERAPI project

Merapi volcano located in central Java, Indonesia, is one of the most active stratovolcanoes in the world. Many Earth scientists have conducted studies on this volcano using various methods. The geological features around Merapi are very attractive to be investigated because they have been formed by a complex tectonic process and volcanic activities since tens of millions of years ago. The southern mountain range, Kendeng basin and Opak active fault located around the study area resulted from these processes. DOMERAPI project was conducted to understand deep magma sources of the Merapi volcano comprehensively. The DOMERAPI network was running from October 2013 to mid-April 2015 by deploying 46 broad-band seismometers around the volcano. Several steps, i.e., earthquake event identification, arrival time picking of P and S waves, hypocenter determination and hypocenter relocation, were carried out in this study. We used Geiger’s method (Geiger 1912) for hypocenter determination and double-difference method for hypocenter relocation. The relocation result will be used to carry out seismic tomographic imaging of structures beneath the Merapi volcano and its surroundings. For the hypocenter determination, the DOMERAPI data were processed simultaneously with those from the Agency for Meteorology, Climatology and Geophysics (BMKG) seismic network in order to minimize the azimuthal gap. We found that the majority of earthquakes occurred outside the DOMERAPI network. There are 464 and 399 earthquakes obtained before and after hypocenter relocation, respectively. The hypocenter relocation result successfully detects some tectonic features, such as a nearly vertical cluster of events indicating a subduction-related backthrust to the south of central Java and a cluster of events to the east of Opak fault suggesting that the fault has an eastward dip.     

紫坪铺水库库区地震精定位研究及分析

利用双差定位法, 对紫坪铺水库台网8个地震台站记录到的2004年8月16日至2008年5月10日的1569个小震进行重新定位。 结果显示, 重新定位后的小震主要集中分布在龙门山推覆构造带的中央北川—映秀断裂、 前山灌县-江油断裂和后山汶川—茂汶断裂上, 其中大部分地震位于北川—映秀断裂并收敛于紫坪铺水库的两端, 走向NE向; 震源深度集中在5~15 km范围内, 平均深度为7.8 km, 15~30 km也有少量地震发生。 水库区域小震活动频度与水库水位存在一定的相关性。 精定位后, 到时残差的均方根平均值为0.048 s, 震源位置的估算误差在水平方向上平均为0.63 km, 在垂直方向上平均为0.51 km。 文中还讨论了紫坪铺水库区震源分布和地质构造的关系。