单一地震事件与多个地震事件的定位方法及应用

主要介绍各种地震定位方法,概述各种地震定位方法的基本原理,重点介绍Geiger的经典方法以及在此基础上建立的各种线性方法:单一地震事件定位法与多个地震事件定位法以及对每一种地震定位方法的应用情况,尤其是国内的应用情况做了总结;同时指出各种方法的特点,并进行相应的比较.     

The 20th September 1999 Chi-Chi Earthquake (Taiwan): a case of study for its aftershock seismic sequence

The purpose of this work is to highlight some methodological aspects related to the observation of possible anomalies in the temporal decay of aftershocks temporal series following a mainshock with magnitude M ≥ 7.0. In this paper we present the results for the Taiwan seismic sequence started on 20 September 1999 (M = 7.7) by tuning some seismic parameters that show considerable variations during the aftershock decay process. In here we also present the results obtained using a fractal approach for the seismic sequence. Earthquakes belong to a class of phenomena known as multifractals. In general it is important to define the fractal dimension D, but sometimes is not useful if we are describing a natural phenomenon; so it is necessary to define D ₀ called box-counting dimension and D ₂ called correlation dimension, usually D ₀ ≥ D ₂. In the elaborations of the fractal dimensions, for this sequence, we have obtained values lesser than 1, with a greater tendency of aftershocks to clusterize in time before a large aftershock. This is coherent with the possible existence of seismic anomalies, that could occur before the large aftershock. We also report the results obtained by using the delta/sigma method described firstly in [Caccamo et al., 2005] and later applied to different seismic sequence. The observed temporal series of the aftershocks per day can be considered as a sum of a deterministic and a stochastic contribution. If the decay can be modeled as a non-stationary Poissonian process, the number of aftershocks in a small time interval Δt is the mean value n(t) Δt, with a standard deviation (δ = √n(t)Δt. Investigating both aftershock behavior and a wide spectrum of parameters may find the key to explain better the mechanism of seismicity as a whole.     

基于聚类分析的多尺度相似地震快速识别方法及其在汶川地震东北端余震序列分析中的应用

相似地震是具有相似波形记录的一组地震,往往以地震丛集的方式发生.而重复地震是一种特殊的相似地震,一般具有相近的震源机制解和几乎重合的破裂面积.对相似地震特别是重复地震的研究是我们认识断层的结构和变化的重要手段.本文提出了一种基于相似度距离概念和聚类分析技术的相似地震识别方法,可以利用单个台站对其记录到的地震事件进行快速的相似地震和重复地震识别.我们将此方法应用于汶川地震东北端的余震序列,获得了该地区相似地震的分布图像,并对其中存在的重复地震的发震机制进行了讨论分析.     

重庆地区重复地震识别及在数字地震台网定位评价中的应用

利用重庆数字地震台网2010年1月至2017年12月的地震波形资料和观测报告,选出5个研究区1 251个ML≥1.5地震进行波形互相关计算,识别出358对同时被2个地震台站记录且各台波形互相关系数(cc)不小于0.8的重复地震对,涉及342个地震事件,约占地震总数的27%。将筛选出的重复地震对用于定量判断地震目录中震相拾取误差及评估台网定位精度,结果显示:重庆数字地震台网的垂直定位误差约为3 km,水平定位误差约为5 km,Pg、Sg震相拾取误差分别为0.5 s和0.7 s;其中武隆区地震定位和震相拾取精度最高,綦江区最低。     

单台地震自动定位网格搜索法及其MATLAB试验

提出了一种利用单个地震台站三分向数字地震波形记录进行单台地震自动定位的网格搜索法。该方法以台站为中心,建立辐射状网格,按可变震中距步长和方位角步长进行搜索。对一个检测到的地震事件记录波形,对每个震中距,计算预测波形特征函数与记录波形特征函数的互相关函数值,选其最大值对应的震中距;对每个方位角,合成沿径向和沿横向的波形分量,并计算P波段的径向绝对积分值与横向绝对积分值之差,选其最大值对应的方位。对于选定的方位,如果合成的径向分量与记录垂直分量乘积在P波段的积分值为负,则取该方位角为震中相对于台站的方位角,否则该角要加上180°。在MATLAB环境中对该方法的基本步骤进行了试验,初步结果表明该方法是可行的。     

张北地震前小震活动和余震序列精确定位及主震破裂方向的讨论

1970年至1998年1月10日张北地震前,沿NWW向发生2级以上地震24次,其分布相对集中,呈条带状。对华北台网所记上述地震的到时数据全部重新查图核对,并补充了内蒙古台网5个台的数据以改善用于定位的台站分布,并采用主地震定位法重新定位,除一个地震外,其余地震更加集中,形成一小震条带。1998年2月中国地震局地球物理勘探中心在张北震区架设10台短周期数字化地震仪,记录了大量微震。作者采用P波和S波到时差重新进行了震源定位,得到184次微震的定位结果,连同1998年1～2月张北震区3级以上地震事件定位结果一起勾画出6．2级地震的震源破裂带。由张北地震震中向SEE向延伸存在由强震构成的张家口渤海地震带。根据精确定位结果,结合修订后主震的震源机制、宏观烈度分布和层析成像资料,讨论了张北地震和小尺度地震带(震源破裂带)、震前的中等尺度小震条带以及大尺度的张家口-渤海强震带的关系。     

利用PMC方法评估地震台阵的地震检测能力——以西昌流动地震台阵为例

为实现对高密度、宽频带流动地震台阵地震检测能力的实时、不同深度评估,本研究采用"基于概率的完整性震级"(PMC)方法,以西昌流动地震台阵为例,对2013-01-13—2014-05-14期间平均的地震检测能力、不同震源深度检测能力,以及某一时刻的实时地震检测能力进行了评估.结果表明,PMC方法可识别地震观测资料处理中人为因素对地震检测能力的影响,不同震源深度下地震的检测能力存在差异,其中H=7.5 km时,"网内"的完整性震级MP可达ML0.8,而在H=15.0 km和25.0 km时,"网内"的MP分别为ML1.0和ML1.4.在示例的2014-01-14时刻,非正常运行的台站造成地震检测能力的变化可被清晰识别出.此外,与MAXC和EMR等其它常用方法的对比表明,这些方法可能过高估计了地震台阵的检测能力.     

Spatial coherency analysis of seismic ground motions from a rock site dense array implemented during the Kefalonia 2014 aftershock sequence

The objective of studies presented in this paper is to analyse the spatial incoherency of seismic ground motions using signals from a velocimeter dense array located on a rock site, recording the aftershock sequence of the two M6 Kefalonia earthquakes that occurred in January/February 2014 (Kefalonia island, Greece). The analyses are carried out with both horizontal and vertical components of velocigrams for small separation distances of stations (<100 m). The coherencies of seismic ground motions identified from strong motion windows are compared with those identified from coda parts of signals. It is realized that there is no significant difference between the coherencies estimated from those two parts of signals. The influence of earthquake event number on the result of coherencies and the dispersions of coherencies estimated from different earthquake events are presented. Finally, coherencies estimated from the dense array are compared with several coherency models proposed and widely used in the literature. The possibility of modifying some parameters of those existing coherency models to fit with in situ coherencies are discussed and presented. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

Hypocenter和Hypo2000地震定位方法在攀枝花—会理地震序列中的应用

利用Hypocenter和Hypo2000地震定位法对2008年8月30日至2008 年11月30日四川攀枝花-会理发生的地震序列进行精确定位,就两种定位法的震中分布、深度剖面、地震震中平面距离差、震源深度做了对比分析.结果表明:Hypocenter地震定位法与Hypo2000地震定位法定位结果比较吻合,定位效果较好.从Hypo2000方法给出的定位结果可以看出震中集中和收敛更清晰地勾画出了地震断层的空间走向.地震序列震中呈近南北方向分布, 总长度约37 km..地震序列主要集中在元谋断裂带,震源深度的优势分布在5～15 km之间, 平均震源深度为9.7 km.     

1999年11月大同地震部分余震的定位及震源机制反演

北京时间1999年11月1日21时25分在山西省大同县的堡村、西团堡村一带,即39°57′N,113°52′E发生了MS5.6的地震,随后发生一系列余震。本文使用近场观测资料对这次地震的部分余震进行了精确定位和震源机制解的测定。野外观测时间是从1999年11月7日到11月18日,精确定位结果显示此次余震活动分布于近东西走向的六棱山北麓断裂和北东走向的大王隐伏断裂及北西走向团堡断裂交汇带上,地理位置在六棱山东段的秋林村至大王村段约10km处。震源机制解的结果表明此部分余震的运动形态主要为倾滑断层。但是断层走向并不完全一致,余震的震源机制解反映了处于多个断层交汇处的复杂的构造应力状态。     

小孔径台阵垂直分量P波接收函数研究及应用

尝试用垂直分量P波接收函数技术,分离莫霍面多次反射透射震相PpPmp,以此确定台阵下方的地壳厚度．利用兰州小孔径台阵记录的16次深远地震资料,分离了PpPmp震相,根据其到时计算台阵下方的地壳厚度约(51.6plusmn;1.8) km,与前人研究结果一致．      

地震序列较强余震灰色及最小二乘拟合预测方法的应用研究

在收集、整理1966年～2002年8月我国(主要为大陆地区)183个5级以上地震序列资料的基础上，应用灰色预测和最小二乘拟合预测方法，对每一地震序列较强(显著)余震发震时间进行“硬性”检验预测。结果表明，2种预测方法对7级以上地震序列和6级地震序列的较强(显著)余震具有较好的预测效能，预测效能分别为76．2％和64．7％；而对5级地震序列预测效果则不甚明显。因此，灰色预测和最小二乘拟合预测方法主要着眼于对大(强)地震的较强(显著)余震预测，可望在地震现场大(强)震应急工作中发挥积极作用。     

地震序列的功率谱在序列类型判断及强余震预报中的应用

主震型与群震型地震序列的功率谱有着不同的衰减速率β，主震型序列的β值比群震型的低，并且在随时间的演化过程中，比群震型的衰减快，这表明了不同类型序列的动力学差异，根据β值可以在地震发生后的早期即１、３、７、３０天内对地震序列类型及强余震的发生作出预测。     

Relocation of the M8.0 Wenchuan earthquake and its aftershock sequence

We relocated M8.0 Wenchuan earthquake and 2706 aftershocks with M≥2.0 using double-difference algorithm and obtained relocations of 2553 events. To reduce the influence of lateral variation in crustal and upper mantle velocity structure, we used different velocity models for the east and west side of Longmenshan fault zone. In the relocation process, we added seismic data from portable seismic sta-tions close to the shocks to constrain focal depths. The precisions in E-W, N-S, and U-D directions after relocation are 0.6, 0.7, and 2.5 km respectively. The relocation results show that the aftershock epi-centers of Wenchuan earthquake were distributed in NE-SW direction, with a total length of about 330 km. The aftershocks were concentrated on the west side of the central fault of Longmenshan fault zone, excluding those on the north of Qingchuan, which obviously deviated from the surface fault and passed through Pingwu-Qingchuan fault in the north. The dominant focal depths of the aftershocks are between 5 and 20 km, the average depth is 13.3 km, and the depth of the relocated main shock is 16.0 km. The depth profile reveals that focal depth distribution in some of the areas is characterized by high-angle westward dipping. The rupture mode of the main shock features reverse faulting in the south, with a large strike-slip component in the north.     

An algorithm for the optimum distribution of a regional seismic network — II. An analysis of the accuracy of location of local earthquakes depending on the number of seismic stations

Summary Seven optimal networks consisting of 4 to 10 stations are compared for a given region, where velocity-depth profiles and the distribution of seismic intensity are known. Assuming that the standard error of arrival time is _t =0.05 s and the standard errors of the parameters of velocity-depth profiles are equal to 5% of their values, the average standard errors of the origin time and focus coordinates are estimated. The application of optimum methods to the planning of seismic networks in the Lublin Coal Basin is presented, and maps of standard errors of origin time , depth and epicenter ( _xy ) for the case of an optimum network of 6 seismic stations are given.     

VSP地震干涉成像及应用研究

受井中检波器串级数局限,垂直地震剖面（VSP）反射波成像范围窄,且不能对井中最浅接收点上方区域有效成像.虽然多次波成像能扩大成像范围,但在实际应用中尚有诸多困难和挑战.本文根据Wapenaar的地震干涉理论,基于上下行波场分离技术,研发了VSP地震干涉成像方法.该方法将VSP自由表面多次波重建为在地表震源位置激发（虚震源）接收的拟地面地震反射波,然后偏移成像,以达到对多次波间接成像的目的.通过数值模型实验,测试了VSP干涉成像的极限分辨率,并讨论了主要采集参数的影响,结果表明：该方法的垂向和水平极限分辨率分别达约10 m和20 m,且能分辨深度达6500 m处的50 m×100 m溶洞;采用12至24道井中检波器串采集的VSP资料,其干涉成像结果显著优于VSP反射波成像,与相应的地面地震成像效果相当.将本文方法应用于新疆地区采集的VSP资料,结果表明：与VSP反射波成像相比,成像同相轴更加连续,成像范围显著扩大;与地面地震成像相比,成像结果相当,尤其在浅中部甚至更好.新方法不仅无需进行井中接收点静校正,且能显著增大成像范围,有利于成像同相轴的追踪对比、地震属性提取和地质解释,尤其对中国新疆地区深部缝洞型储层的成像,具有广泛的实际应用前景.

     

震级加权四指标Blade算法及在地震带识别中的应用

Blade算法的产生是根据地震点的分布寻找地震断层，其优势在于能从较稀疏的点分布中找出线型条带模式，但不足的是完全不考虑地震的震级屑性。针对Blade算法的几个不足之处逐步改进，提出了震级加权四指标Blade算法。算法主要的改进体现在：①引入以震级为变量的权重函数，体现了高震级地震的控制作用，通过模拟与实例比较了三种权重函数的效果；②改进原方法中所挑出的Blade中心必须有地震点，引入四指标评价体系代替原方法的二指标评价体系，同时还根据指标值将挑选出的线型条带修正到更淮确的位置。将原算法与改进算法应用于华北地区4级以上的地震数据集以按寻地震带，结果表明，震级加权四指标Blade算法较Blade算法有显改进，取得了较好的应用效果。     

煤层气储层裂隙检测的WOA-BP算法及应用研究

煤层气储层中裂隙的发育及空间展布特征对煤层气的勘探、开发和利用具有至关重要作用.煤层气储层裂隙检测的WOA-BP算法是将WOA（Whale Optimization Algorithm）与BP（Back Propagation）有机结合形成优势样本和二次误差控制的稳健而有效的储层裂隙检测方法.在实际地震数据中提取反映煤层裂隙的相干属性、方位角属性、倾角属性、曲率属性、构形张量属性、加权瞬时频率属性,并将其作为WOA改进的BP神经网络的输入数据,进行煤层气储层裂隙综合检测分析.以井数据、已知井产量数据、岩心薄片分析结果综合建立优势样本作为WOA优化算法改进的BP神经网络的输出评判标准,对研究区域煤层气储层裂隙综合检测分析的结果表明：WOA-BP网络能够继承和发展已有属性的优势,获得裂隙发育水平S_evlt值及分级标准,对煤层气储层裂隙发育程度进行了精细刻画,在研究区内,划分出四个裂缝存在区块,获得了优质煤层气储层,取得了很好的地质效果和勘探开发效果.WOA-BP方法促进了微裂缝预测的发展,将微裂缝预测提高到一个新的水平.

     

地震台阵及其数据处理方法

介绍了地震台阵的基础知识和地震台阵的发展状况，同时阐述了地震台阵数据处理方法及国内外研究概况。     

周期-频度谱在小爆破自动识别研究中的应用

历年来在所开展小爆破识别与判据研究的基础上,进行了计算机易于实现爆炸事件自动识别判据的研究,通过对近震、爆破、矿塌和远震事件的周期-频度谱、波形不规则指数、卓越周期开展的研究,确定了切实可行的爆破事件自动识别方法和判据,达到了77%以上的正确自动识别概率。关键词爆破;自动识别;周期-频度谱;波形不规则指数;卓越周期