震源参数与地震震级的关系

本文根据位错模型震源理论,利用18个云南地震(5.27≤m_b≤6.09) 和40个世界浅源的中、强震(6.2≤m(pv)≤7.6)震源参数,进行震级对震源参数的一元线性回归、二元线性回归和函数拟合,结果表明:震源断层平均错路与宽频带体波震级存在着确定的线性关系;而断层长度、面积、地震矩和应力降等仅在一定条件下才与震级有比例关系。     

地震视应力及其物理意义的探讨

对NEIC宽频带地震辐射能量目录和哈佛CMT目录,给出全球震级大于5．5级的有能量记录的地震资料进行统计研究。首先,拟合得到全球浅源地震和不同类型地震平均视应力的大小和范围,验证了前人得到的“走滑型视应力大于倾滑型视应力”的结论;其次,对折合能量和地震矩关系分析得到：正断层型地震的折合能量随着地震矩增大而减小,而对于走滑型和逆冲型地震未得到前人给出的明确结论;对主震视应力和余震视应力的分析比较表明,它们在量值上没有规律性,必须要结合实际的地震事件,才能反映出它们之间大小关系的真正物理内涵,因为不同的主震可能对震源区的应力场有不同的影响——造成震源区应力场的应力集中（障碍体模式）,大部分余震的视应力高于主震视应力;或使应力场更加均匀（凹凸体模式）,大部分余震视应力低于主震视应力。这些结论对地震震源理论研究具有一定意义。     

2021年5月漾濞MS6.4地震序列发震机理的应力分析

为了从应力的角度解释2021年5月漾濞M_S6.4地震序列的发震机理,本文开展了包括刻画断层结构,反演震源区应力场,研究应力场对断层的加载作用以及地震序列中较大地震对断层活动的库仑应力影响等4个方面的研究,具体的认识为,(1)相比于前人工作中利用区域台阵定位结果刻画的断层结构,结合布设在漾濞震源区的实时地震监测台阵捕捉的7905个余震位置和沿断层均匀分布的16个M3.5以上地震的震源机制,我们刻画了漾濞地震序列发震断层的精细结构：漾濞地震序列最主要的特征为NW向和NE向两组断层共同破裂,NW向断层为右旋走滑破裂,NE向断层为左旋走滑破裂;(2)利用震源区1°×1°范围内的90个历史震源机制反演了震源区的背景应力场,得到震源区为近南北向水平挤压,东西向水平拉张的走滑型应力状态,应力方位的不确定度很小,而主应力相对大小(R)的不确定度很大,为0.2～0.8;(3)分析了漾濞地震序列两组发震断层的稳定性,发现两组发震断层均为应力场作用下最易失稳的断层.此外,发生在两组断层上地震的震源机制分别与两个最易失稳断层的震源机制相似,说明了背景应力对断层行为的控制作用;(4)两组断...     

重庆荣昌地区注水诱发地震的时空分布特征

基于区域固定地震台站和6套流动加密台站的观测资料,对重庆荣昌地区2008年10月—2011年7月期间的地震活动性进行了分析。在双差定位的基础上,采用匹配定位方法(ML)对微小地震进行检测与定位;采用CAP(Cut and Paste)方法,反演获得了M_L≥3.5地震的震源机制解。在此基础上,分析地震活动的时空分布特征、震源特征及其与地质构造的关系,并讨论了2010年9月10日M_L5.1地震前后的小震活动特征。通过匹配定位方法共检测到3 354次微地震事件,约为中国地震台网中心地震目录的5倍,震级集中于M_L-1.0~1.0之间,震源深度大部分处于2~4km范围内;震级-频次统计分析表明,地震目录更加完整,震级下限从M_L1.0降低到M_L0.3。地震活动主要集中在几条隐伏断层附近,并具有从注水井向外扩展的特征;9次M_L≥3.5地震震源机制解均为逆断层型,与该区区域应力场协调,并与已有断层性质一致,表明地震活动与注水活动导致已有断层的再活动有关。而发震断层方向、倾角及滑动角散布范围较大表明流体孔隙压力增加对局部应力场有较大影响,使不同产状的断层活化。M_L5.1地震发生之前,地震活动首先表现为时间上丛集,空间上分布于大部分发震断层段上,随后出现了约3月的平静期,这与基于实验结果提出的"蠕滑-均匀化"机制一致,可能是断层亚失稳的一种表现形式,但这种解释需要进一步的工作论证。     

四川盆地荣县—威远—资中地区发震构造几何结构与构造变形特征:基于震源机制解的认识和启示

四川盆地荣县—威远—资中地区属于历史弱震区,然而2019年相继发生多次破坏性地震事件.本文基于四川区域地震台网宽频带地震仪记录波形资料,利用CAP(Cut and Paste)波形反演方法,获得了2016年以来发生在荣县—威远—资中地区的26个M_S≥3.0地震的震源机制解、震源矩心深度和矩震级,对该区域发震构造几何结构与变形特征及构造应力场特征进行了初步分析.主要获得如下认识:(1)26个M_S≥3.0地震的震源矩心深度在1.5～5 km之间,平均深度3.4 km,表明事件发生在上地壳浅部沉积层内;震源深度分布揭示发震断层面倾向SE、缓倾角.(2)26个地震的震源机制全部为逆冲型,表明发震构造整体为逆断层性质.节面优势方位NNE-NE,结合走向与倾角统计结果,本文推测发震构造可能为威远背斜南翼一系列倾向SE、走向NNE-NE的缓倾角盲冲断层.(3)P、T、B轴优势方位单一,表明研究区域处于相对简单的构造应力环境.区域应力场反演获得的最大主压应力轴σ₁方位NW-SE,近水平,与目前已知的该区域构造应力场水平主压应力方向一致,...     

中国强震的震级下限确定及有关震源参数的讨论

本文提出了能量达到一定阈值时震源断层面宽度在孕震层内达到饱和的观点。由此观点结合实际地震资料得到中国大陆大震的下限震级为7.1,相应的孕震层厚度为20km。在具有同样介质强度条件下,推得不同断层面宽度情况下震源体线性尺度与震级的关系式。研究表明我国浅源地震震源断层面宽度和长度是互补的,因此震源断层面积A、镨动幅度D和地震矩m_0与震级的关系在整个震级范围内(M=5—8.5)具有统一的表达式。     

断裂力学地震破裂模式和应力降模式的比较及其应用

借鉴断裂力学的研究成果和位错模式,提出了断裂力学地震破裂模式.根据此模式可以通过测定震源参数(位错量D与断层长度L;或地震矩M0与断层面积S;或地震矩M0与体波震级mb)直接估计构造环境剪应力场,同时还解释了应力降模式所存在的矛盾.用美国哈佛大学给出的1990-1999年分布在全球的7660个地震的M0和mb值,计算了这些地震的构造剪应力场τ0值.结果表明,绝大部分地震的τ0值在5-20MPa之间,平均值为10MPa.利用Geller收集的1923-1968年全球41个大地震的震源参数D和L;M0和S,估计了这些地震的构造剪应力场τ0值.结果表明,板间地震τ0的值为7MPa左右,板内地震为15MPa左右,全部平均值约为10MPa.我们还同时计算了地震时释放的应变能和地震辐射效率值,效率大约为5%,且与地震大小无关.     

云南地震的震源参数特征

本文研究了云南地震用波谱求得的震源参数:地震矩(M_o)、震源尺度(r)、应力降(Δσ)和震级(M_s)之间的相关关系,证明了只有地震矩和震级之间存在线性关系,而震源尺度及应力降与震源的性状关系较大,与震级之间基本不存在线性关系。考察应力降变化与发生大震的时空相关性,发现大震发生的地区大震前中小地震的应力降值普遍较低,用此指标提出剑川—大理地震带上的评源一带有可能发生7级左右大震。     

云南地区中小地震静力学和动力学参数定标关系

通过消除S波观测谱中的传播路径、场地响应、仪器响应等影响因素,得到中小地震的震源谱.根据Brune震源模型,运用遗传算法计算了地震矩、应力降、震源半径等震源参数;通过考虑由于有限的仪器带宽带来的地震辐射能量低估及补偿问题,测定了中小地震辐射能量;分析了云南地区ML2.0 ～5.3地震静力学和动力学参数定标关系.结果表明:地震矩为2.1×1012～1.2 ×1016N·m,地震矩M0和震级ML的线性关系式为lgM0=1.01ML+10.59;震源破裂半径在86.9～1220.4m之间,地震矩M0与震源半径a之间的关系式为lgM0 =0.003a+ 12.90;应力降结果介于0.03 ～57.55MPa之间,当M0＜4×1014N.m时,应力降随地震矩的增大而增大,当M0≥4 ×1014N·m时,应力降与地震矩之间无明显的依赖关系;地震矩M0与拐角频率∫c明显有依赖关系,二者之间的关系式为lgfc=- lgM0+5.32;地震辐射能量ER在3.01×106～2.06×1012J之间,地震辐射能量ER与震级ML之间的关系为lgER=1.18ML+5.69.当M0＜4×1014N·m时,折合能量有随地震矩增大而增大的趋势,当M0≥4×1014N·m时,折合能量不随地震矩的增大而变化;地震视应力范围为0.02～31.4MPa之间,视应力与震源深度之间没有明显的依赖性.     

新疆北天山中东段地区震源参数研究

本文首先利用经验格林函数方法证明了新疆北天山中东段地区的震源谱基本满足ω-2 模型。在此基础上 ,通过对S波观测谱中的噪音、仪器、路径、场地等影响的逐一消除 ,得到了研究区 10 5次ML2 5～ 5 7地震的震源谱 ,进而根据Brune的圆盘震源模型计算了地震矩、应力降、震源半径等震源参数。结果表明 ,这些地震的标量地震矩M0 与ML 震级线性相关较好 ,关系为Log10 M0 =1 10ML+ 17 2 0 ;震源半径在 10 0～ 15 0 0m之间 ;应力降介于 1～ 16 0bar之间 ,优势分布于 1～ 10 0bar。地震矩与拐角频率的关系呈现出两段趋势 ,可能表明了研究区震源的多重标度特征 :当M0 小于 4× 10 2 1dyne cm时 (相当于ML4 0地震 ) ,应力降显示出对M0 有依赖关系 ;当M0 大于 4× 10 2 1dyne cm时 ,地震的应力降不依赖于M0 。     

安宁河—则木河断裂带及周边地区断层交会部位的应力分布特征

根据构造活动特性对安宁河—则木河断裂带及周边地区进行分段,利用多地震的断层面解和中小地震的震源参数结果分析不同断层交会区的局部应力场和地震活动特征。结果表明:研究区北段的断裂呈"入"字形交会,具备应力高度集中的局部条件,地震活动频度高、震级偏大,震源应力降普遍较高;中段上,安宁河空区内部的断裂呈"钝角"形交会,地震活动稀疏,震源应力降偏低,而空区东侧的断裂呈"Y"字形交会,中小地震比较活跃,震源应力降值总体居中;在研究区南段,多条断裂呈"Y"字形交会,可能不具备应力高度集中的构造条件,虽然地震活动频度高、震级偏大,但震源应力降值总体居中。研究区地震活动和应力分布的分段差异,与断裂间的相互作用形式有关,交叉断层间的变形不协调对局部应力场和地震危险性有较大影响。     

长岛震群震源谱参数反演和震源参数特征

采用高频截止(High-Cut)震源模型,以均方根误差最小原则稳健地求解震源谱参数,并由此推算震源尺度和静态应力降。实际应用显示,该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合,可明显改善拐角频率识别准确度。计算了长岛震群内71次M_L≥2.5地震事件的震源参数,结果表明：(1)拐角频率处于2～10 Hz范围,与震级大小存在一定的相关性,截止频率范围处于10～30 Hz之间,与地震大小的相关性不明显;(2)地震矩M₀分布在10¹²～10¹⁴ N·m,与震级M_L存在正相关关系：logM₀=0.977M_L+10.186;M_L与矩震级M_W之间的关系为：M_W=0.651M_L+0.766;(3)根据相对应力降时域演化发现,自2017年3月3日M_L4.5地震之后应力快速释放,应力降水平在均值附近波动,而且多数M_L≥3.5地震发生于...     

根据走滑大地震前后应力轴偏转和应力降求取偏应力量值的研究

运用走滑地震造成的地震前后应力方向偏转和地震应力降Δτ推导得到地震震源处偏应力量值τ的解析表达式为τ=［Δτcos2(φ′[KG-*2]P-E)］/sin2(φ′[KG-*2]P-φP)(其中,φ\-P和φ′[KG-*2]P分别为地震前后的统计P轴走向,E为地震断层走向.).当震前P轴与震后P轴与断层走向夹角为45°时,该公式失效.对偏应力值与应力降比值随应力场主压应力轴与断层走向夹角及应力场主压应力轴偏转的变化进行分析表明,相同应力降造成的应力轴偏转越大,地下偏应力越小; 断层走向越接近主压应力轴方向,地震应力降场对偏应力场的贡献越小.将该方法运用于Landers地震震源区,求得了该地震Homestead Valley段的偏应力量值为10MPa.     

中强地震能量震级测定

本文根据地震波衰减特性,开展了利用宽频带地震波形数据测定地震波能量E_S和能量震级M_e的方法研究。利用震中距处于20°—98°范围内的宽频带远震P波波形数据,测定了4次国外和4次国内中强震的能量震级M_e,并对其面波震级M_S、矩震级M_W及能量震级M_e进行了分析对比。结果表明:面波震级M_S表示的是地震在某一固定频率所辐射的地震波能量大小;矩震级M_W与地震所产生的断层长度、断层宽度、震源破裂的平均位错量等静态构造效应密切相关;而能量震级M_e反映的是震源动态特征,与地震震源的动力学特性密切相关。由于地震是以地震波形式辐射,能量主要集中在震源谱的拐角频率附近,因此能量震级M_e更适合描述地震的破坏性。由此可见,联合测定面波震级M_S,矩震级M_W和能量震级M_e对于地震定量研究以及地震灾害与风险评估具有重要作用。      

祁连山中东段地区中小地震震源机制和区域应力场

利用哥伦比亚大学GCMT目录给出的祁连山中东段地区中强地震震源机制资料,研究较大区域(34°-41°N,100°-106°E)的应力场;利用该地区布设的中法微震数字监测台网多年监测资料和甘肃数字监测台网资料,使用P波和S波初动及振幅比联合反演方法,反演中小地震震源机制解和发震应力场。结果表明,地区构造应力大致为北东40°-45°水平向压应力;景泰地区主压应力方向约北东45°,绝大多数地震为走滑型。天祝-古浪地区有相当部分的逆断层地震分布,主压应力方向约60°,P轴仰角在10°左右优势分布,大致为水平应力场。这与大区域构造应力场和断层实际分布基本一致。     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震的静态和动态震源参数测定

震源特征可通过震源参数量化,震后快速测定震源参数,对于研究区域构造特征、地震的震源性质和孕育演化过程、开展震害评估和地震应急响应都具有重要意义.本研究采用区域地震台网和全球地震台网提供的宽频带波形资料,使用近震全波形反演方法得到了2022年1月8日青海门源M_S6.9地震的地震矩、矩震级和震源机制解等静态震源参数,并测定了地震辐射能量、能量震级和破裂持续时间等动态震源参数.结果显示：(1)本次地震为一次高倾角的走滑型地震,震源机制解节面I走向194°、倾角87°、滑动角175°,节面II走向285°、倾角85°、滑动角3°,地震矩为8.5×10¹⁸N·m,转化成矩震级为6.6,矩心深度为3 km.结合动态震源参数,可确定节面II为地震断层面;(2)地震辐射能量为4.3×10¹⁴J,转化成能量震级为6.8,高于矩震级;(3)地震呈现双侧破裂特征,破裂持续时间为11 s;(4)能矩比为5.1×10^-5,视应力为1.53 MPa,应力降为6.58 MPa,描述断层破裂复杂度的辐射能量增强因子为34;(5)综...     

随机震源模型的震源谱特征

本文利用唐山余震的数字化地震记录,研究了唐山余震区震源的非均匀性,发展了一种随机震源谱的经验模型,引进了两个与高频波激发密切相关的震源参数,断层上的均方根应力降(E{τ~2})~(1/2)和谱的第二拐角频率f_(1c)并对P波谱定量地估计了五个震级在3.0—3.9间的地震的(E{τ~2})~(1/2)和f_1,得到了这五个地震的震源非均匀性的粗略描述。     

希腊克里特MW6.0地震后的应力方向变化与强余震发生

地震的震源机制是地壳应力变化的指示器,而地壳应力变化与强震的发生直接相关。前人研究了地震震源机制变化在视应力较高的走滑型大震前的应力变化过程,而未见到震源机制变化对视应力较低的正断型大震发生的指示作用的研究。文章以2021年希腊克里特M_W6.0正断型地震序列为例,通过计算地震序列震源机制解与区域应力场方向之间最小空间旋转角的变化,揭示应力变化与强震发生的关系。为保证震源机制解的准确性,采用多家机构确定的震源机制得到中心震源机制作为该地震的震源机制,而后采用该地震序列精确的震源机制求解当地应力场,最后计算地震震源机制与主震震源机制及与所估计的地壳应力场方向的空间旋转角随时间的变化,探索强震发生与应力场变化的关系。结果表明:在主震发生的短期内,余震震源机制与该区域应力场方向的空间旋转角较大,与其后小震级的弱地震活动对应;随后余震震源机制与应力场方向的空间旋转角减小,对应后面发生的3次M_W＞5.0的强余震,在此之后的长时间内余震震源机制和应力场方向的空间旋转角再次增大,对应的余震震级及频度皆明显下降。文章以2021年希腊克里特M_W6.0地震序列为例,发现视应力较低的正断型地震前也存在应力方向集中现象,为探索地震应力前兆提供了范例。     

华东地区小震P波震源参数特征初探

选取上海数字化地震台网(台阵)记录到的2001～2004年华东地区发生80次记录较好的小地震.扣除仪器响应、介质响应等,反演单台记录垂直向纵波(P波)震源谱,根据布龙位错模型,计算每个地震单台拐角频率、地震矩、零频谱值、震源破裂半径、应力降等参数,求出每个地震的震源参数的平均值及其均方差,给出了该区小震震源的范围,研究了各参数之间的关系以及各参数与震级(ML)之间的关系.结果表明,华东地区小地震(ML 0.8～4.4)拐角频率与震级的关系可以用三次曲线拟合,亦可以将ML 2.5～3.0做为分界点用直线分段拟合,后者效果更好;零频谱值的对数与震级关系可以用直线拟合,也可以用二次曲线拟合,效果好于直线拟合;地震矩与震级的关系与零频谱值相似;震源破裂半径的对数与震级的关系可用直线、二次曲线以及三次曲线拟合,3者效果相近;应力降与震级、地震矩以及震源破裂半径之间不存在明显的依赖关系.     

区域应力状态与断层的相互作用:韩国东南部钻孔现场应力与地震震源机制的互补分析

为了了解区域现今应力状态及其与断层群体之间的关系,我们用两组不同的数据(岩土工程的现场应力数据和地震震源机制解)来描述朝鲜半岛东南部地区的现今应力张量特征。两组数据都给出了相似的结果,即主压应力方向为NEE-SWW向,这与亚欧板块东部一级构造应力分区的构造主应力方向是一致的。经过对现场应力数据以及震源机制反演的更多严格分析可知,现今应力场在方向和大小上呈现出有规律的不均匀性,而这种不均匀性可能是由于断层组的影响引起的。在地壳浅部开展现场应力测量时,一般最大最小水平主应力随空间位置变化,且与垂直主应力正交。研究显示现场应力量值与区域断层逆相关。这表明由于断层活动而产生的应力释放可能是导致区域内低应力区的主要因素之一。为了证实这一推论,我们根据现今应力场仔细调查了新近活动过的第四纪断层的产状。在这一给定的应力条件下,断层滑移面上剪应力与主应力的高比值表明大部分断层位于优势滑移方向,这意味着可能是断层在维持着现在的应力场。当代的地震分布显示低应力区地震活动性密度较大,表明相应区域内的断层强度可能受现今应力状态影响处于摩擦极限状态。这也许告诉我们断层强度的不均匀性导致了区域应力状态的不均匀性。