鲜水河断裂带南段深部变形的重复地震研究

利用2000-2013年四川数字地震台网和水库台网的波形资料以及川西流动台阵的事件波形,通过辨识发生在同一断层位置上的重复地震来定量研究鲜水河断裂带南段的深部变形.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,应用了子采样条件下基于S-P相对到时差来约束震源位置一致性的方法,在鲜水河断裂带识别出11组重复地震,并利用连续波形资料进行了重复地震完整性的初步测试,同时运用结合波形互相关资料的双差法来完成研究区背景地震和重复地震位置的精确定位.重新定位后的地震图像展示研究区中上地壳存在明显缺震层,其与壳内的低速低阻层相吻合.利用重复地震的地震矩和重复间隔,估算出鲜水河断裂带南段孕震深部的滑动速率为3.0~10.2 mm·a-1,显示研究区不同地震构造区的深部滑动速率存在明显差异.     

利用重复微震估算红河断裂带北段深部滑动速率

利用云南数字地震台网1999-2015年的波形资料,通过识别在断层同一位置发生的重复微震来估算红河断裂带北段不同孕震深度的断层滑动速率.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,采用基于子采样条件下S-P相对到时差约束地震相对位置,从而确保震源位置一致性的方法,在红河断裂带北段及其附近区域识别出23组重复微震,其复发间隔变化明显.重复微震的时空变化初步分析表明,研究区频繁的背景地震活动和相邻较近的重复微震之间的相互作用都会对重复微震的复发间隔产生影响.利用重复微震的震级和复发间隔,估算得到红河断裂带北段6.0~13.4 km孕震深处的滑动速率为2.3~10.0 mm·a^-1,显示不同孕震深度的滑动速率存在差异.

     

基于重复微震的小江断裂带深部滑动速率研究

利用云南数字地震台网1999~2011年的波形资料,通过辨识源于同一位置破裂的重复微震来估算小江断裂带不同段落、不同深度的断层滑动速率.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,应用了在子采样条件下基于S-P相对到时差来约束地震相对位置的方法,在小江断裂带识别出29组重复微震,其复发间隔存在差异变化.重复微震的时空分布初步分析表明:准周期的重复微震在空间上相对独立,远离其它重复微震和背景地震; 在重复微震集中分布的区域,位置相近的重复微震可能会相互作用而影响其复发间隔;在背景地震活跃阶段,相邻背景地震发生引起的应力变化可能缩短重复微震的复发间隔.利用重复微震的地震矩和重复间隔,估算出小江断裂带孕震深处3~12 km的滑动速率为1.6~10.1 mm·a-1,显示不同破裂段的深部滑动速率存在明显差异.     

由重复微震估算的龙门山断裂带深部滑动速率

使用断层附近两个数字地震台网记录的重复地震数据研究了发生2008年汶川M7.9灾难性地震的龙门山断裂带的深部滑动速率。通过波形互相关分析,识别出波形高度相似的231组相似地震对和224组多重相似对。大部分相似地震活动表现为非周期性,复发间隔从数分钟到数百天不等。针对每一组多重相似对,我们首先依据在同一地震台站记录的波形来塑造参考地震的波形,用以量取每个地震相对于参考地震的S与P波的相对到时差,并确定每个地震与多重相似对质心的相对距离,从而挑选出每组地震中的重复事件。我们识别出了位于M7.9汶川地震震源区的12组重复微震,大部分重复微震分布在2008汶川地震同震大破裂闭锁区的边缘,揭示了微震活动与未来破坏性大震在空间位置上的密切关系。由重复微震直接获取的滑动速率随深度增加而增大,在4～18km深度范围滑动速率为3.5～9.6mm/a,约为GPS和地质等浅表观测的滑动速率值的2倍。研究结果对于理解断层活动性和地震危险性分析具有重要意义。     

沂沭断裂带重复地震识别及断裂深部活动速率的估算

利用山东及邻区数字地震台网2001- 2012 年的地震观测报告及波形资料分析了沂沭断裂带及周缘地区的地震活动并利用识别出的重复地震估算了断层深部滑动速率。重新定位后的地震图像清晰展示了沂沭断裂带南北两段及东西两侧地震活动的显著差异,在研究时段内,60%以上的地震发生在沂沭带东侧的两条断裂上,震源深度分布与研究区的深部构造吻合。根据波形意义上相似地震(cc≥0.8)的定义,识别出了沂沭断裂带及其周缘相似地震共50例,组成相似地震对和多重相似地震对共19组,相似地震对的复发间隔较为随机,从数小时到数百天不等。通过对相似地震对震源位置- -致性的强约束后,基于1组重复地震估算出安丘-莒县断裂在地表以下5.9km处的滑动速率估计值为2.19mm/a,与GPS和地质等浅表观测的滑动速率值基本一致。     

重复地震研究综述

重复地震是指发生在断层同一位置上的一组地震,一般具有相似的震源机制解和相近的震级,在同一地震台记录上具有高度相似的波形.本文总结了重复地震研究的现状,着重介绍了重复地震的识别方法以及重复地震在估算断层深部滑移速率以及测量波速变化等方面的应用,并对重复地震的发生机理进行了讨论分析.     

浙江珊溪水库重复地震事件研究

重复地震是发生在同一断层位置上的一组地震,具有相似的震级、高度相似的波形和震源机制。由于具有相同的震源和传播路径,重复地震的走时变化可以反应的介质波速的变化,从而可以作为测量地壳中介质波速变化的有力工具。而对区域地震的重复性研究,也可以反过来说明该地区地震发震机制的变化情况。利用波形互相关的方法对浙江温州境内珊溪水库附近发生的地震事件序列进行处理,计算波形互相关系数,选取相关系数大于0.8的地震对进行研究,分析珊溪水库地区地震事件的相似性和重复性,并分析此方法对地震研究的意义。     

“重复地震”的若干地震学问题——1999年岫岩地震序列及辽宁区域台网的应用研究

波形相关意义的"重复地震"在自然界中普遍存在,据Schaff和Richards(2004)对中国大陆及邻区的研究表明,其比例约占地震总数的10%甚至更多。近年来随着数字地震观测技术的普及和发展,有关"重复地震"的研究引起越来越多的关注,"重复地震"已被广泛应用于检测地壳介质性质变化、评估地震台网的定位精度、地震"复发"和断层深部滑动速率的估算;在提高定位和震相识别精度、断层结构、震源物理及地震预测研究等方面都显示出值得关注的应用潜力。     

利用重复地震研究安宁河断裂带及周边地区深部滑动速率

基于西昌流动台阵和安宁河断裂带附近固定台站2013—2019年记录的宽频带地震波形资料,利用波形互相关方法进行相似地震识别,同时对P,S震相到时进行校正。结合S-P相对到时差约束地震相对距离的方法,在安宁河断裂带及其周边地区识别得到10组重复地震。对研究区内近震事件和重复地震分别进行重定位,并根据重复地震发震时间间隔计算断裂带深部滑动速率。结果显示:汶川—茂县断裂带西南段滑动速率约为4.37—6.09 mm/a;安宁河断裂带北段滑动速率约为2.30 mm/a;木里地区滑动速率在2.03—8.46 mm/a之间。结合已有研究成果,推测汶川—茂县断裂西南段处于持续蠕滑状态,与孕震凹凸体附近的断层运动特征相符,暗示该区可能存在发生强震的风险;由重复地震和地震重定位结果推测安宁河断裂带具有北段蠕滑、南段闭锁的特征;木里地区浅部地震事件数量多于深部,且浅部滑动速率高于深部,符合水库诱发地震的特征。     

波形相关意义“重复地震”研究综述

波形相关意义的“重复地震”在自然界中普遍存在,其数量远远超过我们的预期.近年来由于数字地震观测技术的普及和发展,有关“重复地震”的研究引起越来越多的关注.目前“重复地震”研究已被广泛应用于检测地壳介质性质变化、评估地震台网的定位精度、地震“复发”和断层深部滑动速率的估算等方面,在提高定位和震相识别精度、断层结构、震源物理及地震预测研究等方面也都显示出值得关注的应用潜力.本文对有关“重复地震”的最新研究及应用成果进行了总结和归纳.     

基于重复地震研究川滇地区主要断裂带的深部变形

发生在同一断层部位上0.5~4.0级的重复地震（也称重复微震）是研究断裂带深部变形的天然（有力）工具.本文系统汇集了川滇地区主要断裂带识别出的76组重复地震研究结果,构建了川滇地区重复地震的时空分布图像和断裂带深部变形时空演化特征,结果表明：丽江-宁蒗断裂带在脆韧转换带约23 km深处的滑动速率为4.3~5.4 mm·a^-1,小江断裂带3.0~12.3 km深处的滑动速率为1.6~10.1 mm·a^-1,红河断裂带北段在6.0~13.4 km深处的滑动速率为2.3~10.0 mm·a^-1,鲜水河断裂带南段3.0~18.7 km深处的滑动速率为3.0~10.2 mm·a^-1,龙门山断裂带在4.0~17.3 km的汶川8.0级地震孕育深处的滑动速率为3.5~9.6 mm·a^-1,龙门山断裂带南端3.6~18.7 km处滑动速率为5.8~10.2 mm·a^-1.综合分析认为：川滇地区主要边界断裂带的深部滑动速率较为一致,揭示了川滇地块和巴颜喀拉地块整体协同变形的特征.由重复微震与深部滑动速率变化构建了孕震深处的变形模式,即重复微震与断裂带局部闭锁段在空间位置上存在密切的关联性,强震前孕震闭锁区存在明显的深浅部构造形变差异,震前存在的深部加速变形过程可能是断层亚失稳阶段的具体表征.

     

波形相关意义“重复地震”研究综述

波形相关意义的“重复地震”在自然界中普遍存在,其数量远远超过我们的预期。近年来由于数字地震观测技术的普及和发展,有关“重复地震”的研究引起越来越多的关注,目前“重复地震”研究已被广泛应用于检测地壳介质性质变化、评估地震台网的定位精度、估计地震“复发”的概率和断层深部滑动速率的估算方面的估计;在提高定位和震相识别精度、断层结构、震源物理及地震预测研究等方面也都显示出值得关注的应用潜力。本文对有关“重复地震”的最新研究及应用成果进行了总结和归纳。     

重复地震及其在安徽霍山地区的初步应用

按照弹性回跳理论（Reid,1910）,地震的复发行为可以简单的视为能量积累和释放的过程,大震的发生应该是有一定周期的。Nadeau等人（1995）定义重复地震是发生在同一个断层位置上的一组地震,这些地震通常震级相近,地震复发间隔几乎相同,具有极为相似的地震波形和震源机制。因为除了重复地震外,一些余震的波形也具有较高的相似性,     

临汾地区重复微震的识别及其断裂带深部滑动速率估算

基于山西数字地震台网2001—2010年记录的地震,研究临汾地区的地震活动,并寻找重复微震,进而计算深部滑动速率。双差法重新定位后的地震图像显示,在研究时段内,临汾地区29.3%以上的地震发生在临汾盆地平原腹地的苏堡断裂两侧,即沿NNE向分布南、中、北3个隆起间的2个次级凹陷之一的临汾-洪洞次级凹陷内;震源深度分布与研究区的深部构造较为相符。通过波形互相关分析,识别出波形高度相似的49组相似地震对和25组多重相似对。大部分相似地震活动表现为非周期性,复发间隔从数分钟到数百天不等。依据在同一地震台站记录的波形塑造参考地震的波形,用以量取每个地震相对于参考地震的S—P相对到时差,并确定每个地震与多重相似对质心的相对距离,从而挑选出每组地震中的重复事件。识别出研究区2组重复地震,并由此估算得到滑动速率为1.9~2.8mm/a,该值与同时段GPS和地质等浅表观测的滑动速率值基本相符。     

利用重复地震估算北京平原地区隐伏断裂深部的活动速率

利用首都圈数字化地震台网2001—2006年的波形资料分析北京平原地区隐伏断裂的深部滑动速率。通过波形互相关分析,识别出35组相似地震对和20组多重相似对,大部分相似地震活动表现为非周期性,重复间隔从数分钟到数百天不等。针对研究区内台站分布稀疏和低信噪比波形记录的现状,在波形相似的基础上,提出了采用在子采样条件下的S-P相对到时差(dSmP)和相对到时拾取误差来对相似地震震源位置的一致性进行强约束,进一步探索和完善波形意义上重复地震的识别方法。基于4组"重复地震"估算北京平原区黄庄-高丽营断裂和南口-孙河断裂在不同孕震深度处的滑动速率为1.0～1.2mm/a,怀安镇盆地南缘断裂地表以下9.4km处的滑动速率估计值为1.5mm/a,这一结果和地质资料结果相符。     

小江断裂带及邻区应力降特征分析

在对S波观测记录位移谱进行传播路径、场地响应和仪器响应等校正的基础上,根据Brune圆盘震源模型,利用遗传算法估算了小江断裂带及邻区335次ML2.0～5.3地震的应力降,分析了应力降的时空特征.结果表明:△σ≥10.0Mpa的高应力降地震主要分布在小江断裂带的东川、巧家及其以北地区和元谋、武定一带.小江断裂带北段、中段、南段△σ≥10.0Mpa的地震所占比例分别为10.2％、10.9％和1.6％,据此结合地震活动性分析了该断裂带不同段的强震危险性.结合震源位置和速度结构联合反演方法得到的震源位置精确定位结果,分析了应力降和震源深度变化情况及其所反映的断层深部延伸和分布情况.     

鲜水河断裂带强震相互作用的动力学模拟研究

以鲜水河断裂带为研究区,首先依据断裂带的地震活动特征,确定整个断裂带的应变积累速率;然后根据GPS观测资料给出的水平应变率和地质给出的鲜水河断裂带断层分段及其相应各段的滑动分布,确定断裂带分段的应力、应变积累速率和强震复发间隔．在此基础上,采用三维有限元模型定量研究断裂带上1893年以来M6．7级以上地震的相互作用及其对断裂带强震复发的影响．研究结果表明,鲜水河断裂带上强震的发生有利于后续地震的发生．强震之间的相互作用不仅影响了断裂带各分段的强震复发间隔,还影响了整个断裂带上的强震活动特征．     

龙门山断裂带深部构造变形的黏弹性模拟及其与强震活动的关联性探讨

根据龙门山断裂带地区的主要构造特征,建立该地区的有限元模型,同时考虑地下深处的黏弹性蠕动和不同部位间的接触关系,模拟计算了研究区在强震轮回活动中的时间演化历程.模拟结果表明:龙门山断裂带深处的滑动速率比浅表的滑动速率大,龙门山断裂带周围是相对容易发生应变积累的地区,其5~19 km深度也是高应力聚集成核区,随时间推移的应力集中程度加剧而引发强震.本模拟分析证实了重复地震观测所揭示的龙门山断裂带存在深浅活动速率差异的现象,这在一定程度上可以解释出乎预料的汶川MW7.9地震的孕育机理.综合分析研究提出:应充分利用重复地震这一天然的"地下蠕变计(subsurface creepmeter)"来探测深部构造变形的活动,为强震危险性分析提供必要的"原位(in situ)观测"约束信息.     

祁连山断裂带中东段断层土壤气氡浓度强度时空分布特征及其地震危险性分析

基于祁连山断裂带中东段9个观测点2016—2021年的土壤气体氡浓度观测数据,深入分析其浓度强度时空分布特征。同时结合历史大震背景、现今地震活动与断裂带滑动速率的对比分析,从地球化学的角度对祁连山断裂带中东段进行地震危险区段判定。研究表明：祁连山断裂中东段土壤气体氡浓度强度的空间分布特征为东强西弱,其时间序列变化特征总体呈下降趋势;断层土壤气氡浓度强度的空间分布特征、历史及现今地震活动和断裂滑动速率具有较好的耦合性。研究结论可以提供研究区深部地下流体活动的证据,对进一步研究追踪未来可能发生地震的断层和活动段具有重要意义。     

汤西断裂的断层围陷波初步研究

作为断层围陷波方法在城市活断层探测中的首次尝试,我们针对太行山山前断裂带南段的汤西断裂开展了爆炸震源的观测试验。运用数字滤波和频谱分析等技术,由地震记录图分离出了断层围陷波。根据2横测线的观测结果,可确定断层的位置,并可推测断层在该处宽度为200～300m。破裂面较宽,可能与其张性特征有关。分频道地震图显示,断层围陷波具有正频散现象,其低频分量传播较快。这表明断层围陷波是一种面波,可利用其频散规律研究断裂带内介质的物理性质。这次的观测结果也表明,断层围陷波并不局限于新破裂带,在老断层中也能形成和传播。事实上,只要断层带内外的介质在物理性质上有较大的差异,均能产生沿断层传播的围陷波。在城市活断层探测中,断层围陷波的方法具有非常独特的优越性