2014年于田M_S7.3地震序列的频谱特征分析及其前震识别

利用新疆区域数字地震台网的波形资料,对2014年2月12日于田MS7.3地震前震和余震序列的频谱特征进行了分析。基于Brune模型,对观测记录进行仪器响应、传播路径和场地响应的校正,使用遗传算法对于田地震序列103次ML≥3.0地震的震源谱进行了反演计算。结果表明:1前震序列的拐角频率相对偏低,扣除地震矩影响后,余震的拐角频率有明显增高的趋势;2距离震中最近的YUT台资料分析显示,于田地震几次前震活动的台站观测谱相对较为独立,与主震以及彼此之间的相关系数均不高;3序列事件和主震的台站观测谱相关系数的变化反映了序列发展的动态破裂过程,相关系数较低的事件基本上偏离了主震破裂区而发生在分支断裂上;4前震的震源谱中存在异常的高频成份。     

2008年盈江5.9级地震序列震源参数研究

2008年8月21日在云南省盈江县发生了MS5.9地震。利用云南区域数字地震台网记录的ML≥2.5余震波形记录,通过对S波观测记录谱进行传播路径、场地响应和仪器响应等影响的逐一消除,得到了196个ML≥2.5地震的震源谱,进而根据Brune圆盘震源模型,利用遗传算法计算了地震矩、应力降、震源半径等震源参数,结果表明,该地震序列的地震矩在1012～1016N.m间,与近震震级有很好的线性关系,与震源半径也呈线性关系;应力降与近震震级有一定的线性趋势相关性;拐角频率和地震矩之间有明显的依赖关系。     

2009年姚安6.0级地震序列研究

2009年7月9日在云南省姚安县发生M6.0地震,利用云南区域数字地震台网记录的ML≥2.0余震波形记录,通过对S波观测记录谱进行传播路径、场地响应和仪器响应等影响的逐一消除,得到131个地震的震源谱.进而根据Brune圆盘震源模型,利用遗传算法计算地震矩、应力降、震源半径等震源参数.结果表明,该地震序列的M0在1012-1016N·m,与近震震级有很好的线性关系,与震源半径呈线性关系;应力降与近震震级有一定线性趋势相关性;拐角频率和地震矩M0之间有明显的依赖关系.     

新源、和静交界M_L6.8地震序列的应力降和震源机制研究

采用新疆区域台网记录的2012年6月30日新源、和静交界M_L6.8地震序列的数字波形资料,研究分析了余震序列应力降的变化特征及其地震序列震源机制的相关性。采用波谱分析方法和Brune震源模型,计算了新源、和静交界M_L6.8地震序列震源参数、地震序列中不同事件在相同台站的体波零频震源谱值、地震谱振幅相关系数;并对地震序列震源机制解进行聚类分组。结果表明:①在余震序列平静阶段,应力降呈平稳态势,强余震前应力降出现升高-回落变化过程;②滑动平均谱振幅相关系数在主震后发散,表明余震的震源机制解与主震的相关性降低;③震源机制解聚类分组结果显示,M_L6.8地震序列主要以走滑型地震为主,主压应力轴呈近NS向,与近NS向的构造应力场结果基本一致,一定程度上显示了地震前天山中段受NS向水平挤压应力作用明显;④震级、震源机制演化表明,强余震前震源机制解表现较好的一致性,显示了区域应力场控制作用增强,对后续强余震发生具有预测意义。     

地震台站台基噪声功率谱概率密度函数Matlab实现

选取2015年四川数字测震台网中筠连和华蓥山地震台记录的垂直分向连续波形数据,利用Matlab软件,计算地震台站台基噪声功率谱概率密度函数,分析地震台站环境噪声特征。结果表明,台站环境噪声功率谱密度概率密度分布对地震事件波形（体波、面波）、人为噪声（台站周围人为活动、车辆及机器噪声等高频干扰）、系统瞬变（数据丢失、地震计小故障）以及仪器标定信号等反映较好。使用台基噪声功率谱概率密度函数方法,有利于监测地震台站数据记录,提高观测数据质量。     

利用地球自由振荡观测约束芦山地震的震源机制解

地球自由振荡的振幅和地震的震源机制有密切的关系．利用长周期自由振荡的观测可对地震的震源机制解进行分析和约束．芦山地震虽然是中等强度的地震,但也激发了可观测的自由振荡信号．根据芦山地震的4种不同震源机制解计算了芦山地震的自由振荡,然后与超导重力仪和宽频带地震仪观测的结果进行比对分析,结果表明可利用2．3～5mHz的球型简正模分析和约束芦山地震的震源机制解．研究发现地震的标量地震矩Mo对自由振荡振幅的影响较大,而断层走向、倾角、滑动方向角和震源深度对自由振荡的振幅影响较小．分析了不同震源机制解理论计算的地球自由振荡参数,发现由GCMT反演的地震矩与实际观测符合较好,其相应的震级能较好反映芦山地震释放的总能量,而利用远场体波反演的地震矩偏小,联合远场和近场观测数据反演可显著改善体波的震源机制解．     

2008年盈江地震序列的震源参数和震源机制相关系数研究

基于云南数字地震台网记录的2008年盈江地震序列的数字波形资料,采用波谱分析方法和Brune震源模型,得到盈江地震序列的震源参数。利用两次地震事件的相同台站的震源谱参数（零频振幅）计算谱振幅相关系数,据此对地震的震源机制进行聚类分组,并收集和对比地震序列已知的震源机制解结果,发现每组内震源机制解P轴的相关性较好,且相关系数越大,P轴的方位角就越接近。将盈江地区划分为三个研究区,联合震源参数的应力降和聚类分组中每组的平均震源机制解结果研究地震序列发生过程中应力的释放水平和应力场方向变化特征。结果表明：不同阶段震源机制解类型的变化和转化特征一定程度上反映了孕震过程中区域应力场随时间的变化特征,并且地震震源机制解类型在时间段上的集中并向区域构造应力场方向转换的现象可能是发生强震的标志。震源机制解分组类型和对应类型的地震的应力降有一定依赖关系,震源机制解类型反映的应力场与区域应力场接近的地震应力降高,震源机制解类型反映的应力场与区域应力场差距较大的地震应力降普遍较低。     

2008年盈江地震序列的震源参数和震源机制相关系数研究

基于云南数字地震台网记录的2008年盈江地震序列的数字波形资料, 采用波谱分析方法和Brune震源模型, 得到盈江地震序列的震源参数。 利用两次地震事件的相同台站的震源谱参数(零频振幅)计算谱振幅相关系数, 据此对地震的震源机制进行聚类分组, 并收集和对比地震序列已知的震源机制解结果, 发现每组内震源机制解P轴的相关性较好, 且相关系数越大, P轴的方位角就越接近。 将盈江地区划分为三个研究区, 联合震源参数的应力降和聚类分组中每组的平均震源机制解结果研究地震序列发生过程中应力的释放水平和应力场方向变化特征。 结果表明: 不同阶段震源机制解类型的变化和转化特征一定程度上反映了孕震过程中区域应力场随时间的变化特征, 并且地震震源机制解类型在时间段上的集中并向区域构造应力场方向转换的现象可能是发生强震的标志。 震源机制解分组类型和对应类型的地震的应力降有一定依赖关系, 震源机制解类型反映的应力场与区域应力场接近的地震应力降高, 震源机制解类型反映的应力场与区域应力场差距较大的地震应力降普遍较低。     

采用体波谱振幅相关系数方法研究地震序列的震源机制变化过程

发生在同一震源区的两个地震, 当地震之间的距离远小于地震到台站之间的距离时, 同一个台站的直达P波、 S波零频观测谱值之比与其辐射图型因子之比线性相关, 而辐射图型因子取决于震源机制解的几何特性。 利用同一震源区两次事件的相同台站的波形记录计算谱振幅相关系数, 该系数可认为是震源机制异同的归一化的数值描述; 据此对地震序列事件进行聚类分组以及计算序列事件的滑动平均相关系数时序曲线。 对2001年雅江和2003年大姚强震序列, 以及2002年漾濞和2003年洱源小震序列进行分析的研究结果表明: ① 强震序列与小震序列的滑动平均相关系数时序曲线形态存在明显差异; ② 某些强震序列的初期震源机制有从散乱到一致的过程。 分析认为, 孕震应力场的应力强度对孕震区内地震的破裂方向有明显的约束作用。     

利用Lg波计算地震应力降的方法及在青藏高原东缘典型震例中的应用

地震应力降标志震源破裂过程中作用在断层系统上的应力释放水平,是刻画震源物理过程和预测震源辐射特性的重要参数.地震应力降主要受控于构造环境、震源机制和地震类型等.观测得到的应力降还受到观测频带的影响,所以它的绝对值难以准确测定.采用体波、面波以及零频观测（大地测量、GPS、InSAR）等不同类型的数据获得的应力降也存在差异.对于地震波数据,通常采用间接方法去除传播路径中的衰减效应并获得震源激发谱,进而估计应力降.随着宽频带地壳Lg波衰减模型的建立,可以构建直接校正路径衰减的方法,从而获得对Lg波震源激发函数的准确估计.进而通过对观测和理论震源谱的拟合获得整个地震序列中各个地震的标量地震矩、拐角频率和高频下降率等震源参数,再根据断层模型计算应力降.本文分别以青藏高原东缘典型的构造地震2017年Ms7.0九寨沟地震和潜在的工业注水诱发地震2019年Ms6.0长宁地震为例,计算两个地震序列应力降的时-空变化过程,探索构造地震与诱发地震之间的潜在的物理差异. 2017年九寨沟地震的主震应力降为27 MPa,余震震级和应力降均呈快速下降趋势. 2019年长宁地震的主震应力降为32 MPa,余震序列...     

体波谱振幅相关系数计算程序的开发与实现

序列地震的体波谱振幅相关系数是地震序列震后快速判定的重要依据.体波谱振幅相关系数计算程序是在地震序列发生后,读取其地震波形数据,快速计算其相关系数,绘制滑动相关系数的时序图或聚类图,判定震源机制一致性程度,为地震序列的震后判定提供依据.     

comprehensive study on the changing process of focal mechanisms of the 2014 huoshan ms4.3 earthquake sequence

In this paper, the focal mechanisms of Huoshan M_S4.3 earthquake sequence since October 2013 are calculated with the method developed recently by Snoke, which combines the use of first motion of P, SV and SH waves and their amplitude ratios(referred to as Snoke method). We estimate the difference(also referred to consistency parameter θ)between the stress axis direction of focal mechanism solution and the mean stress tensor on one hand, and get the relative changes of focal mechanisms rather than the focal mechanisms themselves on the other hand, by using methods of correlation coefficient of body-wave spectral amplitudes, first motions and amplitude ratios of vertical P wave of single station, as limited by the network layout and density of observation points, focal mechanism solutions of small earthquakes are not easy to obtain. We studied the changing process of focal mechanisms of Huoshan M_S4.3 earthquake sequence since October 2013 with many methods such as consistency parameter, correlation coefficient of body-wave spectral amplitudes, first motion and amplitude ratio of vertical P wave of single station, to determine the type of the sequence. The result shows that: before Huoshan M_S4.3 earthquake of April 20, 2014, the consistency parameter of the earthquake sequence was lower than the mean for a long period, correlation coefficient of body-wave spectral amplitudes was always at high values(about 0.9), odds ratio of first motions of vertical P wave of single station near the epicenter, defined as the ratio of predominant number to contrast number of first motions, was up to 13.8 at station SJH, 3.8 at BZY and 3.6 at LNA, respectively; first motions of vertical P wave of single station showed an obvious predominant distribution as a whole, and the amplitude ratios of vertical P were consistent, which suggests that before Huoshan M_S4.3 earthquake, focal mechanisms were consistent, so the earthquake sequence before Huoshan M_S4.3 earthquake is the foreshock sequence. After Huoshan M_S4.3 earthquake, correlation coefficient of body-wave spectral amplitudes was lower(about 0.6), first motions and amplitude ratios of vertical P wave of single station were in disorder, which suggest that the focal mechanisms are inconsistent after the Huoshan M_S4.3 earthquake, so the earthquake sequence after Huoshan M_S4.3 earthquake is the aftershock sequence, and subsequent larger earthquakes are not likely to occur. The focal mechanisms in Huoshan region during the period of Huoshan M_S4.3 earthquake experienced a process from scattering to convergency and to scattering again.     

新源、和静交界ML6.8级地震序列应力降和震源机制研究

Based on the digital waveform data recorded by Xinjiang Digital Seismic Network for the Xinyuan-Hejing M_L6.8 earthquake sequences of June 30,2012,this paper analyzes the stress drops of earthquake sequences and the correlation coefficients of focal mechanisms significant for strong aftershocks.Firstly,the source parameters of the Xinyuan-Hejing M_L6.8 earthquake sequences are obtained by applying the spectrum analysis and the Brunes source model.Then,the correlation coefficients of spectral amplitudes are calculated using the low-frequency spectral amplitude recorded by the same station for the different events.Finally,based on the results of the correlation coefficients of spectral amplitudes,the events with similar focal mechanisms are grouped using the clustering method.The results show that:(1)The stress drop values show a steady trend in the aftershock sequence calm period and the stress drop values show a rise-fall in strong aftershocks.(2)The moving average correlation coefficient of amplitude spectrum begins to spread after the main shock.It shows that the correlation decreases between the main shock and the aftershocks in mechanisms.(3)The results of focal mechanism groups show that the earthquake sequences are mainly strike slips.The stress distribution of the main pressure axis is nearly NS,which is the same as the structural stress field.(4)The magnitude and mechanism show that there is an agreement before the strong aftershock,which shows that the regional stress field is enhanced.     

基于谱元法数值模拟研究地震判定准则

本文以宁夏区域地震台网为例,分析了波形互相关法在判定重复地震中可能存在的问题并讨论了相应的处理方法,通过构建三维非均匀体模型并利用谱元法数值模拟地震波的传播,统计了不同台站观测到的地震对波形互相关系数的分布,进一步研究了互相关系数与非均匀体性质及震源机制解之间的关系。结果表明:针对宁夏区域地震台网,利用波形互相关法判定重复地震比地震定位方法更有效;互相关系数在不同台站的取值与震源附近三维非均匀体强度和直达波与尾波的振幅比有关,对于相同的震源间距,较弱震源、较弱非均匀体或者较强振幅的直达波均会导致波形互相关系数变高,因此应选取更高的互相关系数阀值来判定重复地震。宁夏区域地震台网平均台间距为30—50 km,通过选取直达波较弱的台站或只截取尾波窗口计算互相关系数并设定较高的阀值,利用波形互相关法可有效地判定M_L1.0—3.0重复地震,进而为重复地震的监测与研究提供依据。      

2008年以来滇西地区地震序列的 谱振幅相关系数变化特征

使用云南数字地震台网记录的波形数据, 计算了滇西地区2008—2011年发生的6个M_S≥4.0地震序列的谱振幅相关系数. 结果表明, 这些地震序列无论是前震型、 主震-余震型, 还是震群型地震, 其谱振幅相关系数均较高, 分析认为可能是该区域处于高应力水平状态所造成的. 谱振幅相关系数较小的地震序列, 其震源机制一致性不高, 区域应力场强度较低, 可以作为判别后续没有更大地震的指标. 前震序列的谱振幅相关系数较高, 但谱振幅相关系数较高的不一定是前震序列. 地震序列的谱振幅相关系数较高, 仅仅表明其区域应力水平较高, 这种状态有利于该区域M_S≥5.0地震的再次发生.     

唐山地区地震成因初探—以丰南2010年M4.1和2019年M4.5地震序列为例

自1976年唐山M 7.8地震之后,唐山地区中小地震不为鲜见.在唐山市丰南区,相继发生了2010年M 4.1地震和2019年M 4.5地震,两者相距仅18 km左右.为了探究它们的发震构造以及与唐山M 7.8地震之间的成因关系,从而窥见该地区的地震成因.本文基于首都圈数字地震台网的地震资料,利用CAP方法获取了这两次地震的震源机制和矩心深度,并利用近震sPL深度震相对矩心深度进行准确测定,结合双差定位得到的地震序列位置,对它们的发震机理进行了探讨.结果显示:(1)丰南M 4.1地震震源机制解节面Ⅰ为60°/85°/163°(走向/倾角/滑动角),节面Ⅱ为151°/75°/6°,震源错动类型显示为走滑特征;震源深度为15 km;地震序列震中沿NE向分布,短轴剖面揭示倾向SE、倾角陡立,推测节面Ⅰ为发震断层面,结合深地震反射剖面资料,其发震构造为唐山地壳深断裂,与唐山M 7.8地震发震构造相同.(2)丰南M 4.5地震震源机制解节面Ⅰ为254°/73°/-120°,节面Ⅱ为137°/34°/-31°,震源性质拉张兼走滑;震源深度为14.5 km;地震序列震中沿NEE向分布,短轴剖面显示为倾...     

2021年四川泸县M6.0地震发震机理及地震活动时空演化特征

2021年9月16日四川泸县发生M6.0地震, 该地震发震构造不明, 发震机理尚存在争议.地震精定位和震源机制有助于分析地震活动时空演化与震源破裂特征, 能够有效揭示活动构造机制和地震发生机理, 为评估区域地震危险性提供科学依据.为此, 本文首先采用双差定位法对震中及附近2009年1月至2021年10月发生的地震进行了精定位, 结果显示, 研究区地震震源深度大多集中在10 km范围内, 事件主要沿地表断层呈条带状或丛集分布, 部分震群邻近当地工业井, 周边无明显断层分布.其次, 通过CAP波形反演计算得到M≥3.5地震的震源机制解, 表明研究区震源破裂以逆冲挤压型为主, 部分震源机制解具有不确定性.基于震源机制解反演区域应力场, 进一步探讨了区域应力场与地震事件的力学一致性.研究结果显示, 区域应力场以水平构造挤压作用为主, 部分事件震源机制解与其吻合度较低, 暗示存在局部应力差异.综合地震活动时空演化特征、已知断层展布以及区域应力场等研究结果, 认为华蓥山断裂带南段的地震活动与资源开采活动密切相关, 泸县M6.0地震是在局部应力场扰动下, 下方滑脱层活动触发了上覆隐伏断层的挤压错动而产生.

     

地震辐射能量测定方法研究及其在汶川8.0级地震中的应用

地震辐射能量是关于震源定量的特征量,地震辐射能量的测定是地震定量化研究中一个重要的基本问题.本文基于点源震源模型,开展了地震辐射能量测定方法的研究,推导了计算地震辐射能量的理论公式,自主研发了一套利用远场垂直向P波记录测定地震辐射能量的软件系统,能够快速测定全球范围内5.5级以上浅源地震的地震辐射能量.以2008年5月12日汶川8.0级地震为例,检验了地震辐射能量测定方法和软件系统的科学性和准确性,研究结果表明：（1）汶川地震的地震辐射能量为2.84×10¹⁶J,各台站地震辐射能量的分布与震中距和方位角都没有明显的依赖关系,说明使用理论格林函数法消除路径效应对地震辐射能量测定的约束效果较好;（2）汶川地震的能量震级M_e为8.04,震源机制校正可以使能量震级测定结果的标准差更小,结果更稳定;（3）反演得到汶川地震的地震矩为8.97×10²⁰N·m,转化为矩震级M_W为7.9,M_e比M_W高0.14,说明汶川地震的地震辐射能量偏高.（4）汶川地震的能矩比为3.17×10^-5,约为全球浅源地震平均能矩比的2.6倍,约为全球逆冲型地震平均能矩比的4倍,地震辐射能量释放效率明显偏高;能矩比取对数可得慢度系数为-4.50,慢度系数可以更直观地显示地震辐射能量释放效率的高低,更适合在普通群众中推广.（5）地震辐射能量、能量震级、能矩比、慢度系数和等效震级差这些新的地震参数,能够定量表示震源的动态特性,对于地震灾害快速评估具有重要意义.