安庆4.8级地震的余震S波分裂研究

利用安徽数字地震台网安庆台记录的地震波形资料,运行Matlap S波分裂程序,对2011年1月19日安徽安庆4.8级地震的余震序列开展S波分裂研究。结果表明,快S波偏振方向有两个优势取向,分别为N73°E和N94°E,初步判断为区域应力场导致的EDA裂隙系各向异性结果。其中快S波N73°E偏振方向与区域应力场的主压应力方向N74°E基本相同,而快S波N94°E偏振方向稍有偏差,可能是由于4.8级主震产生的应力扰动引起的。慢S波延迟时间在0.82～10.92范围内变化,平均为2.84,主震后,延迟时间明显下降,可能反映了震后应力的释放过程,而几次较大余震前则处于上升高值状态,可能反映了较大余震前的应力积累过程。     

SKS波对地壳裂隙各向异性的响应——理论地震图研究

穿透含裂隙、裂缝地壳8 s视周期的SV波的理论地震图研究表明,当地壳平均裂隙密度高于0.01即横波各向异性高于1%时,非对称面内不同方位的SKS波均发生分裂;地震图中直接的记录显示是切向T分量上出现SKS波的振动,其振幅随地壳平均裂隙密度的增大而增强,甚至能与径向R分量上的振幅相当.局限于上地壳的强裂缝各向异性同样能引起SKS分裂.长周期SKS波分裂对地壳内裂隙、裂缝的分布缺乏分辨率.直立平行排列裂隙、裂缝使得SKS分裂T分量记录特征具有方位对称性,这来自于HTI介质中快、慢波偏振和到时差随方位变化的对称性;而倾斜裂隙、裂缝使得该方位对称性丧失.对实际观测SKS分裂的偏振解释需要考虑地壳裂隙各向异性,特别是断裂附近的强裂缝各向异性.     

蒙古中南部地区地壳各向异性及其动力学意义

利用蒙古中南部地区布设的69套宽频带数字地震仪2011年8月—2013年7月记录的远震事件,使用时间域反褶积方法提取接收函数,并挑选高质量Pms震相,通过改进的剪切波分裂方法对研究区地壳各向异性参数进行了研究,最终获取了1473对各向异性参数.经过统计分析,有48个台站可以归纳出两个方向的各向异性,11台站得到单个方向的各向异性,而剩余10个台站各向异性方向比较发散.结果显示,各向异性在蒙古中南部地壳中呈不均匀分布,有54个台站得到了NE-SW向各向异性,快波偏振方向平均值为N58°E±16°,与最大水平主应力σHmax方向和区域内主要断层走向一致,说明这部分地壳各向异性的主要成因存在于上地壳,可能与流体填充的微裂隙有关.而NW-SE向各向异性在53个台站被观测到,各向异性方向变化范围平均N132°E±16°,与研究区大部分SKS分裂快波方向具有较好的一致性,说明下地壳成岩矿物晶体定向排列是各向异性的主要成因.研究区地壳各向异性的分层特征总体上支持岩石圈受到NE-SW向挤压的动力学模型.     

紫坪铺水库水位变化对剪切波分裂参数的影响

本文通过对2006-2009年四川紫坪铺水库库区8个地震台站记录的地震事件,采用剪切波分裂方法获得了水库库区剪切波分裂参数,并结合地震活动性与水库水位之间的变化关系,分析了紫坪铺水库库区地壳应力的变化特征.剪切波分裂结果显示该研究区域快波偏振方向有两个,分别为北东向和北西向,充分体现了紫坪铺水库地区地壳应力是由北西向的区域主压应力与南东走向的龙门山断裂带综合作用的结果.慢波延迟时间平均值为5.8 ms·km-1,慢波延迟时间较大的地区位于库坝和库尾,分别是水库蓄水排水引起地壳应力变化最大的区域.对比慢波延迟时间的变化和水库水位的变化显示了慢波延迟时间与水库水位之间的一致变化关系,揭示了水库的蓄水排水对地壳应力的影响.     

南极长城站地壳和上地幔各向异性分析

利用我国第24次和第25次南极科学考察队于2008年2月—2010年3月南极长城站记录到的地震事件数据进行剪切波分裂研究. 选取近震事件对Sg波进行剪切波分裂计算,结果表明快波偏振方向有两个,分别为北东向和近南北向; 慢波延迟时间的范围为1.45—5.17 ms/km,平均值为3.54 ms/km.同时选取长城站记录到的远震数据SKS波震相进行剪切波分裂计算,得出上地幔快波偏振方向优势取向为北东向, 慢波延迟时间平均值为1.60 s. 剪切波分裂结果显示长城站地区地壳和上地幔具有明显的各向异性, 并显示长城站地区地壳与上地幔快波偏振方向几乎平行,表明壳幔变形的一致关系.另外,地壳和上地幔各向异性的快波偏振方向不仅与长城站附近的海沟方向平行,同时也与绝对板块的运动方向平行.该结果进一步说明了绝对板块的运动是构成上地幔各向异性的主要原因.     

S-wave splitting from records of local micro-earthquakes in West Bohemia/Vogtland: An indicator of complex crustal anisotropy

Most S-wave particle motions of local micro-earthquakes in the West Bohemia/Vogtland region display S-wave splitting. The split S waves are usually well defined, being separated in time and polarized in roughly perpendicular directions in the horizontal projection. In most cases, the polarization of the fast S wave is aligned NW-SE (referred to as “normal splitting”), which is close to the direction of the maximum horizontal compression in the region. However, for some ray directions, the polarization of the fast S wave is aligned NE-SW (referred to as “reverse splitting”). The pattern of normal/reverse splitting on a focal sphere is station-dependent, indicating the presence of inhomogeneities in anisotropy. For some stations, the normal/reverse splitting pattern is asymmetric with respect to the vertical axis, indicating the symmetry axes of anisotropy are probably inclined. The presence of inclined anisotropy is confirmed by observations of directionally dependent delay times between split S waves. A complex and station-dependent anisotropy pattern is probably the result of a complicated anisotropic crust characterized by diverse geological structures. The spatial variation of anisotropy probably reflects the presence of a variety of different types of anisotropic rocks in the region.     

地震各向异性——多组裂隙对横波偏振的影响

通过对多分量地震资料的分析,我们发现随着频率的增加横波分裂时差减小.对于深部接收的VSP数据来说快横波的偏振方向保持不变,而对于浅层接收的VSP数据来说偏振方向却存在一个最大可以达到20°的旋转.尽管多尺度随机分布微裂隙岩石物理模型已经成功地模拟并解释了横波分裂时差随频率变化的现象,却不能解释与频率相关的横波分裂.据推测,如果微裂隙的排列方向和大裂隙的排列方向不同,利用低频信息获得的偏振方向将指示裂隙主方向,而利用高频信息获得的偏振方向则指示微裂隙方向.在背景多孔隙介质中存在多组裂隙的情况下,推导出垂直入射条件下横波偏振方向的解析式,给出了系统研究横波在介质中传播的方法.研究结果表明,横波偏振方向会随着频率的变化而变化,并且在入射方位、角度一定的条件下,是裂隙方位和密度的函数,这些认识可能有助于揭示观测到的、依赖频率变化的横波偏振现象.     

南迦巴瓦地区近震剪切波分裂研究

南迦巴瓦地区位于喜马拉雅山脉构造结东端,地壳各向异性具有其特殊性和复杂性.本研究收集了布设在南迦巴瓦地区的流动地震台站和固定台站于2017—2019年记录的近震波形数据,利用剪切波分裂偏振分析方法得到了研究区内10个地震台站的剪切波分裂参数快波偏振方向和慢波延迟时间,分析了剪切波分裂参数在空间上和时间上的分布,探讨了南迦巴瓦地区上地壳地震各向异性特征,以及2017年11月18日米林M_S6.9地震发生后地壳应力状态的变化.结果显示,南迦巴瓦地区快波偏振优势方向有两个,即北西向和北东向.位于米林断裂、嘉黎断裂、墨脱断裂和雅鲁藏布江断裂附近的台站,快波偏振方向基本平行于断裂走向.研究区域上地壳各向异性方向受区域应力场的控制,另外还受到断裂构造的影响.南迦巴瓦地区慢波延迟时间均值为4.13 ms·km^-1.距离米林地震主震震中位置较近的L0230台站慢波延迟时间较大.本研究没有观测到快波偏振方向在时间上的规律性变化.L0230台站的慢波延迟时间在米林M_S6.9地震之后表现出明显的降低,反映了大地震之后地壳应力的释放与调整.

     

首都圈西北部地区地壳介质地震各向异性特征初步研究

本研究使用首都圈数字地震台网2002年01月～2003年12月的波形记录资料,采用SAM方法,进行了剪切波分裂的分析,得到首都圈西北部地区地壳介质地震各向异性的初步结果.根据对有3条以上可靠记录的14个台站的统计分析,得到首都圈西北部地区的剪切波分裂的统计平均结果为: 快剪切波平均偏振方向为NE699°±445°,慢剪切波平均时间延迟为444±293（ms/km）.研究认为,NE699°±445°的快剪切波平均偏振方向暗示了该区域的水平主压应力方向,快剪切波偏振方向的第一优势取向揭示了NWW近E W方向的原地水平主压应力的构造意义,凸现了NWW向的张家口—蓬莱断陷带.通过快剪切波偏振方向,本研究进一步证实,位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振方向的优势取向与断裂走向一致,认为南口—孙河断裂和夏垫断裂是两个活动断裂,而八宝山断裂可能是个并不太活跃的活动断裂.华北盆地里的快剪切波偏振方向显示出复杂的分布特征,对应了盆地凹陷区里许多断裂互相交汇造成区域主压应力场受到局部调整的复杂图像.研究还认为慢剪切波时间延迟急剧的梯度变化可能与地壳深部的温度变化有关联.     

肃南5.7级地震过程剪切波分裂特征

剪切波分裂应用于地震预报中的３个主要困难是：（１）如何自动定量识别剪切波快慢波到时；（２）用以认识其基本特征的震例太少；（３）因各次地震的复杂性，对所给剪切波分裂结果难以给出恰当的解释，本文研究了１９８８年１１月２２日甘肃肃南５．７级地震过程剪切波分裂的特征。所用资料为１９８８年８月到１９９０年８月中法合作张掖数字台网的记录。通过对张掖～肃南地区地壳结构模型的研究，确认了所用各次地震的真实出射角基     

地壳介质剪切波分裂研究的部分进展

剪切波穿过各向异性介质传播时会发生分裂现象,而在地壳中产生各向异性的主要因素是大量充满液体的定向排列的微裂隙。通过剪切波分裂参数可以研究地壳介质的特性、地壳应力状态及应力场的变化,并可用于地震预测。利用地壳介质各向异性特征研究断层性质也是一个新的动向。     

云南地区上地幔各向异性研究

对云南23个数字地震台11次地震的SKS记录，采用理论切向分量与实测切向分量拟合的方法，确定了快S波的偏振方向和快、慢波之间的时间延迟．结果表明，除鹤庆台外，在各台都观测到了S波分裂现象；云南地区的快方向总体特征是北北东向，时间延迟变化范围为0.5～2.0ｓ．在地质构造复杂地区断层对分析的影响很大．分析表明，作为青藏高原与华南块体之间的过渡带，云南地区的S波快方向反映了印度板块向欧亚板块俯冲是该地区地球动力学的基本背景，而由于青藏高原隆起造成的康滇菱形块体的南东-南南东向运动是造成复杂构造、应力环境的重要因素．快方向与上地幔运动的方向存在差异，说明在云南地区低速层或者软流层的运动与地壳块体的运动之间存在着复杂的耦合作用，构造驱动力如同向北东方向张开的手掌．从时间延迟出发，推断各向异性层的厚度为60～225ｋｍ．其变化范围与低速层埋深的变化范围（104～260ｋｍ）相当，认为各向异性层顶面可能在地壳底部，也可能在低速层，且在不同地点是不相同的，这与云南及周边地区莫霍面变化剧烈有因果关系．进一步推断出上地幔的各向异性主要存在于岩石圈而不是整个上地幔．      

基于密集流动地震台网资料研究古冶—滦县地区上地壳各向异性

自唐山地区发生7.8级地震以来, 古冶—滦县地区一直为唐山地震的余震频发区.该地区断裂和地质构造十分复杂, 这些断裂的破碎程度有哪些差异?这是地震学家所关心的问题.本文使用在古冶—滦县地区布设的密集流动地震台网2020年8月—2021年7月近一年的波形记录, 采用剪切波分裂原理通过对古冶—滦县地区上地壳各向异性研究来揭示这些问题.得到以下结论: (1)古冶—滦县地区快剪切波平均偏振方向为NE86.2°±27.8°, 慢剪切波平均时间延迟为2.37±1.25 ms·km^-1.快剪切波偏振第一优势方向为ENE向, 与区域背景主压应力方向一致; 第二优势方向为NE向, 该方向揭示了研究区域断裂主要以NE向为发育的构造意义.(2)唐山断裂带附近台站快剪切波偏振方向均显示出NE向的第二优势方向, 与断裂走向一致.断裂附近台站慢剪切波时间延迟较高, 各台站时间延迟差异较小, 表明区域各向异性程度较强, 断裂沿NE向破碎程度较强且破碎均匀.(3)滦县—乐亭断裂和卢龙断裂附近台站快剪切波偏振方向显示出复杂性, 表明两条活动断裂的交汇在地壳内部产生了复杂的地壳破裂裂隙结构.断裂附近台站慢剪切波时间延迟较高, 各台站时间延迟差异较大, 表明区域各向异性和断裂破碎程度较强, 且破碎不均匀.(4)丰台—野鸡坨断裂和榛子镇断裂附近台站快剪切波偏振方向与区域主压应力方向接近, 慢剪切波时间延迟最小, 表明断裂对其附近台站快剪切波偏振方向影响大不, 区域各向异性和断裂破碎程度较弱, 断裂内部裂隙可能存在愈合的现象.另外, 本文还针对1976年唐山M_S7.8地震后在唐山断裂带上出现的尖端效应是否对唐山断裂带北段应力场产生了影响做出了讨论.本研究结果不仅反映了断裂分布的复杂程度与地壳各向异性的关系, 还揭示了地壳各向异性在不同破碎程度断裂上的差异.

     

四川宜宾地区S波分裂特征

本文采用纵横比与偏振分析相结合的方法测定了2013年4月25日~2015年12月31日四川宜宾地区10个台站S波分裂参数,即快波偏振方向和慢波延迟时间。结果表明,华蓥山断裂两侧台站呈现不同的快波偏振优势方向,断裂带以西的台站偏振优势方向为NW向,与区域应力场方向一致;位于断裂带以东的台站优势偏振方向为NE向,与断裂走向一致。在地震密集分布区域内的CNI台的优势偏振方向为NE向,与台站附近的断裂带走向基本一致。研究区域南段的3个台站(JLI、YAJ、XWE)优势偏振方向近NS向。各个台站平均慢波延迟时间在3.07~11.95ms/km范围内,慢波延迟时间最大的台站是CNI台,距离2013年4月25日06时10分M_L5.2地震震中位置最近,这反映出震源区地震波各向异性程度较强。CNI台站的慢波延迟时间显示,在2015年2月7日M_L4.8地震前观测到慢波延迟时间有明显的上升趋势。     

裂隙参数对衰减各向异性影响的数值模拟

Propagation through stress-aligned fluid-filled cracks and other inclusions have been claimed to be the cause of azimuthal anisotropy observed in the crust and upper mantle.This paper examines the behavior of seismic waves attenuation caused by the internal structure of rock mass,and in particular,the internal geometry of the distribution of fluid-filled openings Systematic research on the effect of crack parameters,such as crack density,crack aspect ratio(the ratio of crack thickness to crack diameter),pore fluid properties(particularly pore fluid velocity),VP/VS ratio of the matrix material and seismic wave frequency on attenuation anisotropy has been conducted based on Hudson’s crack theory.The result shows that the crack density,aspect ratio,material filler,seismic wave frequency,and P-wave and shear wave velocity in the background of rock mass,and especially frequency has great effect on attenuation curves.Numerical research can help us know the effect of crack parameters and is a good supplement for laboratory modeling.However,attenuation is less well understood because of the great sensitivity of attenuation to details of the internal geometry.Some small changes in the characteristics of pore fluid viscosity,pore fluids containing gas and liquid phases and pore fluids containing clay can each alter attenuation coefficients by orders of magnitude.Some parameters controlling attenuation are therefore necessary to make reasonable estimations,and anisotropic attenuation is worth studying further.     

The upper mantle anisotropy in Yunnan area, China

Introduction The study of the upper mantle anisotropy in Yunnan area benefits the research of deep structure of Sichuan-Yunnan active block and the characteristics of deformation field, the analysis of the coupling relations among different layers of the earth and the promotion of understanding the relation between anisotropy and stress-strain field and geological construction processes. The research results would be of important significance for the interpretation of movement of plates, the …     

云南剑川近场横波特征及其与构造的关系

通过对1982年7月3日云南剑川Ms5．4级地震的余震震群近场记录的研究，为该地区存在横波分裂现象及上部地壳存在裂隙各向异性提供了直接的证据．剑川地区地震记录波形复杂，纵、横波视周期差异较大．横波快波偏振主要集中在NE45°和NW55°两个方向．7月20日ML4．8级强余震前后横波快波偏振取向变化显著，各台横波偏振方向震前彼此相对独立；震后整体上趋于有序．前者反映了地震发生前由于震源区应力集中在附近空间形成的应力分布的差异；后者显示出地震发生后由于震源区集中应力的释放带来的上述应力差异在一定空间范围的解除．该结果表明震源附近地区地震横波分裂特征不仅携带着地震处于相对平静期应力场的静态信息，而且也携带着地震发生前后应力场时、空动态变化的重要信息．文中还讨论了剑川地区构造对S波分裂的影响．     

乌海地区剪切波分裂研究

根据乌海地区构造环境,采用SAM方法研究乌海地区地壳各向异性特征,使用乌海地震台2014年1月至2020年6月数字地震波形进行分析。根据65个有效地震记录,得到乌海地区剪切波分裂参数,其中快剪切波平均优势偏振方向为NE63.1°±46.4°,慢剪切波平均时间延迟为（1.13±0.66）ms/km。乌海地震台快剪切波偏振显示出4个优势偏振方向,分别为NE、EW、NNE、NNW向。将得到的各向异性结果与研究区应力场和地质构造进行分析,认为研究区周边复杂的剪切波分裂变化是主压应力场、原地主压应力、断裂带分布共同作用的结果。     

四川长宁页岩气开采区上地壳各向异性及其变化特征

四川长宁页岩气开采区2018年12月16日和2019年1月3日相继发生了M_L5.7和M_L5.3地震, 两次中强地震给附近建筑物带来了严重的破坏.本文收集了长宁地区2018年11月至2019年2月的地震波形数据资料, 利用剪切波分裂方法获得了研究区内14个台站的剪切波分裂参数快波偏振方向和慢波延迟时间, 分析了长宁地区地壳各向异性特征, 以及地壳应力场的变化, 初步探讨了两次M_L5.0地震孕育的应力环境.结果显示, 多数台站快波偏振方向有两个优势方向, 北东向和北西向.研究区位于四川盆地南缘盆山结合地带, 构造环境复杂, 剪切波分裂参数较为离散.北西向的快波偏振方向与区域主压应力方向、震源机制解结果一致, 北东向快波偏振方向与之正交.整个研究区域内慢波延迟时间普遍较高, 均值为6.16 ms·km^-1.慢波延迟时间最大值来源于位于两次M_L5.0地震震中之间的XIC台站.离散的剪切波分裂参数以及较高的各向异性强度, 可能与页岩气开采压裂作业有关.水力压裂施工, 页岩地层中注入高压流体, 从而改变了岩体和断层的应力状态, 引起应力环境的改变.慢波延迟时间在M_L5.3地震发生之前表现出明显增加的趋势, 表明地震发生之前地壳应力的积累.M_L5.3地震发生之后观测到慢波延迟时间的降低, 反映了震后地壳应力的突然释放.

     

Seismic anisotropy in a hydrocarbon field estimated from microseismic data

The study of seismic anisotropy in exploration seismology is gaining interest as it provides valuable information about reservoir properties and stress directions. In this study we estimate anisotropy in a petroleum field in Oman using observations of shear‐wave splitting from microseismic data. The data set was recorded by arrays of borehole geophones deployed in five wells. We analyse nearly 3400 microearthquakes, yielding around 8500 shear‐wave splitting measurements. Stringent quality control reduces the number of reliable measurements to 325. Shear‐wave splitting modelling in a range of rock models is then used to guide the interpretation. The difference between the fast and slow shear‐wave velocities along the raypath in the field ranges between 0–10% and it is controlled both by lithology and proximity to the NE‐SW trending graben fault system that cuts the field formations. The anisotropy is interpreted in terms of aligned fractures or cracks superimposed on an intrinsic vertical transversely isotropic (VTI) rock fabric. The highest magnitudes of anisotropy are within the highly fractured uppermost unit of the Natih carbonate reservoir. Anisotropy decreases with depth, with the lowest magnitudes found in the deep part of the Natih carbonate formation. Moderate amounts of anisotropy are found in the shale cap rock. Anisotropy also varies laterally with the highest anisotropy occurring either side of the south‐eastern graben fault. The predominant fracture strikes, inferred from the fast shear‐wave polarizations, are consistent with the trends of the main faults (NE‐SW and NW‐SE). The majority of observations indicate subvertical fracture dip (>70° ). Cumulatively, these observations show how studies of shear‐wave splitting using microseismic data can be used to characterize fractures, important information for the exploitation of many reservoirs.