中国地区深度震相和地面反射波、转换波走时的计算

本文根据中国地区地震P波和S波走时表与地壳和地幔中地震波的速度分布,计算和编制中国地区深度震相pP,sS,pS;sP的走时表以及地面反射波、转换波PP,SS,PS,SP震相的走时表。自1940年Jeffreys和Bullen计算了全球平均的走时表之后,除Herrin等人重新算过pP走时表外,对于sS,sP,pS震相走时一直没有人再行算过。提出中国地区符合实际情况的深度震相走时表,对于远震记录的分析处理,提高测定震源深度的精度,揭示在某些深度和震中距离上深度震相在中国地区的特征将有一定的价值,并与中国地区地震P波和S波走时表相匹配,使之自成一个体系。我们将进一步采用一系列最新数据处理方法计算《深度震相和地面反射波、转换波走时》的软件亦可供其他地区计算走时表的参考。     

浅析巴里坤台记录的兴都库什地震震相特征及sP震相与震源深度的关系

以巴里坤台记录的兴都库什地区2004～2019年发生的138次MW≥5.0地震为研究对象,通过分析其震相特征及sP-P到时差与震源深度的关系,为该地区地震的震相分析和震源深度计算提供参考.结果表明:① 兴都库什地区地震震相以P、sP、S为主,少数震例可记录到pP、sS或ScS震相.② 兴都库什地区地震以中深源地震为主,...     

利用和田地震台阵数据对2008年于田7.3级地震序列重新定位

利用新疆和田地震台阵数据,应用宽频F-K分析方法,结合新疆数字地震台网部分台站数据,通过震相到时、方位角和慢度的线形化反演地震定位方法对2008年3月21日新疆于田7.3级地震及2008年3月21日~2008年8月31日ML≥4.0的余震序列中119次地震进行重新定位,重新定位结果与新疆区域地震台网定位结果有明显差异。重新定位结果表明,于田7.3级地震序列呈近NS向条带分布,与野外考察发现地表破裂带基本一致。研究结果表明,利用地震台阵结合部分区域地震台网数据,可以对台网相对稀疏地区的地震进行较为精确的定位,可为基础研究和震情趋势判定提供基础资料。     

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。     

用SKS震相测定震源深度

目前,我国测定震源深度,大部分是用pP、sP或sS等深震震相,也有时用核面反射波PcS、ScP、ScS等震相,但很少用球核穿透波SKS。当然在深震震相比较清楚,初动尖锐的情况下,所测定的h是比较可靠的,但有一些地震记录深震震相极弱或根本记录不到时,就很有必要去寻求其它震相来测定震源深度。下面,讨论一下SKS震相的传播路径与记录特征;SKS—P与S—P求震源深度曲线的汇制和实际测量精度;识别SKS震相的重要性和今后这项工作的几点意见。     

用三分向台站的数字化资料确定震源深度

引言研究任何地震事件时,从地震宏观作用的研究到地震和核爆炸的识别,实际上都必须知道震源深度。确定震源深度是根据对记录初至震相的分析1956;1983),特别是对pP波和sP波初至相对于初动的时差分析来实现的。但是除了上述震相以外,在纵波开始部分可能存在其他一些转换波     

利用兰州小孔径地震台阵资料叠加观测走时曲线

使用兰州小孔径地震台阵记录的近10年地震观测垂直分量波形数据,采用长、短时间平均数比值方法(STA/LTA)叠加出适用于青藏高原东北缘地区的观测走时曲线.结果表明,兰州小孔径地震台阵独特的地理位置,基本上能够记录到不同震中距(0—180°)和不同方位的地震事件;使用不同频率滤波处理之后的地震数据记录叠加出相应的观测走时曲线,从观测走时曲线中可以识别出不同体波震相(P,PKIKP,PKP,PP,PPP,PcP,ScP,S,SS等)的到时及其观测走时曲线特征.这对识别地震各种震相,认识和研究地球内部精细结构等具有非常重要的科学意义.     

乌兰浩特地震台典型地震事件震相特征分析

选取乌兰浩特地震台记录到的典型天然地震事件及爆破事件,根据断裂带分布及波形记录特征,分析地震及爆破事件的震相特征.结果表明,研究区域近震波形Pn、Pg、Sn、Sg震相及Sm面波较清晰,Pg、Sg波走时差一般不大于23 s,与中国地震台网中心发布的MS震级间的偏差一般小于0.6级;远震P、S、pP、sP震相可较清晰识别,Pm、L面波记录较明显,P、S波走时差一般不小于25 s,震级偏差一般小于0.4级,且通过震相特征及实地考察发现,爆破多为霍林郭勒区域爆破事件.     

转换波PiS震相

地面反射的各类转换波,一般容易识别。地壳及上地幔间断面的各类转换波,振幅微小,识别和应用有困难。 我们对牡丹江台1974年以来记录的Δ>20°的一些深震进行了分析,发现初至P波之后15秒有一明显震相,该震相属地下146公里间断面的转换折射波,定名为PiS。在地震图上,转换波PiS的特点是: 1.PiS波迟于原生初至P波,早于pP、sP,PiS-P到时差较稳定,随震中距变化较小。     

sPn震相特征及在震源深度测定中的应用

通过理论地震图模拟,研究sPn震相特征,分析其影响因素。研究表明:sPn与Pn震相的初动极性关系在不同台站方位角呈现不同特点,基于sPn震相的深度定位方法更适合于中强地震。以2012年9月7日12时16分彝良M_S 5.6地震为例,利用南北地震带南段密集流动地震台阵的观测数据,采用波形互相关方法拾取Pn波走时,应用滑动时窗相关法识别sPn震相,通过sPn与Pn震相走时差,测定震源深度为9.6 km。     

乌兰浩特地震台典型地震事件震相特征分析

选取乌兰浩特地震台记录到的典型天然地震事件及爆破事件,根据断裂带分布及波形记录特征,分析地震及爆破事件的震相特征。结果表明,研究区域近震波形Pn、Pg、Sn、Sg震相及Sm面波较清晰,Pg、Sg波走时差一般不大于23 s,与中国地震台网中心发布的M_S震级间的偏差一般小于0.6级;远震P、S、pP、sP震相可较清晰识别,Pm、L面波记录较明显,P、S波走时差一般不小于25 s,震级偏差一般小于0.4级,且通过震相特征及实地考察发现,爆破多为霍林郭勒区域爆破事件。     

Modelling of depth phases and source processes of some central Aleutian earthquakes

Short-period synthetic seismograms are computed to determine the relative amplitudes and arrival times of P, pP, pwP (water surface reflection), and sP phases. Except along nodal planes of upgoing p, pwP is of greater amplitude than sP. For central Aleutian earthquakes, pwP dominates over sP and pP at North American stations for thrust mechanisms and modelled crustal structures. The pwP phase is clearly identified in three Aleutian events and can be used to constrain focal depths. Complex fracturing processes are identified in two of the events. In simple events, smaller phases which are consistent from station to station can be identified as sub-surface reflections and used for modelling the structure of the forearc.     

用改进的相对幅值法反演震源机制及其在核爆炸地震事件识别中的应用

与波形反演方法相比,相对幅值法在利用短周期地震波反演震源机制时不需要高分辨率的地球模型,因此更适合于低震级地震事件的震源机制反演．本文以Pearce的传统相对幅值法为基础,引入一种新目标函数以量化特定震源机制解模型的直达P波与地表反射pP和sP波的理论相对幅值与实际观测之间的不吻合程度,由此提高了相对幅值法的容错能力．利用改进的相对幅值法,反演了吉尔吉斯斯坦伊赛克湖地区震级分别为mb4.9和mb3.8的两次天然地震震源断层面解．对于较大的地震,利用5个远震台阵上观测的pP/P和sP/P相对幅值得到的震源断层面解,与哈佛大学的CMT断层面解非常接近;对于哈佛大学没有给出CMT解的较小地震,利用同样方法得到的震源断层面解的走向与震中位置处主要断层的走向一致,而且利用该断层面解可以拟合和解释区域台站上的长周期波形和P波初动方向．最后,为了说明相对幅值法在地下核爆炸地震事件识别中的应用,利用改进的相对幅值法分析了朝鲜2006年10月9日核试验的远震P波波形,发现没有断层面解与远震台站上的P波波形特征相吻合．      

Inversion of focal mechanism and events identification using an improved relative amplitude method

The relative amplitude method(RAM) is more suitable for source inversion of low magnitude earthquakes because it avoids the modeling of short-period waveforms.We introduced an improved relative amplitude method(IRAM) which is more robust in practical cases.The IRAM uses a certain function to quantify the fitness between the observed and the predicted relative amplitudes among direct P wave,surface reflected pP and sP waves for a given focal mechanism.Using the IRAM,we got the fault-plane solutions of two ea...     

利用河北台网sPn震相计算近震震源深度的初步研究

以河北台网记录到的地震数据为基础,根据sPn震相所具有的特征对该震相进行精确识别,计算出2001年以来河北地震台网记录的2个代表性地震的震源深度,为了得到更加准确的震源深度,采用sPn震相计算出多个台站震源深度的平均值,将结果与中国地震台网中心给出的震源深度进行比对,2个地震的震源深度误差均比较小,说明该方法在日常工作中可以得到应用,为地震科研工作提供有利的依据。     

复杂地质结构OBS地震剖面震相识别方法

震相识别对获取深部速度结构至关重要.横穿加瓜海脊的T1测线东段,地形高差达3 km,沉积厚度相差约2 km,沉积基底变化复杂,对海底地震仪（OBS）地震剖面的震相识别增加了难度.本文以该测线东段OBS数据为例,采用地形校正、基底校正、多次波识别、正演模拟、走时投影等多种手段,开展了复杂构造的OBS震相识别研究,获得了测线下方深部速度结构模型.结果表明,采用的方法对复杂地质结构下OBS震相识别是行之有效的,相比传统的方法提供了更多且准确的震相走时信息,获得的速度模型更加可靠.     

江苏数字地震台网P波谱震级和地震辐射能的计算

基于江苏数字地震台网的宽频带记录,对38次M≥5.0地震的P波谱震级M_P进行测定,对地震的辐射能量进行了估算。结果表明:本文测定的M_P与中国地震台网中心(CENC)测定的MS、德国地学中心(GFZ)测定的MW具有很好的一致性,与该2种震级之间的平均偏差分别约为0.17和0.10级,基本小于世界主要地震机构之间对同一震级的测定误差(约0.2级);同时,基于M_P估算的地震辐射能与基于修正G-R关系由MS震级换算获得的结果十分接近,两者平均能量之比约为1.1,表明M_P与P波群(P+pP+sP)能量流是基本等效的。因此,基于宽频带数字记录测定中强地震的P波谱震级以及地震辐射能是可行的,且测定过程简便。     

The April 24, 2013 Changning M s4.8 earthquake: a felt earthquake that occurred in Paleozoic sediment

The dense broadband seismic network provides more high-quality waveform that is helpful to improve constraint focal depth of shallow earthquake. Many shallow earthquakes occurring in sediment were regarded as induced events. In Sichuan basin, gas industry and salt mining are dependent on fluid injection technique that triggers microseismicity. We adopted waveform inversion method with regional records to obtain focal mechanism of an M _s4.8 earthquake at Changning. The result suggested that the Changning earthquake occurred at a ESE thrust fault, and its focal depth was about 3 km. The depth phases including teleseismic pP phase and regional sPL phase shows that the focal depth is about 2 km. The strong, short-period surface wave suggests that this event is a very shallow earthquake. The amplitude ratio between Rayleigh wave and direct S wave was also used to estimate the source depth of the mainshock. The focal depth (2–4 km) is far less than the depth of the sedimentary layer thickness (6–8 km) in epicentral region. It is close to the depth of fluid injection of salt mining, which may imply that this event was triggered by the industrial activity.     

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.