基于最大顺序统计量的P波初动极性自动读取方法的小震震源机制反演及在云南小江地区的应用研究

地震P波震相到时与初动极性的精确读取是地震资料分析处理的重要步骤之一.本研究采用了一种新的高精度自动确定地震波P波震相到时与初动极性的概率分布的方法(POI方法,后同),在此基础上研究开发了一套自动化小震震源机制解的反演流程,并将其应用在云南小江断裂带周边区域的小震震源机制和构造应力场反演中.得到的震源机制与应力场反演结果与前人的研究一致,且与区域GPS观测结果和构造背景吻合度较好,显示该方法具有良好的应用前景,为高效分析密集台阵地震观测资料,开展小震震源参数测量与区域应力场反演提供了新的研究思路和技术手段.     

P波极性资料确定的2022青海门源MS6.9地震序列震源机制及应力场

为研究2022年门源M_S6.9地震的发震构造及构造应力场特征,文章先搜集了1月8—30日M≥1.9地震事件的P波初动符号,基于P波初动极性反演震源机制解的方法,得出66个地震的震源机制解,参考水平应变花面应变对地震震源机制的划分原则进行分类,虽然震源机制分布类型较广,但走滑类震源机制超过半数,表明此次地震序列以走滑为主;然后基于得到的震源机制解,利用网格搜索法反演该区构造应力场,得到研究区内呈NEE-SWW向挤压,NNW-SSE向拉张;主震震源机制P和T轴与所处的应力区应力方向相近;最后模拟研究了主震震源机制与应力体系的关系,得到此次地震是在构造应力场作用下沿最优节面破裂的,可视其为该区域应变能积累后的一次正常释放。该研究对后续的发震机制和地球动力学分析具有参考意义。     

九寨沟M_S7.0地震震源机制解及构造应力场研究

2017年8月8日四川九寨沟县发生M_S7.0地震。根据中国地震台网固定台站的记录波形,利用gCAP方法和P波初动符号反演方法求解了主震的震源机制解,其结果与哈佛CMT震源机制解、美国地质勘探局发布的震源机制以及中国地震局发布的各震源机制解有很好的一致性。此外,还求解了九寨沟地震震中附近2010—2016年间28次小震的震源机制解,利用得到的小震震源机制解反演了该区域的构造应力场。结果表明,这一区域构造应力场的最大应力轴与最小应力轴均为水平方向,其中最大应力轴方向为NWW方向,最小应力轴方向为SSW方向。     

山西带中北部地区中小地震震源机制解特征

利用山西地震台网记录的数字地震波形,采用基于P波初动极性和S/P振幅比(HASH)方法,反演了2008年10月-2013年4月期间发生在山西带中北部ML2.0级以上地震的震源机制解。结果表明,山西带中北部地区中小地震震源机制解种类较多,分布散乱。震源机制解除走滑型外,还有一定数量的正断层和逆断层类型,表明小地震的发生具有一定的随机性,华北构造应力场对研究区域的小震控制作用较弱,局部活动断裂对地震具有一定的控制作用。     

张北地区震前、震时和震后的震源机制

对于张北地震之前出现在小震条带上的地震，我们收集了区域地震台网的P波初动和垂直向记录的直达P、S的最大振幅，由理论地震图反演出15次地震的震源机制；同样的方法反演得到145次余震的震源机制；连同刘瑞丰给出的6．2级主震、哈佛大学提供的5．6级强余震的矩张量解一起分析。发现，震前小震震源机制优势取向的平均解、震后余震震源机制优势取向的平均解和主震以及强余震的矩张量解，基本一致。震前、震时和震后的震源机制的优势取向，没有发生可以觉察的显著变化。表明震区始终受到构造应力场的控制，呈现出一定的稳定性。     

华北地区中部地震精定位与构造应力场研究

选取华北地区中部2008年1月至2012年12月741次地震事件的波形文件,读取P波初动极性以及P、S波震相到时.利用波形互相关技术,精确计算地震对到时差,结合读取出的震相到时数据,采用双差定位法,对这些地震进行了重新定位,获得了468个地震的精确重定位结果.相比于初始结果,精定位结果在平面分布上更为集中,沿断裂带分布特征更明显;深度也更为合理.在新河断裂附近,存在明显的地震集中条带,整体走向约为北偏东35°,通过剖面分析,发现该断裂倾角很高.依据地震精定位获取P波射线参数,利用P波初动极性,采用改进的格点尝试法,计算了区内单个地震震源机制解及小震综合断层面解,并结合已有的应力数据,综合分析了区内构造应力环境.结果表明,华北地区中部现今构造应力场保持稳定,为最大主应力轴北东东一南西西向,最小主应力轴北北西-南南东向的走滑型应力状态.     

2009年云南姚安6.0级地震震源机制与发震构造的分析研究

利用P波、SV波、SH波初动及其振幅比联合反演震源机制解的方法,计算了2009年7月9日发生在云南姚安6.0级地震余震序列的震源机制解,同时结合地震序列的空间分布,对姚安6.0级地震的发震断层性质和震区应力场特征进行综合分析。结果分析表明：（1）姚安6.0级地震发震断层为NWW—SEE向的直立右旋走滑断层,与美国哈佛大学的主震CMT解节面基本一致,也与余震优势方向分布一致,证明结果可靠;（2）震区主压应力场优势方向为NNW—SSE向,与其现今区域构造应力场主压应力NNW—SSE向一致,表明主震应力场主要受到现今区域构造应力场的控制,同时还有一些小的余震与主震应力场不同,表明震区应力场的多样性和复杂性;（3）结合本次地震序列的空间分布、震源机制解特征、震区断裂构造特征综合分析,综合判定姚安6.0级地震的发震构造属于马尾箐断裂。     

2009年云南姚安6.0级地震震源机制与发震构造的分析研究

利用P波、SV波、SH波初动及其振幅比联合反演震源机制解的方法,计算了2009年7月9日发生在云南姚安6.0级地震余震序列的震源机制解,同时结合地震序列的空间分布,对姚安6.0级地震的发震断层性质和震区应力场特征进行综合分析。结果分析表明：（1）姚安6.0级地震发震断层为NWW—SEE向的直立右旋走滑断层,与美国哈佛大学的主震CMT解节面基本一致,也与余震优势方向分布一致,证明结果可靠;（2）震区主压应力场优势方向为NNW—SSE向,与其现今区域构造应力场主压应力NNW—SSE向一致,表明主震应力场主要受到现今区域构造应力场的控制,同时还有一些小的余震与主震应力场不同,表明震区应力场的多样性和复杂性;（3）结合本次地震序列的空间分布、震源机制解特征、震区断裂构造特征综合分析,综合判定姚安6.0级地震的发震构造属于马尾箐断裂。     

P波极性数据所揭示的台湾地区三维应力结构的初步结果

采用综合震源机制方法,利用503393个P波极性数据反演了台湾地区的三维应力结构.对于给定点,根据该点及邻近区域地震的所有P波极性数据采用地震综合震源机制进行估算,P波极性数据的权重由高斯距离函数给定.该方法可以采用大量P波极性数据,包括不能确定单个地震震源机制的P波极性数据.与传统的震源机制确定应力场的方法相比,该方...     

郯庐断裂带中南段现代构造应力场

在地震学研究中,震源机制解是研究区域构造应力场最基础的资料和常用的方法.应用小震断层面解反演平均应力场不仅能给出一个地区的平均应力场,还能给出中等主压应力相对大小及错动断层面等信息.20多年来,国内外学者已经发展了多种采用多次地震的震源机制解资料反演区域构造应力场的方法.     

在地震预测研究中使用GPS和震源机制资料的问题探讨——与王秀文等商榷

针对"山西地区应力场变化与地震的关系"一文,本文指出:(1)P波初动存在误读的可能,出现矛盾符号是正常的;(2)地震仪器极性也可能反向,不校核可能会导致错误的震源机制解.还讨论如何正确地表示震源机制随时间的变化.分析认为GPS观测结果若不认真考虑观测误差、模型误差以及应变信息的层次,所得结果可能会与震源机制解反演的区域...     

地震震源机制波形自动反演系统的研究现状与展望

震源机制解是地震学研究的重要组成部分, 它从一定程度上描述了震源的性质及其破裂过程, 对其正确、 全面地认识可深化理解地震的孕育、 发生和演化。 而地震波形自动反演系统的建立, 不仅实现了利用地震波形信息进行震源机制解的自动反演, 更重要的是加快了反演的速度, 充分体现了提取震源信息的实效性, 从而有力地帮助震情分析、 余震趋势预测、 震后救援等工作的展开。 本文系统地阐述了震源机制解反演方法, 总结了自动反演系统构建思路以及波形自动反演系统的实现, 为国内构建自动反演系统提供了可鉴的技术思路。     

analyzing the variation characteristics of stress field in hetao seismic belt using focal mechanism data

Based on analysis of background of geological tectonic movement and strong earthquake activity, we first obtained the focal mechanism solutions using amplitude ratio and CAP method, then determined the characteristic of average stress field of the study area by inversion of the stress field. On this basis, we selected the source mechanism consistency parameter as the inspection index to obtain the latest changes of stress field in Hetao seismic zone based on its temporal and spatial analysis. Two methods were used in the stress field inversion for comparison and analysis, which are average stress axis tensor and LSIB(Linear stress inversion bootstrap, LSIB). According to the geological tectonic movement and focal mechanism solutions of M_S≥4.0 earthquakes from 1970, we judge that the stress field evolution process of Hetao seismic belt is controlled jointly by vertical difference movement and horizontal shear movement, resulting in that the normal fault and strike-slip fault mechanisms are dominating.Taking into account the station layout of the study area, and in order to ensure the accuracy of calculation, we calculated 224 earthquakes focal mechanism solutions by using amplitude ratio and CAP method, including 164 earthquakes with 2.8≤M_L<3.5, 42 earthquakes with 3.5≤M_L<4.0, and 18 earthquakes with M_L≥4.0; The statistical results on type of focal mechanisms show that, there are 142 strike-slip earthquakes(63.4%), 50 normal fault earthquakes(22.3%)and 32 thrust fault earthquakes(14.3%). In this study period(from 2001 to 2012), most earthquakes had a strike-slip mechanism in Hetao seismic belt, this is one of the inherent characteristics of the stress field.The result of average stress axis tensor and LSIB shows that, the azimuth of maximum compressional stress is 47°～52°, direction is NE-SW; The azimuth of minimum compressional stress is 313°～322°, direction is NW-SE; This indicates that, the stress field characteristics of Hetao seismic belt and its sub-block are not completely consistent. Linhe Basin exhibits coordinated stress field characteristics with Hetao seismic belt, but Hubao Basin exhibits regional differences, direction of compressive stress has clockwise deflection in Baotou area, and the compressive stress direction is NEE. This heteropical character of stress field is also confirmed by horizontal projection distribution of stress axis of historical strong earthquakes and recent moderate and small earthquakes. Since 2003, the temporal sequence curve of consistency parameter of Hetao seismic belt had a downward trend, this change was caused by focal mechanism consistency parameter of Linhe to Wuhai area, which indicates that this structural position is possible to be a priority area for stress accumulation and accelerated release in future.     

构造"稳定"区强震长期预测的简便途径--以张北地震为例

作为强震长期预测基础的地震带、潜在震源区的划分,仍然依据地震构造类比和地震活动重复两原则。现有的强震长期预测方法在构造“稳定”区,即没有活动构造、没有历史地震(包括古地震)资料的条件下,无能为力。通过张北地震资料的分析,高精度地震定位并结合波形数据反演震源机制的结果表明：在稳定而统一的构造应力场的作用下,沿其最大剪切应力方向上的小地震集中成带,并且持续活动、震源机制的优势取向与应力场吻合,小震带便可以看作属于现今活动的震源断层,在地震长期预测工作中可以作为划分潜在震源区的依据。构造“稳定”区发生的强震属于新破裂。     

由地震释放的地震矩叠加推导平均应力场

文中给出了根据地震释放的总地震矩求解平均应力场的方法,并使用加入随机误差的人工合成震源机制解数据和唐山余震区震源机制解数据对其进行检验。由检验结果可知,该方法可以应用于区域平均应力场的求解。使用的震源机制解资料越多,所得结果越稳定,且更接近真实的区域应力场。该方法的优点是: 用每个地震的震级作为权重,能够较好地反映出大小地震在应力场反演中的不同贡献; 并且在计算过程中不需要知道震源机制解2个节面中哪个节面为地震断层面。     

CHARACTERISTICS OF FOCAL MECHANISMS AND STRESS FIELD OF YUNNAN AREA

Using the seismic waveform data recorded by regional seismic network of Yunnan and Sichuan and the method of CAP, we calculate and obtain the focal mechanism of 268 earthquakes with the magnitude of M_L≥4.0 occurring in Yunnan during Jan. 1999 to Aug. 2014; then, we analyze the types and the regional feature of the focal mechanism of earthquakes in Yunnan, on the basis of the focal mechanism of 109 earthquakes analyzed by Harvard University. Based on the data of the above focal mechanism solutions, we adopt the method of damped regional-scale stress inversion to calculate the best-fitting tectonic stress tensor of every grid in Yunnan; and adopt the method of maximum principal stress to calculate the direction of maximum horizontal principal stress in Yunnan. The result shows that: (1)the strike-slip type is the most principal type of the earthquake focus in the study area and the second is the normal faulting type; while, the reverse-fault type is relatively small. The spatial distribution of focal mechanism is obvious. This reflects that the dynamic source and acting force are different in different parts of the study area. (2)The direction of the stress field in Yunnan shows a certain spatial continuity. Maximum horizontal principal compressive stress is mainly clockwise from north to south and counterclockwise from the west to the east. The direction of stress field shows inhomogeneity in space. There exist two stress conversion zones respectively in EW and NS direction. The inversion result of stress field shows that the stress field in Yunnan is complex and the principal stress direction changes greatly; and there are obvious differences in different regions.     

2017年精河MS6.6地震邻区构造应力场特征与发震断层性质的厘定

2017年8月9日新疆精河发生M_S6.6地震,深入了解该地震的构造应力背景及其所破裂断层的活动特性对理解其孕震过程及震后的地震危险性估计十分重要.本研究自GCMT目录收集了2017年8月9日新疆精河M_S6.6地震震中及其邻区的253个震源机制解,应用MSATSI软件反演了该地震及其邻区的应力场.反演结果显示,西北区域应力场的最大主压应力轴的方位从西到东呈现出NNW-NS-NNE的渐变过程,东南区域应力场最大主压应力轴的方位稳定于NNE向,倾角都较小;最大主张应力轴都基本沿东西向,倾角相对较大;西北区域较大的R值显示出区域应力场主要受近NS向水平挤压作用,中部挤压分量相对较大,西部和东部挤压分量相对较小.根据所反演的区域构造应力场,结合发震的库松木契克山前断裂的地质调查参数,估算该断裂的理论滑动角为137.7°,误差为21.3°,验证了地质上得到的库松木契克山前断裂的逆冲兼右旋走滑性质.判断该断裂滑动性质的另一种方法是通过发生在该断裂上地震的震源机制验证.本研究首先计算了发生在库松木契克山前断裂不同机构给出的震源机制节面在所反演的局部应力场作用下的理论滑动角,发现理论滑动角与实际地震震源机制滑动角相差很小,验证了反演的局部应力场的正确性;而后计算了局部应力场作用下的库松木契克山前断裂上的理论震源机制与实际发生地震震源机制的三维空间旋转角,发现两者在给定的误差范围内是一致的.本研究自地球物理角度确证了库松木契克山前断裂的滑动性质,为该地区的地震孕育环境、地震活动性和地球动力学研究提供了基础.     

青藏高原区域构造应力场特征分析

利用区域测震台网的地震波形及震相数据基于CAP方法反演北纬26°~42°,东经90°~110°内的270个M_S>3.0以上地震的震源机制解;并结合GCMT目录和一些前人研究结果中该区域的共759个震源机制解数据,运用SATSI方法计算了研究区域的应力场。将研究区域按1°×1°网格化后得到了154个局部应力场分布结果,从结果上看,整个青藏高原的最大主压应力方向大致表现为顺时针且向右的旋转方式。该结果反映了青藏高原块体向NE和NNE挤压的过程中,分别在其北部和东部受到鄂尔多斯和阿拉善两个坚硬块体的阻挡,造成青藏块体增厚,块体之间物质的侧向流动。对研究区域应力型因子R值的研究显示青海祁连、甘东南区域、四川龙门山断裂带等沿青藏高原块体与阿拉善块体以及鄂尔多斯块体交界处相对应力值偏大,与近年来这些地区的地震活动性成正比。本文研究结果对比其他应力场研究结果、GPS研究结果、以及数值模拟结果具有很好的一致性,可为青藏高原地区的孕震机理、活动构造以及地震趋势判定提供可靠的参考依据。