2017年四川九寨沟MS7.0地震及余震精定位研究

2017年8月8日21点19分四川省九寨沟县发生M_S7.0级强震,本文应用对相对位置和绝对位置都有较好约束的hypoRelocate精定位方法,对8月15日前M_L大于1.5的854个余震重新定位.重定位使用了6178个Pg走时、3363个Sg走时、158929个地震对的相对走时差以及74个M_L大于3.5的34个地震构造的SH尾波互相关走时.定位结果显示,余震区呈NW向分布,长度约35 km、宽度约12 km.以主震为中心,余震形成西北和东南两个丛集区,其中西北区的余震展布较东南区宽,发震断层近似垂直,与主震的震源机制解吻合.余震深度主要集中在5~15 km,主震深度为16 km.从沿断层走向的垂直剖面可见,主震周围一直延伸到地表的区域,余震相对稀少,出现明显空区,这种现象可能与主震发生时该区域的滑动位移较大,应力得到充分释放有关.另外,我们还发现震后60 h之后余震的深度明显变浅,且西北向的深度明显浅于东南向.通过对比分析流动台站布设前后余震深度的分布特点,我们认为这种时空演化差异主要是由流动台站陆续布设和使用造成的,对余震的主要分布特征影响不大.     

区域一维速度模型对地震定位的定量影响

利用2017年8月1日至2017年12月31日四川地震台网和甘肃地震台网记录到的发生在青藏高原东缘的731个地震事件的9 284条Pg震相到时数据,首先反演了该地区的“最小一维速度模型”,并将该模型和选取的速度模型建立对比模型,以九寨沟地震序列为研究目标,定量讨论了两种速度模型分别在绝对定位和相对定位方法中对定位结果的影响。所得定位结果表明:反演获得的“最小一维速度模型”在重定位中可以有效地减小地震走时均方根残差;绝对定位比相对定位更加依赖于一维速度模型,一维速度模型会直接影响绝对定位结果中的震源分布形态,但在相对定位结果中仅起到调整地震事件相对位置的作用;在地震绝对定位中,震级越大的地震对于速度模型越敏感,而这一特点在相对定位中表现得并不明显。通过本项研究可知,在地震定位研究中,联合采用绝对定位和相对定位方法是最佳策略。      

基于CWI方法的门源MS6.9地震余震定位研究

门源发生M_S6.9地震后,余震目录中含有大量的单台事件,为了解决单台事件的定位不准确性,利用尾波干涉(CWI)的震源定位方法将门源台记录到震后8小时内的101次单台事件进行重定位,该方法主要通过计算事件对尾波部分的间距不确定性矩阵,从而估计聚类中具有相似震源机制的地震事件对之间的间距,通过优化这些事件对的间距来解决聚类中一组事件的相对位置。最后,对定位结果进行评估,得到相对可靠的定位结果。     

多事件联合与双差地震定位方法研究：以朝鲜核试验定位为例

双差定位法(Double-difference Earthquake Location,简称DD)和多事件联合定位法(Joint Hypocenter Determination,简称JHD)是精确多事件定位中常用的两种方法.对震源机制相近的相邻事件,DD方法利用事件之间的相对到时精准地反演它们之间的相对位置,到时差数据能够利用波形互相关等方法直接测量,但是却无法准确地确定绝对位置;相比之下,JHD方法能够同时反演事件的绝对位置和台站走时校正值.结合两种方法的优点,本文提出一种混合定位方法,同时利用绝对到时数据和到时差数据准确地反演事件绝对位置和台站走时校正.本文利用模拟数据对该方法进行了验证并将其应用于朝鲜核试验定位,结果表明该方法能够有效减小走时计算误差所导致的定位误差.对于朝鲜核试验,相比单次事件+DD定位方法和JHD方法,相对Myers的定位结果定位偏差分别减小45.67%和40.00%.     

使用互相关和双差法对北加州20年的地震活动进行大范围重定位

采用双差（DD）定位算法同时结合波形互相关（CC）方法,重新分析了北加州近20年（1984～2003）的数字化地震资料,将北加州地震台网（NCSN）现有地震目录中震源的定位精度提高了3个数量级。定位过程中结合使用了由所有震中距离不超过5km的相关事件对测得的30亿个互相关到时差数据以及北加州地震台网观测报告中列出的700万个P波到时读数。双差法重定位后获得311273个事件。重定位后的地震目录能够勾画出非常精细的、与活断层相关的地震活动构造图像,并且能够揭示诸如地震条带、重复地震等的时空构造特征。结果显示,约有90％的地震在同一个台站具有相关的P波、S波列,并且有12％的事件属于重复地震。通过对重复地震的分析认为,在95％置信水平下,现有台网定位的不确定性在水平方向平均约0．7km,垂直方向平均约2km。地震事件的相关性以及重定位后相对位置的改善在北加州大部分地区非常一致,这就意味着使用该方法高精度地确定由不同板块构造或者人为因素造成的地震活动图像是普遍适用的。本文认为,长期的、一致性好的地震监测以及数据分析工作是提高现有震源目录中地震定位精度和以后精确定位日常化的关键问题。     

双差地震定位法误差定量分析

利用双层地壳模型,在下地壳中构造若干地震事件构成事件簇,分别在真实震源位置中添加不同程度的噪声后作为初始震源位置进行重定位,重定位中分别使用均匀分布和仅分布于事件簇一侧的台站,分析了初始震源位置和台站分布情况对双差重定位结果的影响.研究结果表明,在台站均匀分布情况下,当初始震中位置偏离真实震中小于22.3 km时,双差重定位后事件的震中位置平均偏离真实震中小于3.1km,事件间的相对震中距离为2.9km与真实值3.35 km接近,重定位后事件深度分布比真实事件集中;重定位后事件间的相对震中位置与添加的噪声水平关系不大,表明双差重定位法得到的事件间的相对震中位置更加稳定.当台站仅分布于震群一侧时,重定位结果与台站均匀分布时基本相同,表明台站分布对双差重定位结果影响不大.最后对双差重定位中最大震源对距离参数MAXSEP的分析表明,当事件簇中震源对平均距离比MAXSEP稍大时,重定位结果中部分事件的震源位置可能是不可靠的.     

快速地震关联与定位

快速震相关联和事件定位对实时地震监测至关重要。我们提出了一种快速自动关联地震震相并同时对地震事件进行定位的方法(简称REAL)。REAL综合了基于到时和基于波形的检测定位方法的优点。它关联不同震相到时的同时,通过首先计数P波、S波到时个数、其次计算走时残差的方式来实现定位。只要有足够的到时个数在理论走时窗之内,我们就可以把这些到时自动关联到特定地震。地震位置确定在对应拥有最多拾取个数的网格点,如果有多个网格点具有相同的最大拾取数,则选取它们中走时残差最小的那个。我们使用最小二乘定位法(VELEST)和高精度相对定位法(hypoDD)做进一步精定位。REAL计算很高效,可用于快速地震分析。我们将REAL应用于2016年10月意大利亚平宁中部地震序列中的其中5天,这5天位于两个最大震级地震的中间。REAL关联和定位了比意大利国家地球物理学与火山学研究所日常编目记录(862)超过3倍的地震事件(3 341)。与编目事件相比,这些重定位事件的时空分布显示了相似但更为集中的式样。我们的研究证明了使用REAL和震相数据快速自动地进行地震活动性分析是可行的。     

基于相对走时计算的地面微地震监测SET定位算法

基于绝对走时计算的地面微地震监测地震发射层析成像(Seismic emission tomography,SET)定位算法的定位精度受地层速度模型的准确性影响很大,速度模型中的误差会使定位结果出现偏差.本文提出了一种基于相对走时计算的地面微地震监测SET定位算法,以克服绝对走时计算对速度模型精度的高度依赖.首先,通过分析走时误差推导了相对走时计算公式.然后,利用该公式对射孔初至进行校正,得到射孔点附近其他待监测网格点的走时.通过数值模拟和实际资料测试,结果表明在基于SET定位算法的前提下,本文提出的相对走时计算方法能得到比绝对走时计算方法更准确的定位结果.     

双差地震定位算法：方法和在加州北海沃德断层上的应用

研究出一种在远距离范围确定高分辨率震源位置的有效方法。这种定位法同时使用普通的绝对走时和／或互相关的P波和S波的差异走时数据。将每个台站观测的事件都与台站组成台站一事件对，使地震对的观测和理论走时之差的残差(或双差)最小。反复调整震源对的矢量差，得到了最小二乘解。双差算法用于没有进行台站校正的未经模型化的速度结构而使误差最小化。因为地震目录和互相关数据同时应用在一个方程组中，多重事件内部的事件之间的距离取决于互相关数据的精度，而多重事件和不相关事件之间的相对位置取决于绝对走时的精度。统计的再抽样方法用于估算数据的精度和定位的误差。双差定位的不确定性与地震目录相比降低了一个数量级以上。这种算法已得到验证，并应用在加州北海沃德断层上的两个地震丛的定位中。它使分散的目录定位集中成水平震源条带，形成了清晰的地震活动图象，揭示了断层上存在一个狭窄的通过脆性破裂释放应力的区域。     

唐山地区近十年地震的重定位研究

分别运用双差定位法、结合波形互相关的双差定位法和结合波形互相关的双差层析成像法,对唐山地区2010年1月至2020年7月河北地震台网记录的4874个地震事件进行重定位.结果表明:结合波形互相关的双差层析成像法的定位精度高于其它两种方法,地震走时均方根残差由初始的0.71降至0.27;重定位后的震中分布更加集中,线性分布...     

基于波形相似性的单台地震目录校正

本文基于波形相似性提出了一种适用于地震序列中单台事件目录校正的方法。以福建仙游地震序列为研究对象,应用双差地震定位（HypoDD）算法对多台事件进行重定位,依据记录波形相似性将仙游地震序列事件划分为161个事件丛集,以多台事件重定位目录为参考,对单台事件目录进行校正。结果表明,本方法能够有效地实现单台事件目录的合理校正,有助于提升地震序列目录的完整性和地震目录的实用性。以HypoDD重定位目录为参考的校正目录可用于地震参数计算。分析校正后的仙游地震序列目录认为,序列中的单台事件主要由金钟水库库区局部应力调整诱发。      

利用祁连山主动源资料研究2016年门源6.4级地震前后波速变化

采用叠加、互相关、插值拟合等方法对祁连山气枪主动源台网数据进行处理,针对2016年1月21日青海门源6.4级地震前后气枪激发地震P波、S波震相的走时变化特征进行了分析,结果表明,地震前约6个月时,震中附近3个台站的相对走时出现下降变化（走时减少）,至震前约3个月时低值异常恢复正常,之后再次出现走时下降变化,地震即发生于走时变化恢复过程中。S波走时变化最大下降幅度达18ms,震后走时变化逐渐恢复正常,且3个台站变化趋势较为一致,其中,距震中最近的台站的S波走时变化最明显（ZDY38台）,较远台站的走时变化幅度较小,其变化特征与震源区位置有关。走时缩短意味着速度增加,可能与区域应力积累间存在一定的关系。     

地震射线走时层析成像的简单数值例子

地震射线走时层析成像是研究地下深部速度结构的重要地球物理方法之一,本文通过一个地震射线走时层析成像的简单数值计算实例,结合地震射线走时层析成像的基本理论和步骤,使用数值计算,具体讲述了绝对走时层析成像和相对走时层析成像的基本原理和实施流程.与抽象的概念和公式相比,一步一步的实例计算,使读者对地震射线走时层析成像的认识更具体、更直观、更易于理解,作者也希望这个数值实例对初学者能有一定的帮助和指导作用.     

基于克里金方法的区域震相走时标定技术研究

在台网比较稀疏的情况下,台站走时标定是提高低震级事件定位、识别能力的重要手段.为了提高稀疏台网的定位精度,首先利用标定事件和IASPEI1991走时表以及中国大陆走时表,计算了初至P波和Lg波到AAK,MAKZ,NIL,TLG以及WMQ等5个台站的走时残差;接着,采用非平稳贝叶斯克里金方法和走时残差数据构造上述台站的走时校正曲面;最后,通过加入和不加入走时校正定位一系列位置准确的发生在新疆地区的地震事件评估克里金走时校正的有效性.结果表明,克里金走时校正能够较大地提高稀疏台网的定位精度,同时有效地缩小误差椭圆的面积.     

基于克里金方法的区域震相走时标定技术研究div.

在台网比较稀疏的情况下,台站走时标定是提高低震级事件定位、识别能力的重要手段．为了提高稀疏台网的定位精度,首先利用标定事件和IASPEI1991走时表以及中国大陆走时表,计算了初至P波和Lg波到AAK,MAKZ,NIL,TLG以及WMQ等5个台站的走时残差;接着,采用非平稳贝叶斯克里金方法和走时残差数据构造上述台站的走时校正曲面;最后,通过加入和不加入走时校正定位一系列位置准确的发生在新疆地区的地震事件评估克里金走时校正的有效性．结果表明,克里金走时校正能够较大地提高稀疏台网的定位精度,同时有效地缩小误差椭圆的面积．      

尾波干涉法在汶川地震余震定位中的应用

中小地震的震源位置及其变化对于研究地震构造、 断层性质以及地震应力场的演化等问题都有极为重要的意义。 然而以HypoDD双差定位法为代表的常规定位方法对地壳速度结构要求很高, 且受台站分布影响较大。 而尾波干涉法不需要了解速度模型的精细结构, 只要求速度结构中存在各向不均一性散射体即可, 且对台站分布要求低, 因此适合应用在中小地震的相对位置变化的研究上。 本文以汶川地震余震为例, 研究利用尾波干涉法确定相似地震相对位置的可行性及其稳定性, 并将其结果与双差法进行了比较。 发现当台站分布较好时, 其结果与双差法所得结果较为一致, 而当台站分布较差时, 尾波干涉法所得结果更为可靠。     

运用改进的地震定位交切法重定位2001—2010年云南地震

传统地震定位方法利用震源轨迹确定震源位置,但基于均匀或横向均匀介质模型必然导致定位误差。为此对传统方法进行改进,发展适用于三维复杂地壳速度模型的地震定位交切法。利用最小走时树射线追踪技术,以离散方式准确计算三维复杂地壳速度模型中的震源轨迹,将震源定位于震源轨迹交汇的密集点。将该方法应用于云南地区地震重定位,得到较高定位精度。     

1982年剑川地震的尾波

本文通过1982年剑川M_L5.3级地震前震和余震尾波持续时间的分析,统计地得出前震持续时间比余震长。前震满足关系 余震满足关系似乎表明,主震发生以后该区尾波激发能力下降、从而危险性也下降。本文提出的尾波相对激发函数φ有可能是一种前兆指示。     

基于背景噪声经验格林函数的地震准确定位精度分析——以2008年甘肃武都地震为例

准确的震源位置能够为抗震减灾工作和地球内部结构研究提供关键信息.在震中附近观测台网密集且方位角覆盖良好的情况下,通过拟合多个台站P波、S波的观测到时,能够得到准确的震源位置.而在台网稀疏的地区,由于缺少可靠的三维速度结构模型,往往造成较大的地震定位误差.近年来发展了基于背景噪声经验格林函数(EGFs)对地震波形进行校正的重定位方法,能够有效地压制路径上复杂速度结构体的影响,提高了地震定位精度,为稀疏台网情形下地震准确定位研究提供了一个新思路.本文选取由InSAR观测到准确位置的2008年甘肃武都M_S5.5地震作为测试案例,对稀疏台网下基于背景噪声格林函数地震准确震中测定方法进行了定量评估.利用震中附近多个流动台分别作为参考台,提取其与固定台站之间的背景噪声格林函数(EGFs),然后使用噪声Rayleigh面波格林函数对地震波形进行校正,重定位武都地震震中,并与真实震中位置进行对比.结果表明：使用距离震中30 km以内的参考台,利用10～30 s频段的面波走时信息,噪声叠加时长为一个月,定位精度在5 km以内;当噪声叠加时间一年以上,重定位精度优于1 km.本文进一...     

近场地震权重定位方法研究

通过轴对称映射,计算震中距定位权重,建立了权重定位方法.该方法充分考虑了台网中震中距长短不同的台站对定位贡献差异,计算的事件位置精度明显提高.该方法对台站或观测点的数量没有限制,对台网布局并不过于苛刻.特别是台网布局不合理时,盖革二乘与虚波速度法往往无法给出可靠的定位数据,而权重定位方法能够给出较好的结果.