首都圈地区中小地震全波形震源机制反演

目前对首都圈地区中小地震的震源机制研究所用的方法主要有P波初动极性法、振幅比法及波形反演方法。前两种方法只利用了波形中很少量的信息,且对于稀疏台阵效果较差,而传统的波形反演法也仅利用了波形的部分信息,且对于震级、数据资料等有一定的要求。为克服上述传统方法中的局限并进一步提高震源机制解的准确性,本文采用一种新的综合利用上述各种信息的全波形匹配方法来反演首都圈地区中小地震的震源机制解,提高反演解的可靠性。为了检验所使用的全波形匹配震源机制反演方法的可靠性,我们首先进行了合成数据测试,结果表明全波形匹配方法可以得到稳定可靠的震源机制解。利用新的全波形匹配方法计算了2019年4月北京发生的两次地震震源机制解,并结合活动断裂进行分析。将新的全波形震源机制反演方法应用于首都圈地区2015年以来的22个地震(2.2≤M≤4.3),并对22个地震的震源机制解及应力轴分布进行了分析,与前人研究结果具有较好的一致性。     

首都圈地区震源机制解综合研究

对首都圈地区2002年1月～2010年6月619个ML≥2.0地震的震源机制解的基本特征进行了统计分析,并且依据区域构造特征将首都圈划分为3个区域,用聚类统计方法中的最长距离法对各分区的机制解进行了聚类分析,研究了各分区的构造应力张量特征。研究结果表明,首都圈地区震源机制解P轴方位的优势分布为NNE-NEE向,T轴方位的优势分布为NNW-NWW向,绝大多数地震震源处的应力场以水平作用为主,破裂以水平走滑为主。首都圈西部最大主压应力方位为NE75°,中部最大主压应力方位为NE62°,东部最大主压应力方位近EW向,区域构造应力场以水平向挤压为主要特征。     

首都圈地区震源机制解综合研究

Comprehensive statistical analysis was performed on the basic features of focal mechanisms of 619 ML≥2.0 earthquakes which occurred in the capital circle area from January 2002 to June 2010. By dividing the capital area into three studying regions based on regional tectonic characteristics, cluster analysis was conducted on the focal mechanisms of all subregions using the longest distance method in the statistical cluster analysis to study the characteristics of tectonic stress tensors. The result shows that dominant P-axis azimuth distribution is NNE-NEE and that of T-axis is NNW--NWW, most of the focal areas are controlled by a horizontal stress field and rupture is mainly of horizontal strike-slip. The maximum principal compression stress orientation is NE75° in the west, NE62° in the middle, and near EW in the east of the capital area. The regional tectonic stress field is characterized by horizontal compression.     

准实时中小地震震源机制波形自动反演系统的构建及在首都圈地区的应用

基于Cut And Paste(CAP)全波形拟合反演震源机制解方法, 依托中国地震局地震预测研究所准实时地震波形数据服务系统, 通过接收区域实时连续波形数据, 构建了首都圈地区准实时准自动波形反演系统, 使系统实现当地震大于3.5级时, 可自动、 迅速反演得到震源机制解。 同时考虑到一些台站的地震波形质量或信噪比等因素, 系统也可通过人为干预方式重新反演求得相关结果。 文中详细阐述了震源机制解波形反演系统的运行流程及该系统的基本构建思路, 并对实例进行对比分析, 表明该系统具有较好的实用性。     

山西地区中小地震震源机制解系统聚类分析

运用P、S波最大振幅比计算得到2007年至2010年山西地区347次中小地震震源机制解,进行系统聚类分析。结果表明,山西地区小震错动方式以走滑型的正断层活动为主,伴有少量的斜滑、逆冲类型。     

晋冀鲁豫相邻地区中小地震震源机制特征分析

采用从震源向上射出的直达P波和直达S波引起的地动位移振幅比,结合P波初动方向来求解震源机制的方法,得到晋冀鲁豫相邻地区102个地震的震源机制解。并进行系统聚类分析,发现中小地震显示散乱,表明强震是大范围应力积累释放的表现形式;小地震具有随机性,受局部因素影响较大,对华北构造应力场的控制作用较弱。     

仙游地震序列中小地震震源机制解特征

利用福建地震台网记录的数字地震波形,采用基于P波初动和S/P振幅比(HASH)方法,反演了2010年8月至2014年12月间发生在福建仙游地区ML2.0级以上地震的震源机制解。结果表明,仙游地震序列中小地震震源机制解一致性较好,其节面走向、倾角及滑动角以及P、T轴优势分布十分明显。节面走向优势方向为北西向,与该区域沙县—南日岛断裂走向一致,震源破裂类型为近直立右旋走滑型。序列的发生主要受控于近南北向主压应力,与福建地区背景应力场方向存在一定差异。分析认为,仙游地震序列的发生主要受控于仙游地区小尺度区域的构造应力场,金钟水库水位变化与序列显著地震活动存在一定相关性,但对仙游地区构造应力场影响不明显。     

乌鲁木齐地区中小地震震源机制解及构造应力场

主要对乌鲁木齐地区中小地震震源机制解及构造应力场进行分析。 结果表明, 乌鲁木齐地区中等地震震源断错性质主要以倾滑逆断层为主, 地震破裂面与其附近构造走向基本一致, 主压应力P轴方向为NE向或近NS向; 乌鲁木齐地区小地震的震源断错性质表现出一定的区域性, 破裂面以近EW向为主, 主压应力P轴方向近NS向, 兼有部分NE向或者NW向。 显示出小地震的发生既受局部地质构造的影响, 也受区域构造应力场的影响。     

海原及周边地区中小地震震源机制解研究

1920年12月16日在宁夏海原地区发生了8.5级大地震。100年来,海原及周边地区地震活动水平仍然较高。利用甘肃、宁夏区域测震台网记录的三分向宽频带数字波形资料,基于CAP方法（Cut and Paste Method）反演了宁夏海原及周边地区2010年1月至2019年12月间M>3.0的16次中小地震的震源机制解。结果显示,海原地区震源机制解以走滑型及走滑兼逆冲型为主,主压应力P轴主要集中在NE向,与区域主压应力方向有较好的对应。通过与哈佛大学中强地震震源机制结果、P波初动地震震源机制结果对比发现,该地区的中小地震震源机制的反演结果与强震震源机制结果有较好的一致性,结果比较可信,表明中小地震震源机制的结果也可以较好地用于区域构造应力场的研究。未来随着烈度速报与预警工程项目的建成,地震台站密度的大幅增加,地震定位精度与台站分布将会得到明显改善,对中小地震震源机制解反演及结果的深入研究具有更加重要的科学意义。     

首都圈地区震源机制解及现今构造应力场时空变化特征研究

基于2009年1月至2017年11月首都圈地区发生的8 061个地震事件的23 293条P波初动极性数据,采用改进的格点尝试法计算了首都圈地区单次地震的震源机制解和小震综合断层面解。在初步分析这些数据的基础上,利用计算得到的单次地震的震源机制解和搜集到的已有历史地震的震源机制解数据,运用线性反演法对首都圈地区构造应力场的时空变化特征进行了研究。结果显示:① 研究区的地震震源机制解类型以走滑型为主,正断型次之,这些地震震源机制解的P轴方位大都为ENE向和近EW向,与该地区的构造应力场方向基本一致,仅有个别地震的P轴方位为NNW向;② 首都圈地区的构造应力场具有较好的一致性和连续性,最大主应力轴方位由西部的ENE向至东部的近EW向呈现顺时针旋转的趋势,应力类型整体上为走滑型,这与以往的研究结果相一致;③ 通过与已有研究结果相比较认为:京西北地区现今构造应力场是相对稳定的,最大主应力轴未呈明显改变;唐山地区和北京地区的构造应力场（最大主应力轴）在1976年唐山地震前后可能发生了变化,唐山地震后一年至今（1977—2017年）是否发生变化,依据现有的计算结果尚不得而知,需要更多的研究来进一步验证.      

用格点尝试法求解P波初动震源机制解及解的质量评价

P波初动符号物理图像明确,是稳定的地震波信息.在资料充分时,可以较好地确定震源机制解.网格搜索法是目前流行的利用P波初动符号求解地震震源机制解的方法.不过,在实际观测资料不充分时,虽然较迭代算法优越,但网格搜索法依然有较大的不确定性.到目前为止,人们还没有找到合理的解决方案,极大地制约了这一类方法的应用.针对这一现状,本文在许忠淮提出的格点尝试法的基础上对网格搜索法进行了几个方面的改进.首先,采用新的加权方法计算加权矛盾比：权重因子包括反映初动符号质量的权重以体现资料质量的影响;不包括反映观测点与节面距离的权重以避免因节面附近资料权重的双重减小带来的系统偏差;通过减小震源球上密集资料点的权重以部分地抵消震源球上P波初动符号资料分布不均匀对可能解的影响.在通过加权矛盾比筛选可能的震源机制解时,把震源球分为面积相对均匀的网格进行解的搜索,避免了因网格划分不均匀所导致的平均解的计算偏差.针对资料不足情况下震源机制解会受控于个别观测点P波初动符号的情况,我们借鉴杰克刀（jackknife）技术,在可选解中增加了那些一个观测点被去除后的可选解,既对解的质量有了更好的把握,又增加了找到真解的可能性.进一步地,针对可选解存在多个解簇的情况,本文提出了通过聚类提供多组可选解的做法.最后,针对目前缺乏对解的合理评价体系的现状,提出了主要基于解的离散度并参考加权最小矛盾比对震源机制解质量进行评价的新方案.     

锦屏一级水电站库区中小地震震源机制解与局部应力场特征

利用四川及邻区数字地震台网2013—2018年的波形资料, 基于CAP和HASH方法反演得到锦屏一级水电站(以下简称锦屏水库)库区及周边M_L≥2.5地震的震源机制解, 根据DRSSI方法计算得到库区局部应力场信息, 结合该区域的地质资料, 从震源机制参数和局部应力场变化等方面讨论了水库加卸载对该区域地震活动的影响.取得的主要认识如下: (1)库区地震活动类型以走滑型为主, 不同加卸载阶段震源机制类型存在一定差异, 库区蓄水前期震源机制类型呈现多样性, 蓄水后期与区域背景场趋于一致; (2)库区应力场最大主应力方向以NNW-SSE向为主, 分时段结果显示, 蓄水后期局部应力场最大主应力方向由NNW向逐渐发生偏转至NW向; (3)库区周边的地质构造和岩性条件有利于库水的渗透, 蓄水后重力载荷和流体渗透的共同作用导致岩体断层面库仑应力的变化, 从而呈现出库区蓄水前后中小地震活跃程度的显著差异特征.

     

辽宁地区近期中小地震震源机制研究

本研究利用CAP方法反演得到了2013—2017年辽宁地区19个3.5级以上地震的震源机制解.结果显示辽宁地区地震的震源机制以走滑类型为主,P轴和T轴方位分别集中在北东东和北北西方向,分别与区域构造应力场主压和主张应力方向一致.矩心深度结果反映辽宁地区在地壳内各个深度的位置都可能孕震,而以地壳中部最为活跃.灯塔地区地壳极浅部曾发生中等强度的地震,在地震减灾工作中需要引起注意.而盖州地区地壳底部仍有少量地震,显示其附近岩石仍具有脆性特性,且该处邻近一级块体边界,贯穿地壳的断层导致下地壳也有地震发生.震源机制结果显示区域构造应力场对辽宁地区大部分地震的发生有着主导作用,在局部地区复杂的断层构造也会对震源机制产生较大影响.

     

辽宁地区近期中小地震震源机制研究

本研究利用CAP方法反演得到了2013—2017年辽宁地区19个3.5级以上地震的震源机制解.结果显示辽宁地区地震的震源机制以走滑类型为主,P轴和T轴方位分别集中在北东东和北北西方向,分别与区域构造应力场主压和主张应力方向一致.矩心深度结果反映辽宁地区在地壳内各个深度的位置都可能孕震,而以地壳中部最为活跃.灯塔地区地壳极浅部曾发生中等强度的地震,在地震减灾工作中需要引起注意.而盖州地区地壳底部仍有少量地震,显示其附近岩石仍具有脆性特性,且该处邻近一级块体边界,贯穿地壳的断层导致下地壳也有地震发生.震源机制结果显示区域构造应力场对辽宁地区大部分地震的发生有着主导作用,在局部地区复杂的断层构造也会对震源机制产生较大影响.     

北天山中东段中小地震震源机制解及应力场反演

主要对北天山中东段中小地震震源机制解系统聚类和应力场反演。 结果表明, 研究区内中小地震震源断错性质主要以逆断层为主, 地震主破裂面基本沿NWW向或近EW向, 与该区域的NWW向构造带基本一致; 研究区内主压应力P轴近NS向, 倾角较小, 主张应力T轴倾角较大, 表明区域应力场主要受NS向水平挤压作用; 分区应力场反演结果显示, 研究区中、 西部最大主应力方向为近NS向, 与北天山西段构造应力场方向相一致。     

山东及附近区域部分中小地震震源机制特征分析

收集了2001~2006年4月山东及周边省记录的20次(其中有8次地震为2003年青岛震群地震)中等地震波形资料。并对上述地震进行了重新定位。根据各台站记录的P波、SV波、SH波初动和它们之间的振幅比,利用Snoke联合计算地震震源机制解的程序,计算了20次地震震源机制解。就所研究的震例来看,断层破裂错动方式以近于走滑错动为主,在NE向断裂上为右旋错动,在NW向断裂上为左旋错动。大部分地震发生在现有断裂上,并且破裂方向与其断裂构造相吻合,这表明,现有断裂构造对中小地震的破裂方式有控制作用。     

帕米尔－兴都库什地区中源地震的空间分布和震源机制解特征

利用国际地震中心（ISC）提供的1964至2003年的高精度地震资料,给出了帕米尔－兴都库什地区中源地震带更完整、更明确的几何形态.兴都库什中源地震带（H带）和帕米尔中源地震带（P带）的倾向和最大深度沿走向有变化,可以进一步划分为HW段（H带西段）、HE段（H带东段）、PSW段（P带西南段）、PM段（P带中段）和PNE段（P带东北段）.H带在170～190 km 深度附近存在地震空区,其下方地震带的倾角明显大于上方,接近垂直.同时,空区下方的地震带沿东西方向成连续的倒“V"字形,两个分支的交角接近垂直.西段分支属于HW段,较浅,没有双层结构;东段分支属于HE段,较深,有双层结构.中源地震的震源机制解规律明显.兴都库什地区主要以近垂直的T轴和近水平的垂直于地震带走向的P轴为特征.帕米尔地区的震源机制解由西南到东北逐渐由P轴近水平并沿地震带走向,转变为B轴近水平并沿走向,直至T轴近水平并沿走向.同时,P轴方向由西向东逐渐转为恒定地与地震带的走向相垂直.最后,我们讨论了这一地区地震活动可能的动力学成因.     

沈阳及其附近地区小震复合震源机制解

在收集了沈阳及其附近地区 (12 1°30′～ 12 4°30′E ,4 1°～ 4 3°N)已有地震震源机制解成果的基础上 ,利用MAPSIS系统提供的P波初动求解方法 ,求解了 1974年 12月～ 2 0 0 1年 12月期间 ,该区域小震复合震源机制解 (平均解 )。结果表明 ,研究区主压应力轴P轴集中分布在NEE SWW方向 ,主张应力轴T轴集中分布在NNW SSE方向 ,这与本地区区域应力场的方向一致。