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。     

用地震波波形拟合方法研究中小地震的震源机制

采用网格搜索方法,利用区域地震三分量全波形资料,对中小地震震源机制的反演方法进行了研究。反演采用初动约束、分段求相关系数,以及幅值加权的混合方法计算误差函数,通过格点搜索法确定震源深度。理论模型试验表明,反演结果具有较好的稳定性和可靠性。云南地区区域数字地震台网的观测资料反演表明,该方法可以合理地拟合观测波形资料。将2001年7月9日(24.93°N,101.47°E)发生的MS 5.3地震的震源机制解与哈佛大学CMT进行了对比,结果表明,Z分量波形拟合略比CMT拟合的好,R分量和T分量的波形拟合明显好于CMT的对应分量。 我们对2001年4月5日在(25.77°N,102.30°E)发生的mb 4.8地震进行了震源机制反演。结果表明,该地震主要表现为走滑断层,震源机制解为(180°,80°,11°)。根据这两个地震震源机制推断的主应力轴,与该地区现代构造应力场特征基本一致。     

用一种混杂的全局搜索算法测定震源参数

混杂的全局最优化算法是一种模拟退火法和下坡的单纯形法相结合的方法，该法用来反演远震体波求解震源参数，在时间域对震源时间函数加约束，反演双力偶参数而不是反演矩张互通主考虑多重震源导致非线性和多重模型问题，在这些问题中，目标函数包括许多局部极小值。     

基于微地震定位与震源机制联合反演算法(JSSA)分析页岩气水力压裂效果及应力状态

采用微地震定位与震源机制联合反演算法(JSSA算法)对威H3-1井的实际压裂数据进行处理,得到1507个事件的空间位置和震源机制信息。根据联合反演的震源机制信息,计算事件的P轴分布,从而解释压裂施工区域的应力分布状态。通过对压裂施工区域的综合解释分析,表明工区西侧存在较大的SN向天然裂缝,以及在水平井附近存在较小的压裂裂缝,从而达到了评价压裂效果、指导压裂施工的目的。     

2010年河南太康MS4.6地震序列震源参数的精确确定

精确确定地震的震源机制解、震源深度和序列的相对位置是地震危险性分析的重要基础.2010年10月24日和2011年3月8日,河南太康地区分别发生M_S4.6和M_S4.1显著地震,为分析该弱震、少震区的地震危险性,本文利用CAP方法反演了震源机制解和震源深度,并结合深度震相波形记录进一步确认了深度的可靠性.结果显示,两次地震的震源机制解较为接近,均以走滑为主,深度也均为13km左右.此外,以主震作为参考事件,采用主事件法对余震的水平位置进行了相对定位,定位结果显示余震空间上分布的走向分别与主震震源机制解两个节面走向大致相同.本文结果为研究当地地震危险性提供了一定依据.     

邻近算法在微地震震源位置和一维速度模型同时反演中的应用

微地震事件的空间分布可以用来监测水力压裂过程中裂缝的发育情况。因此,震源定位是微震监测中重要的环节。震源定位依赖准确的速度模型,而震源位置和速度模型的耦合易导致线性迭代的同时反演方法陷入局部极小值。邻近算法作为一种非线性全局优化算法,能够最大程度地避免陷入局部最优解。本文将邻近算法应用于单井监测的微震定位和一维速度模型同时反演,首先利用邻近算法搜索一维速度模型,再使用网格搜索方法进行震源定位,并根据定位的走时残差产生新的速度模型,最后通过若干次迭代使其收敛到最优解。理论和实际数据结果均表明该方法能够避免局部最优解,得到较为可靠的震源位置和一维速度模型。     

同一地震多个震源机制中心解的确定

一个地震发生后,根据不同方法和资料可以求出地震的震源机制解.由于采用的方法和选择资料不同,得到的震源机制会有一定差别.为解决在多个震源机制解中确定一个合适的震源机制解进行后续分析的需求,首先推导了表示两个震源机制差别的最小空间旋转角,采用示例验证了最小空间旋转角表达了两个震源机制的差别.为找到一个与多个震源机制差别的平方和最小的震源机制,将待定震源机制与所有震源机制的最小空间旋转角的平方和作为目标函数,并且将非线性的最小空间旋转角的平方和线性化,采用Levenberg-Marquardt方法给出了求解方法.根据这种方法,给出了2008年汶川地震和2018年新疆精河地震的中心震源机制解.该方法为在多个已经求出的震源机制中确定中心解,从而进行其他诸如应力触发、地球动力学分析等提供了工具.     

震源扫描算法：绘制震源时空分布图

提出了一种称为震源扫描算法（SSA）的新方法,用来绘制震源的时空分布。利用试验地点和发震时间,这种方法通过对所有台站在它们理论到时处观测到的绝对振幅求和来计算“亮度”函数。然后,对整个模型的空间和时间进行系统的搜索,寻找“亮度”函数最大值来确定震源的时空分布。这种方法的最大优点是：（1）不需要计算高频率理论地震图就可以获得波形信息（包括到时和相对振幅）;（2）既不需要对震源的几何特征做任何先验的假设也不需要拾取预先组合的相位数据。使用合成数据进行的一系列测试表明,这种方法是健全的并且能够在一个网格间隔中如实地还原震源结构。最后,我们通过对最近的卡斯凯迪亚北部消减带偶发的颤动及滑动产生的波形数据定位了一个典型的颤动事件,以此来证明震源扫描算法的有效性。     

近震源破裂过程反演研究——I.方法和数字试验

利用非线性规划研究的最新成果,设计了一种全新的震源破裂过程的反演方法,同时反演震源破裂的时间图像和滑动在破裂面上的分布.该方法与目前震源过程破裂反演计算所用的两类主要方法(线性矩阵方法和全局搜索寻优方法)相比,在线性矩阵方法对初始模型依赖大、解不稳定和全局搜索寻优方法在高维解空间寻优效率不高、易出现伪解等方面有较显著改善.数字试验的测试表明,本方法计算效率高,反演结果稳定、可靠,可有效应用于实际地震震源过程的反演研究中.     

震源时间函数与震源破裂过程

简要介绍了现代数字地震学的两个重要概念。一个是震源时间函数，另一个是地震震源的时空破裂过程。首先，从地震断层位移表示定量出发，介绍震源时间函数和震源破裂过程的基本概念。然后，分别介绍两种从远场地震记录中提取震源时间函数和获取有限断层面上时空破裂过程图像的反演方法。     

祁连山中东段基于CAP方法的中小地震震源机制研究

利用甘肃省数字地震台网记录的区域波形资料,采用CAP方法计算了2001年至2009年发生在祁连山地震带中东段的37次中小地震震源机制解;采用格点搜索法对这37次地震震源深度进行了重新计算,获得了较理想的结果。结果表明,震源机制解具有分区特征,N38°以北地震以走滑型地震为主,N38°以南的地震以走滑型及走滑兼逆冲型为主。主压应力主要有两个优势方向NE和NEE向,仰角大多数小于30°,说明作用力以水平作用为主。通过与哈佛大学中强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。     

近震源破裂过程反演研究——Ⅰ. 方法和数字试验

利用非线性规划研究的最新成果, 设计了一种全新的震源破裂过程的反演方法, 同时反演震源破裂的时间图像和滑动在破裂面上的分布. 该方法与目前震源过程破裂反演计算所用的两类主要方法(线性矩阵方法和全局搜索寻优方法)相比, 在线性矩阵方法对初始模型依赖大、解不稳定和全局搜索寻优方法在高维解空间寻优效率不高、易出现伪解等方面有较显著改善. 数字试验的测试表明, 本方法计算效率高, 反演结果稳定、可靠, 可有效应用于实际地震震源过程的反演研究中.     

2004年东乌珠穆沁旗地震震源参数研究

利用波形反演方法, 研究并确定了2004年3月24日发生在内蒙古东乌珠穆沁旗与西乌珠穆沁旗交界处地震的震源机制及深度。 近震波形对震源机制有很好的约束, 而远震体波对于震源深度分辨率很高, 因此综合利用了近震和远震波形数据。 对于近震宽频带波形记录, 用CAP方法反演震源机制解。 利用远震直达P波、 pP波和sP波的到时能较好的确定震源深度。 综合利用近震宽频带波形和远震体波波形记录, 反演得出2004年03月24日地震为逆冲型, 震级为M_W5.3。 其两个节面分别为: 节面I的走向、 倾角、 滑动角分别为147°、 22°、 87°, 节面Ⅱ的走向、 倾角、 滑动角分别为 330°、 68°、 91°; 震源深度为(12±2) km, 是一个典型的浅源上地壳地震。 与前震序列对比, 节面Ⅰ是可能的发震构造。     

1984年5月21日南黄海地震的震源参数——用IDA记录测定浅震震源参数

本文讨论了利用国际部署加速度仪台网(IDA)的超长周期瑞雷波记录,反演震源参数的有关理论和方法.对于震源深度大于30km的地震,地震矩张量的五个元素都可以测定;对于浅源(h30km)地震,其中两个元素变为无解[1,2,3].本文以1984年5月21日南黄海浅源地震为例,研究了在浅震难题的情况下,如何更多地提取震源信息的问题,测定了主震的断层机制为:走向北35西,倾角52,滑动方向54,地震矩为1.21018Nm,压应力主轴方向为北74.4东,是一个走向北北西的左旋逆断层.本文还阐述了分布源模型问题。结果表明,采用分布源与采用点源模型对南黄海这种中强地震反演结果的影响不大.分析了震源有限性问题,提出了进行修正的一种明确表达式.      

基于混叠震源和频率组编码的频率域自适应全波形反演(英文)

全波形反演是一种高精度的地震成像方法,可以对地下介质物性参数模型进行准确的重构。然而在实际应用中,尤其是在三维复杂介质反演中,计算成本太大是该方法的一个重要缺陷。将混叠震源技术引入到频率域全波形反演中可以大幅度地降低计算成本,提高反演效率。但是使用震源编码技术也带来了两个问题:一方面,参与编码的各个震源之间会产生"串扰噪声",导致反演结果中出现假象;另一方面,基于震源编码的频率域全波形反演方法周围噪声较为敏感,使该方法对含噪数据反演质量较差。本文引入一种频率组编码方法来压制"串扰噪声",并基于震源编码技术提出一种频率域自适应全波形反演方法,通过一个与频率相关的自适应选择机制,将常规频率域全波形反演方法和基于震源编码的全波形反演方法联合起来,在保证反演质量的同时也最大程度地提高了反演效率。     

2014年5月云南盈江两次中强地震震源参数研究

本文采用“剪切-粘贴”(CAP, Cut And Paste)方法, 分别利用区域地震台网的宽频带记录和全球地震台网宽频带记录, 独立反演和联合反演了云南盈江2014年5月24日5.6级和5月30日6.1级地震震源参数。 结果表明, 采用近震和远震数据联合反演结果更为稳定, 5月24日5.6级地震震源机制解两个节面分别为: 走向153°/倾向90°/滑动角171°和243°/81°/0°, 5月30日6.1级地震两个节面分别为172°/72°/180°和82°/90°/-18°。 两次地震断层参数较为接近, 均为走滑型地震, 结合区域构造背景和地震序列重定位结果认为其发震断层可能为近南北向苏典断裂。 震源机制解反演结果与震源区历史地震震源机制解和利用其它方法得到的机制解相近, 也符合震源区的区域应力场特征。 两次地震反演最佳震源深度分别为8 km和6 km, 均为发生在上地壳的浅源地震, 表明苏典断裂在此部位可能并没有切割到地壳深部。     

反演潜在震源力学参数的一种方法

提出利用水准测量资料反演潜在震源力学参数问题,并提出轮回搜索的反演方法,此方法具有搜索范围大,对初始值要求不高,结果比较可靠等优点,根据Ａｌｅｋｓｅｅｖ的形变模型,用轮回法,利用１９８９年大同地震前的水准测量资料（１９８４－１９８７）和张北地震前的水准测量资料（１９８４－１９８７及１９８４－１９９１）对这两个地区潜在震源的力学参数进行实际计算,结果力源中心与后来实际发生地震的震中相差不到４０ｋｍ。     

1984年5月21日南黄海地震的震源参数——用IDA记录测定浅震震源参数

本文讨论了利用国际部署加速度仪台网(IDA)的超长周期瑞雷波记录,反演震源参数的有关理论和方法.对于震源深度大于30km的地震,地震矩张量的五个元素都可以测定;对于浅源(h≤30km)地震,其中两个元素变为无解.本文以1984年5月21日南黄海浅源地震为例,研究了在浅震难题的情况下,如何更多地提取震源信息的问题,测定了主震的断层机制为:走向北35°西,倾角52°,滑动方向54°,地震矩为1.2×10~(18)N·m,压应力主轴方向为北74.4°东,是一个走向北北西的左旋逆断层.本文还阐述了分布源模型问题。结果表明,采用分布源与采用点源模型对南黄海这种中强地震反演结果的影响不大.分析了震源有限性问题,提出了进行修正的一种明确表达式.     

2020年云南巧家M5.0地震震源机制解与震源区应力场研究

基于国家测震台网数据中心提供的波形资料, 采用gCAP方法反演2020年5月18日云南巧家M5.0地震及研究区域51次地震震源机制解, 并收集研究区域震源机制解50个。 采用网格搜索法反演区域构造应力场, 并对研究区域采用不同划分进行应力场反演。 获得以下结论: ① 主震震源机制解节面Ⅰ的走向、 倾角和滑动角分别为175°、 67°和-19°, 节面Ⅱ的走向、 倾角和滑动角分别为273°、 73°和-156°, 矩震级为4.97, 矩心深度为8.8 km。 表明主震属于兼具逆冲分量的走滑型地震; ② 震后区域应力场主压应力轴方位为NWW, 倾角接近水平, 主张应力轴方位为NNE, 倾角接近水平, 属于走滑型应力状态, 与周边地质构造运动状态相吻合; ③ 对研究区域采用不同划分所得应力场结果相差不大, 表明该区域应力场比较稳定, 受深大断裂带和震源机制解类型影响较小。     

滇中地区震源机制一致性参数时空分布与强震活动

利用云南数字地震台网记录到的地震直达波Pg、Sg振幅资料,采用层状介质中点源位错模型的广义透射系数的快速算法,计算理论地震图的Pg、Sg最大振幅比值,将其与观测值拟合,反演得到1999年至2009年11月14日滇中地区206个中小地震的震源机制解,计算震源机制解应力主轴与相应的区域构造应力场主轴之间的一致性参数,分析震源机制一致性参数时空分布与强震活动的关系.分析表明,强震发生前3年至数月,强震震源区附近出现多个震源释放应力场与区域应力场一致或接近的中小地震,强震就发生在中小震震源机制一致性参数低值分布区内或其边缘附近.