洛杉矶盆地中的地震波形模拟

最近发生的几次地震与洛杉矶盆地邻近,这为提取盆地对地震波传播的影响提供了机会。1987年10月4日发生的惠蒂尔峡谷地震序列中的一次余震(M_L=5.3)和1991年4月28日发生的谢拉马德雷主震(M_L=5.8)在盆地最深处各台站所构成的方位角相近。盆地各台站所得到10月4日余震记录有一显著特点,即S,SS等多重反射波振幅很大。切向分量上其振幅高达直达S波振幅的2倍。在小于25km的这样一个小范围内,需要一个水平方向的地震波速度梯度,使地震射线足够快地发生弯曲,以形成这些多重反射波。本文采用了一种正演模拟方法,用有限差分数字技术得到双力偶点源震源机制。以洛杉矶盆地东端一个近代地质横断面为依据的模型生成的震相比在地震记录中所看到的震相要多。而以顶部几层中低剪切速度的倾斜分层为依据的较简单的模型,与资料拟合得更好。为了符合直达P波、直达S波和第一个多重S波之间的到时差,要改变地震速度、深度、层的倾斜等输入参数。尽管第一个多重波的相位与资料不符,但直达S波和第一个多重S波初动脉冲的到时、振幅模拟得很好。除了在邻近盆地边缘的距离内,盆地模型中加进陡峭的西部边界,对合成波形没有多大影响。在盆地最深部分SS波的振幅是最大的,比直达S波大2倍。从东北到西南,尾波持续时间从8s增加到20多秒。谢拉马德雷主震发生在惠蒂尔峡谷地震序列的东北部25km左右。惠蒂尔峡谷的模型被扩展到这一距离范围,在惠蒂尔地震和谢拉马德里地震震中之间设置一浅盆地,以模拟圣加布里埃尔沉积盆地。虽然由深盆地边缘产生的震相仍然控制着合成波形,但该模型产生了一个长的尾波。这一研究表明:穿过深沉积盆地,频率达1Hz的若干特定震相可以用二维地震波速度模型来解释。     

渭河盆地现代地震活动特点分析

渭河盆地是环鄂尔多斯地块周缘大型断陷盆地之一。在环鄂尔多斯地块的4个边中,渭河盆地的现代地震活动属于最弱的一边,表现为环鄂尔多斯地块最大的地震空段。渭河盆地内部由多个次级断块组成,但它们对盆地内的现代地震活动控制却不明显。作为青藏高原东北缘紧邻的一个大型外侧盆地,盆地内的现代地震活动与青藏高原的大震活动存在着一定的响应,表现为伴随着青藏高原的大震活动,盆地内部的地震活动也明显增强。     

盆地构造地震地面运动速度和加速度分布特征的数值模拟

本文用错格实数傅里叶变换的拟谱法的数值模拟方法分析了地震波在冲积扇、盆地等不均匀地震构造体区域的传播过程和地面运动分布. 结果表明, 地震波由岩石区进入盆地结构后,在盆地内上下多次反射振荡,对地面建筑物可能形成多次连续的振动和破坏,仅有极少量地震波能量返回岩石区域中,这是防灾研究中值得注意的地面运动特征;地震波在盆地边界地质构造条件下,形成的地震波体波与次生面波动的叠加干涉形成了大振幅的地面运动,它可能导致建筑物的极大破坏;破坏峰值的空间位置可能远离岩石和盆地沉积层的边界或者地震断层的位置.     

甘孜盆地地下热水

甘孜盆地内,历史上曾多次发生过强烈地震,近年来,中强地震也屡有发生。历次地震监测预报的实践表明,盆地中之温泉、汽泉观测点往往在震前有较好的反应。在区域性的水文地质普查勘测中,我部对盆地内分布之地下热水作了一些工作,现将有关成果介绍如下,也许对研究其异常机制和布署地震监测工作会     

含子盆地的二维沉积盆地非线性地震反应分析

在沉积盆地中,由于地表河流和湖泊等的长期沉积作用,容易在盆地内形成新的沉积盆地,称为子盆地。子盆地土体物理性质和周围土体有显著差别,因此子盆地的存在会对整个盆地的地震响应产生显著的影响。本文基于ABAQUS有限元计算平台,以理想二维梯形沉积盆地为例,针对盆地-子盆地这一特殊场地,重点分析了盆地尺寸、盆地-子盆地相对位置、子盆地介质波速和外围盆地倾角等影响因素对盆地-子盆地地震反应的影响。结果表明：子盆地的存在显著影响了盆地内的地震动,子盆地位于盆地中央区域时,对地震动的放大效果最为显著,PGA最大可被放大2倍左右;此外,子盆地介质波速越小,对盆地地震反应的影响最显著,但子盆地介质波速的变化对远离子盆地区域的地震动影响不明显;随外围盆地边缘倾角的增大,子盆地区域PGA幅值随之减小并向左移动,沉积盆地中央区域PGA幅值也随之减小。     

福州盆地强地面运动特征的有限元数值模拟

区域性地震波强地面运动的量化数值模拟分析结果可以用来指导城市规划建设,并在防震减灾中发挥重要作用. 本文采用有限元数值模拟方法来模拟由地震激发的区域地震波强地面运动过程,并得到地表峰值速度和加速度的分布特征.考虑到福州是东南沿海的重要省会城市,其明显的盆地结构特征使它很容易遭受强地震灾害的影响. 因此本文以福州盆地为主要研究对象,假定盆地的主要断层某一位置在未来可能发生灾害性地震,则该地震会激发地震波的强地面运动,并由于地形、沉积层等主要影响,在盆地内部发生放大.通过对地震波传播过程的数值模拟和后处理分析,给出了该盆地的地表峰值位移、峰值速度和峰值加速度分布图谱.该图谱可为未来的福州城市规划和抗震减灾提供定量科学参考依据.     

太原盆地各向异性介质对地震波的影响

太原盆地是地震较活跃的地区之一,由于地质构造差异和地壳介质的各向异性,地震记录不尽相同,通过整理分析,初步摸清了其规律.一、各向导性介质对地震波的影响图1是所选太原盆地地震分布图,历年地震大多发生在上述部位.由图看出,盆地内的地震大致可分为横、纵穿过盆地的两类.1.横穿盆地的地震图2是盆地中、东部的地震记录波     

南加州洛杉矾盆地北部S波分裂的观测结果

发生在洛杉矶盆地下面，深度为５－１８ｋｍ结晶基岩处的地震，在三分向地震图上，观测到了２０－１２０ｍｓ的Ｓ波的分裂。发生在５ｋｍ厚沉积层底部上术基岩中的浅震Ｓ波分裂现象不明显，而较深的地震Ｓ波分裂现象刚随深度逐渐明显，快Ｓ波的偏振方向为南北方向，与地震和接收点之间射线的方位角无关。     

浅析太原盆地地震波形特征

运用山西测震台网记录的太原盆地地震波形,分析盆地内不同地区的地震波形特征,为日常的地震分析提供参考。     

陆内盆地与强震活动ht

1303年9月27日的山西洪洞8级地震发生于山西断陷盆地带中的临汾盆地，这是我国自有地震历史记载以来的第一次8级地震，也是一个在活动陆内盆地中发生的大地震. 2003年9月17~18日在山西太原市召开了1303年山西洪洞8级地震700周年暨陆内盆地与强震活动研讨会. 会上交流的论文讨论了我国不同地区发育的不同性质的陆内活动盆地，包括拉张构造区的地堑、半地堑张性盆地，挤压构造区的压陷盆地和前陆盆地及走滑构造带内的拉分盆地与强震活动的关系. 本文对这些问题作了简要的总结，本期刊登的论文是由部分会议论文组成的专辑.      

2008年青海大柴旦Mw6.3地震地面运动模拟

2008年11月10日在青海柴达木盆地北缘发生了大柴旦M_W6.3地震,为了研究该地震的区域地震波传播与地面运动特征,本文利用地质资料和地壳速度结构研究成果,构建了柴达木盆地及周边区域三维传播介质模型,采用有限差分方法模拟了大柴旦地震波场传播过程以及地面运动分布特征.结果表明,柴达木盆地对波场传播有明显影响,表现为地震波传入盆地后在边界产生次生面波,盆地沉积物对地震波具有围陷作用,地震地面运动在盆地内振幅增大、持时延长.模拟结果给出的地震地面运动峰值速度分布以及理论地震图均和观测结果符合较好,反映数值模拟较好地给出了观测地面运动的主要特征以及传播介质模型的合理性.     

天山-帕米尔结合带的地壳速度结构及地震活动研究

利用流动地震台阵记录的地震数据,通过地震层析技术反演了天山—帕米尔结合带的P波速度结构,揭示出地壳结构的非均匀特征及其与地震活动的对应关系. 分析结果表明,天山和西昆仑的双向挤压导致塔里木西部边缘地壳严重变形,在山前地区形成基底隆起带,地壳深部则被断裂分割成为若干块体,有的块体可能卷入造山带内部;喀什坳陷地壳深部结构相对完整,变形程度较弱;天山和西昆仑的地壳结构显示出缩短增厚的波速特性,在与塔里木接壤的局部地区,壳幔边界附近存在热物质的侵入迹象. 大部分地震都发生在塔里木西部边缘的壳内高速块体周围,推测块体之间的相互作用和应力调整是导致天山—帕米尔结合带频繁发生地震的主要原因,伽师地震则与构造变形由天山向塔里木内部扩展以及该地区的地壳非均匀结构有关.     

大安台形变与山西运城地震

分析了１９８６年１１月山西运城地区小震群活动前大安地震台ＪＢ型水平摆倾斜仪出现的异常情况。认为异常的表现形式为大速率的倾斜变化、倾向变化及固体潮汐的严重畸变等，叙述了根据这些异常变化预报该次地震后运城地区的地震活动的情况。     

云南通海盆地的浅层速度结构

为了研究通海盆地的地震动场地效应,在强地面运动的数值模拟计算中需要提供该地区的浅层速度结构模型.为此,在通海盆地开展了10 km高分辨率反射地震勘探和30个测点的面波联合勘探工作.综合本次探测结果与褐煤普查中的电测深和钻孔资料,得到了通海盆地的基岩埋深分布图.结果表明,在通海盆地中部,新生界厚度为100~300 m,整体表现出西南厚东北薄的趋势,盆地沉积层厚度变化明显受到小江断裂南段分支断裂的控制.浅层速度随深度分布表现出在深度相同的情况下,盆地边缘的速度高于盆地中部.     

渭河断陷及邻近地区地壳S波速度图象

选取１０４～１１２°Ｅ,３２．５～３８°Ｎ区域内陕西、山西、河南、湖北、甘肃、宁夏等省区的区域地震台网１９８４～１９９３年的１９４６个天然地震的Ｓ波观测资料,用地震层析成像方法反演了渭河断陷及其邻近地区的地壳Ｓ波速度图象,其结果表明地壳深部Ｓ波速度结构的不均匀性与该区大地构造单元、断裂构造及地震活动密切相关     

利用地震折射和反射波资料研究银川盆地浅部结构和隐伏断裂

银川盆地是华北克拉通西部构造活动较为强烈的一个新生代断陷盆地.为了研究银川盆地的地壳浅部结构和活动断裂特征,我们利用2014年在银川盆地完成的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法得到了银川盆地高精度的基底P波速度结构和构造形态;考虑到仅根据速度结构剖面还难以确定断裂的准确位置、断层上断点埋深、断层的近地表构造组合样式等特征,研究中还采用浅层地震反射波勘探方法对银川盆地内的隐伏断裂和1739年平罗8.0级地震的地表破裂带浅部结构进行了高分辨率成像.研究结果表明:银川盆地与两侧地块的浅层P波速度结构和沉积盖层厚度差异较大,银川盆地总体呈现出明显的低速结构特征,盆地基底面起伏变化较大,基底最深处位于芦花台断裂和银川断裂之间的银川市下方,其深度约为7000~7200 m;贺兰山隆起区显示为明显的高速特征,地表出露中-古生代基岩地层,缺失新生代地层;鄂尔多斯地块西缘的浅层P波速度明显高于银川盆地,基底埋深相对较浅,推测其新生界地层厚度小于2500 m.浅层地震反射剖面揭示的地层反射界面形态和断裂的浅部构造特征非常清楚,黄河断裂、贺兰山东麓断裂、银川断裂和芦花台断裂不仅是错断盆地基底的断裂,而且还是第四纪以来的隐伏活动断裂,这些断裂的交替活动形成了"堑中堑"的盆地结构,并对银川盆地的形成、盆地内的新生代地层厚度和第四纪沉降中心具有重要的控制作用;在近地表这些断裂表现为由2~3条断层组成的"Y字形"断裂构造,且主断裂的最新活动可追踪至晚更新世末期或全新世,是构造继承性活动的结果.本文的研究结果不仅可为进一步分析银川盆地的基底结构、隐伏断裂特征和活动构造研究等提供新的地震学证据,而且还可为该区城市规划中避让活动断层提供科学依据.     

面波频散与接收函数联合反演南北地震带北段壳幔速度结构

通过对南北地震带北段区域所布设的676个流动地震台站观测资料进行处理,联合反演面波频散与接收函数数据,获得了研究区内地壳厚度、沉积层厚度的分布情况以及地壳上地幔高分辨率S波速度结构成像结果.反演结果显示研究区地壳厚度从青藏高原东北缘向外总体逐渐变薄,秦岭造山带地壳厚度较同属青藏高原东北缘的北祁连块体明显减薄;鄂尔多斯盆地及河套盆地分布有非常厚的沉积层,阿拉善块体部分区域也有一定沉积层分布,沉积层与研究区内盆地位置较为一致;松潘—甘孜块体、北祁连造山带等青藏高原东北缘总体表现为S波低速异常;在中下地壳,松潘—甘孜块体下方的低速体比北祁连造山带下方的低速体S波速度值更小、分布深度更浅,更有可能对应于部分熔融的地壳;鄂尔多斯盆地在中下地壳以及上地幔内有着较大范围的高速异常一直延伸到120 km以下,而河套盆地地幔只在80 km以上部分有着高速异常的分布,此深度可能代表了河套盆地的岩石圈厚度,来自深部地幔的热物质上涌造成了该区域的岩石圈减薄;阿拉善块体在地壳和上地幔都表现出高低速共存的分布特征,暗示阿拉善块体西部岩石圈可能受青藏高原东北缘的挤压作用发生改造.     

强地震动估计和地震危险性评定

本文介绍了近几年获取的强震记录中显示出的地震动特征，诸如近断裂的破裂方向性效应、上盘效应、影响地震波传播的地壳波导效应、沉积盆地的放大效应和盆地边缘效应；归纳了强地震动估计的三种方法，简要综述了经验性衰减模型、预测强地震动的随机法和宽频带格林函数法；讨论了估计活断层引起的地震动所应把握的要点。