新疆北天山中东段地区震源参数研究

本文首先利用经验格林函数方法证明了新疆北天山中东段地区的震源谱基本满足ω-2 模型。在此基础上 ,通过对S波观测谱中的噪音、仪器、路径、场地等影响的逐一消除 ,得到了研究区 10 5次ML2 5～ 5 7地震的震源谱 ,进而根据Brune的圆盘震源模型计算了地震矩、应力降、震源半径等震源参数。结果表明 ,这些地震的标量地震矩M0 与ML 震级线性相关较好 ,关系为Log10 M0 =1 10ML+ 17 2 0 ;震源半径在 10 0～ 15 0 0m之间 ;应力降介于 1～ 16 0bar之间 ,优势分布于 1～ 10 0bar。地震矩与拐角频率的关系呈现出两段趋势 ,可能表明了研究区震源的多重标度特征 :当M0 小于 4× 10 2 1dyne cm时 (相当于ML4 0地震 ) ,应力降显示出对M0 有依赖关系 ;当M0 大于 4× 10 2 1dyne cm时 ,地震的应力降不依赖于M0 。     

2015年新疆皮山M_S 6.5地震序列震源深度测定

采用震源深度测定的确定性方法(PTD)和HypoSAT方法,使用新疆地震台网记录的原始地震波形数据,计算2015年7月3日皮山M_S 6.5主震和余震序列震源深度。结果显示,对于主震,采用PTD方法得到震源深度为21 km,采用HypoSAT方法得到震源深度为20 km;对于地震序列,采用PTD方法得到的震源深度主要分布在15—35 km,平均深度为23 km,而采用HypoSAT方法得到的震源深度主要分布在5—30 km,平均深度为19 km;采用PTD方法计算得到的震源深度较深,与中国地震局地球物理研究所采用矩张量反演得到的矩心深度(24 km)相差不大。     

震源深度与矩心深度的分布特征及其与震源机制类型之间的关系

在哈佛全球CMT目录中，震源深度与矩心深度的分布呈现出明显的规律性。从统计上说，浅源地震的震源深度大于矩心深度，而中深源地震不具有这样的特征。将地震按照震源机制进行分类之后发现，上述特征主要属于逆冲型地震和正断层型地震的贡献，而走滑型地震没有这样的特征，这一分布规律或可作为地震的“化学力学”模型的一个间接的支持。     

新疆北天山地区Ms≥2.0地震震源参数的重新测定

基于新疆32个测震台站记录到的28701条P波和S波震相到时数据,利用双差地震定位法重新测定新疆北天山地区(42.5°~45°N,82°~89°E)1988年4月至2003年6月间发生的1348次MS≥2.0地震的震源位置。为尽量得到全部地震的重新定位结果,本文结合双差地震定位法对资料的要求和所用资料情况,添加了437次1.5≤MS<2.0的地震震相到时数据参与定位计算。重新定位后得到了1253次MS≥2.0地震的重新定位结果,占全部MS≥2.0地震的93%,其中,MS≥3.0的地震全部得到了重新定位结果,并对没有得到重新定位结果的95次2.0≤MS<3.0地震的原因进行了分析。得到重新定位结果的1253次地震的均方根残差的平均值由重新定位前的0.83s降到0.14s,震源位置的测定误差(2倍标准偏差)在E-W方向平均为0.993km,在N-S方向上平均为1.10km,垂直方向平均为1.33km。分析重新定位结果得出,重新定位地震的震源深度较定位前有明显收敛,集中分布在5~35km,94.3%的地震震源深度分布在5~35km,68.2%的地震震源深度分布在10~25km,地震的平均震源深度为19km。     

用CAP方法测定山西地区地震震源深度

利用山西数字地震台网的波形资料,测定了2009年1月至2017年12月山西地区及周边地区M≥3.0地震的震源深度。结果显示,震源深度的优势范围为6~20km,山西地区的震源深度由北到南逐渐加深。在日常工作中,对于速报地震,尤其是4级以上的地震,建议用CAP方法测定的结果与速报结果综合运用,为速报之后地震应急及危险性判定提供更可靠的震源深度参数。     

2014 年新疆于田MS 7. 3 地震序列的震源深度测定

2014 年2 月12 日新疆维吾尔自治区于田县发生MS7. 3 地震,随后又发生了一系列余震。本文采用测定震源深度的确定性方法计算了于田MS7. 3 地震序列的深度,震相数据来自于中国地震台网中心编目数据库,并结合使用了新疆数字地震台网记录的地震波形原始资料。     

2017年8月8日四川九寨沟M 7.0地震震源深度测定

2017年8月8日四川阿坝州九寨沟县发生M 7.0地震,随后发生一系列余震。该地震发生在川甘交界处四川一侧。国内外科研机构对主震的震源深度给出不同结果。本文采用PTD方法,采用四川省地震台网测定的震相数据,基于四川2015地壳速度模型,计算得到M 7.0主震震源深度为13 km,利用甘肃省地震台网震相数据,基于甘肃2015地壳速度模型,计算得到主震震源深度为12 km。震后流动台架设后,由近台证明PTD测定深度结果的可靠性。另外,计算M 3.0以上余震的震源深度。所有震相数据来自中国地震台网中心编目数据库。     

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．     

内蒙古阿拉善地区几次中等强度地震震源深度测定

震源深度对发震构造研究具有重要意义,内蒙古阿拉善地区近年来地震活动频繁,发生数次中强地震和大量中小地震。选取阿拉善地区8个中等强度地震,使用Pn、Pg联合测定深度方法(PTD)、sPn和Pn走时差方法和CAP方法测定震源深度,3种方法计算结果的一致,重新测定的震源深度范围为(18±7)km。     

2014年新疆于田MS7.3地震序列的深度测定

An Ms7. 3 earthquake occurred on February 12, 2014 in Yutian County, Xinjiang Uygur Autonomous Region, which was followed by a series of aftershocks. This paper calculates the depth of the Ms7. 3 earthquake sequence by using the deterministic approach with the seismic phase data from the catalog database of the China Earthquake Networks Center, combined with original seismic wave records from the Digital Seismic Network Center of the Earthquake Administration of Xinjiang Uygur Autonomous Region.     

Centroid Depth Versus Hypocentral Depth： Their Distribution and Depth／Mechanism Dependence

The Harvard Global CMT catalogue from 1977 to 1998 is analyzed to investigate the relation between the centroid depth and the hypocentral depth. It is observed that for shallow earthquakes, the hypocentral depth is systematically larger than the centroid depth, while for deep-focus earthquakes there is no statistically significant difference between the distributions of centroid and hypocentral depth. A detailed look at the result reveals that such a systematic difference is mainly from the contribution of thrust and normal earthquakes, while strike-slip earthquakes have no such regularity. It turns out that for shallow thrust and normal earthquakes, seismic rupture tends to initiate from the deeper part.     

Focal Mechanism and Focal Depth of the May 22, 2016 MS4.6 Earthquake in Chaoyang, Liaoning

An earthquake with M_S4.6 occurred at 17:08 p.m., May 22, 2016 in Chaoyang County, Liaoning Province. We used the P-wave first motion method, TDMT method, and CAP method to determine the focal mechanisms and the PTD method and sPn-Pn method to determine the focal depth. The focal mechanism results of the three methods are consistent. The depth results of the CAP method, PTD method and sPn-Pn method are close. We used the double difference location method to relocate earthquakes in 2009-2016, and obtained the strikes and dip angles of the small earthquake distributions with the help of simulated annealing algorithm and gauss Newton algorithm fitting. According to the focal mechanism results, the depth results, the characteristics of small earthquake distributions and the structural characteristics of the source area, the seismogenic fault strike is NEE and the main pressure force direction is NNW. The earthquake focal mechanism is for a normal fault type with a little left-lateral strike slip motion.     

辽阳灯塔M_S5.1地震震源深度分析

对不同震中距台站的记录采用入射角法、s PL-Pg等震相到时差,对辽宁地震台网记录采用单纯形法研究了辽阳灯塔5.1级地震的震源深度。结果表明,该地震震源深度应为14km,略大于目录给出的10km。利用四川松潘台、青海湟源台的远台记录也得到同样的结果。通过对辽宁1970年以来5.0级以上地震进行分析发现,辽宁地震的震源分布存在东西两侧偏深、中部偏浅、中部地区南浅北深的统计规律,灯塔地震震源深度符合该统计规律。     

The Present Status and Prospect of Earthquake Focal Depth Locating

Locating an earthquakes focal depth is always a key project in seismology. Precise focal depth is of critical importance for evaluating seismic hazards, deciphering dynamic mechanisms of earthquake generating,estimating aftershock evolutions and risk,as well as monitoring nuclear tests. However,how we determine an accurate focal depth is always a challenge in seismological studies. Aiming to solve these problems, we analyzed and summarized the present status and the future development of earthquake focal depth locating. In this paper we first reviewed the present status of focal depth locating in the world,and summarized the frequently-used relocating methods and ideas at present,and introduced two types of focal depth relocating ideas: arrival time relocating and waveform modeling methods. For these ideas,we systematically described the S-P and the Pn-Pg methods that belong to arrival time method,and polarization focal depth locating and amplitude focal depth locating that belongs to waveform modeling,and further analyzed the advantages and limitations of these methods. Since the depth phase methods are highly sensitive to focal depth,and are relatively free from the uncertainties of crustal models,we mainly reviewed the depth phases of s Pm P,s PL,s Pn,and s Sn,and quantitatively evaluated their availabilities and characteristics. Second,we also discussed the effects of crustal velocity models on the reliability of focal depth locating,and reviewed the advancements of seismic tomography techniques over recent years. Finally,based on the present status of the progress on the focal depth locating,and studies of seismic velocity structures,we proposed an idea of combining multiple datasets and relocating methods,jointly utilizing seismologic and geodetic techniques to relocate focal depth,which should be the major research field in investigating focal depth and source parameters in the near future.     

Determination of Focal Depths of the MS5.8 Alxa Left Banner, Inner Mongolia Earthquake Sequence

Using the double-difference earthquake location algorithm, the deterministic method (PTD method) and the CAP seismic moment tensor inversion method, the paper selects the primary waveform data of 78 earthquakes recorded by the "China Earthquake Science Array Probe Project in the Northern Part of North South Seismic Belt", the "China Earthquake Scientific Exploration Array Data Center" of Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, and the Inner Mongolia Digital Seismic Network to calculate the focal depths of the mainshock and the seismic sequence of the M_S5.8 Alxa Left Banner earthquake in Inner Mongolia. The results show that the focal depth of the main shock is 20.6km, determined by the double-difference earthquake location method, 18.1km by the PTD method, and 19.2km by the CAP method. The focal depth of the earthquake sequence calculated by the double-difference location method is larger. The deterministic method (PTD method) and double-difference location method are the methods that fit the tectonic characteristics of the seismic source area, and the CAP method is suitable for larger earthquakes.     

2012年4月15日福建仙游M_L 4.1地震震源机制解及震源深度

从2010年8月4日至2013年4月24日在福建仙游共发生记录到地震667次,其中最大地震为2012年4月15日发生的ML4.1级地震。本文利用矩张量反演方法 ,反演得到2012年4月15日ML4.1、2012年11月25日ML3.8地震的震源机制解。这两次地震的震源机制解都为走滑断层,断层走向为北西向,主压应力轴方向为近南北向。分别利用波形拟合和sPL深度震相方法确定2012年4月15日ML4.1地震的震源深度,认为该次地震的震源深度在8~9 km。     

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。     

2008年新疆乌恰6.8级地震序列震源特征及帕米尔东北缘应力场研究

本文使用新疆区域数字地震台站记录的宽频带长周期数字波形资料,在时间域反演了2008年10月5日新疆乌恰6.8级地震的强余震及其周围先后发生的52次中等强度地震的矩张量解,结合Harvard大学在该区域的地震矩张量结果,研究了帕米尔东北缘的应力场分区特征.研究结果显示,位于印度板块向欧亚板块推挤的前缘及向北凸出的弧型构造的最北缘的卡兹克阿尔特弧形活动褶皱-逆断裂带,以逆冲推覆活动为主,并有部分走滑类型的地震,基本不存在正断层类型的地震;该弧型构造近东西走向的顶部(文中的西区)与其北西走向的东侧(文中的东区)的局部应力场最大主压应力方向不同,分别为NW、NNE方向,显示出在承受印度板块向欧亚板块俯冲作用的同时,东区也更多的受到了塔里木块体顺时针旋转作用的影响.位于帕米尔陆内俯冲和变形作用强烈、碰撞造成深源地震带东段的南区,地震以走滑错动为主,逆断、正断层都有,显示出相对复杂的应力状态.位于帕米尔高原内部的西区和南区的应力场最大主压应力力向一致,由北向南,由最大主压应力轴接近水平,过渡为最大主张应力轴接近水平,一定程度揭示了板块俯冲的状态.结合南区和西区的地震深度差异及机制解中断层面的倾角,推测在中帕米尔的东部,由北向南的板块俯冲至150～170km深度,俯冲角度为60°左右.