汶川地震区地壳上地幔三维S波速度结构初步研究

2008年5月12日汶川MW7.9地震发生在龙门山断裂带。龙门山断裂带及其邻域的地壳上地幔三维速度结构的研究对于理解汶川大地震的动力学背景具有重要的意义。2006年10月至2009年10月,在国家重大基础研究项目(973)的支持下,中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室在川西地区(26°~32°N,100°~105°E)布设了由297台宽频带数字地震仪组成的流动观测台阵(简称川西台阵)。根据川西台阵记录的环境噪声和远震波形数据,利用噪声成像技术和接收函数方法,我们研究了川西地区(29°~32°N,100°~105°E)地壳上地幔100km深度范围内的三维S波速度结构。本文得到的结果为研究川西高原和四川盆地的地壳结构提供了新的高分辨率观测证据。我们的结果表明:1)观测台阵覆盖的川滇地块、松潘-甘孜地块和四川盆地的地壳上地幔S波速度结构具有显着差异,龙门山断裂和鲜水河断裂带,作为地块间的边界断裂带,对两侧地壳结构具有明显的控制作用。2)观测台阵覆盖区域的地壳厚度存在明显差异,川滇地块的地壳厚度为60~64km,松潘-甘孜地块的地壳厚度为52~56km,四川盆地前陆的地壳厚度为46~52km,沿龙门山断裂带松潘-甘孜地块和四川盆地形成镶嵌结构,汶川地震震中处南北两侧的壳幔边界存在约6km的断错。3)四川盆地前陆低速特征表明相应区域存在厚度8~10km的沉积盖层,松潘-甘孜地块和川滇地块的中下地壳具有大面积分布的S波低速区,松潘-甘孜地块地壳平均泊松比高达0.29~0.31,汶川地震余震绝大多数分布在低速区上方的高速介质区域内,而四川盆地的中下地壳呈现整体性的高速特征,以汶川地震的震中为界,龙门山断裂带北段和南段的S波速度结构显示了明显的速度分段特征,其北段的S波速度总体上高于南段。4)本文给出的研究区地壳三维S波速度结构表明,川西高原中下地壳较为软弱,而四川盆地中下地壳的强度应明显高于松潘-甘孜地块,意味着四川盆地坚硬中下地壳可以阻挡松潘-甘孜地块向东的逃逸;另一方面,川西高原和川滇地块的中下地壳虽然均存在大面积的S波低速区,但松潘-甘孜地块内的地壳速度结构相对来说较为复杂,并形成了高、低速相间的结构特征,表明在四川盆地的阻挡作用下,该地块形成了折皱变形的结构。5)与S波低速区相应,松潘-甘孜地块和川滇地块中下地壳应处于部分熔融的状态,这对该区域存在中下地壳通道流(Channelflow)的推断是一个支持;但是,松潘-甘孜地块内是否存在中下地壳通道流仍有待进一步的深入研究。6)接收函数方位各向异性的偏振分析表明,以汶川地震震中为界,龙门山断裂西南侧处于挤压状态,而其东北侧的主压应力方向与断层走向大体平行,推断先存应力场可能驱动了汶川地震逆冲破裂之后沿龙门山断裂向北东方向的走滑破裂。     

2010年5—6月中国及邻区地震目录

<正> 本地震目录由中国地震台网中心(CENC)提供。中国地震台网中心使用全国90个测震台站的地震数据,记录了中国及邻区M≥2.5的地震,各地震事件的记录台站均在5个以上。地震目录使用的走时表为J-B表~①,发震时刻为国际时,地名为按Flinn、Engdahl和Hill~(②③)划出的地震分区给出的大致的地理位置(仅作位置参考,不含任何政治意义)。其中:M_S是由数字地震记录仿真成中周期宽频带地震仪(SK和DK-1仪)测     

使用P波快速测定国家台网大震标准震级

本文针对国家台网速报面波震级测定时间偏长和中深源地震震级速报有一定偏差的问题,采用IASPEI推荐的宽频带体波震级mB及宽频带P波矩震级MWP对2009—2013年国家台网地震速报的大震进行了对比分析。对于经过转换成MW后的mB和MWP震级来说,其结果均与我国速报地震发布的震级M有一定的偏差,一般表现为偏小。其中,对于6.0—6.9级地震,mB偏差相对较小,但离散度相对较大(整体偏差要比平均偏差大不少);对于7.0—7.9级地震,MWP偏差相对较小;而对于8.0级以上地震,由于震级饱和等原因,mB偏差较大,但MWP偏差相对较小,一般主要表现为偏小。总体来说,MW(MWP)的稳定性要比MW(mB)更好一些(线性回归的相关系数更大,标准误差更小)。对于综合mB和MWP震级来说,由于采取分段平均的方法,结果的稳定性有了一定的提高,但较大地震仍以偏小为主,如果在综合震级MP上加0.2,则可以得出与M震级较为接近的结果。通过MW(mB)、MW(MWP)、MP(M)、M与MW(GCMT)的对比,可以验证综合标准震级MP(M)和国家台网速报震级M具备一定的可信度,而MP(M)可作为P波快速测定的震级,所以用MP(M)作为大震速报初报震级,在某种程度上是可行的。     

宽频地震计及倾斜、重力仪对长周期波动信号的综合观测

报道了在武汉华中科技大学地震与固体潮试验站的同一观测平台上,用数字宽频地震计、倾斜仪及重力仪对长周期地震波动信号的综合观测结果,以及各观测的对比和分析。近3年来,不同的观测仪器同时观测到了几十个形态一致、信号较弱而且成分复杂、持续时间大多约为2——3天的异常波（震颤）。分析表明,这些异常震颤中的一部分由来自西太平洋进入中国大陆及近海的台风产生,其信号强弱主要与台风运动中心进入中国大陆近海后与观测点之间的距离,以及风速大小这两个因素密切关联。另外,还有一部分异常震颤信号的产生原因不明。频谱分析结果显示,与平常的背景噪声信号相比,异常震颤信号的成分较为丰富, 除了3——5 min周期的信号外,还含有20——30 min,甚至一小时以上的长周期信号。我们以多种观测仪、长时间的连续观测结果表明,这种震颤信号是真实的和普遍存在的。其产生原因和机制还有待更广泛和深入的研究。      

临汾站宽频带倾斜仪故障处理与维护

文章以宽频带倾斜仪工作原理为基础,将典型故障分为控制功能性故障、信号调理故障和网络故障。并对临汾站宽频带倾斜仪2022年6月3日至12月4日期间出现的故障及维修情况进行分析和总结,得到一套实用性较强的故障维修经验,在保障仪器运行稳定性、提高数据观测质量方面具有一定的作用。     

基于GP14.3运动学混合震源模型和SPECFEM 3D谱元法的宽频地震动模拟

基于确定性物理模型的全过程地震动模拟是现代地震工程的重要发展方向.然而受限于合理震源模型和计算资源需求,目前模拟的有效频率还多处于低频范围,难以满足工程结构敏感频带(5～10 Hz或更高)需求.本文即借助运动学混合震源模型能激发宽频地震波和谱元法空间高精度及计算收敛快的优势,首先将确定性的凹凸体震源模型与GP14.3随机震源模型结合得到有限断层运动学混合震源模型,进而将上述混合震源模型开发到SPECFEM 3D谱元法开源代码中,实现了基于谱元法和运动学混合震源模型的全过程宽频带地震动模拟.将方法首先应用于一维波速结构模型0～10 Hz地震动模拟,通过与频率波数域(FK)方法结果进行比较,验证了方法的精度;进而应用于2021年5月21日云南漾濞6.4级地震0.1～5 Hz地震动模拟,通过与4个台站的时程记录和相应反应谱的比较,以及与NGA-West2地震动衰减方程在频率0.1～5 Hz的反应谱的比较,检验了方法的适用性;最后给出了漾濞地区的地震动峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV)云图,分析了漾濞地震下近场强地面运动的空间分布特征.结果显示,震中PGA接近400 cm·s^-...     

2022年9月5日泸定MS6.8地震宽频带地震动谱元法模拟

2022年9月5日12时52分四川甘孜州泸定县发生M_S6.8地震,此次地震造成泸定县及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡。为重现此次地震的地震动影响场,分析近场强地面运动的空间分布特征,将确定性的凹凸体震源模型与随机震源模型结合得到有限断层运动学混合震源模型,进而将上述混合震源模型开发到SPECFEM 3D谱元法开源代码中,实现了基于谱元法和运动学混合震源模型的泸定M_S6.8地震的全过程宽频带(0.1—5 Hz)地震动模拟,通过与六个台站的时程记录、对应的反应谱以及NGA-West2地震动衰减曲线进行比较检验了方法的精度和适用性;进而给出了此次地震的三分量速度波场快照图,再现了地震波传播时近场地震动的方向性效应和局部场地效应;最后给出了震中100 km×100 km范围内的地震动峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV)云图,分析了泸定地震近场强地面运动的空间分布特征,并给出了基于模拟结果的地震烈度分布图。结果显示,震中PGA接近600 cm/s²,PGV接近50 cm/s,烈度达到Ⅸ度,且由于泸定地区内高山峡谷地形对地...     

热带气旋引起的震颤波

在中国地震台网的宽频数字地震计和倾斜、重力仪的观测中,记录到来自西太平洋热带气旋（热带风暴、台风）引起的震颤波.通过对2006年来自西太平洋的全部热带气旋的分析,以及所观测到的震颤波与气旋运动过程中强度的变化、运动路径、观测点与其之间的距离变化等方面的分析研究得到以下结论：震颤信号的持续时间与热带气旋的生命过程基本相符,其中出现强震颤的时间大多为2～3天,特征为信号的包络线呈纺锤状叠加在观测背景上,震颤波的主要频率范围为0.13～0.33 Hz（周期：3～7 s）.我国内陆大部分区域内的宽频地震计、重力仪、倾斜仪等都能清晰记录到这类由热带气旋引起的震颤波.震颤波的强度主要与热带气旋的强度、运动路径以及气旋中心到地震观测台站的距离这几个因素直接相关;而震颤波的变化过程与热带气旋的运动和变化过程密切相关,其中强震颤波的出现时间与气旋过大陆板块边界进入大陆架的时间一致.经对热带气旋的结构、运动规律及动力学特点的了解分析,初步分析认为其主要源于热带气旋运动过程中与浅海区大陆架及陆地表面的摩擦、气压载荷变化以及由此产生的海浪对地壳板块的冲击,及板块边界断层对气旋扰动的响应.此外,我们对北印度洋孟加拉湾生成并在缅甸登陆的热带气旋也进行了实例分析.结果表明：与西太平洋相比,北印度洋热带气旋引起的震颤波对我国大陆的地震观测而言信号较弱.     

新的震级国家标准在2018年陕西宁强MS 5.3地震震源参数测定中的应用

利用国家测震台网记录到的2018年9月12日陕西宁强M_S 5.3地震的波形数据,使用新震级国标计算了此次地震宽频带面波震级M_(S(BB)),利用CAP波形反演方法得到震源机制解及矩震级M_W。结果显示:利用50个宽频带测震台站的波形数据测得此次地震的M_(S(BB))为5.0,与GCMT测定的M_S震级一致;由CAP方法反演得到的最佳双力偶参数为节面Ⅰ:走向169°/倾角81°/滑动角9°,节面Ⅱ:走向78°/倾角81°/滑动角171°;矩震级M_W为5.0,与USGS公布的结果较一致,与GCMT公布的结果仅差0.1。研究认为,此次地震震级应为5.0左右,在日常地震速报中可将M_W作为首选发布震级;而对于中强地震,M_(S(BB))震级相较于M_S震级作为发布震级更为合理。     

JCZ-1甚宽频带数字地震仪地震记录特征

分析讨论了JCZ-1甚宽频带数字地震仪在武汉地震台观测记录的典型特性,并与该台短、中、长周期模拟地震仪的同步观测资料作了比较分析,结果表明,其地震震相记录清晰、丰富.应用JCZ-1甚宽频带数字地震仪能有效地提高地震台的地震监测能力和全球大震速报质量.