云贵高原东南部地壳各向异性初步研究

云贵高原东南部地区位于贵州西南部及广西西北部。 我们选用中国地震科学台阵一期在广西、 贵州区域内的50个流动台站记录的2011年6月至2013年3月的地震波形资料, 运用剪切波分裂系统分析方法(SAM), 得到了可用于分析的10个台站地震资料, 获得剪切波分裂参数即快剪切波偏振方向和慢剪切波时间延迟。 结果表明, 云贵高原东南部地区的地壳各向异性呈现南北分区的特点。 广西西北部地区的快剪切波优势偏振方向为NW—SE, 与华南地块主压应力方向一致。 贵州西南地区位于扬子板块和华南褶皱系右江褶皱带的过渡带, 其快剪切波优势偏振方向近NE—SW, 与华南地块主压应力方向近似垂直, 反映出区域内复杂的构造背景及应力环境。 将云贵高原东南部慢剪切波时间延迟与川滇地块以及华夏地块东南部对比可知, 云贵高原东南部地壳介质各向异性程度更接近于华南地块。     

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.     

华夏地块东南部地壳地震各向异性特征初步研究

本研究采用SAM剪切波分裂分析方法,使用福建区域数字地震台网记录到的（1999年01月～2003年12月）的波形资料,挑选符合剪切波窗口条件的记录,得到华夏地块东南部地区23°N～29°N,116°E～120°E）10个台站的剪切波分裂参数. 研究结果表明,该区域快剪切波平均偏振方向为NW109.4°±42.6°,慢剪切波平均时间延迟为2.5±1.5(ms/km),快剪切波平均偏振方向对应该区的水平主压应力方向. 闽东台站NW方向的快剪切波偏振优势方向揭示了NW向的水平主压应力和NW走向断裂的构造意义. 两个闽西台站NE方向的快剪切波偏振优势方向与区域水平主压应力方向不一致,与NE走向的断裂一致,体现了局部构造和局部应力场的复杂性. 本研究证实,位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振方向的优势方向与断裂走向一致,位于海边或岛上的台站的快剪切波偏振方向较为离散,主要是受到不规则表面地形和断裂交汇的影响. 慢剪切波延迟时间的空间分布特征,显示沿海地区慢剪切波延迟时间变化较大,而内陆地区则较为平缓.     

天山构造带上地壳介质各向异性分区特征

天山造山带是一条由陆陆汇聚而形成的陆内造山带,经历了长期的构造演化,尤其是新生代以来的再次活化导致其复杂的构造特征.文章利用新疆区域数字地震台网(2009～2019年)记录到的波形资料,使用剪切波分裂系统分析法,获得研究区内33个台站的剪切波分裂参数,分析了天山构造带的上地壳各向异性特征.结果表明,天山构造带不同区域上...     

邢台地区地壳各向异性特征初步研究

邢台地区处于华北平原地震带中南段, 是华北地区活跃的地震活动区。 本研究根据该地区的构造环境, 采用SAM方法研究地壳各向异性特征, 通过对邢台地区台站的数字波形进行分析, 初步得到邢台地区的剪切波分裂参数, 该地区的快剪切波平均偏振方向为73.9°±40.2°, 慢剪切波平均时间延迟为(2.74±1.54) ms/km。 结果表明, 快剪切波平均偏振方向与华北区域最大主压应力场方向基本一致, 但是受到局部断裂的制约, 部分台站下方的快剪切波的偏振方向显示为NWW方向。     

基于地壳介质各向异性分析湖北及周边地区应力特征

利用湖北及周边地区数字地震台网2007年12月1日—2013年12月31日的地震观测波形资料,使用剪切波分裂SAM系统分析方法,获得了该地区18个数字地震台站的快剪切波偏振结果。结果表明,湖北地区少部分地震存在S波分裂现象,18个台站的快剪切波偏振优势方向为NE、近NS方向,并无明显的第一优势偏振方向,说明该区台站应力场可能为区域构造背景应力环境与局部断裂诱导的各向异性综合效应;复杂的局部构造会影响剪切波分裂结果,造成偏振优势方向与主要活动断裂走向不一致或与区域主压应力相差较大的现象。     

基于地壳介质各向异性分析山东地区构造应力特征

利用山东地震台网记录到的近场源地震波形数据,基于剪切波分裂研究,获得山东地区多个台站的剪切波分裂参数。研究结果表明,快剪切波偏振优势方向反映了该地区构造应力空间分布特征,CHD台和LIS台显示出2个优势偏振方向,揭示山东地区地壳介质各向异性受到区域背景应力及局部断裂构造的双重制约。     

基于地壳介质各向异性分析青藏高原东北缘构造应力特征

青藏高原东北缘由于受到多个构造块体的共同约束,表现出复杂的地球物理特性和地质特性,本文利用甘肃数字地震台网(2001—2008年)的观测资料,采用系统分析方法(SAM),进行地壳剪切波分裂分析,获得研究区内18个台站共1005条记录的剪切波分裂参数.研究结果表明,青藏高原东北缘介质各向异性在空间上存在差异,慢剪切波延迟时间表明了地壳介质各向异性的强弱变化特征,快剪切波平均偏振方向则反映了本区区域构造应力的空间变化特征.分析认为,祁连山—河西走廊活动构造区直接受青藏地块与阿拉善地块间相互作用,与青藏地块构造应力一致;甘东南活动构造区的应力环境主要受到内部活动断裂的共同作用,具有局部构造应力的特征.     

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.     

基于地壳介质各向异性分析江苏及 邻区构造应力特征

江苏及邻区(116°E~123°E,30°N~36°N)跨中国大陆3个地质构造单元(华北地台、扬子地台、华南褶皱系),本文采用江苏区域数字地震台网(1999~2008年)共10年的观测资料,使用地壳介质剪切波分裂系统分析方法(SAM),获取研究区域内共11个台站的剪切波分裂参数.研究结果表明,江苏及邻区背景应力环境并非来自单一的某个一级构造单元,而是受到3个地质构造单元的共同约束.研究区域西南部的应力环境主要受到板桥-南渡断裂、茅山东侧断裂、幕府山-焦山断裂共同作用,具有局部构造应力特征.研究区域东南部应力环境空间分布特征以长江为界,长江以北地区主压应力场方向为NW方向,而长江以南地区的主压应力场方向为近E-W方向.据此推断,长江以南可能存在近E-W方向的活动构造,长江可能是两个具有不同应力特征活动构造的边界.     

Crustal seismic anisotropy in southeastern Capital area, China

Shear-wave splitting parameters of 24 stations in southeastern Capital area of North China (38.5°N~39.85°N, 115.5°E ~118.5°E) are obtained with systematic analysis method of shear-wave splitting (SAM) based on the data recorded by Capital Area Seismograph Network (CASN) from 2002 to 2005. The results show that the average polarization of fast shear-wave in southeastern Capital area is consistent with regional maximum horizontal prin- cipal compressive stress in the area, and is also consistent with maximum horizontal principal compressive strain from GPS in North China. The average shear-wave splitting in southeastern Capital area (in basin) is different from that in northwestern Capital area where uplifts and basin exist, which means that tectonics can be related to shear-wave splitting results. Research also shows that the distribution of faults around stations can obviously affect the shear-wave splitting results, and complicated distribution of faults can result in much more scatter of shear-wave splitting. Moreover, in the north and south of the studied area (southeastern Capital area), the polariza- tions of fast shear-wave are not very consistent, which may be related to differences in tectonic and stress for the two areas.     

Preliminary seismic anisotropy in the upper crust of the south segment of Xiaojiang faults and its tectonic implications

The Xiaojiang faults,striking north-to-south(NS),and the Honghe faults,striking north-to-west(NW),are first-order block boundaries that intersect to form a concentrated stress zone at an acute angle in the southern part of the Sichuan-Yunnan rhombic block(SYB).It is also a crucial zone for material escaping from the Tibetan Plateau(TP)due to the collision between the Indian Plate and the Eurasian Plate.In December 2017,the Institute of Earthquake Forecasting of the China Earthquake Administration(CEA)deployed a linear temporary seismic broadband array,the Honghe-Xiaojiang temporary Seismic Array(HX Array),across first-order block boundaries in the southern SYB.By using the waveform data of small earthquakes recorded by stations in the HX Array across Xiaojiang faults from 2017 to 2019,and by permanent seismic stations of the China National Earthquake Networks from 2012 to 2019,this paper adopts the systematic analysis method of shear-wave splitting(SWS),SAM method,to obtain preliminary results for seismic anisotropy in the upper crust.The study area can be divided into two subzones according to the spatial distribution of the directions of polarization of the fast shear-wave(PFS)at the stations:the northern zone(zone A,where the HX Array is located)and the southern zone(zone B,to the south of the HX Array).The results show that the directions of the PFS at stations in zone A were highly consistent,dominant in the NE direction,correlated with the in-situ principal compressive stress,and were seemingly unaffected by the Xiaojiang faults.The directions of the PFS as recorded at stations in zone B were more complicated,and were dominant in the NS direction parallel to that of the regional principal compressive stress.This suggests the joint influence of complex tectonics and regional stress in this narrow wedge area.By referring to the azimuthal anisotropy derived from seismic ambient noise in the southeast margin of the TP,the NS direction of the PFS in the middle and lower crust,and its EW direction in the upper mantle,this paper concludes that azimuthal anisotropy in the upper crust differed from that in the lower crust in the south segment of Xiaojiang faults,at least beneath the observation area,and azimuthal anisotropy in the crust was different from that in the upper mantle.The results support the pattern of deformation of ductile flow in the lower crust,and the decoupling between the upper and lower crusts as well as that between the crust and the mantle in the study area.The crustal directions of the PFS appeared to be independent of the Xiaojiang faults,suggesting that the influence of the South China block on the SYB passed through the Xiaojiang faults to the Yimen region.The results of this study indicate that anisotropic studies based on data on the dense temporary seismic array can yield clearer tectonic information,and reveal the complex spatial distribution of stress and deformation in the upper crust of the south segment of Xiaojiang faults.     

Shear-wave splitting in the crust beneath the southeast Capital area of North China

This study focuses on the southeast Capital area of North China (38.5–39.85° N, 115.5–118.5° E). Shear-wave splitting parameters at 20 seismic stations are obtained by a systematic analysis method applied to data recorded by the Capital Area Seismograph Network (CASN) between the years 2002 and 2005. Although some differences in the results are observed, the average fast-wave polarization is N88.2° W ± 40.7° and the average normalized slow wave time delay is 3.55 ± 2.93 ms/km. The average polarization is consistent with the regional maximum horizontal compressive stress and also with the maximum principal strain derived from global positioning system measurements in North China. In spite of the uneven distribution of faults around the array stations that likely introduce some amount of scatter in the shear-wave splitting measurements, site-dependent polarizations of fast shear wave are clearly observed: in the northern half of the study area, the polarizations at CASN stations show E–W direction, whereas in the southern half the polarizations exhibit a variety of possible azimuths, thus suggesting dissimilar stress field and tectonic frame in both areas. Comparing the splitting results with those previously obtained in the northwest part of the region, we find a difference in polarization of about 20° between the southeast and northwest parts of the Capital area; also, in the southeast Capital area the average time delay is smaller than in the northwest Capital area, thus making clear that the magnitude of crustal seismic anisotropy is not the same in the two zones. Being the shear-wave splitting polarizations in the southeast Capital area, which lies on the basin, clearly different from the observed polarizations in the northwest Capital area, where uplifts and basin converge, it is quite evident that the shear-wave splitting results are consequence of the tectonics and stress field affecting the two regions.     

吉林省前郭地区地震各向异性的初步探讨

2013年11月吉林省前郭地区连续发生地震,本文利用11月1日到24日前郭地区6个流动地震台站记录的地震波形数据资料,使用剪切波分裂分析方法初步获得了每一个台站的剪切波快波偏振方向和慢波延迟时间,并初步探讨了研究区域地壳应力的分布.快波偏振方向主要为北西向和北东向,但是在整体上北西向的一致性较好,北东向的结果较为零散,反映了研究区域内复杂的应力特征.北西向的各向异性方向与发震断裂的走向垂直,与地震在空间上的展布方向一致.北西向的快剪切波偏振方向与地表运动速度场的方向也是一致的.快波偏振方向的分布与逆冲兼走滑的震源机制解结果基本吻合.慢波延迟时间的结果在0.85~6.93 ms·km-1范围内.MS5.3、5.8级地震前后慢波延迟时间的特征性变化反映了地壳应力的积累,以及随着地震发生应力的释放.     

用剪切波分裂研究台湾北部地壳各向异性

研究主要使用台湾北部13个地震台站记录到的1991年7月～2002年12月的波形数据,采用剪切波分裂SAM分析方法,对台湾北部地区的剪切波分裂特征进行了研究.发现位于宜兰盆地内的台站的快剪切波优势偏振方向为近E-W方向,而位于山脉(西部麓山带、雪山山脉和中央山脉)的台站的快剪切波优势偏振方向为NNE向或NE方向.位于海...     

利用中国地震科学台阵研究青藏高原东南缘地壳各向异性:第一期观测资料的剪切波分裂特征

中国地震科学台阵第一期(2011-2013年)布设在南北地震带南段,本研究利用中国地震科学台阵布设在云南及相邻地区的部分流动台站记录到的2011年6月至2013年3月的数字地震波形资料,开展地壳各向异性分析.本文使用剪切波分裂系统分析方法(SAM方法),获得了研究区内67个台站的剪切波分裂参数.研究结果表明,受到云南及周边地区复杂的构造、应力环境和纵横交错的断裂分布的影响,该地区快剪切波偏振方向(PAZ)整体上显示出NNE向和NE向的优势取向,但在空间分布上比较复杂,虽然大部分台站的PAZ与构造应力场方向一致,但部分断裂附近台站的PAZ受到断裂的影响.结果显示,本研究区内不同区域的PAZ有一定差异性.本研究划分了5个子区,西部3个不同区域的PAZ从北到南分别为NNW向、近N-S向和NE向,有顺时针旋转的趋势,而东部的2个区域PAZ分别为NEE向和NNW向.研究证实,青藏东南缘地区的地壳各向异性空间分布虽然非常复杂,但大体上与区域内的主压应力的方向和断裂分布相关.     

怀来、 延庆及其周边地区地壳 介质各向异性研究

提出了利用人工爆破P波走时反演地壳介质方位各向异性参数的方法. 在假定介质是弱各向异性介质的情况下, 使用扰动理论得到了线性化的反演公式, 其中待反演的弱各向异性参数是P波走时的线性函数. 如果在反演公式中参考走时取相同震中距接收点的P波平均走时, 那么所获得的弱各向异性参数与参考介质速度的选取无关. 反演得到的弱各向异性参数可以看作是不同震中距和不同深度范围内介质的等效弱各向异性参数. 等效弱各向异性参数在一定程度上反映了不同深度范围内水平方向相速度随方位的变化. 这种变化可能是不同时期构造应力作用的结果. 2007年中国地震局在首都圈怀来地区实施了一次大吨位人工爆破实验, 以爆破点为中心, 布设了高密度的地震观测台网和台阵. 台站相对于爆破点具有360°的全方位覆盖, 所得到的地震记录数据为研究怀来、 延庆地区地壳介质P波方位各向异性提供了必要条件. 我们通过走时反演获得了与水平方位相关的弱各向异性参数, 并对弱各向异性参数进行坐标变换, 得到了能够直观描述岩石弱各向异性的具有水平对称轴的横向各向同性介质, 给出了对应的3个独立弱各向异性参数及其对称轴方位, 讨论了介质各向异性与构造应力场的关系. 结果表明该地区地壳介质存在明显的方位各向异性, 其最大值约为4.6%.     

Crustal seismic anisotropy in Yunnan, Southwestern China

Using seismic data recorded by Yunnan Telemetry Seismic Network from January 1, 2000, to May 31, 2005, the polarization directions of fast shear waves are obtained at 15 seismic stations by SAM technique, which is a systematic analysis method on shear-wave splitting. The results show that predominant directions of polarizations of fast shear waves at most stations are mainly nearly in the N–S or NNW directions in Yunnan. The predominant polarization directions of fast shear waves at stations located on the active faults are consistent with the strike of active faults, directions of regional principal compressive strains from GPS measurement, and directions of regional principal compressive stress. A few of the stations show that polarization patterns of fast shear waves are more complicated or inconsistent with the strike of active faults and the directions of principal GPS compressive strains; these stations are always located at the junction of several faults. We conclude that the predominant polarization direction of fast shear waves indicates that the direction of the in situ maximum principal compressive stress is controlled by multiple tectonic aspects, such as the regional stress field and faults.     

辽宁区域地震台网的地壳剪切波分裂研究

主要利用辽宁区域地震台网8个台站记录到的1999年6月至2004年12月的波形数据,采用剪切波分裂SAM分析方法,对辽宁地区的剪切波分裂特征进行了研究。发现大部分台站的快剪切波优势偏振方向为NEE(近EW)向,与原地主压应力方向一致,也与华北北部的区域构造应力场方向一致。然而,辽宁中部的SJ台站和东部的KD台站的快剪切波优势偏振方向分别为近NS向和NW向,与其他台站的结果有差异,可能是受到复杂的局部构造的控制和影响,这2个台站的结果还需要更多资料的证实。根据GPS、地震和地球物理等其它资料,对该地区断层的区域分布、主压应力以及剪切波分裂参数的空间分布特征进行了讨论