2021年9月16日四川泸县MS6.0地震震区三维S波精细速度结构

近年来,四川盆地南缘(川南)中强地震频次增多和地震活动性增强,2021年9月16日四川省泸州市泸县M_S6.0地震的发生再次引起国内外学者对川南地区深部孕震环境和潜在地震危险性的密切关注.为了探究泸县6.0级地震震区的深部结构特征,本文基于最新布设于震区70个短周期密集地震台站的观测资料,采用背景噪声成像法构建了泸县M_S6.0震区三维S波精细速度结构.研究结果表明,研究区内喻家寺向斜和华蓥山断裂带东/西支深部速度结构表现明显非均匀性,喻家寺向斜构造区在深度3.0 km内表现为低速,随着深度增加,速度逐渐增大.华蓥山断裂带东、西支除了存在局部低速非均匀体,整体上表现为NE-SW展布的高速特征.泸县震源区西侧4.0～6.0 km深度呈现低速异常,东侧则表现高速异常分布,主震位于高低速分界带,震区周边存在大范围的明显线状几何特征的地震分布,震源深度优势分布层位主要集中在3.0～5.0 km之间.综合已有的资料分析,主震西侧的低速异常区指示着该处可能存在流体,推测泸县6.0级地震可能是在区域构造应力和流体扰动的作用下,泸县震区的先存隐伏断层发生错动所致...     

滇东南弧形构造区三维速度结构特征

利用2008—2021年云南地震台网记录到的M≤5.1地震走时数据,采用V_P/V_S模型一致性约束的双差层析成像方法,获得了滇东南弧形构造区的地壳三维V_P、V_S和V_P/V_S模型及地震重定位结果。结果表明,研究区内发生的2018年8月13日通海M_S5.0地震和2021年6月10日双柏M_S5.1地震的震源深度主要位于V_P,V_S的高、低速异常的交界处或低速异常体的边缘,及低V_P/V_S异常体内。这可能意味着这2个地震所处深度范围内的流体或熔融对地震的发生没有直接作用,而是因为震源位置介于脆、韧性岩体之间,当能量积累到一定程度后该位置更易发生脆性破裂。小江断裂、曲江断裂和石屏—建水断裂下方深处存在高V_P/V_S异常体,结合区内温泉地球化学研究,推测高V_P/V_S     

门源地区地壳三维体波速度结构及地震重定位研究

本文使用甘肃、青海数字地震台网及中国地震科学探测台阵记录到的门源地区地震的P波和S波到时资料,应用双差层析成像方法联合反演了该地区的地壳三维速度结构和震源位置参数.结合地质构造背景,研究了门源M_S6.4地震孕育发生的深部介质环境及该地区速度结构与地震活动性之间的关系.结果表明：反演之后地震的走时残差均方根显著降低,重定位后的地震在垂直方向上呈现出与断层位置有关的条带状分布.门源地区地壳速度结构存在明显的不均匀性,浅层P波和S波速度结构与地表地质构造及地形特征密切相关.研究区内地震活动性与地壳速度结构具有很强的对应关系,地震主要分布在高速异常区域及其边缘.门源M_S6.4地震震中附近的P波和S波速度结构表现出明显的高速异常,且在震源区下方存在P波低速层,这种特殊的构造条件可能是导致此次地震发生的重要原因.     

2021年9月16日四川泸县MS6.0地震序列特征及孕震构造环境

2021年9月16日,四川省泸州市泸县发生MS6.0地震,是继 2019年6月17日长宁MS6.0 地震后在四川盆地发生的又一次6 级强震.泸县MS 6.0地震震中位于NE走向的华蓥山褶断带内部,极震区烈度达Ⅷ度,共造成3人死亡,159 人受伤.MS6.0主震后余震活动频度低、强度弱,截止到 9月23日,发生的最大余震为 9月16日 4时 55 分MS2.8(ML3.4)地震,与主震震级差3.2,呈现孤立型地震序列特征.利用四川区域地震台网宽频带波形资料,通过CAP波形反演,获取的本次MS6.0地震震源机制解节面Ⅰ走向 286°、倾角 45°、滑动角 103°,节面Ⅱ走向88°、倾角46°、滑动角 77°,显示该地震为逆冲型.P轴方位 187°、俯仰角 1°,反映震源区主压应力呈近 NS向水平推挤特征,与华南地块构造应力场NW-SE向主压应力方向存在显著差异,揭示本次地震应受局部应力场控制.泸县MS6.0地震的矩震级为MW5.36,远低于面波震级;震源矩心深度为 3.5 km,与重新定位后的震源初始破裂深度5.1 km较接近,表明该地震发生在四川盆地上地壳浅部沉积盖层内,符合最近 3 年四川盆地中强地震活动深度分布普遍较浅的特征,也反映本次地震的震源破裂尺度相对较小.其震源机制解两节面走向均与震中附近的华蓥山褶断带西支断裂及附近的已知地表断层几何结构不匹配,结合重新定位的前震和早期余震空间展布近 NWW向优势特征,本文初步判定走向 NWW的节面Ⅰ为同震破裂面,发震断层倾角 45°,推测此次泸县MS6.0 地震为沉积盖层内 NWW向隐伏逆冲断层在近 NS向水平主压应力作用下挤压错动所致.     

2020年济南ML4.4地震前后近场S波分裂变化特征

利用山东省地震局布设的流动地震台站和区域台网固定台站记录的2020年济南M_L4.4地震序列资料,通过横波窗内的近震S波分裂计算,获取了各台站上地壳各向异性空间分布和时间变化的结果,对上地壳变形特征以及S波分裂参数(快S波偏振方向和慢S波时间延迟)的时空变化现象进行了分析.结果表明,上地壳各向异性在空间分布上存在分区特征,并且表现出随时间的趋势性变化特征.发震断层东侧的台站LJIN和L3704只有一个快S波优势偏振方向NW向,其上地壳各向异性主要受控于断裂结构;发震断层西侧的L3705台,以及震源区外的FEIC和PYI台主要表现为NE向,反映出区域应力场控制的上地壳各向异性;而靠近长清断裂带的L3706和CHQ台,表现出两个近于垂直的快S波偏振方向,反映了不同射线路径上S波分裂的不同特征.震源区内台站的慢S波时间延迟平均值大于震源区外各台站,表明济南M_L4.4地震孕育过程中震源区的应力积累水平高于周边地区.震源区内CHQ台的慢S波时间延迟在主震前较低,在主震后迅速增大,一段时间后逐渐减小并趋于恢复到震前水平,反映了济南M_L...     

2017年九寨沟MS7.0地震震源区速度结构与余震分布

采用九寨沟M_S7.0 （M_W6.5）地震的余震直达P波、S波走时数据,通过体波走时层析成像方法,获得了震源区及其邻区的P波和S波速度结构,并利用成像结果对余震进行了重定位。结果显示:余震主要集中分布于高、低速异常交界处偏低速异常一侧,呈走向NNW,倾向SW,倾角较高的分布特征;余震序列两侧的P波、S波速度结构揭示了发震断层两侧介质性质的差异,即上盘为刚性较强的高地震波速度区,下盘为刚性较弱的低地震波速度区。由余震分布特征和地震波速度结构推断:九寨沟地震发生在上地壳底部,发震断层具有上盘地震波速度高、下盘地震波速度低的特征;主震引起的后续破裂在上地壳内部的剧烈形变区内传播,破裂能量终止于25 km深度附近。      

松原地区地震发震机制与迁移特点研究

本研究重新拾取震相到时,对2003—2021年松原地区发生的地震进行了绝对定位,采用双差层析成像法在松原地区获得0～20 km深度的高分辨率三维V_P和V_S模型,对该区地震的发震机制、地震迁移与震源区速度结构之间的关系等进行了深入讨论.结果显示：2003—2021年松原地区地震总体沿着松原—肇东断裂呈北北东向展布.震源区(123°E—125°E,44°N—46°N,0～15 km)的泊松比变化范围为0.24～0.30,平均值为0.242,低于0.3,推断震源区地壳内部几乎不存在部分熔融.绝大多数地震发生在低P、低S波速度异常处,推测震源区下方热物质上涌所携带的流体注入到地壳后触发了松原地区地震.研究区下方5～10 km深度现存在一条连接松原市、前郭县和长岭地区,北北东走向的S波低速带,推断松原—肇东断裂为深部流体提供了通道,控制了地震呈北北东向串珠状展布,且地震随时间具有回跳的迁移特点.根据断裂弱化模型推测松原地区发生更大地震的可能性较低,但在长岭地区,小地震可能会持续发生.     

四川威远及邻区中小地震活动特征及地壳精细结构研究

利用2019年以来在四川荣县—威远布设的密集地震台站,以及部分固定台站记录到的近震资料,采用双差层析成像方法获得了高分辨率的浅层地壳三维速度结构和震源位置.重定位结果显示,研究区内中小地震多数呈南北向条带状分布,与已知地表断层的分布无明显关联.地震震源深度主要集中在2～5 km深度之间.研究区中小地震活动与速度结构变化具有相关性,在5 km以浅,地震多分布在S波高速异常区;在7～10 km深度范围,地震多发生在P波和S波的高、低速异常转换带.综合重定位和速度剖面结果,推测研究区内沉积层厚度约4～6 km,而一些中强地震多发生在结晶基底顶部.在研究区深部,黄桷坡断层以北地震区比荣县地震区具有更高的P波速度,在相似的应力状态下,力学性质更强的黄桷坡断层以北地区更难以破裂,可能是该地区更晚发生地震的缘由.     

2019年6月17日四川长宁MS6.0地震序列震源机制解与发震构造分析

2019年6月17日,在青藏高原东缘四川盆地南缘宜宾市长宁县发生M_S6.0地震,其后5天内相继发生了珙县M_S5.1、长宁M_S5.3和珙县M_S5.4强余震;7月4日,在珙县珙泉镇再次发生M_S5.6地震.因灾害叠加,本次地震序列导致13人死亡,200多人受伤,大量房屋受损,造成了重大的人员伤亡和财产损失.本文基于四川区域地震台网提供的地震资料,采用多阶段定位方法,对长宁M_S6.0地震序列早期（2019年6月17日至22日）余震进行了重新定位,同时,利用CAP波形反演方法,获得了序列中截止至7月4日的16次M_S≥3.6地震的震源机制解与震源矩心深度,对该序列的发震构造进行了初步分析.长宁M_S6.0地震序列重新定位后的610次M_L≥1.5地震分布显示余震区呈NW-SE向展布,长约25 km,宽5 km;序列震源深度在0~10 km区间,深度均值约3.2 km,但空间上呈西深东浅的分布特征.长宁M_S6.0地震位于余震区的东南端,具单侧破裂特征.CAP波形反演结果显示长宁M_S6.0地震序列以逆冲和逆冲兼走滑型地震为主;16次M_S≥3.6地震的震源矩心深度在1~7 km范围,平均深度3.5 km,与定位结果一致,揭示本次长宁地震序列发生在上地壳浅部.根据序列空间分布、震源机制解及震区构造特征,推测本次长宁M_S6.0地震序列的发生可能与长宁—双河复式大背斜中白象岩—狮子滩背斜和双河场褶皱及其伴生断层活动有关,位于余震区西北段的6月17日珙县M_S5.1、22日珙县M_S5.4及7月4日珙县M_S5.6地震应为6月17日长宁M_S6.0地震触发白象岩—狮子滩背斜伴生断层活动所致.序列发震构造整体呈NE-SW向挤压为主、兼具一定NW-SE向拉张分量的构造变形特征,与南侧2018年12月16日兴文M_S5.7和2019年1月3日珙县M_S5.3地震所呈现的NW-SE向挤压、NE-SW向拉张构造变形特征具有显著差异,揭示四川盆地南缘地带处于构造变形模式的转换区域,所处构造环境的变化导致本次长宁地震序列震源区及附近区域发震构造变形特征具有复杂性.     

四川荣县—威远—资中地区显著地震活动及其破裂尺度研究

基于四川地震台网观测资料,利用双差定位方法进行区域地震重新精定位,获得了2018—2021年荣县—威远—资中地区ML1.8以上地震的5 375个精定位结果。结合精定位地震的成带分布特征与震源机制解结果,探讨了研究区域4个显著地震的震级与破裂尺度经验关系。得到结论：(1)研究区域东部的丛集地震震源深度主要集中在3～5 km,主要走向为北东向。西部余震成带分布(有南北走向和与墨林场断层同向的北西向)。北东向分布的地震可能是由威远背斜北东向的荣县-威远隐伏断裂错动引发的。西部地震的震源深度跳跃较大,深部耦合关系不好,而东部地震的深浅耦合关系好,显示出断层连续性较好,更易形成较大规模的断层破裂风险。(2)结合区域内余震成带分布方向与震源机制解的优势破裂方向,得到研究区域内的4个显著地震的破裂尺度,拟合得到荣县—威远—资中地区震级(M_S)与破裂尺度(L)的关系为M_S=5.036 5 lg(L)+1.5851。     

前郭MS5.8和松原MS5.7地震震源区地壳速度结构与孕震环境

为了解2013年11月23日吉林前郭M_S5.8和2018年5月28日吉林松原M_S5.7地震震源区的地壳速度结构及其孕震环境,本研究收集了东北地区CEA固定台站、NECESSArray流动台站和五大连池WAVESArrary流动台站的连续波形数据,使用背景噪声成像方法,获得了前郭地震和松原地震震源区地壳S波速度结构.结果显示,这两个地震主要发生在相对高波速异常区,而震源区下方存在明显低波速异常,且该低速层呈北北东走向,并有向北延展的趋势.结果表明,震源区相对高波速异常区易于积累能量孕育地震,而震源区下方的低波速异常可能代表了流体作用.这种流体作用会降低断层面有效正应力从而触发地震.这种流体作用可能和太平洋板块深俯冲至我国东北地区（包括前郭地震和松原地震震源区）下方的地幔转换内形成"大地幔楔"结构与动力学密切相关.在"大地幔楔"结构中,由于地幔转换带中滞留板块脱水作用和地幔角流作用,容易形成热湿物质上涌,进而导致松辽盆地中北部岩石圈物质拆沉、地幔流体入侵至中下地壳、然后作用于断裂带,从而导致了两个震源区中强度地震的发生.     

青海门源地区地震活动时空分布特征和孕震环境研究

位于青藏高原东北缘的青海门源地区地震活动频繁,自1986年以来先后发生了三次6级以上的强震活动.研究门源地区的地震活动特征、发震构造和孕震环境可以为地震发生机理的分析和未来地震危险性的判定提供重要依据.本文基于中国地震台网中心提供的地震目录和震相数据,使用波速比一致性约束的双差层析成像方法获得了门源地区2009年以来的地震精定位结果和高分辨率的三维V_P、V_S和V_P/V_S模型.使用“剪切-黏贴”方法计算了门源M_S6.9地震和M_S4.5以上余震的震源机制解,并收集了该区域历史中强地震的震源机制解.结果显示：2013年门源M_S5.3地震和2016年门源M_S6.4地震的余震序列沿着冷龙岭北侧断裂展布,2022年门源M_S6.9地震的余震序列沿着托莱山断裂和冷龙岭断裂展布,其展布方向与附近断裂的走向一致.1986年门源M_S6.4地震、2013年门源M_S5.3地...     

利用地壳测深资料研究剪切波分裂与偏振异常

利用地壳测深三分向记录,研究了 S 波基底结构和 S 波分裂与偏振异常,进一步讨论了利用 S 波分裂与偏振特征研究地壳介质地震各向异性,区域构造应力场作用方向和潜在震源物理标志的技术途径.通过对长江三峡坝区及外围深地震测深资料的典型 S 波记录分析研究,进一步证明了 S波分裂与偏振异常是研究地壳介质地震各向异性、区域构造应力场作用方向的可靠依据.同时也表明了地壳测深资料具有震源位置确定,能可靠追踪 S 波射线路径等优点,对识别异常体和适当扩大 S 波有效观测窗口是十分有利的.      

2012年彝良MS5.7和MS5.6地震序列重定位和震源机制解特征

利用地震科学探测台阵在云南、 贵州地区的17个流动台站的地震记录, 采用双差定位法对2012年9月7日云南彝良M_S5.7和M_S5.6地震及其余震序列(M_L≥1.0)进行重定位． 在获得精确的震源位置后, 采用CAP法反演了M_S≥4.0地震的震源机制解． 结果显示, 彝良M_S5.7主震位于(27.509°N, 103.971°E), 震源深度为9.7 km, 震源机制解节面Ⅰ走向251°、 倾角66°、 滑动角150°, 节面Ⅱ走向354°、 倾角63°、 滑动角27°; 彝良M_S5.6主震位于(27.563°N, 104.034°E), 震源深度为10.0 km, 震源机制解节面Ⅰ走向235°、 倾角39°、 滑动角147°, 节面Ⅱ走向352°、 倾角70°、 滑动角56°． 反演结果显示断层的几何形态、 余震分布特征、 震源机制解特征及构造应力场等均有很好的一致性． 综合断层的运动学特征、 地震活动规律和地质构造背景, 推测彝良地震的发震断裂为昭通断裂带的前缘断裂, 即NE走向的石门断裂． 导致震区受灾严重的主要原因是由于彝良地震震源深度较浅, 能量释放多发生在地壳浅部所致．      

九江-瑞昌地震序列的波速比特征研究

根据多台和达法,利用数字地震观测记录对九江-瑞昌地震序列的波速比特征进行研究,获得了具有参考价值的结果:(1)在震源深度10km上下,波速比平均值存在差异,差异层位正好是江西地区上地壳和中地壳的分界层位,与2005年11月26日九江—瑞昌5.7级地震的震源深度一致,这种现象可能反映了震源位置附近的介质物理性质和化学性质存在变异,可能与这次地震的孕育和发生有着密切联系。(2)在震源区的较小范围内,沿地震序列的北西优势走向,两侧的波速比平均值大小不同,反映出地质结构和岩石性质存在差异,其差异分界线走向与震源机制解中的一组北西向节面走向一致,推测九江—瑞昌5.7级地震可能是由一条北西向断裂活动引起的。(3)2005年12月3日ML3.9级余震前,波速比连续出现超出警戒线的高值异常,回落到平均值以下后地震发生。目前九江—瑞昌地震序列的波速比持续处于高值异常,应当警惕回落到平均值以下后发生显著有感地震。     

2022年9月5日四川泸定MS6.8地震深部构造特征

2022年9月5日四川省泸定县发生M_S6.8地震.本次地震发生在鲜水河断裂南东段端部,位于鲜水河断裂与龙门山断裂、安宁河断裂相交汇的Y形区域.本文利用四川泸定地区的三维S波速度结构,结合地壳厚度、泊松比、GNSS应变场、构造应力场以及各向异性等资料,综合分析了震源区的深部结构.结果显示：泸定M_S6.8地震发生在地壳厚度、泊松比、布格重力异常以及最大剪切应变率的快速变化区内;震源附近S波速度在横纵向均表现为高、低速的过渡区域.震源西南侧有一个相对较小的低速体,可能是泸定地震发震的主要深部构造原因.GNSS应变场显示泸定地震位于最大剪切应变率显著高值区.震源机制解显示本次地震震中处于WNW向挤压、ENE向拉张的走滑应力结构,与鲜水河断裂的构造应力场一致.构造应力方向与GNSS主压应变方向有良好的一致性.近场地震记录得到的上地壳S波分裂结果显示,Y形交汇区内快S波主要有两个优势偏振方向,其中WNW(近EW)方向为交汇区的主压应力方向.本文推测,鲜水河断裂是泸定地震的主控断裂,但龙门山断裂对本次地震有重要影响.     

四川芦山MS7.0地震震源区及其周边区域P波三维速度结构研究

利用四川数字地震台网和流动地震台站在芦山M_S7.0地震震后(2013年4月20日—6月23日)记录到的2026次区域地震事件的28188条P波到时资料,采用地震层析成像方法反演得到了芦山地震震源区及其周边区域中上地壳P波三维速度结构. 结果表明,浅部地壳的P波速度异常分布特征与地表地质构造、 地形和岩性密切相关,即成都断陷盆地表现出与第四纪沉积有关的低速异常区;犍为、 乐山一带的川中微升区和川青块体龙门山以西的邻近地带均表现为与构造抬升有关的高速异常;宝兴、 康定附近分布的基性火山岩及火山碎屑岩均呈局部高速异常分布. 芦山地震震源位于高低速异常分界线附近且偏向高速体一侧,其下方存在明显的低速异常分布,可能与流体的存在有关. 流体的作用导致中上地壳内部发震层的弱化,使孕震断层易于破裂,可能对芦山地震起到了触发作用. 芦山地震与汶川地震两次地震的余震密集区相距50 km,这50 km地震空区震源体的深度范围附近目前正处于高速异常区内,加之龙门山断裂带西南段又具有比较典型的断错地貌发育,使得该段地震空区(大邑—邛崃活动断裂破裂空段)现在所处的深浅部构造环境变得复杂,其潜在的地震危险性仍值得进一步关注.      

盈江MS6.1地震序列近场横波分裂研究

使用横波分裂系统分析方法(SAM), 对2014年5月30日盈江M_S6.1地震震区内多个近场流动台站记录到的大量波形数据进行横波分裂研究． 研究结果表明, 盈江M_S6.1地震序列的快S波偏振方向为近NS向, 与区域主压应力方向一致． 主震发生后, 由于震源区应力状态的调整, 卡场台(KAC)快S波偏振方向发生逆时针偏转, 勐弄台(MNO)快S波偏振方向离散度减小, 并且由于受到研究区内断裂的影响, MNO台偏振方向较KAC台偏振方向更加离散． KAC台和MNO台的慢S波时间延迟均表现出主震发生前短时间内突然减小, 震后逐渐增大的变化特征, 这意味着临震前震源区地壳应力的释放和震后地壳应力的增强, 预示了后续余震的持续发生． 地震序列时间延迟平均滑动曲线起伏振荡, 表明了余震的发生伴随着震源区地壳应力的不断调整．      

重庆垫江MS4.4地震:一个可能发生在浅地表的地震

为更好地认识2016年8月11日重庆垫江M_S4.4地震的发震成因,本文首先分析了近场地震台站记录到的该地震产生的短周期面波（Rg）强频散现象,该现象表明本次地震具有明显的浅震特征。然后采用CAP方法反演了该地震的震源机制解和震源深度,结果显示本次地震是走向为近EW向的逆冲型地震,矩震级为M_W4.1,最佳震源深度为1—2 km。在此基础上,结合现场震害、烈度等震线长轴方位和地质剖面图等资料,分析认为在区域应力集中加载作用下,震源区沉积盖层内部的软弱地层产生挤压变形,导致地层内斜交的裂隙发生切层失稳滑动,从而诱发了垫江M_S4.4地震,同时排除了震源区NE走向的黄钦垭口地表断层为发震构造的可能。      

2019年6月17日四川长宁地震重定位及震源机制研究

采用双差重定位和W震相波形反演方法分析 “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2019年四川长宁地震序列进行了重定位,反演获取了M＞4.5地震的震源机制解。地震序列重定位结果显示,长宁地震序列沿NW优势方向呈条带状分布,集中分布于5—10 km深度范围,且发震断层面呈高倾角。震源机制反演结果表明,2019年6月17日四川长宁M_S6.0主震的两个可能发震断层面参数分别为:节面Ⅰ走向12°,倾角50°,滑动角139°;节面Ⅱ走向131°,倾角59°,滑动角48°,最优矩心深度为7.5 km,矩震级M_W5.74。此外几个M＞4.5余震的震源机制也基本与主震类似,均为以逆断为主外加少量走滑的地震破裂事件。综合分析长宁地震序列的重定位、震源机制反演结果以及震中和附近区域的地质构造背景信息推断,本次长宁主震的发震破裂面呈NW?SE走向,发震断层为长宁—双河背斜东北翼发育的逆冲断层。