非双力偶地震:观测(三)

大多数研究都假设地震有双力偶震源机制,它对应于平面断层上的剪切运动。但是,许多具有很好观测的地震辐射图形从根本上偏离了这个模型,指出了基本不同的源过程。如滑坡和火山喷发这类平移过程激发的地震波与纯力一致,而不是与双力偶一致。某些火山地震也具有单力机制,可能起因于岩浆液的平流。其他火山地震有接近补偿线性向量偶极的机制,可能是岩浆侵入引起的。火山或地热区以及矿山的浅震常常含有各向同性分量,显示出爆炸或向内冲击的极性体积的变化。这种机制与包含剪切和张性断裂的机制一致,它们可被高压、高温液体促成。矿山内的巷道是可封闭的洞穴。深源地震发生在上地幔多形相变带内,在这样的深度上不会发生粘滑失稳。它们的机制倾向于是偏移的(体积不变),并非双力偶,而且对它们的源过程了解甚少。自动全球矩张量服务机构的常规报告从统计上表明,大震具有明显的非双力偶分量,但要证实这类结果需要对每个事件作仔细审查。     

非双力偶地震：理论（一）

历史上多数定量地震学的分析是以地震由剪切断裂引起这一假设为根据的,这样其各向同性介质中的等效力系是一对无扭矩的力偶。然而,现在高质量和高覆盖的观测资料使人们能分辩出许多地民双力有偏离,发现一些地震,特别是在火山地区和地热区域的地震,有很强的非双力偶机制。了解非双力偶地震对于仔细研究断裂过程和辨别在某些地震中明显发生的非剪切断裂过程都是重要的。本文了等效力系的“矩阵张量”展开理论,并分析了多个非双力     

火山地震活动的实验室模拟

火山体内产生地震活动的物理过程非常复杂,目前仍然没有被完全理解。我们在实验室内用来自埃特纳火山(意大利)的玄武岩做了变形和破碎实验并报道了实验结果。该实验用一组围绕样品的传感器监测,以完成全波形记录及微震事件定位和分析。充满液体的孔隙和损伤区快速破裂后减压激发了许多低频事件,类似于长周期火山地震活动。低频事件与孔隙流体的减压有关,位于破裂样本的损伤区;这些事件都具有一个弱剪切滑动分量(双力偶),与发生在活火山下的流体驱动事件相一致。     

1929年大浅滩地震的复杂双力偶震源机制

1929年大浅滩地震(M_s=7.2)是发生在加拿大的最大和最致命的地震之一。这次地震引起的海啸和海底滑坡造成大量的死亡和破坏。曾经认为(Hasegawa and Kanamori,1987),单力机制(滑坡)比双力偶机制更符合观测资料,因之曾认为这个事件不是地震。但是个别的研究只考虑了4个双力偶解并且留下了许多不能回答的问题,特别是与震源时间函数和沉积物体积有关的问题。本文用了大量的地震图来核查全范围的双力偶解,以便进一步确定这次事件的性质。通过波形正演和反演两种方法,表明这是一次有复杂震源机制的地震事件。第1个也是最大约子事件是沿北西走向断层面发生的走滑双力偶事件,后面两个子事件可能是沿北东走向断层面上的走滑双力偶机制,但也不能完全排除其他类型的机制。第1个子事件有约束较好、为20±2km的震源深度,另两个子事件深度似乎也为20km,但精度为±5km。这些震源深度结果也说明这次事件不是滑坡。子事件地震矩之和相当于一个M_w=7.2±0.3的地震,和长周期资料的矩心矩张量(CMT)方法得到的M_w=7.1±0.1的地震的矩很一致,也和直接从地震图上计算的M_s=7.2(±0.3),m_b=7.1(±0.2)的矩差不多。用双力偶机制模拟海底位移结果表明,海啸是滑坡产生的,不是地震直接引起的。     

诱发地震中的非双力偶震源

在诱发地震的研究中，用小孔径地震台网在近场观测，其震源机制的Ｐ波初动除Ⅲ象限分布的双力偶外，还有不是Ⅲ象限分布的非双力偶震源机制。双力偶震源机制是剪切破裂机制。非双力偶震源机制为向内源炸型和张破裂机制，以及在适当方向上两个以上双力偶迭加的结果。     

火山地震的概念和一般特征——国外火山监测研究的进展(一)

本文介绍了各国学者对火山地震概念的理解,认为火山地震是指同火山—岩浆活动在成因上有密切关系,同火山活动过程有直接关系,而且发生在活动火山体及其周围有限地区的地震。叙述了火山地震的基本特征,震源浅,震级不太大,常为震群型的地震;在震源机制上仍和构造地震一样符合弹性回跳模型。详细介绍了日本学者水上武对火山地震的分类法具有高频波谱同构造地震相类似的A型地震;同火山喷发有密切关系的B型地震;具间歇阵发性重复发生的微小地震和谐波型的火山颤动被称为C型地震;火山爆发时发生的爆发地震,称为D型地震;以及它们各自的特点。最后,对我国火山地震的监测研究工作在台网建设和仪器技术性能上提出建议和意见。     

非双力偶地震：理论（二）

3 可能的非双力偶地震过程 3.1 包含有效力的过程 3.1.1 物理原理大多数震源机制的实验研究从思考中预先排除了有效力和扭矩,如1.2.2节讨论过的,物理定律不要求这种限制。对于内源这种有效力是可能的,因为动量可在源区和地球其余部分之间转移。但是,如     

长白山天池火山地震活动机理研究

对1999年以来长白山火山观测站记录到的火山地震活动进行了研究,发现在西北太平洋5.0级以上中深源地震发生前后,均有火山地震活动发生变化。我们统计发现有以下三种情况:第一种是深源地震发生后火山地震随之增强;第二种是火山震群活动结束后发生中深源地震;第三种是深源地震前后火山地震活动频繁,在火山地震活动较少时发生中深源地震。本文通过对近年来长白山火山地震活动与西北太平洋俯冲板块的中、深源地震关系以及火山玄武岩地幔性质和长白山地热活动等资料并参考前人研究成果,建立了长白山地幔柱模型,对长白山火山地震活动机制进行了初步探讨。     

几次强震有争议的非双力偶机制：二阶矩方法

地震震源机制（用等效于岩体破裂的力描述震源几何形状及其强度）通常被模拟为矩张量（MT）,将震源描述为一个点。然而,有时这种近似是不够的,因为地震辐射会由于震源的有限范围而持有方向性。转换为矩张量就可能产生有偏差的机制。Adamov和íleny（2010）进行的综合研究说明即使是纯双力偶（DC）震源其机制中也出现假非双力偶分量。他们的方法设计了减少假震源分量,通过二阶矩方法来评估假分量在记录中的影响并将它们从数据中去除。在本文中,我们将这个方法应用到具有大非剪切分量的5个中等到大的区域地震事件。它们大多位于预计主要是纯剪切滑动的大构造断层。我们研究了著名的北安纳托利亚断层上的一个地震、太平洋地区的3个地震以及玻利维亚的一个地震。在多数情况下,非双力偶分量实质上减少了,机制的几何形状基本上保持不变。这证实了这样的假设,由于忽视了矩张量检索的常规程序中震源的有限性,区域矩张量解中的部分非双力偶分量可能是假的。此外,由二阶矩（震源椭球和破裂速度矢量）提供的震源的几何学和运动学特征多数与先前研究中的断层几何、余震分布及破裂速度估计一致。     

火山地震监测在火山喷发预测中的应用

火山地震学是火山监测的一种重要方法,同时也是预测火山喷发最有效的方法。本文首先回顾了火山地震监测的历史,分析汇总了火山地震的类型和特征,并介绍了各类地震的形成机理。然后,对近年来发展起来的火山地震学方法进行了简要介绍,如地震活动性分析、实时振幅比测量、地震波速度变化和重复地震等,同时列举了具体的应用实例。最后,介绍了火山地震学方法在中国大陆火山监测中的应用。     

长白山天池火山2002~2005年火山扰动机制研究

地震、形变、火山气体地球化学等观测结果表明2002~2005年长白山天池火山经历了1次扰动事件。长白山站地震台（CBS台）记录到了扰动事件前后连续稳定的宽频带地震观测资料。前人的观测研究结果认为长白山天池火山扰动期间的火山地震类型主要为构造型火山地震，伴随少量的谐频型地震。本文通过匹配滤波技术，对1999~2007年扰动事件前后CBS台单台三分量地震观测数据进行模板扫描，获得3763个清晰的火山地震事件，其中谐频（HS）事件125个，构造（VT）事件3618个，并发现长周期（LP）事件20个。进而将火山扰动期间火山地震事件分为3种类型：构造型事件、长周期事件和谐频型事件，并提出2002~2005年长白山天池火山扰动机制模型：深源地震-火山能量传递模型，即汪清深源地震能量释放和传递，引发长白山火山区岩石圈应力状态波动。地幔岩浆房受应力干扰后，岩浆通道打开，少量岩浆侵入地壳岩浆房。岩浆混合脱气导致地壳岩浆房升压，引起顶部岩石微破裂，产生构造型火山地震，气体和流体填充这些裂隙，从而产生LP和HS型火山地震事件。     

东北火山分布及火山地震特征浅析

火山与地震都是地球内部物质运动的结果和表现。把火山作为和地震一样的自然灾害予以研究,也引起人们的格外注意。本文叙述了东北火山分布及火山地震的特征。指出深入研究火山地震对火山灾害的预报具有重要意义。     

长白山天池火山地震波形分析

长白山天池火山是最具潜在喷发危险的火山,地震监测是有效的火山监测手段之一。小波分析是一门新兴学科,被称为“数字显微镜”,它在时频两域具有良好的局部特性。本文对火山区不同种类的地震波形运用小波分析和频谱分析的方法,希望能提取不同类型火山地震的一些频谱特征,确定火山地震的类型。     

2019年长宁地震序列的震源性质:来自流体的影响

2019年长宁M_S6.0地震发生在构造稳定的四川盆地南缘,震中及其附近区域是重要的页岩气以及盐矿生产基地,因此长宁地震的发震机制是否与人类活动有关存在着很大争议.由于震源机制以及流体压力可以为地震诱发与否提供重要的约束,我们对长宁主震以及9个M_W≥4.0强余震的震源性质和发震机理进行了研究.研究结果表明,长宁主震及其大部分强余震都具有较浅的震源深度(1～4km)和显著的非双力偶成分特征.然而,主震与强余震之间存在两个显著的差异:(1)主震的非双力偶成分以补偿线性矢量偶极成分为主,而大多数强余震的非双力偶成分以各向同性成分为主;(2)主震的流体超压大于30MPa,而大部分强余震的流体超压小于10MPa.因此,认为2019年长宁地震的主震可能是由于长期流体注入导致断层强度减弱而触发的,其较高的非双力偶成分与复杂的破裂过程有关.同时,结合孔隙弹性介质下的库仑应力变化,推断强余震可能是由于震后孔隙弹性应力转移触发的.基于该地震的震源性质、流体超压以及孔隙作用引起的库伦应力变化,认为流体作用对长宁地震序列的发生产生了重要影响.     

西藏高原及其周围地区地震的地震矩张量及震源参数的尺度关系

本研究根据 WWSSN 的长周期远震体波记录,采用广义反演技术确定了1966至1980年期间发生在西藏高原及其周围地区的11个主要浅源地震的地震矩张量,同时得到了震源时间函数和震源深度.部分地震的地震矩张量解明显地偏离双力偶模型,偏离的程度似乎与震源机制参数有关.所分析的地震具有较浅的震源深度,均分布在上部地壳范围内.由最佳双力偶模型所得到的震源机制解与印度洋板块向东北方向移动与欧亚板块相碰撞,以及西藏高原向东移动的假设相一致.尺度关系分析表明,板内地震的应力降系统地高于缝合线附近地震的应力降.地震过程持续时间随着地震的规模而增长,但对于相同规模的地震,缝合线附近地震的持续时间长于板内地震.以上结果反映了大陆内部地震的地震矩张量的特征,并暗示缝合线附近地震具有与板内地震不同的发震环境和震源过程.     

地震学百科知识(二)——震源物理(下)

7震源参数(earthquake source pa-rameters)除上述震源机制参数或地震矩张量解的参数外,描述地震震源还经常使用一些其他的几何参数和物理参数。7.1标量地震矩(scalar seismic moment)对于天然地震,标量地震矩指双力偶点源模型的一个力偶的力矩值[(1)式],或地震矩张量解的双力偶成分的大小[(6)式的MDC值]。研究机构在发布天然地震的地震矩张量解时,常将标量地震矩简记为地震矩。     

西藏高原及其周围地区地震的地震矩张量及震源参数的尺度关系.

本研究根据 WWSSN 的长周期远震体波记录,采用广义反演技术确定了1966至1980年期间发生在西藏高原及其周围地区的11个主要浅源地震的地震矩张量,同时得到了震源时间函数和震源深度.部分地震的地震矩张量解明显地偏离双力偶模型,偏离的程度似乎与震源机制参数有关.所分析的地震具有较浅的震源深度,均分布在上部地壳范围内.由最佳双力偶模型所得到的震源机制解与印度洋板块向东北方向移动与欧亚板块相碰撞,以及西藏高原向东移动的假设相一致.尺度关系分析表明,板内地震的应力降系统地高于缝合线附近地震的应力降.地震过程持续时间随着地震的规模而增长,但对于相同规模的地震,缝合线附近地震的持续时间长于板内地震.以上结果反映了大陆内部地震的地震矩张量的特征,并暗示缝合线附近地震具有与板内地震不同的发震环境和震源过程.      

从历史记录看地震与火山喷发关系

史料记载表明，五大连池火山1720~1721年喷发期间有大量地震活动.本文从描述这些地震活动的文字记录入手，并结合国际火山地震研究的新成果，探讨了地震类型及地震与火山喷发关系，指出震群是火山喷发的重要前兆指标，强调火山地震的监测对火山喷发预报的意义.      

2005年11月26日九江—瑞昌Ms5.7、Ms4.8地震的震源机制解与发震构造研究

利用来源于江西区域台网和中国地震台网共6个台的宽频带数字地震记录,采用CAP方法反演了2005年11月26日九江—瑞昌5.7级地震和4.8级强余震的震源机制解,并结合地震序列的精确定位结果和区域地质背景讨论了发震构造.结果显示,5.7级主震的最佳双力偶解为节面Ⅰ走向223°,倾角75°,滑动角144°;节面Ⅱ走向324°,倾角55°,滑动角18°.4.8级强余震的最佳双力偶解为节面Ⅰ走向54°,倾角71°,滑动角-160°;节面Ⅱ走向317°,倾角71°,滑动角-20°,这两次地震的震源机制解不完全一致.地震序列在震中空间分布和震源深度分布上也具有复杂性.5.7级主震发生后,余震活动从SE向NW、从浅部往深部发展,在破裂过程中可能遇到障碍体,触发了4.8级强余震.5.7级主震的发震构造可能为隐伏在瑞昌盆地内的洋鸡山—武山—通江岭NW向断裂,4.8级强余震的发震构造可能为瑞昌盆地西北缘的丁家山—桂林桥—武宁NE向断裂北段.     

2005年11月26日九江—瑞昌Ms5.7、Ms4.8地震的震源机制解与发震构造研究

利用来源于江西区域台网和中国地震台网共6个台的宽频带数字地震记录,采用CAP方法反演了2005年11月26日九江—瑞昌5.7级地震和4.8级强余震的震源机制解,并结合地震序列的精确定位结果和区域地质背景讨论了发震构造.结果显示,5.7级主震的最佳双力偶解为节面Ⅰ走向223°,倾角75°,滑动角144°;节面Ⅱ走向324°,倾角55°,滑动角18°.4.8级强余震的最佳双力偶解为节面Ⅰ走向54°,倾角71°,滑动角-160°;节面Ⅱ走向317°,倾角71°,滑动角-20°,这两次地震的震源机制解不完全一致.地震序列在震中空间分布和震源深度分布上也具有复杂性.5.7级主震发生后,余震活动从SE向NW、从浅部往深部发展,在破裂过程中可能遇到障碍体,触发了4.8级强余震.5.7级主震的发震构造可能为隐伏在瑞昌盆地内的洋鸡山—武山—通江岭NW向断裂,4.8级强余震的发震构造可能为瑞昌盆地西北缘的丁家山—桂林桥—武宁NE向断裂北段.