基于W震相技术的全球强震(MW≥6.5)矩心矩张量自动反演系统评估

使用最近构建的虚拟全球地震台网记录的波形数据,采用OpenMP的并行编程技术优化原有算法, 研制了基于W震相技术的全球强震(M_W≥6.5)矩心矩张量自动反演系统.为了评估该系统的准确度和时效性,将离线自动测定的2008年1月—2013年7月全球140次地震(M_W6.5—9.0)的矩心矩张量与全球矩心矩张量工作组(GCMT)的结果进行了比较.结果表明:该系统可准确测定全球M_W≥6.5地震的矩张量,绝大多数地震矩震级与GCMT给出的矩震级呈现出良好的线性趋势,两者之差ΔM_W的标准方差约0.13,ΔM_W位于区间(-0.2,0.2)的地震占总数的96%;地震矩6个分量分别与GCMT相应的结果沿对角线近线性分布,多数地震矩心水平位置与GCMT给出的矩心水平位置比较接近,两者间大圆弧距离位于区间(0,50km)的地震次数占总数的84%;在台站覆盖较均匀的条件下,该系统能够实现震后25—40分钟自动准确测定全球M_W≥6.5地震的矩心矩张量.      

2014年新疆于田MS7.3地震矩心矩张量快速测定

We successfully employ an automatic centroid moment tensor(CMT) inversion system to infer the CMT solutions of the February 12,2014 MS7.3 Yutian,Xinjiang earthquake using near-field seismic waveforms(4° < △ < 12°) observed by the virtual China seismic networks,which have been recently set up.The results indicate that this event occurred on a rupture plane(strike 243°,dip 70°,and rake-18°),showing left-lateral strike-slip faulting with a minor normal-faulting component.The centroid in the horizontal direction is located nearly 13 km east of the epicenter(36.123° N,82.499° E),and the best-fitting centroid depth is around 10 km.The total scalar moment,M0,is retrieved with an average value of 3.05 × 1019N·m,corresponding to moment magnitude MW6.92.Most of the energy is released within about 14 s.Moreover,we discuss about the potential application of this system in earthquake disaster decision.     

2014 年新疆于田MS 7. 3 地震序列特征及早期趋势判断

介绍了2014年2月12日新疆于田MS7. 3 地震的基本参数、发震构造和地震序列特征,并与2008 年于田MS7. 3 地震序列特征进行对比分析。结果显示,2014 年于田MS7. 3 地震有MS5. 4 直接前震,序列强余震频次低、余震衰减较快,目前最大余震震级为MS5. 7; 通过分析历史地震序列类型、计算于田单台序列的h 值、b 值、主震释放的能量与序列能量的比值等参数,初步判断于田MS7. 3 地震序列为“前震—主震—余震型”。     

2014 年新疆于田MS 7. 3 地震序列和震源特征初步分析

2014 年2 月12 日新疆于田发生MS7. 3 地震,震中位置36. 1°N、82. 5°E,震源深度约17km,于田地震发生在西昆仑断裂与阿尔金断裂交汇区内,基于远震波形记录反演的震源机制为走滑型,此次地震破裂比较集中,滑动主要分布在深部,破裂未出露地表。截至2014 年2 月23 日12 时00 分,于田MS7. 3 地震序列中2、3 级地震较为丰富,衰减较为正常,b 值约为0. 7,h值为1. 29,等待时间法显示4. 5 级以上余震遵从线性关系,符合以往主-余型地震的特征。基于由断层面上滑动位移反演结果和震源参数计算得到的经验关系认为,于田地震的动态破裂过程为应力下调模式,即地震能量的释放可能并不十分完全,这与该地震b 值小于2008 年于田MS7. 3、2012 年于田MS6. 2 地震b 值的特征相符。     

2014 年2 月12 日新疆于田MS 7. 3地震前地震活动特征分析

介绍了2014 年于田MS7. 3 地震周围地质构造背景,研究分析了MS7. 3 地震前新疆地区中小地震活动状态以及区域地震活动图像特征,并与2008 年于田MS7. 3 地震前区域地震活动特征进行了对比分析。结果表明:①本次于田MS7. 3 地震前2 ～ 3 年新疆地区处于中强地震连发活动状态,震前出现明显的3、4 级地震平静状态;②MS7. 3 地震前,区域地震活动存在中短期异常特征,即MS7. 3 地震前3 年,阿尔金地震带及震源区周围5 级以上地震活动增强显著,而震源区东侧440km 范围内4 级地震出现长达5 年的平静状态;MS7. 3 地震前半年,震区附近出现了3、4 级地震孕震空区和近乎共轭分布的3、4 级地震密集条带异常图像;③本次MS7. 3 地震前,新疆地区中强地震活动状态、中小地震活动异常图像均与2008 年于田地震前存在较明显的差异,这可能与2 次7 级地震的孕震环境存在差异有关。     

2021年5月21日云南漾濞MS6.4地震序列地震矩张量及发震构造

2021年5月21日云南大理州漾濞县发生了MS6.4 地震.我们利用区域地震台网记录的地震波形资料,首先采用多点源地震矩张量反演方法确定了漾濞地震序列中 3 次MS≥5.0地震的矩心矩张量解,分析研究了地震矩释放的最佳模型;然后对序列中较大地震进行了绝对定位,结合余震序列重新定位结果研究了地震矩心在断层面上的位置.结果显示MS5.6 前震可用2 点源模型模拟,矩震级分别为MW 5.3、MW5.1,矩心时间相隔约30 s,矩心位置相距约 2 km.MS 6.4 主震可用单点源模型模拟,矩心与起始破裂点平面距离约 5 km.前震和主震的矩心均位于地表以下 6 km处,矩心与起始破裂点的位置关系显示两地震向南东方向单侧破裂,断层以"前震-主震"型地震序列典型的"撤退式"方式破裂,MS5.6 前震的发生降低了断层面的抗剪强度,从而发生了更大的MS6.4 主震.MS5.2余震可用单点源模型模拟,起始破裂点与矩心空间位置相近,在地表以下约 10 km处.余震区构造应力场反演结果显示漾濞 6.4级地震序列属于区域应力场触发的地震活动,地震序列震源机制解符合走滑断裂伴生的负花状构造系统内部断裂的运动特征,余震的空间分布图像显示花状构造系统内部的两条断裂发生了地震活动.     

2014 年2 月12 日新疆于田MS 7. 3地震震害调查分析

2014 年2 月12 日新疆于田县发生MS7. 3 地震,发震构造初步判断为阿尔金断裂带。推测极震区烈度为Ⅸ度,位于无人区;Ⅵ、Ⅶ度区为现场调查确定,共216 个烈度调查点。地震造成新疆和田地区和巴音郭楞蒙古自治州7 个县(市)的39 个乡、镇(场)的房屋、市政和交通设施、农牧业基础设施等受到不同程度的破坏。本次地震较2008 年3 月21 日于田MS7. 3 地震更靠近盆地,震害受场地条件影响明显,受灾范围更大。     

2004年首都圈地区中小地震的矩张量反演

通过首都圈地区宽频带数字地震波形反演, 获得了2004年发生在该地区的51次中小地震的矩张量解, 由此确定了这些地震的标量地震矩、 矩震级、 双力偶分量和补偿线性矢量偶极分量的大小以及断层面参数和应力轴参数, 并通过数值试验对反演结果进行了评价.     

非对称地震矩张量时间域反演:理论与方法

本文在对称地震矩张量反演的基础上,进一步研究了非对称地震矩张量时间域反演的理论与方法,结果表明:非对称地震矩张量反演与对称地震矩张量反演类似,只需将对称地震矩张量反演方法略加改动,即增加3个待解参数,便可实现非对称地震矩张量反演.为了判断非对称地震矩张量反演相对于对称地震矩张量反演是否存在过度拟合,运用了AIC准则 (赤池信息准则).为了定量地描述地震矩张量之间的差异,引入了地震矩张量的矢量表示法.通过分析格林函数与地震矩张量各分量之间的关系,得出:在非对称地震矩张量反演时,若仅用垂直向地动位移数据,将无法区分M_xy与M_yx这两个分量, 需要同时运用垂直向与水平向地动位移数据进行联合反演才能区分M_xy与M_yx; 若采用不同的速度结构模型或不同的格林函数计算方法,则需重新评估地震矩张量各分量的分辨度问题.为检验非对称地震矩张量反演方法的可行性, 利用合成地震图进行了一系列数值试验.数值试验结果表明,在非对称地震矩张量反演中,有必要引入S波进行P波与S波联合反演以提高反演的准确性和判定断层面的能力.      

2012年5月3日甘肃金塔MS5.4地震矩张量反演

使用甘肃省测震台网记录的三分向宽频带长周期数字波形资料,在时间域反演2012年5月3日甘肃金塔5.4级地震的矩张量解,并与Harvard大学CMT解进行比较。结合该地区的地质资料和构造背景,分析金塔地震的发震成因。结果显示震源性质为走滑型,断层破裂面走向为166°、倾角66°、滑动角-168°,P轴走向为32°,与金塔地震余震分布和地震破坏分布情况大体一致,由此推测金塔地震的发震断层可能为神螺山-野马井断层。     

数字地震资料在地震矩张量反演和常规地震分析中的应用研究

1　新疆及其邻近地区的三维速度结构我们将地震层析成像的方法应用于新疆及其邻近地区的三维速度结构的研究。利用新疆地震台网及其邻近区域国外台站的 P波到时数据 ,重建了该区地壳上地幔的三维速度图像 ,目的是为了探讨不同构造单元的深部构造环境、主要强震带地壳上地幔速度结构特征 ,以及速度结构与地质构造的关系等。研究结果表明 :在新疆及其邻近地区 ,各地质构造单元岩石层厚度和软流层的深度与全球平均结果有很大的不同 ,区内横向不均匀性相当明显 ,全球对称的平均模型用于本区只是一种粗略的近似 ;盆地是上地幔的隆起区 ,褶皱系是…     

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．     

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。     

用地震矩张量反演的鄂尔多斯地块运动与临汾大地震

本文用地震矩张量反演断裂形变带运动学特征的方法，讨论了近６００多年来鄂尔多斯地块不同时段的构造运动。结果表明，大华北第３地震活动期中该地块运动增强，其构造运动参数２倍于正常期，指出１６９５年临汾大地震是在此区域构造运动背景下产生的。     

区域台网地震矩张量快速反演系统研究

基于美国内华达大学地震实验室的矩张量反演程序,采用JAVA和HTML语言,研发了一套近实时全波形矩张量快速反演系统,用于区域台网地震矩张量的快速产出.该系统由区域地震速报系统触发,能自动实现中等强度地震矩张量的快速反演,同时也包含人机交互模块,可进行人工校正,最终以网页形式对外服务.本文将系统运行以来成功反演的结果与USGS和中国地震局地球物理研究所的计算结果进行对比,验证了该系统的可靠性.      

由面波快速稳健反演地震矩张量的经验方法

给出一种稳健反演方法(也称迭代加权最小二乘IRLS),该方法对分离数据点极不敏感,因为它可以自动剔除异常的数据点,不需要人工仔细检查和控制数据质量。为了使用Tarantola-Valette的迭代广义离散反演方法进行稳健反演,将基于残差和信噪比的不同判据引入到协方差矩阵(作用相当于权重函数)中。在实际应用中,这个算法的作用相当于震源机制初步测定(PDFM),后者在海啸预警中用于快速估计强震震源参数。要反演的输入数据是长周期面波的频谱,输出的计算结果为地震矩张量,根据这些张量获得地震的震源几何形状和主应力轴。这种算法可以应用于任何非线性(迭代)反演计算中,解决污染数据集的分离数据点的问题。     

2008年3月21日新疆于田MS7.3 地震破裂过程研究

利用IRIS全球地震台网30°—90°的长周期P波记录, 反演了2008年3月21日新疆于田M_S7.3地震的破裂过程, 得到了此次地震的破裂时空图像, 并初步分析了余震分布与主震断层滑动量分布的关系. 结果表明, 此次地震是一个破裂尺度长100 km、 宽20 km的破裂过程; 破裂持续时间约为40 s, 在第13 s时地震矩释放速率达到峰值, 断层面上一次大的破裂行为几乎构成了整个地震的破裂过程. 地震所释放的标量地震矩为4.23×1019 N·m, 其矩震级为M_W7.02. 由主震断层静态滑动量分布图可以看出, 整个破裂区以正断左旋走滑为主, 显示出双侧破裂特征, 最大滑动量为151 cm, 位于初始破裂点沿断层出露地表处. 精定位后的余震在断层面上的投影结果显示, 80%以上M_L4.0—4.9余震和全部M_L≥5.0余震均发生在初始破裂点附近区域及其南西方向, 位于主震破裂滑动位移量迅速减小的区域, 反映了震源区介质强度的不均匀性.      

2020年1月19日新疆伽师M6.4地震的重定位及震源机制

采用双差重定位和W震相反演方法分析"地震编目系统"和中国地震台网中心提供的地震观测报告及区域地震波形数据,对2020年1月19日新疆伽师地震进行重定位,反演前震及主震震源机制.地震序列重定位结果显示,2020伽师地震呈两个优势方向展布,分别为WNW向和NNW向;其中WNW向为主要余震优势分布区域,呈现长约34km条带状...     

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．