2014年于田M_S7.3地震序列的频谱特征分析及其前震识别

利用新疆区域数字地震台网的波形资料,对2014年2月12日于田MS7.3地震前震和余震序列的频谱特征进行了分析。基于Brune模型,对观测记录进行仪器响应、传播路径和场地响应的校正,使用遗传算法对于田地震序列103次ML≥3.0地震的震源谱进行了反演计算。结果表明:1前震序列的拐角频率相对偏低,扣除地震矩影响后,余震的拐角频率有明显增高的趋势;2距离震中最近的YUT台资料分析显示,于田地震几次前震活动的台站观测谱相对较为独立,与主震以及彼此之间的相关系数均不高;3序列事件和主震的台站观测谱相关系数的变化反映了序列发展的动态破裂过程,相关系数较低的事件基本上偏离了主震破裂区而发生在分支断裂上;4前震的震源谱中存在异常的高频成份。     

由震源谱推断1997年新疆伽师强震群破裂特性

分析了1997年伽师强震群中12次MS5.0地震的Ｐ波和Ｓ波位移谱,用遗传算法和目测法联合计算了这些地震Ｐ,Ｓ波震源谱的拐角频率,并由此推算出这些地震的震源尺度和静态应力降（以下简称应力降）．根据观测震源谱拐角频率的方位性变化特征,对相关地震的破裂方向进行了估算．主要结果如下:① 伽师强震群中６级强震的震源破裂尺度在10～16ｋｍ,５级地震的破裂尺度在6～10ｋｍ,个别５级地震的破裂尺度超过10ｋｍ;② 伽师强震群中,中、强地震的应力降均在0.1ＭＰａ左右,这种显著偏低的应力降特性表明,该强震群震源区积累的应力释放缓慢,这意味着伽师强震群活动还将持续相当长时间;③ 应力降大小与相应地震震级大小存在统计正相关关系．同时还可清楚地看出,正断层型地震的应力降整体低于走滑型地震的应力降;④伽师强震群中６ 级强震的震源谱拐角频率有一定的方向性,震源谱拐角频率方位分布图显示出这组强震的破裂机制较为复杂,无一致的破裂方向．      

浙江珊溪水库地震震源参数特征研究

利用2014年1月-2015年12月浙江省区域数字地震台网记录的1 360次珊溪水库M_L0.5-4.4地震资料,采用Brune模式,将台站获取的速度记录进行几何扩散校正、介质衰减校正及仪器校正后得到速度谱,对速度谱在频率域进行傅里叶积分得到震源位移谱,之后使用遗传算法计算得到拐角频率和震源位移谱零频极限值,进而计算出该区的地震矩为1010-1014 N·m,震源破裂半径为33-550 m,拐角频率为2.4-39.7 Hz,地震应力降为0.04-6.74 MPa,视应力为0-2.75 MPa.在此基础上,对各参数特征及其关系进行系统性分析,结果表明:各震源参数之间表现出一定的对数线性或半对数线性关系;空间上,应力降和拐角频率在库区西北段较高,东南段较低;应力降与地震矩在空间上呈反向关系,拐角频率与破裂半径在空间上呈负相关.      

地震动随机合成中与震源谱相关的动力学拐角频率

介绍了基于有限断层震源的地震动随机合成中静力学拐角频率和动力学拐角频率,讨论了两者的缺点;进而提出了一种改进的震源谱模型,它能够表达破裂面上地震波频率辐射不均匀性、大震时拐角频率随破裂面积增加而有所下降的趋势．据此,可以形成与该震源谱模型相关联的动力学拐角频率,应用于地震动的随机合成,避免结果对子源尺寸的依赖．通过对美国北岭Mw6.7地震近场6个基岩台站合成的地震动与实际记录的比较,验证了本文方法的有效性.      

考虑椭圆模型MW≥5.5地震震源参数时域计算方法

为提高时效性,地震预警系统对震源的处理一般采用“点源”假定,不考虑震源尺度、破裂方向和震源区应力降,对震源参数简化处理使得预测地震动参数分布过于粗略,特别是对破坏性大震.本文应用日本地震(M_W≥5.5)强震动数据,考虑椭圆震源模型,提出了一种适用于中、大地震矩震级、拐角频率和应力降等震源参数时域计算方法,并分析了场地效应、地震动传播衰减、震源效应和滤波频带等因素对时域方法的影响.结果表明,该方法能利用P波信息快速获取震源能量释放过程,量化随破裂传播震源谱拐角频率、应力降和破裂面积的演化过程,为地震动预测提供更多重要的震源参数.     

用遗传算法反演强地面运动的震源参数和场地效应

用遗传算法反演了神户地震余震震源谱的低频平坦段的幅值、拐角频率和记录台站的场地效应。所有的记录都用传播路径上的品质因子Q作了校正，对于每一个余震假定不同的Ω^2模型，这样所有台站的低频平坦段幅值和拐角频率使得场地效应的标准偏差减到最小。我们观察到岩石场地的场地效应在高频段显示出很大的放大作用。发现这种放大与位于70m深处的各个记录和一个地表台记录的频谱比相关。在估计了地震矩和应力降后，我们发现地震矩M0与拐角频率f0的关系遵循的定标律是M0∝f0^-3。发现在断层带上和深处的凹凸体的周围应力降值最大。     

柯坪块体震源介质参数测定

应用2011年1月-2015年4月柯坪块体及周边数字地震台站（38°-42.5°N,75°-80.5°E）记录的3.0 ≤ M ≤ 5.0地震事件,结合柯坪块体介质品质因子和各台站场地响应,计算各地震应力降、地震矩、震源破裂半径、拐角频率等新震源参数,并研究各背景值变化特征及彼此间对应关系。结果表明：柯坪块体地区地震震级与地震矩、矩震级、震源尺度之间表现为较好的正相关性,与地震拐角频率之间呈负相关。地震矩与震源破裂尺度整体呈正相关,但当震源破裂尺度较小时,地震矩变化不大,当震源破裂尺度大于250 m时,地震矩随震源破裂尺度的增大变化较快。由柯坪块体应力降时间分布特征分析可知,研究区具有地震前应力降呈现高值异常、震后缓慢恢复低值的演化过程。     

2001年施甸Ms5.9地震序列的震源参数研究

以昆明数字地震台网对2001年4月12日施甸MS5.9地震序列观测的近300次地震事件的波形数据资料为基础, 用横波波谱资料估算了该次地震序列的震源参数. 结果表明,震级在1.5～5.3的范围内, 地震矩范围为1010～1016 N·m, 拐角频率的范围为0.2～8.0 Hz, 震源破裂半径a的范围为200～2 500 m, 地震应力降的范围为0.1x105～20x105 Pa. 通过对地震震源拐角频率fc及地震应力降随时间变化的统计分析, 本文研究结果发现, 施甸5.9级主震前的前震序列地震的平均拐角频率明显低于主震后余震序列的平均拐角频率. 与之相反, 地震平均应力降则是前震序列明显高于余震序列. 分析认为, 主震前后平均拐角频率和应力降的这种随时间变化特征, 具有强震前的前兆信息指示意义. 主震的前震序列具有高应力降显示出主震区储存了较高的剪应力;主震后, 由于释放了绝大部分应力, 余震序列则表现为低应力破裂过程.      

利用数字化地震波形资料研究山西中南部地区的非弹性衰减系数、震源参数和场地响应

利用遗传算法反演山西中南部地区14个地震震源谱的低频水平、拐角频率和7个台站的场地响应。结果表明,Q(f)与频率的关系是:Q(f)=299.4f0.563;7个基岩台中岢岚、东山、阳城台在3 Hz~6 Hz附近有6~8倍的放大、离石台在2 Hz~10 Hz有2~3倍的放大。标量地震矩M。与ML震级线性相关较好,震源半径在230 m~508 m之间;拐角频率和地震矩之间的关系表现为拐角频率随地震矩的减小而增大;应力降和地震矩之间存在着应力降随地震矩的增大而增大的关系。     

拐角频率在营海岫地区地震序列判定中的应用

利用拐角频率方法,研究营、海、岫地区1999年以来发生的显著震群性质,结果表明,前震序列与其他震群拐角频率曲线变化形态不同,拐角频率的大小能较好反映震源区应力场的大小。     

抚松M_L5.0级地震断层破裂参数的测定

本文根据地震波传播过程中的多谱勒效应,利用拐角频率的方位变化,用最小二乘法反演了抚松ML5.0级地震的破裂参数。结果表明,这次地震的断层破裂方向为226°,与震源机制解WS向节面、余震分布和震中附近的断层走向基本一致。地震马赫数为0.62,破裂长度为2.82km,破裂自北东向西南方向传播。     

近期国外震源研究综述

本文简要介绍了近年来国外在地震震源、台阵（网）资料在震源参数研究中的应用,全球震源谱对比、地震破裂传播方向、遗传算法在震源参数研究中的应用,地震矩、拐角频率、震源尺度、应力降与震源模型的探讨,以及确定初动震源机制的新方法等方面的研究情况和动态,并对其中的研究结果给予了一定的评述。     

用无Qem>谱方法测定震源谱的高频衰减

宽频带地震记录可以表示为震源时间函数、传播算子和散射/衰减算子的褶积．在传播算子与频率无关、地震波的散射和衰减效应可以用一个以Q-1= Q1-1+(Q2)-1的方式随频率变化的Q值来表示的情况下,通过位移谱的组合,可以直接估计震源谱;而Q值对地震图的影响,在频谱的组合中被自动消去．用这种算法处理了1988年中国云南省澜沧-耿马地震5次余震的近震源宽频带地震记录．对ML=3.0和ML=3.5余震的处理结果表明,由不同台站上的宽频带地震记录,可以得到相同的高频衰减趋势．对MS=6.7的强余震处理结果表明,可以从不同的地震台站上得到相同的震源参数,所估计的参数值也与用经验格林函数法得到的结果相吻合．这些余震震源谱的高频部分呈现出典型的f -衰减. 其中,对ML=3.0余震有 3;对MS=6.7和ML=4.0余震有 2;而对ML=3.5和另一个ML=3.0余震有 2.5． MS=6.7余震的拐角频率表明,它的震源尺度较小,意味着该余震是一个面积较小但强度较高的障碍体的破裂．      

天津地区场地响应和震源参数联合反演

根据天津数字地震台网记录的发生在天津地区的中小地震波形资料,采用Moya方法,反演天津地区39个地震的震源谱低频水平、拐角频率和28个台站的场地响应,计算了参与反演的地震矩、拐角频率、应力降和震源半径等参数,并讨论了它们之间的关系.结果表明: 27个井下台的场地响应曲线形态基本一致,低频有不同程度的放大,高频衰减较快;蓟县地表基岩台的场地响应低频基本在1附近变化,高频也有明显衰减.地震矩与震级及震源谱拐角频率的关系密切;拐角频率随震级的增大,有明显的下降;对于3级以上的地震,应力降、震源半径随地震震级的增大有明显的增大.     

2001年施甸震群非弹性衰减及震源参数特征研究

本文根据昆明区域数字台网记录的数字地震波形资料,采用Atkinson方法反演了施甸地震震源区非弹性衰减,运用Moya方法反演了施甸震中200km区域内6个数字地震台的场地响应。首先扣除了地震记录数据中传播路径、场地响应和仪器响应的影响,继而利用遗传算法测定了2001年施甸震群的震源参数。结果表明:①地震矩和近震震级有很好的线性关系,地震矩范围为1×1012~1014N.m,震源破裂半径为157~973m,地震矩与震源半径之间亦呈线性关系。②拐角频率随地震矩的增大而减小。用最小二乘法拟合出拐角频率与地震矩之间的关系式,据此关系式可计算出拐角频率的估计值。拐角频率与其估计值之差的时间进程曲线表明,强余震发生之前会连续出现拐角频率与其估计值的差值呈高值或低值异常。③地震应力降范围为0.07~1.55MPa,应力降与近震震级无明显的依赖关系,强余震发生之前会出现高应力降异常。④余震的震源深度主要分布在5~10km,表明地震能量释放主要集中在这一深度范围内。     

滇西实验场微震衰减与场地响应

本文使用滇西实验场区PDR—2数字化台网的77个微震(M_L<3)资料,分析了场区内的下关、洱源、邓川、双廊、乔后和漾濞6个台站的微震振幅谱。采用振幅谱频率比方法,研究区域衰减效应和局部场地响应。在一固定接收器场地条件下对不同距离不同方向的几十个地震,测量5Hz和20Hz谱振幅比,估计场区内地壳上部P波和S波的Q值。6个台站分别属于不同的构造背景,各台Qp和Qs值差异与局部区域构造差异强烈相关,在所研究的小区域范围内衰减机制和场地响应差异可分为三个条带状区域。6个台站的平均Qp为210,Qs为460。Qs≈2.2Qp,与Frankel估计的Qp≈Qs对比,表明地壳上部的衰减机制存在明显的地区性差异。场地响应的另一主要特征是谱的拐角频率,对于浅源微震拐角频率不是震源距和地震位置的函数,统计结果表明,各场地具有明显的优势拐角频率,它与局部场地构造差异相关。     

广西龙滩库区地震拐角频率时空差异性特征

采用2006年9月~2013年7月广西龙滩数字地震台网记录的1 284次ML≥1.0地震波形资料,利用Brune模型,通过几何扩散校正、介质衰减校正、仪器校正等将速度记录谱归算为震源位移谱方法,通过遗传算法计算拐角频率及零频极限,最后计算出地震矩、震源破裂半径等震源参数。对拐角频率特征进行了研究,结果表明:广西龙滩水库库区地震拐角频率存在明显的局部差异性,离坝首较近的坝首地震丛地震的拐角频率与地震矩关系不明显;离坝区越近,拐角频率与水位变化关系在时间上的一致性更强,负相关关系也越明显,同时拐角频率也相对较低。2010年9月18日广西天峨与贵州交界的ML4.8地震发生在拐角频率上升阶段,此前1年多拐角频率的变化较为稳定。     

新疆南天山西段中小地震震源参数初步研究

采用多台多地震联合反演的方法得到了新疆南天山西段2012年6月至2013年10月各台站中小地震的震源谱,进而计算149次ML≥2.0地震的应力降、地震矩、震源破裂半径、拐角频率等震源参数,并分析南天山西段地区震源参数形态特征。结果表明,南天山西段地区震级与地震矩(M0)、矩震级(MW)、震源尺度(R)之间表现为正相关,与地震的拐角频率之间成负相关。地震矩(M0)随着震源破裂尺度逐渐变大,成正相关的一次函数关系。初步分析后认为,震级在ML2.5~3.6范围内的地震更适合于研究南天山西段地区有关应力降特征的跟踪和研究。     

华北中北部地区震源参数和场地响应的联合反演

利用遗传算法反演华北中北部地区27个地震震源谱的低频水平、拐角频率和25个台站的场地响应。具体方法是利用研究区的平均衰减模型对记录谱进行路径校正，然后假定每一个地震的ω^2模型，调整低频水平和拐角频率使所有台站场地响应的标准偏差最小，最后给出参与计算的每个台站的场地响应。结果表明，17个基岩台中11个台的场地响应在1～20Hz范围内接近1，6个基岩台的场地响应部分频段放大或缩小3倍以上。8个井下摆台站的场地响应形态相同，表现为低频放大，高频部分迅速衰减。地震矩与震级的关系为logM0=17．1 1．13ML，地震矩与震源半径的关系为logM0=19．4 0．0052r。     

温州珊溪水库地震序列震源参数研究

根据浙江区域数字台网记录的数字地震波形资料,在扣除了地震记录数据中传播路径、场地响应和仪器响应的影响后,采用Atkinson单个地震、多台记录求平均的反演方法计算震源参数,利用遗传算法测定了2002年7月至2006年11月温州珊溪水库震群4.6≥ML≥2.8的多少个震源参数。计算结果表明:①地震矩和近震震级有很好的线性关系,地震矩范围为1.24×1013～1.83×1015 N.m,震源破裂半径为155～1 227 m,地震矩与震源半径之间呈线性关系。②拐角频率范围为1.06～8.43 Hz,随地震矩的增大而减小。用最小二乘法拟合出拐角频率与地震矩之间的关系式,据此关系式可计算出拐角频率的估计值。拐角频率与其估计值之差的滑动时间进程曲线表明,2006年2月4日到2月11日、2006年3月6日到3月10日震群发生之前出现持续低值,在震群发生过程中其差值回升,具有地震前兆信息指示意义;③地震应力降范围为0.04～2.36 MPa,应力降与近震震级无明显的依赖关系,主震前应力降值比较高;主震及短时间内的较强余震发生后,平均应力降值迅速下降,反映了震中区的应力在主震发生的几天后降到了一个相对较低的水平。