地震学百科知识(四)——慢地震

引言慢地震是指以几小时到几个月的时间尺度缓慢地发生了有限的断层位移、但没有地震波辐射的断层慢滑动事件。由于有人将震源过程慢、但仍辐射地震波的地震(常常是与发生海啸有关的地震)称为慢地震,所以不辐射地震波的慢地震有时被称为"静地震"。     

各向异性ATI介质地震矩张量理论研究

引言地震矩张量描述了地震点源的基本特征,其内容涉及到各类震源(包括剪切位错震源、张裂震源和体积震源)的力学机制、震源辐射、地应力场、震源运动学和强地面运动等地震学中的重要课题。一般认为,浅源构造地震是因断层面间的快速纯剪切错动而辐射地震波,造成在地表的振动,传统上该解释被称为双力偶机制。但实际地震观测和地震矩张量反演结果     

江苏部分测震台井下与地面观测震源参数对比

本文根据2009年10月以来,江苏省及附近海域ML≥2.8级地震的地震波形观测数据,运用快速傅里叶变换方法对地震S波数据进行地震波位移谱和震源参数计算,并将江苏区域测震台网内部分地面测震观测得到的震源参数与井下观测得到的震源参数进行归纳对比,发现地面观测的地震震源参数中的拐角频率、地震矩和断层错动距离、应力降和矩震级要大于井下观测的震源参数结果,拐角频率f0差值为0.397 Hz、地震矩M0差值为8.642×1014 N·m、断层错距的差值为2.268 cm、应力降差值为2.033 MPa,矩震级差值为0.32级。而地面观测计算出的断层错动尺度参数和断层破裂面积参数要小于井下观测数据计算的结果,两者的差值分别是-0.126 km和-0.221 km2。     

构造应力方向与震源机制解

本文根据二维模型实验的结果,探讨了地震波辐射图型、震源机制解以及构造应力方向之间的关系.地震波辐射图型取决于地震时震源介质运动的方式.它不但与震前存在的应力有关,而且依赖于震源区的地质条件等因素.根据岩石力学实验和我们实验的结果,可以认为,构造应力的主压应力方向要比震源机制解推断的释放主压应力方向更偏近断层面一些.      

小震震源机制与应力场反演方法及其应用研究

正众所周知,构造应力场的分析与研究在地球科学研究以及生产实践应用中都具有相当重要的地位。同样,我们也知道,天然地震的震源机制在构造应力场的分析和研究中也具有相当重要的地位。地震矩张量的引入使地震产生的远场位移与描述震源机制的地震矩张量之间成为线性关系。如果地震产生的位移与描述地震波传播路径效应的格林函数已知,则很容易通过波形反演得到地震矩张量,即震源机制。然而,波形反演技术只适用于远场记录或较大     

多层弹性半空间中的地震波（一）

为了了解地震震源和地球介质的性质,很有必要对地震波的辐射、传播和衰减问题作仔细的分析。作为一种近似,可以暂且忽略地球的曲率,把传播地震波的地球介质视为多层半空间。为简便起见,地震波的衰减问题另作考虑。这样,便需要研究多层、均匀、各向同性和完全弹性半空间中地震震源辐射的地震波传播问题。 用哈斯克尔（Haskell）矩阵法解多层介质中弹性波的传播问题是很方便的。如果     

地震频谱与震源参数

自从弹性位错理论用以研究地震震源的破裂及其地震波辐射问题以来,引进了表征震源的一些物理参数,主要有地震矩、应力降、平均错距、断层尺度等。从而使人们对震源的认识更为深刻。 震源参数可以在频率域或时间域中分别进行测定。为了运用地震波频谱测定这些震源参数,需要计     

地震学百科知识(二)——震源物理(上)

1 震源机制(focal mechanism) 震源机制是指引起地震的震源处地球介质的运动或变形方式.通常所说的震源机制是指天然构造地震发生的机制. 20世纪初叶,人们根据地质和地形变的观测结果提出了构造地震的断层成因说.至20世纪中叶,对地震辐射的地震波的观测发现,初始P波的初动方向、振幅大小和初始S波的偏振方向和振幅大小等,在震源周围均呈现出4象限分布的特征.震源处分隔4象限的相互垂直的两个平面就是辐射P波振幅为零的节平面,但P波节平面处恰是S波振幅大的方向.接着,又发现辐射面波的强度也存在4象限分布特征.     

用应变地震观测求解震源矩张量的基本原理

震源机制解,即对地震矩张量的推断,对于地震研究具有至关重要的意义.应变地震观测是张量观测,与摆式地震仪的位移矢量观测不同,可以为地震研究提供新的数据源.本文讨论用应变地震观测求解震源矩张量的基本原理.在距离震源足够远的地方,地震波可以看成平面波,其性质决定于震源矩张量.假设平面地震波的应变张量可以由震源矩张量通过坐标变换计算得到,就可以通过观测应变地震波求解震源机制.这个假设至少对于双力偶震源机制是成立的.由此可以证明,在理想的无限介质中,只要有两个以上不同地点的应变地震波观测,就可以解出震源矩张量.这为解决震源机制问题提供了新的方法.目前的地震矩张量求解方法需要两方面的条件:或者需要很多观测点(例如体波反演),或者需要长周期地震波资料(例如面波反演).这些方法只适用于分析比较大的地震.对于小震,因为通常其震中周围不会有足够多的摆式地震仪观测点观测到其地震波,而地震波周期又短,难以利用传统方法给出可靠的震源机制解,所以只需少数观测点就能求解震源矩张量的新方法特别有意义.用应变地震观测求解震源机制,可以给出更为精确的结果.     

由能量分配原理探讨滑移弱化与视应力的关系

按照震源地震波能量辐射原理,在断层面上任意一点由破裂或滑动而产生的地震波能量ES、地震矩M0及相应的视应力sigma;a都应大于零．在近期研究中发现Poldo等在震源参数反演求取断层面上临界滑动弱化距离Dc所采用的视应力约束方程出现了ldquo;视应力取值小于零rdquo;的情形,其负值被解释为对地震波辐射能无贡献的耗散能,可合并至破裂能部分。数学上的表述并未影响到反演结果,但从能量守恒观点上讲,这样的表述是不准确的．进一步讲,由此表述所求得的辐射能量ES大于由能量分配原理所得结果. 根据能量分配准则,指出出现负值视应力是不合适的,并给出了表述视应力随断层滑移过程变化的替代方法,同时提供了求解临界滑动弱化距离Dc的正确途径．      

Ms8.0汶川地震断层的应力状态以及对余震危险性的影响

利用中国地震局在汶川地震前后对四川盆地以及龙门山断裂进行的水压致裂绝对应力测量数据、近断层强震记录、以及由美国USGS公布的包括地震矩和地震波能量等在内的远场震源参数解,从简单断层模型出发,应用地震能量分配原理和库仑摩擦准则,初步估算和判断了2008年Ms8.0汶川地震断层破裂过程和震源参数,以及滑移弱化模型下应力变化...     

基于加速度包络的芦山地震高频辐射反演

基于经验格林函数和加速度包络,利用差分进化法反演了芦山地震断层面上高频地震波(1~10 Hz)辐射区域,其高频地震波的辐射强度利用震源时间函数的幅值表示。结果表明,芦山地震断层面上高频辐射分布很不均匀,其中凹凸体部分是高低频辐射最强的区域,另外,凹凸体周边以及断层破裂停止的区域也存在较强的高频地震波辐射,而这些区域的低频地震波辐射则很弱。这表明芦山地震地震波辐射过程是极其复杂的,研究结果对宽频带地震动模拟芦山地震震源模型的建立具有一定的应用价值。     

新疆天山中段中小地震视应力特征研究

正地震视应力定义为:单位地震矩释放的地震波能量,或者是在单位断层面积上的单位错动释放的地震波能量。视应力是表征震源区应力水平的物理量,与发震过程中释放的应变能有关,反映了地震通过地震波辐射能量的效率,进而反映了地震断层的应力强度;其与引起地震滑动的平均应力水平之间通过地震波辐射效率联系,是震源区平均应力的下限。     

中强地震能量震级测定

本文根据地震波衰减特性,开展了利用宽频带地震波形数据测定地震波能量E_S和能量震级M_e的方法研究。利用震中距处于20°—98°范围内的宽频带远震P波波形数据,测定了4次国外和4次国内中强震的能量震级M_e,并对其面波震级M_S、矩震级M_W及能量震级M_e进行了分析对比。结果表明:面波震级M_S表示的是地震在某一固定频率所辐射的地震波能量大小;矩震级M_W与地震所产生的断层长度、断层宽度、震源破裂的平均位错量等静态构造效应密切相关;而能量震级M_e反映的是震源动态特征,与地震震源的动力学特性密切相关。由于地震是以地震波形式辐射,能量主要集中在震源谱的拐角频率附近,因此能量震级M_e更适合描述地震的破坏性。由此可见,联合测定面波震级M_S,矩震级M_W和能量震级M_e对于地震定量研究以及地震灾害与风险评估具有重要作用。      

用地震体波波谱测定震源参数

一、震源体波波谱 近十几年来,为了从地震图中求得更多一些的震源信息,地震学家们详细研究了地震震源波谱。 地震波谱是震源所辐射的地震波在频率域中的一种描述(一般的地震图分析只侧重于时间域) ,可推导出它与震源的力学参数有密切关系。不同的震源模式所辐射的理论地震波谱是不相同的。我们所介绍的体波谱系采用布龙的位错模式。布龙把断层等效为一个     

基于等矩反投影方法的地震破裂过程研究

<正>随着地震观测技术的进步,人们对地震震源的认识也在不断深入。当所考虑的地震波特征波长小于震源的总的特征尺度时,整个地震可以看成是多个"子事件"组成,每个"子事件"可以看成一个点源,随着破裂的传播,点源的位置发生移动,地震仪记录到的地面运动是所有这些点源引起的运动的延时叠加,这就涉及到地震的破裂过程问题。地震破裂过程是一个非常复杂的问题,由于构成断层的物质的非均匀性,能量辐射源传播的速度不断发生变化,所用的地震波波长越短,越有可能得到震源破裂过程的细节。目前,     

多层弹性半空间中的地震波（二）

一、引言 地震面波的频散性质、地震波辐射的方向性等特性已经广泛地用于地壳和上地幔结构以及震源机制的研究中,并且取得了许多有用的成果.研究地震波如何从震源辐射出来、如何在实际介质中传播和衰减的这一问题,对于利用地震波确定地壳和上地幔结构以及震源的参数,是很有必要的.关于这一问题的研究,已经作过许多工作。已往的工作中,为了分析方便,往往采用简单的地壳-上地幔模型或简单的震源模型,或两者都相     

由地震和爆炸激发的地震P波层析成像——第一部分基本概念与理论

地震波的数字宽频带观测日益普遍,它们正在取代传统的观测,因为后者仅仅给出了地震震源产生的地震波场的部分图像.新的观测提供了远场地震波场的丰富信息,有的似乎是全部信息.然而宽带记录看上去很复杂,如果需要提取更详细的震源过程的信息和相关介质的结构的信息,就需要新的分析方法.为了识别到达观测点的地震信号的形态,我们引入谱地震图的方法.据此,传统的地震波场的显示方法不能呈现的信息细节可以被呈现出来.     

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.     

云南地区中小地震静力学和动力学参数定标关系

通过消除S波观测谱中的传播路径、场地响应、仪器响应等影响因素,得到中小地震的震源谱.根据Brune震源模型,运用遗传算法计算了地震矩、应力降、震源半径等震源参数;通过考虑由于有限的仪器带宽带来的地震辐射能量低估及补偿问题,测定了中小地震辐射能量;分析了云南地区ML2.0 ～5.3地震静力学和动力学参数定标关系.结果表明:地震矩为2.1×1012～1.2 ×1016N·m,地震矩M0和震级ML的线性关系式为lgM0=1.01ML+10.59;震源破裂半径在86.9～1220.4m之间,地震矩M0与震源半径a之间的关系式为lgM0 =0.003a+ 12.90;应力降结果介于0.03 ～57.55MPa之间,当M0＜4×1014N.m时,应力降随地震矩的增大而增大,当M0≥4 ×1014N·m时,应力降与地震矩之间无明显的依赖关系;地震矩M0与拐角频率∫c明显有依赖关系,二者之间的关系式为lgfc=- lgM0+5.32;地震辐射能量ER在3.01×106～2.06×1012J之间,地震辐射能量ER与震级ML之间的关系为lgER=1.18ML+5.69.当M0＜4×1014N·m时,折合能量有随地震矩增大而增大的趋势,当M0≥4×1014N·m时,折合能量不随地震矩的增大而变化;地震视应力范围为0.02～31.4MPa之间,视应力与震源深度之间没有明显的依赖性.