瀑布沟水库区域地震的重新定位

利用双差定位方法对瀑布沟水库区域内2006-10-13~2013-07-31之间发生的3 784个地震进行了重新定位,获得了3 601个地震的重新定位结果,到时残差平均为0.12 s,E-W、N-S和U-D三个方向上平均定位误差分别为0.15 km、0.17 km和1.10 km。重新定位结果显示,在研究区域内的西南方向和水库流域,地震分布密集,这个区域处于鲜水河断裂中南段、安宁河断裂北段和大凉山断裂北段的位置,此区域内地震震源深度主要分布在5~30km间,表明该区域的地震主要是构造活动引起的,而水库库区内地震震源深度主要分布在0~5 km区间,分布比较集中,该地区的地震为水库诱发和人工爆破引起的地震。     

紫坪铺水库地区震源位置和速度结构的联合反演

利用紫坪铺水库7个库区地震台站和10个区域地震台站记录的2004年8月至2008年5月的地震震相观测报告,通过震源位置和速度结构联合反演的方法,采用Simulps14软件对紫坪铺水库地区进行了小震精定位及速度结构反演。通过计算得到了紫坪铺水库地区记录到的几乎所有地震的精定位结果,以及0km、3km、6km和10km几个层面上较好的P波速度和波速比分布情况。精定位结果显示,紫坪铺水库地区的地震活动主要集中在虹口、玉堂镇和水磨3个地区。层析成像和波速比结果则较好地反映了紫坪铺地区受到水库渗水的影响范围及紫坪铺水库对汶川地震的影响。整体上来讲,紫坪铺水库的西南端水库渗水作用最大深度≤8km,汶川主震深度上没有明显的P波低速异常,也没有明显的波速比高值异常,说明水的渗透作用并没有达到汶川主震位置深度,即水对汶川地震的发生没有直接作用。     

印度戈伊纳地震的震源参数

在印度西南部有一个从戈伊纳水库向南延伸30km的地震带。在过去的34年里,已经记录到了150多个M≥4的地震和10个M≥5的地震。在1993年8月到1994年12月期间,在新蓄水的瓦尔纳水库区突然发生了一系列地震。震中区在戈伊纳大坝南25km处,两个水库之间,但离新水库近。在1994年,国家地球物理研究所在戈伊纳-瓦尔纳水库地区布设了数字地震仪观测系统。其目的是研究该地区发生地震的物理过程,3个地震台从1994年10月到1995年6月记录到了193个M=1.5～4.7的地震,用它们的横波波谱资料估算了震源参数。对1.5～4.7级的地震作波谱分析之后求得地震矩范围为10~(11)～10~(16)N·m,震源半径范围为94～538m,应力降范围为0.03～19MPa。由观测结果知M≥3地震与2MPa以上的大应力降有关。大能量释放(通过多次M≥3的地震)和高应力降的地震多发生在0～1km和5～10km这个深度范围。1～4km这个深度发生地震的次数少,且应力降也低。这种大能量释放和高应力降现象可能是由于在0～1km这个深度上岩石的低流体静压力条件和5～13km深度上岩石的饱和流体静压力条件下引起的应力高度集中和应力增加。特别值得一提的是,M≥3的高应力降地震,现在很少发生在戈伊纳水库附近,却经常发生在新水库附近。     

用双差定位结果分析华北地区的地震活动

华北地区北部是阴山—燕山隆起区、 华北平原和太行山隆起的交界处, 区域内地震活跃, 北部有张家口—渤海地震活动带(张渤带), 西邻山西地震活动带。 本研究采用双差定位法对华北地区2006—2009年发生的地震进行重新定位, 结果显示, 近年来华北地区的地震主要集中在北部的张渤带上, 总体呈WNW向分布。 震源深度主要集中在0~20 km的中上地壳, 占地震总数的96.3%, 有大约57.5%的地震分布在10 km以上的地壳内。 张渤带东部的唐山地区是该地震带上地震最密集的地区, 地震分布与区域内的断层有密切关系。 华北平原中南部的邢台地区也是地震相对较密集的区域, 定位结果显示, 邢台地区的新河断裂可能深达Moho面, 在该断裂的下方可能存在速度异常体, 把邢台地区西南部的地震活动从空间上隔离成上下两部分。 沿新河断裂的地震分布出现异常, 在深度10 km处, 地震分布由北东向西南逐渐与上部的地震分离, 震源深度逐渐加深, 最深可达30 km左右。     

三峡水库泄滩西地区地震双差定位及成因分析

利用三峡流动观测台网的地震记录,采用双差定位法对三峡水库泄滩西的136个地震进行了重新定位。重新定位后,地震在E-W、N-S和U-D 3个方向的均方根偏移分别为0.38、0.33和0.98km。定位结果表明:水库北岸碎屑岩区地震震源深度4～5km,地震从浅到深呈线性分布,为断层破裂型水库诱发地震;水库南岸灰岩区地震震源深度2～3km,地震略呈发散分布,具有岩溶塌陷型水库诱发地震的特点。     

温州珊溪水库地震重新定位与速度结构联合反演

通过震源位置和速度结构联合反演方法,利用浙江和福建区域地震台网和珊溪水库台网给出的P波走时资料,得到了珊溪水库地区的三维速度结构,重新确定了珊溪水库地震的震源参数。结果表明:①震中总体呈现NW向分布,NW走向的双溪-焦溪垟断裂可能为珊溪水库地震序列的发震断层。②珊溪水库地震震源深度最大为9.5km,平均为5.4km,小于华南地震区10km的平均震源深度。③水库北、南两岸的地震较浅,震源深度均小于5km,水库淹没区地震较深。水库诱发地震之初的几年中震源深度有一个逐渐变大的过程,这可能是由于库水逐渐往深部下渗,从而进一步诱发了更深处的地震所致。④研究区存在一个低P波速度异常区,低速区位于水库淹没区内的多组断裂交汇部位,地震大多发生在低速异常区内。这可能与水库蓄水后库水下渗有关。     

四川荣县—威远—资中地区显著地震活动及其破裂尺度研究

基于四川地震台网观测资料,利用双差定位方法进行区域地震重新精定位,获得了2018—2021年荣县—威远—资中地区ML1.8以上地震的5 375个精定位结果。结合精定位地震的成带分布特征与震源机制解结果,探讨了研究区域4个显著地震的震级与破裂尺度经验关系。得到结论：(1)研究区域东部的丛集地震震源深度主要集中在3～5 km,主要走向为北东向。西部余震成带分布(有南北走向和与墨林场断层同向的北西向)。北东向分布的地震可能是由威远背斜北东向的荣县-威远隐伏断裂错动引发的。西部地震的震源深度跳跃较大,深部耦合关系不好,而东部地震的深浅耦合关系好,显示出断层连续性较好,更易形成较大规模的断层破裂风险。(2)结合区域内余震成带分布方向与震源机制解的优势破裂方向,得到研究区域内的4个显著地震的破裂尺度,拟合得到荣县—威远—资中地区震级(M_S)与破裂尺度(L)的关系为M_S=5.036 5 lg(L)+1.5851。     

喜马拉雅地区与天山地区地壳强地震的孕震因素探讨

利用哈佛大学GCMT数据中心和前人积累的历史地震资料(1962~2016年M W>4.0地震)以及Crust2.0地壳结构统计分析了喜马拉雅地区、天山地区的地壳区域构造与地震活动间的相关性。此外,利用GFZ地学研究中心提供的静态卫星重力模型GGM03S/EGM2008和地形模型Topo计算了2个地区的各类重力异常场,同时还模拟了不同地壳弹性参数下的重力异常场,结果表明喜马拉雅地区重力异常场在水平、垂直方向的梯度特征远大于天山地区的异常特征,且喜马拉雅地区的有效弹性板厚度Te(6~15km)小于天山地区的有效弹性板厚度Te(20~30km)。最后,利用喜马拉雅地区与天山地区的GPS震间三维形变场约束了断层运动模型,结果显示两者主前缘断裂的断层闭锁深度及应力积累状态存在较大的差异。因此认为,造成青藏高原及邻区的边界地壳区域地震活动性差异的动力学因素,与地壳有效弹性板厚度、孕震断层参数及区域应力积累状态等密切相关。     

三维散射系数结构揭示的龙滩库区水的渗透特征

使用2006年10月1日至2010年5月14日9个固定台站和2009年4月4日至2010年5月14日15个临时台站记录的地震波形资料,采用尾波包络线反演方法,得到了龙滩库区地壳的三维散射系数结构,结果表明:(1)龙滩水库下方地壳中存在明显的非均匀结构.由大坝附近布柳河与红水河交汇处至三江(红水河、油拉河和牛河)交汇处的河段下方是研究区最明显的高散射系数区,高散射系数延伸深度达10 km,但在8 km以下高散射系数范围明显减小,除此之外,八茂断裂东西两端和八腊断裂周围也存在小范围的高散射系数区.(2)龙滩库区高散射系数主要分布在碳酸盐地层及与之接壤的透水性较好的砂页岩中,并且主要位于主干河流附近,河流和断层交汇处附近及与河流相交的断层附近,高散射系数分布与水的渗透密切相关.库区的水向河流两岸的渗透宽度约为10 km左右,深度不超过10 km.(3)龙滩库区地震主要集中在7~10 km深度的高散射系数区内,在水库地震中震源明显偏深,可能与库区水渗透引起的古岩溶水活化有关.     

跨墨西哥火山带莫雷利亚断层的构造和全新世的破裂及其对地震灾害评估的意义

跨墨西哥火山带是一个由弧内扩展断层网络变形而形成的活动火山弧。长度为14km、最大落差为260m的莫雷利亚断层是位于这个火山弧中部的主要正断层,也是一个36km长的断裂组合的一部分,在主断层面测量的擦痕线表明其具有次级左旋分量的南北张性倾向滑动。在莫雷利亚断层上盘出露良好的横断面,位于主要的断层迹几米处有两个土壤埋层,包含陶瓷碎片和石器,放射性碳测年表明,二者形成的时间分别为公元420~660年(前哥伦布古典时期,Chupícuaro文化)和公元1290~1435年(古典时代后期)。下伏基岩(阿特夸罗熔结凝灰岩)由三个综合次级正断层切割成阶梯状,从而形成两个塌积的楔形。可以从该部分推断出三个滑移事件,其位移范围在46~185cm之间(平均109cm)。这些事件中的最近一次必定发生在公元1290~1435年之后,在古典时代后期或可能在novohispanic时期早期。莫雷利亚断层能够产生M W6~7地震,对人口超过900 000的莫雷利亚地区产生的危害主要有地震地面震动危害和局部地表断层破裂危害。在莫雷利亚断层上发生的7次一系列小型地震的震源位于城镇中心下方,深度为11km,断层迹穿越了城市居民区。此外,在历史地震期间,该镇曾多次遭受严重的地震动。最好的记录是1858年6月19日的地震,此次地震造成莫雷利亚大范围的破坏,对应于修正的麦卡利烈度表上的VIII-IX烈度。在线材料放射性碳分析报告,1894~1904年和1909~1911年的地方地震目录     

1989年魁北克昂加瓦地震：一次复杂的板内事件

1989年12月25日在昂加瓦半岛发生了一次6.3级地震,这是魁北克北部地区至少60年来最大的一次事件,是北美东部历史地震中唯一被证实产生了地表破裂的地震。野外观测表明,该地震为逆断层和走滑断层运动的组合。波形模拟表明这次地震由两个子事件组成,开始是沿东北—西南走向的逆断层事件、随后是一次更大一点的沿北北东—南南西走向的走滑子事件。面波等效双力偶矩1.3×10~(25)dyne-cm(ldyn=10~(-5)N),两个子事件的矩比单个子事件矩几乎大一倍。子事件的深度都是3km,时间上相差0.9s,第二个子事件位于第一个子事件西南5.2km。波形模拟测定的震源参数和由地面观测导出的结果大体符合,但子事件断错上有些差别,如果走滑运动分布在破裂西南端的几条小规模断层上,或者没有发现完整的地面破裂,也许差别就不存在了。由断层面解推测的应力方向与加拿大北部地区大多数地震机制一致。昂加瓦地震和其他大陆板内地震一样,震源浅而复杂,且发生在早先尚未破裂的断层上。     

德国大陆超深钻井注水诱发地震的精确定位

2000年8月21日～10月20日，德国大陆超深钻井(KTB)进行了为期60天的新一轮注水诱发地震实验．在对KTB台网所记录到的2 700多次地震的原始波形进行分析和处理的基础上，对其中的237次地震进行了精确定位．定位时，先采用和达法剔除了误识的非KTB诱发地震事件；然后，使用大折刀法求得了台站偏差的最佳值，以及中误差和平均误差；最后应用Geiger法进行修定，从而保证了237个事件定位的中误差达到0.1 km的高精度．定位结果显示，在大于9.3 km(几乎是主井底的深度)没有发生诱发地震．这一现象表明，在这个深度，应力可能低于摩擦强度，以至于由注水引起的孔隙压力的变化不足以诱发地震；在这样的深度不存在可渗透的、取向恰当的断层．这个深度也可能是这一区域内的地震活动性的最大深度，即在这一相对稳定地区的板块内部，主井底已接近脆-延性转换带．并用实验室的结果和超深钻井中所观测到的热流值资料解释了这一现象．      

基于InSAR形变数据分析台湾纵谷断层南段现今运动特征

本文利用2007—2010年花东纵谷南段区域的InSAR形变数据作为约束, 采用分段断层模型和层状介质模型, 反演中国台湾东部纵谷断层南段滑动速率空间分布, 并据此分析断层运动特征。 研究结果表明, 纵谷断层南段整体以逆冲运动为主, 兼具左旋走滑运动。 纵谷断层南段的滑动速率具有空间非均匀性, 在空间上可以细分为深浅两个极值区, 浅部(0~15 km)最大滑动速率为10 cm/a, 位于深度2.5 km左右; 深部(15~30 km)最大滑动速率为21 cm/a, 位于深度25 km左右。 反演结果与用重复地震估算的深部滑动速率基本吻合。     

水库地震成因的新看法——弱化象力模式

以前的水库地震成因学说大多是认为地下断层积累了较高的应力,难以错动,当水库蓄水后,水通过裂隙渗透到断层面上,从而降低了断层面上的有效正压力或摩擦系数,导致断层的快速错动形成地震。然而这个学说对解释极浅源地震是有困难的。根据模拟实验,产生粘滑要有一定的正应力,否则仅能产生稳滑。在地下几公里的深度上围压比较小,因之在这样的深度是否存在粘滑条件还值得商榷。在这种情况下,用水去帮助断层错动更没有必要了。本文作者认为水库地区坚硬介质中大量小裂缝的接通是某些水库发生大量小震的原因。水进入裂缝后可加强裂纹的蠕滑,它使裂纹端部形成应力集中,有利于诸裂纹间的接通,而不是水进入断层后使断层本身发生错动而形成地震。当大量小裂缝互相接通时,即大量水库小震发生后,水又进一步渗透到小震活动区,使这一软弱区的范围(面积和深度)进一步扩大,形成应力调整区。如果在库区下方较深处有隐伏的蠕滑断层(走滑或倾滑),这可成为水库区另一个调整单元。它们之间相对完整的介质区即为应力积累区——震源区。在区域应力场的作用下,隐伏的蠕滑断层端部有剪应力集中,另外水库弱化区下方也有应力集中,这就使两个调整单元有接通的趋势,当积累单元的应力达到极限值时,这种接通就必然产生,并形成较大水库地震。另外,水库弱化区的下界面对蠕滑断层端部还有象力作用,它也有使该断层向弱化区传播的趋势,从而导致较大的水库地震。本模式说明,如果建水库前对未来诱发的地震进行预测时,应注意库区更深部是否有隐伏断层存在。     

基于形变观测分析2011年日本9.0级地震与断层运动间关系

2011年3月11日日本发生9.0级地震,本文以此次地震的震间、同震和震后形变观测为约束,依据不同时段断层运动空间分布特征分析日本海沟地区强震与断层运动间关系.震间日本海沟地区,断层运动闭锁线深度约为60km,闭锁线以上从深到浅依次为断层运动强闭锁段、无震滑移段和弱闭锁段.由同震位错反演结果,2011年日本9.0级地震同震存在深浅两个滑移极值区,同震较浅的滑移极值区(同震位错量10~50m,深度小于30km)震间为断层弱闭锁段;同震较深的滑移极值区(同震位错量10~20m,深度在40km左右)震间为断层强闭锁段;而在两者之间的过渡带同震位错相对较小,震间断层运动表现为无震滑移.震后初期断层运动主要分布在在闭锁线以上的同震较深滑移极值区,而同震较浅的滑移极值区能量释放比较彻底,断层震后余滑量相对较小.依据本文同震和震间断层运动反演结果,震间强闭锁段积累10m同震位错需要100多年时间,与该区域历史上7级地震活动复发周期相当;震间弱闭锁段积累30~50m同震位错约需要300~600年时间,与相关研究给出的日本海沟9级左右地震复发周期比较一致.在实际孕震能力判定的工作中,由于不同性质的断层段在同震过程中会表现更多的组合形式,断层发震能力判定结果存在更多的不确定性,但利用区域形变观测等资料给出震间断层运动特征的研究工作对于断层强震发震能力的判定具有非常重要的实际意义.     

位于构造活跃区的小湾水库地震活动特征——基于地震精定位的分析

针对我国在西南构造活跃区修建的水库蓄水与地震活动的关系,本文对蓄水已长达7年并在高水位运维多个周期的云南小湾水库,采用结合波形互相关技术的双差地震定位法对水库库区及周边地区2005年7月至2014年12月发生的M≥1.0级地震进行了精定位处理,结果显示出明显的地震成丛活动特征,库区内外的地震震源深度差别较大.对地震震源深度、地震活动与水库蓄水水位及b值分析结果表明:小湾水库蓄水后地震活动明显增多,有水库触发地震发生,触发地震主要分布在沿黑惠江(A)和澜沧江流域(B、C)的3组地震丛中,且3个区的触发地震类型均为快速响应型;在水库蓄水响应活动最明显的地震丛集区A,展现出明显的随水库蓄水水体渗透发生地震"迁移"活动的现象;但库区内也存在着与蓄水关系不大的可能属于正常构造地震的活动,而库区外的地震活动与水库蓄水没有什么相关性,很可能是属于正常的构造地震.综合断层展布、岩性分布及震源深度分析,认为水库蓄水引起的溶岩作用和渗透作用及断层活动可能是小湾水库触发地震的主控因素.     

页岩气开采水力压裂诱发四川盆地南部2018年12月M L 5.7地震和2019年1月M L 5.3地震

2018年12月16日,四川省兴文县发生了M L5.7地震(北纬28.239°,东经104.922°)。两个多星期以后的2019年1月3日,在其西边8km处发生了M L5.3地震。这两次地震事件是目前为止在长宁页岩气区块发生的最大的、最具破坏性的地震事件,对附近的农舍和建筑物造成了严重的破坏。虽然中国地震局发布这两个地震事件的常规处理得到震源深度都大于5km,但基于广义剪切粘贴法(gCAP)方法的矩心矩张量解,发现震源深度非常浅(M L5.7和M L5.3地震的震源深度分别为3km和1.8km)。此外,这两个地震事件都非常接近水力压裂(HF)井场,周围有很多水力压裂井在地震时正在进行压裂作业。一系列的证据链条表明这些地震是由2.5~3km深度处的水力压裂所诱发。证据包括地震和水力压裂井段之间的时空相关性、地震活动统计特性,以及触发那些现今应力场下产状不利于发生摩擦滑动的断层所需的流体超压力。自2014年开始规模化水力压裂以来,长宁区块至今共观察到11次M L≥4.0地震事件(其中包括3次M L≥5.0地震)。与常规构造地震活动相比,这些地震活动的大森型余震活动非常低。此外,对于触发M W≥3.5地震事件,所需流体超压力为0.3~5.8MPa。水力压裂在致裂区间以外由孔弹性效应产生的应力变化一般远小于1MPa。这些断层大多是未知的,而且在目前的构造应力场作用下,其产状不利于发生滑动破裂,所以流体超压力驱动已存在断层的再活化被认为是诱发这些异常的中强地震的原因。     

晋冀鲁豫交界地区震源位置及震源区速度结构的联合反演

利用邯郸数字台网记录到的2001—2008年间460次M_L≥1.0地震的1861条P波到时数据, 采用震源位置和速度结构联合反演方法确定晋冀鲁豫交界地区(35.0°~38.0°N, 113.0°~116.0°E)地震的震源位置分布和该区域的速度结构。 结果表明: ① 经过重新定位后, P波走时的均方根残差(RMS)由反演前的1.35 s降到反演后的0.45 s。 定位偏差在EW方向上平均为0.031 km, 在NS方向上平均为0.029 km, 在垂直方向上平均为0.060 km。 ② 邢台震区的中小地震明显呈NEE向分布, 深度主要集中分布在7~14 km范围内; 磁县震区中小震分布相对复杂, 具有NEE和NWW两个展布方向, 震源深度主要集中在8~18 km范围内, 总体上晋冀鲁豫交界地区中小地震深度呈现北部浅南部深的趋势。 ③ 反演得到了晋冀鲁豫交界地区的速度结构, 在邢台地震极震区下方7~14 km处存在低速层, 与1966年邢台7.2级地震的震源深度一致;在磁县地震极震区下方13~18 km处也存在低速层与1831年磁县7.5级地震震源深度一致, 且磁县震区下方的速度结构比邢台震区更为复杂。     

浙江珊溪水库地震精细定位及构造研究

珊溪水库地震是近年来发生在少震、弱震的浙江省南部地区的显著地震事件,地震活动表现出分组的间隙性特征,台网定位的地震震中没有显示出分布的优势方向,发震构造不清楚。本研究基于虚波走时方程,将非线性方程线性化,求解获得震源位置及虚波速度初值,之后计算初值走时残差,将走时残差的标准偏差扩大2倍,并据此计算其经度、纬度、深度及虚波速度的最大误差,构造遗传种群,利用遗传算法进行二次定位,获得地震定位的最终结果。利用该方法,对浙江珊溪水库震群进行重新定位,结果表明:本次震群基本上集中发生在一个近垂直、北西向的断层面内,断层面法向与正北向夹角为46°,与正东向夹角为44°,与垂直向夹角为87°。计算小震综合面解获得的结果与定位结果基本一致。震源深度平均4.7km,最大深度9.5km,最浅1.7km,地震震中沿北西向呈狭窄条带状分布,沿北西向地震震源深度趋势性增大,在条带西北端有大约3.5km的地震不连续空段。利用Borun模型计算的小震震源参数结果表明,该震群地震震源参数没有表现出明显有别于构造地震的特征,地震应力降多在0.33MPa左右,平均应力降为0.88MPa,根据应力降空间分布的情况判断,该地震条带西北端地震活动不连续段处于应力降的低值区。     

山西地区地震震源深度特征统计分析

根据山西数字地震台网的地震震源深度资料,对山西测震台网2001年1月至2011年12月期间,2 535个定位精度为Ⅰ、Ⅱ类且ML≥2.0地震,进行震源深度分布特征统计分析。采用网格滑动平均法,统计平均震源深度,结果显示,山西地区平均震源深度为0~40km,从0~10km、11~20km、21~30km、31~40km不同震源深度分布结果来看,山西地区中小地震震源深度以6~20km为主,个别区域有大于20km的地震分布。