用地震波形资料反演中国大陆六个中强地震的矩张量和震源机制

利用 Helmberger(1968)的广义地震射线理论,研究了利用地震波形资料快速、大量地线性反演国内地震的地震矩张量和震源机制解的新方法,并对近年来先后发生在中国大陆的六个中强地震进行了反演,得到了这些地震的地震矩张量、标量地震矩、断层而解和震源时间函数等参数.     

地震矩张量反演在地震快速反应中的应用

利用地震矩张量反演的方法,对1996年11月～1998年1月发生于我国境内的10次MＳ5.2地震的震源机制进行了快速测定,并以地震震源参数简报的形式将测定结果及时发送中国地震局震情值班室和有关省地震局,在大震的快速反应中发挥了作用．     

由矩张量反演得到的北部湾地震的震源机制

1994年12月31日和1995年1月10日,在北部湾海域发生了MS=6.0和MS=6.1地震．运用广义反射-透射系数矩阵方法计算格林函数,利用中国数字地震台网(CDSN)记录的两次地震的长周期体波资料,用频率域矩张量反演方法得到了这两次地震的震源机制．反演结果表明,这两次地震都是以剪切位错为主的事件,它们都是在相同的构造环境下,受到同一断裂的构造运动所控制,在北西-南东向为主压应力、北东-南西向的主张应力的作用下发生的．连续发生的MS=6.0,6.1地震,与菲律宾海板块和欧亚板块沿近北西-南东向碰撞有关．MS=6.0地震发生后震源区应力场发生了明显的变化,MS=6.1地震的发生与MS=6.0地震的发生引起的应力场调整有一定的联系．     

2013年吉林前郭-乾安震源区中强地震矩张量反演与区域孕震环境研究

2013年10月31日11时03分,在吉林省松原市前郭尔罗斯蒙古族自治县发生MS5.5级地震,11时10分,震区再发生MS5.0级地震.截止2013年11月23日,吉林前郭-乾安地区（本文统称为前郭-乾安震源区）已经发生MS5.0级以上地震5次.虽然震源区外围中强地震活跃,但在前郭-乾安震源区内,据历史地震资料记载,仅2006年3月31日在距离本次地震序列以西8 km处发生过一次乾安、前郭交界MS5.1级地震.除此之外,距离震源区90 km处,曾于公元1119年2月发生过M6.7级地震.为了更好地认识区域孕震环境,本文利用吉林、辽宁、内蒙古以及黑龙江数字地震台网的三分向宽频带波形资料,建立了适用于这些台站的分区速度结构模型,反演了2013年10月31日-11月23日前郭-乾安震源区ML≥4.5级中强地震的矩张量解.结果显示,几次中强地震均呈现逆断层兼少量走滑性质,其中NW走向的节面Ⅰ为此次中强地震序列的断层面,发震断层的优势走向集中在320°左右,优势倾角分布在38°~65°.根据矩张量反演结果,结合地震序列重新定位（郑钰,待发表）后的空间分布情况,我们推测此次地震序列的发震构造可能是震源区基底深部一条NW向隐伏逆冲断层,这条断层延伸至地表的位置可能位于震源区北侧靠近124°经度隆起带附近.此外,震源区的发震构造和浅部应力场可能是在西太平洋板块俯冲产生的挤压应力场背景下,受控于郯庐断裂带右行走滑的次级应力场.     

云南禄劝地震部分余震的矩张量反演

利用数字盒式磁带记录加速度仪组成的流动地震台网所记录的三分向近场加速度图,通过矩张量反演确定了1985年4月18日云南禄劝 Ms=6.1地震的部分余震的震源机制.以均匀半无限弹性介质的格林函数解释路径效应,并通过正演计算识别由两次积分得到的位移地震图中的直达 P 波、直达 S 波和 SP 转换波震相,然后用这些震相进行矩张量反演.反演结果表明,在解超定线性方程组时,采用适当的加权系数,可使上述直达波和转换波的理论计算值与观测值拟合得较好.尽管用以反演的三个余震大小不同(震级 ML48,3.2,3.5),震源位置也有差别,但它们的震源机制却非常接近,且与主震的震源机制相当一致.这一特征显示了余震的发生与主震发震构造的内在联系.这些实例说明,由震源球球面上分布适宜的数字地震台网取得的近场加速度资料,借助于即使是简单的介质模型,通过地震矩张量反演,不但可以得出这些地震震源的主要成份————剪切位错源,同时还可得出震源所含的其它成分,如膨胀源和补偿线性向量偶极.      

用P波波形资料反演中强地震地震矩张量的方法

本文给出了利用不同震中距范围（３°—９０°）的长周期Ｐ波记录资料,通过波形拟合和反演确定地震矩张量的方法．在求解过程中,不引入矩张量的迹为零这一约束条件．有６个独立分量的地震矩张量解可分解成各向同性部分、最佳双力偶和补偿线性矢量偶极．文中给出了发生在中国的５次６级以上地震的地震矩张量反演结果,表明在一些地震的震源过程中存在不可忽略的体积变化．     

用P波波形资料反演中强地震地震矩张量的方法

本文给出了利用不同震中距范围（３°-９０°）的长周期Ｐ波记录资料，通过波形拟合和反演确定地震矩张量的方法．在求解过程中，不引入矩张量的迹为零这一约束条件．有６个独立分量的地震矩张量解可分解成各向同性部分、最佳双力偶和补偿线性矢量偶极．文中给出了发生在中国的５次６级以上地震的地震矩张量反演结果，表明在一些地震的震源过程中存在不可忽略的体积变化．     

2003年11月13日岷县ML5.5级地震震源机制的矩张量反演

利用2003年11月13日岷县5.5级地震震中周围7个台站的数字记录反演了本次地震的矩张量,对所得结果与用P波初动符号的结果进行了比较,二者具有较好的一致性。结合该地区的地震分布和本次地震的余震分布,对可能的发震断层进行了讨论。     

地震矩张量及其反演

用地震矩张量描述一般类型的地震点源时,二阶矩张量是可以用来简明地表征震源特征的物理量。比如,可用它将震源表示为膨胀中心和双力偶的叠加。二阶地震矩张量可以分解成各向同性部分和纯偏量部分的相加,并且对偏量部分还可作多种形式的分解。本文通过对在主轴坐标系下的矩张量本征值的不同组合,给出了几种矩张量分解的形式及由它们所确定的等效点源模型,并根据本征值的大小,讨论了点矩张量所表示的震源机制解。本文还介绍了反演地震矩张量的方法。     

用P波波形资料测定中强地震震源过程的方法

本文系统地介绍了综合利用不同震中距离范围(3°—90°)长周期P波波形,用理论地震图波形拟合和反演求解中强地震断层面解的原理和方法。根据地球介质对在不同震中距离范围的地震波的影响,将震中距离划分为:(1)区域地震范围(3°<△12°);(2)上地幔范围(15°<△<30°);(3)远场范围(30°<△<90°)。在不同的震中距离范围内采用了不同的简化地球模型。文中介绍了利用广义射线理论计算地球介质响应的方法,给出了适合中国大陆地壳上地幔结构的Pnl波与上地幔响应的数值例子。波形拟合采用试错法和线性反演方法。在反演求解过程中,误差函数是由观测记录与理论地震图的相关系数决定的,它强调波形间的拟合,但对地震波振幅的绝对大小不敏感。这个线性反演方法比较适合地震记录的实际情况。文章还扼要地介绍了基于上述方法建立的用P波波形资料测定中强地震震源过程的人机交互系统STEP-1的特点。     

由矩张量反演得到的海南东方震群的震源机制

利用DCS-302数字磁带记录加速度仪组成的流动地震台网记录的1992年6～8月海南省东方县附近发生的地震震群中的12次地震的波形资料,反演了这些地震的震源机制．结果表明,构成每次地震震源参数的主要部分是纯剪切分量．这些地震的主压应力轴与主张应力轴,分别落在北西-南东方向与北东-南西方向,且均接近水平．这种方向性的一致性反映了这些地震具有相似的构造应力环境．     

震源深度误差对矩张量反演的影响

在用矩张量反演方法确定地震的震源机制和震源的破裂过程时,由于测定震源深度的误差,很难保证计算格林函数时所采用的震源深度(理论震源深度)和实际震源深度完全相等．理论震源深度和实际震源深度的差异(震源深度误差)对矩张量的反演或多或少会造成影响．借助于合成地震图较系统地讨论了震源深度误差对3种基本类型(正断层、逆断层和走滑断层)的震源反演造成的影响．对于正断层和逆断层,震源深度误差主要影响各向同性成分和补偿线性向量偶极成分．在理论震源深度大于实际震源深度时：对于正断层,震源深度误差导致出现虚假的正的各向同性分量和负的补偿线性向量偶极分量;随着差异的增大其绝对值逐渐增大;对于逆断层,震源深度误差导致出现虚假的负的各向同性分量和正的补偿线性向量偶极分量,其绝对值随着震源深度误差的增加而增加．在理论震源深度小于实际震源深度时,结果恰好相反：对于正断层,震源深度误差产生了虚假的负的各向同性分量和正的补偿线性向量偶极分量;对于逆断层,震源深度误差产生了虚假的正的各向同性分量和负的补偿线性向量偶极分量．同样,随着深度误差的增大,它们的绝对值也逐渐增大．对于走滑断层,震源深度误差对矩张量反演的影响则不同于正断层和逆断层两种情况,受影响最大的是震源时间函数的形状．无论理论震源深度小于还是大于实际震源深度,震源时间函数的形状都发生不同程度的拖尾现象．数字试验表明,当震源深度误差小于20 km时对于地震的总体机制的反演没有明显影响．另外,当理论震源深度大于实际震源深度时,震源深度误差对矩张量反演的影响相对较小．     

2000年姚安MS6.5地震3.0≤ML ＜5.0余震的地震矩张量反演

建立合于云南地区的速度结构模型,对云南数字地震台网记录的2000年姚安Ms6．5地震3．0≤ML〈5．0余震的垂直分量进行频率域内的地震矩张量反演。结果表明：矩张量分解得到纯膨胀（各向同性）分量P、纯剪切（双力偶）分量M0和补偿线性矢量偶极C三部分,其中纯剪切（双力偶）分量帆占主要部分,表明地震的震源破裂过程以剪切破裂为主。从余震震源机制解可知,NW-NWW方位的节面占主导,结合余震分布尺度可以判断发震断裂是北西向的断裂。     

伽师震源区中等强度地震矩张量反演及其应力场特征

使用区域数字地震台站记录的宽频带长周期波形资料,在时间域反演了1997~2004年伽师震源区52次中等强度地震的矩张量.反演结果揭示,在小尺度的伽师震源区内,震源机制解的P轴、T轴和N轴呈现出明显的分区特征.本文进一步把伽师震源区分为东区和西区,分别反演了东区与西区的应力场.应力场反演结果表明,东区的应力场主压应力轴走向为321°,基本水平.最大主张应力走向68°,倾角40°.截至2004年7月,伽师震源区西部的应力场一直较为稳定,最大主压应力方向为12°,最大主张应力方向282°,二者都基本水平,中等主应力轴基本直立.自西向东,伽师震源区最大主压应力轴逆时针旋转了49°,并且西区张应力的水平作用较为显著,东区压应力的水平作用显著.应力场的这种非均匀变化特征与GPS观测得到的地壳运动速率的空间分布以及塔里木盆地边界附近的地形地貌特征有很好的一致性.震源区深部结构的陡变以及位于震源区东部边界规模较大的NW走向的普昌断裂和色力布亚隐伏断裂可能对产生这种横向非均匀的局部应力场起了重要的作用.     

甘肃岷县两次中强地震震源机制研究

利用地震震中周围7个台站的数字记录反演了甘肃岷县2003年11月13日ML5．5和2004年9月7日ML5．2地震的矩张量,得出了震源机制。将所得结果与用P波初动符号的结果进行了比较,二者具有较好的一致性。结合该地区的地震分布,对可能的发震断层进行了讨论。     

用广义射线理论线性反演一般地震点源的地震矩张量

用广义射线理论线性反演一般地震点源的地震矩张量刘瑞丰党京平方韶东陈培善（中国北京１０００８１国家地震局地球物理研究所）主题词线性反演地震矩张量点源震源物理的研究工作是当代地震学的一个重要前沿课题．由于地震矩张量在一级近似下完整地描述了地震震源的等效力...     

用长周期地震体波波形资料反演1990年青海共和地震的震源过程.

以广义反射、透射系数矩阵方法计算Green函数,用中国数字地震台网记录的1990年4月26日青海共和MS=6.9地震及5月7日发生的一次MS=5.0余震的长周期体波资料进行了矩张量反演.反演结果表明,MS=5.0余震是一次比较简单的事件,而主震的破裂过程则较为复杂,它至少是由时间相隔约35 s的两次事件构成．两次事件的震源机制与余震的一致,都是以逆冲为主的左旋-逆断层滑动,表明共和地震是共和盆地南部边缘的一条NWW向隐伏断层在接近水平的NE向压应力作用下自NW朝SE方向由较浅部往深部的进一步扩展.     

用远场资料反演西藏玛尼地震的高阶地震矩张量

采用扩展震源模型测定出更多的震源参数 .我们把震源用高阶地震矩张量表示 .为了减少在高阶地震矩张量表达式中出现的大量项 ,采用了 Haskell断层模型 .利用 GSN台网 32个台站的宽频带体波资料 ,反演了西藏玛尼地震的震源参数 .通过实际计算表明 ,该震源是一个走滑断层 ,破裂方向 75°,断层面为=77°、δ=88°,λ=0°,辅助面为=347°、δ=90°、λ=1 78°,破裂持续时间为 1 9s,断层尺度为 47km× 2 8km.这些结果将为地球动力学研究提供新的定量资料 ,对于震源层析成像研究等有实际意义 .     

用地震波波形拟合方法研究中小地震的震源机制

采用网格搜索方法,利用区域地震三分量全波形资料,对中小地震震源机制的反演方法进行了研究。反演采用初动约束、分段求相关系数,以及幅值加权的混合方法计算误差函数,通过格点搜索法确定震源深度。理论模型试验表明,反演结果具有较好的稳定性和可靠性。云南地区区域数字地震台网的观测资料反演表明,该方法可以合理地拟合观测波形资料。将2001年7月9日(24.93°N,101.47°E)发生的MS 5.3地震的震源机制解与哈佛大学CMT进行了对比,结果表明,Z分量波形拟合略比CMT拟合的好,R分量和T分量的波形拟合明显好于CMT的对应分量。 我们对2001年4月5日在(25.77°N,102.30°E)发生的mb 4.8地震进行了震源机制反演。结果表明,该地震主要表现为走滑断层,震源机制解为(180°,80°,11°)。根据这两个地震震源机制推断的主应力轴,与该地区现代构造应力场特征基本一致。