由地震分布丛集性给出断层参数的一种新方法

由于大范围内地质构造的复杂性和介质的非均匀性,发震断层面的几何形态一般十分复杂.如果大地震的破裂过程涉及多个断层的活动,则发震断层并非是单一断层平面,而是多个断层面的组合.利用地震空间位置分布丛集性,即震源点成丛位于断层面附近的假设,结合稳健扩充算法和主成分分析给出一种可以重构活断层网络三维空间结构的新方法.该方法每次从震源点集中处开始,利用假设检验扩充子断层面,并得到多个子断层面.接着按震源点属于最近断层面的准则把各子断层面内的震源点进行竞争,并根据一定假设合并和删除一些子断层面,最后用主成分分析确定每个子断层面参数.于是可根据地震事件目录给出一组矩形区域来描述断层面网络结构,其中每个矩形断层面由其位置、走向和倾角确定.通过计算机模拟发现,新方法可成功地重建模拟地震目录的断层面,最后用于南加州1992年6月28日发生的Landers地震部分余震目录中,得到各个子断层面参数与已知地质破裂或隐伏断层相当一致.     

2014年10月7日云南景谷M_W 6.2地震震源机制解反演和重定位

2014年10月7日21时49分,云南省普洱市景谷傣族彝族自治县发生M_W6.2级地震.为了更好的认识本次地震的发震构造和震源运动学特征,我们利用IRIS上下载的远震P波数据和格点搜索的方法反演得到本次地震震源机制.为了对反演结果进行进一步验证,本文选用了当地台站提供的近震数据,利用双差定位的方法进行了重定位研究,地震重定位的结果和震源机制的反演结果有较好的一致性.反演结果得到节面1走向为240°,倾角87°,滑动角12°;节面2走向149°,倾角78°,滑动角177°.再结合双差定位后地震群的分布,最终确定节面2为本次地震的发震断层.对比之前云南地区断层分布推断本次地震的发震断层为新的隐伏断层.     

1303年山西洪洞8级地震震源断层研究

1303年在山西洪洞附近发生的8级巨大地震, 是中国根据现存较为详细的文献记载史料所确定的最早的一次8级地震。 这次地震距今已有700多年的历史, 而地震所在区域至今仍有持续不断的小地震活动。 本文根据地震破裂区1981年至2013年的中小地震精定位地震目录, 采用震源断层面拟合方法, 反演得到了1303年山西洪洞地震的震源断层面参数: 走向19.3°、 倾角88.5°、 滑动角-170.0°。 断层面长75.5 km, 宽26.2 km, 深度为地下11.12 ～37.35 km。 将地震破裂区的地震精确定位资料以近东西向的洪洞断裂为界划分为地震北段和地震南段, 分段进行地震震源断层拟合, 反演得到洪洞地震北段震源断层面参数: 走向13.7°、 倾角76.6°、 滑动角-157.6°。 断层面长32.7 km, 宽21.7 km, 深度为地下11.97～32.86 km; 南段震源断层面参数: 走向20.3°、 倾角87.1°、 滑动角-154.6°。 断层面长45.9 km, 宽16.6 km, 深度为地下9.32 km～25.50 km。 无论是分段还是不分段, 反演得到的洪洞地震震源断层均是右倾的近直立断层, 属于右旋走向滑动性质。 分段计算得到的地震北段震源断层深度比南段更深, 将反演得到的震源断层与临汾盆地深部构造最新研究成果进行了分析对比, 北段震源断层深度及倾角大小与深地震剖面推测得到的深大断裂几乎相同。 震源断层在地表的投影与洪洞地震的高烈度区能够较好地对应。     

不同震型地震的面波震级与体波震级标度关系研究

本文以中国地震局分析预报中心在APnet网上发布的地震目录为基础,对照<中国地震年鉴>、<中国震例>和哈佛大学的CMT目录,逐一筛选编制了一个包括震型(包括孤立型、主余型、多震型)、震级(包括面波震级和体波震级)、主压(张)应力P(T)轴方向、主破裂面等参数在内的震源参数目录.震级(面波震级)和地震类型采用<中国震例>或<中国地震年鉴>中的结果,体波震级、主压(张)应力P(T)轴方向采用CMT目录结果,大多数主破裂面参数是根据<中国震例>或<中国地震年鉴>中发表的主破裂面方向,选用CMT目录中相应的节面参数,少数地震的主破裂面参数是根据<中国地震年鉴>中发表的烈度分布的长轴方向,在CMT目录中选用相应的一个节面参数.在筛选过程中,对震群型地震只选用其中一个地震列入本研究的震源参数目录中,这样一共筛选出了101次地震.根据地震主破裂面的滑动角λ把发震断层分为走滑断层、逆断层和正断层三种情况,相应地把这三种性质断层上发生的地震分别称为走滑断层地震、正断层地震和逆断层地震.     

由地震目录自动重构断层网络:三维最优各向异性动态群聚

利用地震的空间位置分布,提出了一种可以重构断层网络活动部分的三维结构的模式识别新方法。该方法为所谓动态群聚(或称k均值)方法的推广,是利用震源位置关于它们的中心的全局方差最小化准则将数据点集划分为群集。这种新方法比原来的k均值方法更好,因为它为了把数据集划分为断层形状的各向异性群集而考虑了每个群集全空间位置的协方差张量。给定地震事件目录,就可以输出符合数据空间结构的最优集的平面段。每个平面段在它的位置、大小和取向上都有明显区别。主要的可调参数为地震定位精度,它固定了分辨率,即拟合的剩余方差。分辨率决定了描述地震目录所需要的断层段数目:分辨率越高,重构断层段的结构越精细。该算法成功地重构了合成地震目录的断层段。把该方法用于1992年6月28日发生在南加州兰德斯地震余震序列子集的真实地震目录,重构的断层面段与地质图上已知的断层或者长期目录中明显出现的盲断层完全吻合。讨论了该方法将来的进一步改进及其在断层带内结构的多尺度研究的潜在应用。     

根据余震资料求解2003年伽师MS6.8地震断层面的研究

大地震发生后,大量余震在断层面及其附近发生.余震震源位置的空间分布可以较为精确地勾画出断层面的形状和位置.假定地震发震断层可以用一个平面来模拟,且设大多数余震发生在这个断层面的附近,则可以通过余震震源位置参数来求解发震断层的走向、倾角及位置.本文首次采用2003年2月24日新疆伽师MS6.8地震后精确定位的小震资料反演了伽师地震断层面的走向和倾角,并以此为基础求得了该断层面上的滑动角.并根据小震丛集性原则,尝试用数学方法先对反演所采用的数据进行筛选再进行反演,所得的结果精确程度更高,验证了这种做法的有效性.     

利用精定位小震资料反演1933年叠溪M7?地震震源断层面参数

1933年叠溪发生7?级强震,关于此次地震的发震构造存在较大争议,有些学者认为NW向松坪沟断裂是此次地震的发震构造,另有学者认为近NS向岷江断裂南段才是这次地震的发震构造。本文根据成丛小震发生在大震断层面附近的原则,利用1990-2014年精定位小震目录,根据万永革等（2008）提出的震源断层面拟合方法,反演了叠溪地震震源断层走向、倾角和位置。断层走向和倾角分别是172.8°和82.9°,倾向偏向西。本文结果更支持岷江断裂南段为叠溪地震发震构造这一结论。     

2012年11月20日宁夏永宁MS4.6 地震震源机制解与发震构造

2012年11月20日在宁夏银川市永宁县与兴庆区交界处发生M_S4.6地震,为了更好地了解此次地震的发震构造,首先采用Hypo2000绝对定位方法得到该地震的震中位置及余震分布;然后采用CAP方法反演了此次地震的震源机制解和震源深度. 反演结果表明,永宁M_S4.6地震是一个带有少量逆冲分量的右旋走滑地震.该地震矩震级为M_W4.3,最佳双力偶解为:节面Ⅰ走向11°,倾角74°,滑动角171°;节面Ⅱ走向103°,倾角81°,滑动角16°.最佳震源深度为8km左右.从该地震震中和震源机制解以及震源深度剖面分布来看,这次地震很可能发生在银川隐伏主断层西侧的次级断层上.      

2018年9月4日伽师M_S 5.5地震与97年及03年伽师强震属于同一发震构造吗?

2018年9月4日新疆伽师发生M_S 5.5地震,震源区周边发生过数次的强震,且各震中位置相近,大致为10 km左右.由于地震观测报告给出的初始定位误差较大,余震分布较为离散,且震源区沉积层较厚,无断层出露,伽师地震的发震断层与前两次强震是否存在关联仍不清楚.本研究主要利用CAP方法对伽师地震M_S≥3.5的余震震源机制解进行解算,并利用双差定位方法对伽师地震序列进行重定位.结果表明,伽师地震主震震源机制解为节面Ⅰ走向:226°,倾角90°,滑动角0°;节面Ⅱ走向:136°,倾角90°,滑动角-180°;本次地震为走滑型地震事件,主震震源深度为10 km,余震震源机制解与主震较为一致,P轴作用近似NS向,与区域构造应力场相同.根据双差定位结果显示,余震的优势分布方向为北东向,震源深度集中在5～15 km.由余震分布特征和震源机制解,认为此次地震断层面应为节面Ⅰ,与1997年和2003年的伽师强震属于不同的发震构造.根据相关地质及地震资料分析,推测此次地震发震断层为震源区下方的隐伏断裂,此断裂很可能即为与羊达曼断裂正交的北东向隐伏直立断层,伽师地震的发生与帕米尔、南天山以及塔里木盆地的相对形变速率和升降幅度有关.     

用CAP方法研究安庆4.8级地震震源机制

利用CAP方法反演了2011年1月19日安庆Ms4.8地震震源机制解.反演得到震级Mw =4.1,节面I走向角16°、倾角74°、滑移角120°;节面Ⅱ走向131°,倾角33°,滑移角30°;震源深度为3km.两个节面的走向与震中附近的宿松-枞阳断裂的走向相差较大,加之前人的地质考察结果显示,该断裂晚第四纪以来地震活动性较弱,故认为宿松-枞阳断裂是安庆Ms 4.8地震发震构造的可能性较小,本次地震很可能是北北东向的隐伏断层活动的结果.     

Application of fuzzy clustering method to determining sub-fault planes of earthquake from aftershocks sequence

Earthquake rupture process generally involves several faults activities instead of a single fault. A new method using both fuzzy clustering and principal component analysis makes it possible to reconstruct three dimensional structure of involved faults in earthquake if the aftershocks around the active fault planes distribute uniformly. When seismic events are given, the optimal faults structures can be determined by our new method. Each of sub-fault planes is fully characterized by its central location, length, width, strike and dip. The resolution determines the number of fault segments needed to describe the earthquake catalog. The higher the resolution, the finer the structure of the reconstructed fault segments. The new method successfully reconstructs the fault segments using synthetic earthquake catalogs. By taking the 28 June 1992 Landers earthquake occured in southern California as an example, the reconstructed fault segments are consistent with the faults already known on geological maps or blind faults that appeared quite frequently in longer-term catalogs.     

利用小震分布和区域应力场确定大震断层面参数方法及其在唐山地震序列中的应用

根据成丛小震发生在大震断层面及其附近的原则,将模拟退火算法和高斯-牛顿算法结合,给出了利用小震密集程度求解主震断层面走向、倾角、位置及其误差的稳健估计方法,在此基础上考虑区域构造应力参数,给出了估计在已求得的断层面上的滑动角的方法.该方法还可用于小震活跃地区活断层走向、倾角和滑动角的确定.将这种方法用于唐山地震序列,采用2002年4月1日至2006年5月31日发生在地震破裂区的精定位地震目录,求得了唐山地震、滦县地震、宁河及卢龙断裂带的断层面走向、倾角、位置及滑动角参数.与前人给出的断层面解进行比较,发现利用小震精定位资料和区域构造应力场得到的结果与前人采用其他资料和方法得到的结果近似,验证了这种方法的有效性.另外,本研究首次发现滦县地震区东部的小震呈北东-南西向条带状成丛发生,可精确刻画为一条断裂带,较为精确地确定了此断层的走向、倾角和滑动角.该断裂及宁河断裂在唐山地震序列发生时是否破裂需要运用其他资料进行验证.     

2013年7月22日甘肃岷县-漳县M_S6.6地震震源破裂过程

2013年7月22日,在甘肃岷县漳县交界处发生MS6.6地震,地震震中位置靠近临潭—宕昌断裂.本文通过构建有限断层模型,利用国家强震动台网中心提供的12条强地面运动三分量资料,通过波形反演方法来研究这次地震的震源破裂过程.结果显示这次地震是发生在甘东南地区岷县—宕昌断裂带东段附近的一次MW6.1级逆冲兼具左旋走滑破裂事件,最大滑动量约为80cm.发震断层走向及滑动性质与岷县—宕昌断裂吻合,推断本次地震与东昆仑断裂向北的扩展和推挤密切相关,是岷县—宕昌断裂进一步活动的结果.     

基于国家地震科学数据开展断层面参数研究的初探——以唐山地震为例

随着地震观测台网的加密,中国地震台网统一地震目录越来越完整。本文以地震资料丰富且研究程度较高的唐山地震为例,尝试利用中国地震台网统一地震目录直接确定断层面参数。将小震确定断层面参数的方法应用于唐山地震序列,对其断层面参数进行分段拟合,其中唐山断裂南段走向和倾角分别为213.4°和81.9°,唐山断裂北段走向和倾角分别为231.4°和89.1°,滦县段走向和倾角分别为125.1°和76.2°,卢龙断裂走向和倾角分别为46.1°和89.3°,宁河断裂走向和倾角分别为246.6°和81.8°。将所得结果与前人研究成果以及现今震源机制解参数研究的误差水平进行对比分析,证明了本研究具有较高的可靠性。本文研究结果表明,在地震活跃且地震定位精度较高的地区,中国地震台网统一地震目录可以广泛应用于断层面参数的确定。     

丁青地区地震重定位、震源机制及其发震构造初步分析

文中利用青海省地震台网的宽频带数字记录,通过CAP反演等方法获取了西藏丁青8次MS≥3.0地震的震源机制解(1次地震的震源机制解来自USGS).结果显示,7次地震以正断破裂为主,兼具少量右旋走滑分量,断层优势走向为NNE,P轴的优势方位为SWW,T轴的优势方位为SEE.同时,利用双差相对定位法获得了217个地震的重定位...     

2020年6月9日中卫ML3.4地震的震源机制及其中心解的测定

2020年6月9日宁夏中卫市沙坡头区发生M_L3.4地震,该地震发生在1709年中卫南7?级地震的极震区内,且震中位于以往弱震相对偏少的地区。本文利用宁夏区域地震台网的波形记录,采用gCAP方法反演了2020年6月9日中卫M_L3.4地震的震源机制解及震源矩心深度,并用Hash方法计算其震源机制解,且得出了两种方法的震源机制中心解。结果表明,gCAP方法的震源机制解为:节面I走向255°,倾角79°,滑动角?20°;节面II走向348°,倾角70°,滑动角?168°,震源矩心深度为12 km。而Hash方法的震源机制解为:节面I走向344°,倾角89°,滑动角176°;节面II走向74°,倾角86°,滑动角1°。两种方法的震源机制中心解为:节面I走向255°,倾角87°,滑动角?11°;节面II走向346°,倾角80°,滑动角?176°,主压应力轴走向主要为NE向,其中gCAP方法结果与震源机制中心解的最小空间旋转角相对最小,为12.09°。结合过去地质构造资料,推测2020年6月9日中卫M_L3.4地震的主要错动方式为左旋走滑,且断层面为NEE向节面的可能性较大。      

RELOCATION OF THE HUTUBI MS6.2 EARTHQUAKE SEQUENCE ON 8 DECEMBER 2016 AND ANALYSIS OF THE SEISMOGENIC STRUCTURE

Based on the digital waveforms of Xinjiang Seismic Network, the Hutubi M_S6.2 earthquake sequence (M_L ≥ 1.0) was relocated precisely by HypoDD.The best double-couple focal mechanisms of the main shock and aftershocks of M_L ≥ 4.0 were determined by the CAP method. We analyzed the characteristics of spatial distribution, focal mechanisms and the seismogenic structure of earthquake sequence. The results show that the main shock is located at 43.775 9°N, 86.363 4°E; the depth of the initial rupture and centriod is about 15.388km and 17km. The earthquake sequence extends unilaterally along NWW direction with an extension length of about 15km and a depth ranging 5~15km. The characteristics of the depth profiles show that the seismogenic fault plane dips northward and the faulting is dominated by thrusting. The nodal planes parameters of the best double-couple focal mechanisms are:strike 292°, dip 62° and rake 80° for nodal plane I, and strike 132°, dip 30° and rake 108° for nodal plane Ⅱ, indicating that the main shock is of thrust faulting. The dip of nodal planeⅠis consistent with the dip of the depth profile, which is inferred to be the fault plane of seismogenic fault of this earthquake. According to the comprehensive analysis of the relocation results, the focal mechanism and geological structure in the source region, it is preliminarily inferred that the seismogenic structure of the Hutubi M_S6.2 earthquake may be a backthrust on the deeper concealed thrust slope at the south of Qigu anticline. The earthquake is a "folding" earthquake taking place under the stress field of Tianshan expanding towards the Junggar Basin.     

应用震源机制方法研究鹤岗煤田开采区的构造应力环境

求解鹤岗强矿震震源机制解结果,表现出走滑伴随逆断层和正断层活动、非双力偶型的多样性。两组节面优势分布方向和节面的倾角优势分布不显著,两者分布无明显规律,反映出矿井下破裂面比较复杂。矿震震源主压应力释放优势方向北西310°左右,优势倾角为25°～60°;主张应力轴走向NE,主张应力场优势方向为北东60°左右,仰角在30～70°之间;中等应力轴(N)近于垂直,优势倾角为70～90°。矿震震源机制解显示的矿区最大主应力方向与区域构造应力场的最大主应力方向近似正交,矿震震源机制主应力轴优势倾角远大于区域构造地震,反映的是矿区采煤生产的次生构造应力环境重力应力场的贡献明显。     

2013年山东莱州M4.6地震序列发震构造初探

采用双差定位法对山东莱州地震序列重新定位,通过CAP方法反演M4.6地震震源机制,在此基础上初步探讨莱州地震序列发震构造。结果显示:精确定位震中位置主要位于柞村—仙夼断裂的NW方向,深度剖面显示从SE方向到NW方向断层深度呈由浅逐渐变深的趋势,这均与柞村—仙夼断裂位置、走向、倾向特征较为吻合;M4.6地震震源机制解的节面Ⅰ与柞村—仙夼断裂走向、倾角较为接近。综合精确定位震中位置、剖面深度分布特征、M4.6地震震源机制解及宏观调查烈度分布等结果与柞村-仙夼断裂产状之间的关系,初步推测柞村—仙夼断裂可能为莱州地震序列的发震断层。