闽粤赣交界区地震震源位置及速度结构研究

采用震源位置及速度结果的联合反演方法确定闽粤赣交界区(24°~26.5°N,114°~117.8°E)地震的震源位置以及震源区速度结构。结果显示:1闽粤赣交界区地震震源平均深度随震级增大而加深的特征明显,即地震震级越大,震源深度越深,但平均深度不超过15 km;越靠近沿海,地震震源深度有加深的趋势。2通过对河源地区、邵武-河源断裂带中段(寻乌-瑞金)区域、政和-大浦断裂带中段(漳平附近)区域以及闽粤近海区域地震剖面研究,发现地震多发生于高低速异常结合部位。     

川滇地区中小震重新定位与速度结构的联合反演研究

通过震源与速度结构联合反演, 利用2000年4月至2006年3月云南和四川区域地震台网给出的P波初至走时资料, 确定了川滇地区的三维速度结构, 同时获得了川滇地区6642次中小地震的重新定位结果。 结果表明: ① 川滇地区地震震源平均深度随震级增大而加深的特征明显, 地震震级越大, 震源深度越深, 但震源下界不超过25 km; ② 在瑞丽-龙陵、 丽江-小金河以及龙门山等断裂带以西地区, 震源深度偏浅, 大多在15 km以上, 15 km深度以下地震稀少; ③ 川滇地区中小地震分布具有与强震相同的地壳深部介质背景, 震源大多分布于正、 负异常过渡区的速度相对较高一侧, 而其下方主要为低速异常分布。     

大同震区地震序列震源位置及震源区速度结构初探

采用震源位置和速度结构联合反演的方法对大同震区1989年6.1级、1991年5.8级、1999年5.6级3次地震地震序列进行了震源位置和震源区速度结构反演,以确定3次地震序列的分布和震源区的速度结构。结果表明：3次地震序列的发震断裂为NNE向的大王村断裂和NWW向的团堡断裂,两条断裂表现为交替发震;3次地震序列的震源深度平均为10.06 km,其中以6~15 km为发震优势层;研究区速度结构与大的地貌特征相符,沿大同盆地第四纪沉积层表现的不间断低速带,从大同县一直延伸到阳高、天镇等地。在中部山自皂台附近出现了一高速区位置与大同火山群分布区相近。大同—阳高3次地震序列分布在相对高速区上,表明这一区域为应力集中地区。     

2003年大姚6.2级、6.1级地震序列震源位置及震源区速度结构的联合反演

采用震源位置和速度结构的联合反演方法确定2003年大姚6.2级、6.1级地震序列的分布和震源区的速度结构.该方法首先确定研究区的速度结构,然后在该速度结构的基础上对地震重新定位.结果表明:① 大姚6.2级地震序列明显分为地震较密集的东南段和地震较稀疏的北西段,而且这两段存在一定的错动,速度结构也显示出高、低速交界带在错动处具有转折特点;② 大姚6.2级地震序列在深度上呈"V"字形分布,这与该地区呈倒三角形分布的低速体相对应,即余震主要分布在高、低速交界带附近;③ 大姚6.2级、6.1级地震的破裂区都位于倒三角形低速体的东南侧,6.2级地震沿高、低速交界带往下破裂,而6.1级地震沿高、低速交界带往上破裂;④ 6 km深度的速度分布显示震源区具有高、低速度体交替呈四象限分布特征,而且余震主要沿北西向的高低速交界带分布;⑤ 大姚6.2级主震的东南侧的高、低速交界带处的低速体速度值较北西侧低速值高,其对6.2级地震往东南方向破裂具有阻碍作用,即东南侧处于能量积累状态,有利于6.1级地震的发生.     

基于密集台阵的青藏高原东北缘地壳精细结构及九寨沟地震震源区结构特征分析

基于青藏高原东北缘密集宽频带野外流动观测台阵以及固定台站资料,利用双差层析成像方法对地震位置和研究区的地壳速度结构进行了反演.最终用于联合反演的地震事件合计9644个.结果显示青藏高原东北缘速度结构具有明显的横向不均匀性.从整体上看,青藏高原地区表现为低速异常,鄂尔多斯表现为高速异常,而扬子地块亦表现为高速异常.不同深度处速度结构表现不一致,同一深度处P波速度结构和S波速度结构也有明显差异.由西秦岭北缘断裂带、临潭-宕昌断裂以及礼县-罗家堡断裂围限的地震活动强烈的区域中,P波速度结构由深度0 km时呈现的低速异常,逐渐过渡到5 km时高低速相间分布的特征;而S波速度结构在此区域中,由近地表0 km时高低速相间分布的特征,逐渐过渡到30 km时几乎表现为低速异常.2017年8月8日九寨沟7级地震所在的塔藏断裂、岷江断裂和雪山断裂围限区域,在深度20 km处的P波速度结构和周围存在明显差异,九寨沟地震处于高速异常与低速异常的过渡带内.此外,2013年7月22日发生在青藏高原东北缘的岷漳县6.6级地震,震源区所在的临潭-宕昌断裂附近的P波速度结构在15 km深度处也有明显特征,震源位置所在区域也处于高低速过渡带.该区域这种地壳内部高低速过渡带可能是应力比较容易积累而发生中强地震的一个重要场所.     

华北盆地边缘及邻区地壳S波速度结构及其地震孕育机制

利用分布在华北盆地及其周边(113°E—121°E,34°N—41°N)72个固定地震台站记录到的2009年和2010年远震地震波形记录,提取多频段P波接收函数,反演了台站下方的S波速度结构,并结合该区域1970—2016年的地震目录分析了反演结果.华北盆地周缘及邻区中下地壳普遍存在低速异常,首都圈地区Moho深度约在33 km左右,台站下方在4~10 km的深度范围内一般都存在2~5 km厚的高速层,紧随高速层之下又出现了2~6 km厚的相对低速层;在太行山隆起向华北盆地的过渡区,地壳结构较为复杂,Moho面深度变化较大,自西向东深度变浅,且太行山隆起区内明显存在壳内低速层,而接近华北盆地处的地壳内存在轻微的速度扰动异常(即低速层);鲁西隆起地区Moho深度在31~34 km之间,在大地热流高值区地壳高低速异常明显.基于华北盆地周缘地区地震在地壳高低速层均有分布,而分布在低速层内的地震事件相对较多,比较符合曾融生等(1991)提出的"双层破裂震源模型",即地幔热物质上侵导致了中下地壳的低速软弱层形成,并在软弱层处产生了附加的水平剪切力,进而其破裂诱发地震,同时将部分应力传递给上覆高速硬包体,为高速异常体内地震的触发积累能量.华北盆地周缘低速异常体的分布是该区域地震频发的重要诱因.     

应用背景噪声成像研究祁连山地区地壳S波速度结构

利用祁连山地区(36°~42°N,96°~104°E)38个台站2014年8月—2015年12月的垂直分量连续背景噪声记录,获得了台站对之间的互相关函数和瑞利面波相速度频散曲线,采用基于射线追踪的面波频散直接反演方法,得到了观测台站下方5~40 km深度范围内的S波速度分布图像。结果表明:在5 km深度处,速度结构分布特征与地表构造分布存在一定的相关性,松散沉积层厚度影响明显;在18 km深度处,S波速度横向不均匀性明显,呈现为高低速相间不同尺度大小的区域性。同时,5~20 km深度范围内速度随深度增加而逐渐增加,其变化幅度为0.2 km/s;在30 km深度处,祁连和门源地区高低速相间分布明显;在35~40 km深度,随深度增大,祁连山北缘断裂带、托莱山断裂、冷龙岭断裂带以北地区为高速区,以南为低速区。     

2017年米林6.9级地震震源区速度结构与余震重定位

利用西藏自治区林芝地区的固定地震台站与南迦巴瓦流动测震台站在2017年11月18日至2017年11月24日记录到的430个余震的直达波走时数据反演得到了震源区的三维P波速度、S波速度结构,并利用三维速度结构对余震进行了重定位.成像结果显示,米林地震震源区在0~5km深度内存在低地震波速度异常;在5~15km深度内,存在高地震波速度异常,该高速异常致使震源区西南侧的地震波速度高于东北侧.重定位结果中,余震呈条带状以NW-SE走向展布,震源深度具有西南方向深、东北方向浅的特征.主震位于11km深度处、高地震波速异常体顶部,余震主要分布在高地震波速度与低地震波速度过渡的区域.对成像结果的分析表明,震源区浅部的低速异常具有低泊松比的特性,与富石英的沉积变质杂岩体-东久杂岩单元的岩性特征有关;深部的速度结构特征则可能反映了发震断层上盘地震波速度高,下盘地震波速度低的介质特性.余震重定位结果与成像结果联合表明:此次地震发震断层从11km深度处,东久杂岩体下方的高地震波速度异常顶部开始破裂,继而在5~15km深度内发生后续破裂,后续破裂的发生区域正处于喜马拉雅构造单元与冈底斯构造单元接触的形变区内.此外,根据地震波速度计算的泊松比反映了震源区持续的低泊松比特征,暗示此次地震与流体活动并无直接关系.     

苏鲁地区剪切波速度结构研究及与地震关系探讨

利用S波纯波形拟合法以及T函数法反演了苏鲁地区壳幔剪切波速度结构,并利用长周期P波T函数反演得到了连云港和莱阳台下方800km深度的速度结构。结果显示:(1)苏鲁地区大部分台站地壳表层及上地壳浅部速度偏高,分别对应高压、超高压物质和古老基底出露地区;(2)沿郯庐断裂带分布的台站均显示明显低速层,并具有北浅南深的特点;(3)连云港和莱阳台超深度反演结果显示两台均在150km深度下出现高速层,反映扬子板块的俯冲深度为100km以下,俯冲板片厚度在100km以上;板片拆离下沉深度甚至达到300km或者更深;(4)地震深度分布与低速层关系密切,沿郯庐断裂和烟台—五莲断裂的中小地震震源深度都比较深,有的甚至达到地壳的底部,反映这两条断裂目前切割深度都比较大,而且地幔物质相对比较活跃。     

昭通地区地震层析成像及彝良震区构造分析

本文结合1992年01月至2012年10月国家地震台网、四川地震台网、云南地震台网及重庆地震台网的65个台站记录到的2,107个地震的17,945条P波绝对到时数据及227,701条P波相对到时数据,利用双差地震层析成像方法联合反演了昭通地区地震震源参数及地壳三维速度结构.反演结果表明,地震重定位精度有了显著改进,地震在水平方向的重定位精度要高于垂直方向.在深度方向,消除了重定位前地震在5~10km间的层状分布假象,昭通地区震源深度总体大于彝良地区,且彝良地区地震随深度增加向西展布,根据余震分布特征推测地震发生在走向NNE,倾向NW的石门断裂上.反演得到的三维速度结构表明,地表速度异常与地形起伏及地质特征有着密切关系:在浅层,昭通坳陷盆地表现为较大范围的低速异常,且低速异常区在盆地东北缘范围加深.彝良附近表现为高速异常带,大关附近表现为低速异常.随着深度的增加,反演得到的P波三维速度结构清晰地显示出彝良地区中下地壳介质受到北东向挤压而向上隆起,与浅部的高、低速异常区相互交错,形成介质速度构造复杂区域.重定位后的彝良ML5.7级和ML5.6级地震的震源位于隆起的高速异常区两侧的速度过渡区,其走滑兼逆冲的破裂机制与该处反演结果揭示的彝良地区下方的速度异常形成机制较为一致.     

河北省南部及邻区地壳P波速度结构三维反演

1980—2012年河北省及邻区测震台网地震记录,使用了河北省南部及邻区（34.0°—38.0°N,112.0°—118.0°E）63个固定地震台站和4 540个地震事件,得到27 709条P波到时数据,采用速度结构与地震位置联合反演的方法,获得研究区内地壳P波三维速度结构,重新确定中小地震震源位置。速度结构揭示：研究区域内地壳的P波速度结构存在明显的横向不均匀性,在10—25 km深度上横向不均匀性更加显著;大地震基本发生在速度异常体或高低速交界区域。地震重新定位结果显示：地震P波走时均方根残差（RMS）从1.68 s降到0.82 s;地震呈明显条带状分布,震源深度与地质构造年代具有一定负相关性。     

利用震源机制解走向判定地震影响场长轴方向

为了评估以震源机制解走向作为影响场长轴方向的适用性,以1970—2020年145个破坏性地震为研究对象,研究各地震的震源机制解走向和极震区长轴方向之间的偏差,发现两者平均差值为17.0°;走滑型、逆断型和正断型地震分别占研究地震总数的56.6%、19.3%和6.2%,其震源机制解走向与极震区长轴方向的平均差值分别为16.4°、16.2°和20.6°;有82.8%的地震的震源机制解走向与极震区长轴走向差值小于30°,说明该方法是可行的。通过统计研究2010—2020年等震线长轴方向明显的50个强震震中附近区域历史强震震源机制解走向与极震区长轴方向差值,结果表明:有13个地震震中30 km范围内有历史强震发生,最近历史强震震源机制解走向与极震区长轴方向差值小于30°的有8个(62%)。如果在距离地震震中30 km以内发生过历史强震,则可以综合考虑距震中最近的历史强震震源机制解走向和活动断裂走向来判定影响场长轴方向。     

利用小震与强震震源机制解反演首都圈现今构造应力场

由于首都圈地区近年来布设了较为密集的地震台网, 使得较小地震震源机制的求解成为可能。 本文收集了首都圈地区近50年来大震震源机制以及2002—2004年中小震震源机制解, 采用对不同震级地震进行加权处理的网格搜索法将强震与小震结合对首都圈地区的现今地壳应力场进行反演。 得到了较为精确的首都圈地区各区域的构造应力场。 结果表明: 北京张家口区, 主压应力轴N(43°～86°)E向; 唐山及邻区,主压应力轴N(38°～86°)E向; 邢台区, 主压应力轴N(79°～81°)E向; 本文反演结果与前人结果相似, 表明了研究方法的正确性, 并揭示了现今首都圈地区应力场的整体一致性和分区差异, 对解释首都圈地区的发震背景和地球动力学研究有一定的参考意义。     

EARTHQUAKE LOCATION AND VELOCITY STRUCTURE IN YIBIN AREA,SICHUAN

Small earthquakes have been recorded in Yibin area, Sichuan Province since 1970, the frequency and intensity of seismicity have shown an increasing trend in recent ten years, and the earthquakes are distributed mainly in Changning, Gongxian and Junlian areas. Based on the seismic data from January 2008 to May 2015 recorded by Sichuan and Yunnan regional networks and Yibin local network, seismicity analysis, precise location and velocity structure inversion for earthquakes in Yibin area are carried out, the three-dimensional spatial distribution of seismic activity and the velocity structure at different depths in this region are investigated, trying to analyze the seismic activity law and seismogenic mechanism in Yibin area. The earthquake relocation result shows that the spatial cluster distribution of earthquakes is more obvious in Yinbin area, the earthquakes are concentrated in Changning-Gongxian and Gongxian-Junlian regions. The seismic activity presents two dominant directions of NW and NE in Changning-Gongxian region, and shows asymmetric conjugate distribution, the long axes of NW-trending and NE-trending seismic concentration area are about 30km and 12km respectively, and the short axes are about 5km. There is a seismic sparse segment near Gongxian, the frequency and intensity of seismicity in the southeast side are obviously higher than that in the northwest side, and the earthquakes with larger magnitude are relatively deep, the focal depth is gradually shallower with the distance away from Gongxian. Seismic activity is sparse in the west and dense in the east in Gongxian-Junlian region, the predominant direction of earthquakes in the seismic dense area of the eastern segment is NE. Seismic activity extends in opposite direction in the easternmost part of the two earthquake concentrated area. The P-wave velocity structure at different depths in the study area is obtained using joint inversion method of source and velocity structure. In view of the predominant focal depth in this region, this paper mainly analyzes the velocity structure of the upper crust within 10km. Within this study area, the P-wave velocity of earthquake concentration areas is relatively high within 10km of the predominant focal depth, especially in the northwest of Gongxian and eastern Junlian area, the P-wave velocity on the southeast of Gongxian increases gradually with depth, especially at 6km depth. These high-velocity zones are generally related to brittle and hard rocks, where the stress is often concentrated. Comparing earthquake distribution and velocity structure, seismic activity in this area mainly occurs in high-low velocity transition areas, the inhomogeneity of velocity structure may be one of the factors controlling earthquake distribution. The transition zone of high and low velocity anomalies is not only the place where stress concentrates, but also the place where the medium is relatively fragile, such environment has the medium condition of accumulating a large amount of strain energy and is prone to fracture and release stress.     

华北及周边地区上地幔P波速度结构

本文基于层析成像方法研究了华北及其邻区(30°N~43°N,100°E~130°E)的上地幔P波速度结构.该区域是我国地震活动强烈的地区之一,曾多次发生破坏性地震,地质构造十分复杂.本研究采用中国数字化地震台网1996~2002年和中国科学院地质与地球物理所（IGGCAS）流动地震台阵2001~2003年地震记录中的P波走时,挑选了6870个地震事件,其中包括1382个区域地震事件,5488个远震事件.在对实际资料反演之前,进行了分辨率测试以确定反演结果的可靠性,对反演中不同参数对结果的影响做了分析,以确定最佳的的模型和参数.根据上述分析,以水平方向1°×1°,垂直方向以5 km、15 km、30 km为间隔划分网格,并建立初始速度模型,采用伪弯曲射线追踪方法计算走时和射线路径,通过基于LSQR算法的反演重建了研究区域40 km以下、480 km以上的三维P波速度结构.成像结果显示：（A）研究区域西南部的四川盆地北部在40 km以上为明显的低速异常,40 km以下一直到360 km均为高速异常;（B）华北盆地在90 km之上高速异常比较明显,而在120 km~360 km的深度,低速异常为区域主要特征,它与渤海湾地区的低速区连接,形成地幔楔,随着深度的增加,由于太平洋俯冲板块的影响,华北盆地和渤海湾地区下的高速异常突出.     

丁青地区地震重定位、震源机制及其发震构造初步分析

文中利用青海省地震台网的宽频带数字记录,通过CAP反演等方法获取了西藏丁青8次MS≥3.0地震的震源机制解(1次地震的震源机制解来自USGS)。结果显示,7次地震以正断破裂为主,兼具少量右旋走滑分量,断层优势走向为NNE,P轴的优势方位为SWW,T轴的优势方位为SEE。同时,利用双差相对定位法获得了217个地震的重定位结果。重定位后,余震沿NE-SW向展布,与震源机制解的走向基本吻合,但与区域内主要走滑型断裂近EW的走向不一致。2015—2018年发生的地震主要分布在5~15km深度范围,2018—2020年震源深度范围缩小至7~12km,2018年以后震源深度的分布范围明显收窄。丁青地震发生在羌塘块体中部,域内既受到SN向印度洋板块与亚欧板块的强烈碰撞挤压作用,也存在EW向伸展构造活动。综合分析重定位、震源机制结果及地质构造背景等资料,认为2016年MS5.5、2020年MS5.1地震的发震构造可能是同一条NE走向的正断型断裂,发震断层面可能为节面I,即走向、倾角和滑动角分别为12°、58°、-103°与9°、57°、-101°的节面。由于丁青地区地质资料匮乏,无法明确具体的发震断裂。     

2020年6月9日中卫ML3.4地震的震源机制及其中心解的测定

2020年6月9日宁夏中卫市沙坡头区发生M_L3.4地震,该地震发生在1709年中卫南7?级地震的极震区内,且震中位于以往弱震相对偏少的地区。本文利用宁夏区域地震台网的波形记录,采用gCAP方法反演了2020年6月9日中卫M_L3.4地震的震源机制解及震源矩心深度,并用Hash方法计算其震源机制解,且得出了两种方法的震源机制中心解。结果表明,gCAP方法的震源机制解为:节面I走向255°,倾角79°,滑动角?20°;节面II走向348°,倾角70°,滑动角?168°,震源矩心深度为12 km。而Hash方法的震源机制解为:节面I走向344°,倾角89°,滑动角176°;节面II走向74°,倾角86°,滑动角1°。两种方法的震源机制中心解为:节面I走向255°,倾角87°,滑动角?11°;节面II走向346°,倾角80°,滑动角?176°,主压应力轴走向主要为NE向,其中gCAP方法结果与震源机制中心解的最小空间旋转角相对最小,为12.09°。结合过去地质构造资料,推测2020年6月9日中卫M_L3.4地震的主要错动方式为左旋走滑,且断层面为NEE向节面的可能性较大。      

2017年精河MS6.6地震的断层参数和破裂过程

利用远震资料、近场强震资料和合成孔径雷达干涉同震形变资料确定了2017年8月9日精河M_S6.6地震的断层面参数及震源破裂细节。为得到可靠的断层几何参数,发展了一套基于InSAR数据滑动分布反演的三维格点搜索流程,对本次地震断层面的走向、倾角和震源深度进行了格点搜索。结果显示,地震断层面走向为95°,倾角为47°,震源深度为14 km。基于搜索得到的断层模型进行破裂过程联合反演的结果显示:精河M_S6.6地震为一次单侧破裂事件,最大滑动量约为0.8 m,滑动区域集中在断层面上震源以西5—15 km,沿倾向15—25 km,破裂主要发生在10 km深度以下区域。断层面上的平均滑动角为106°。整个破裂过程释放的标量地震矩为3.6×1018 N·m,对应矩震级为M_W6.3。破裂过程持续约9 s,期间的破裂速度约为2.1—2.6 km/s。由于地震破裂主要集中在10 km以下,未来可能需要关注该区域0—10 km发生潜在地震的可能性。      

邢台地区长周期地震动特征初步分析

沉积平原中存在地表低速沉积层是长周期地震动产生的关键因素,而长周期地震动会对长周期建筑物造成严重威胁和震害。本文基于邢台地震的历史地震震源模型和含地表沉积层的地壳速度模型,采用离散波数有限元法,对邢台地区进行了长周期地震动的计算分析。研究表明,邢台平原地区在大震中会产生长周期地震波,邢台地震中反应谱峰值区域位于宁晋南,与极震区基本重合。震中距小于55km区域内的周期1.5—4s的放大系数谱超过了抗震设计规范谱,反应谱放大系数值在周期2s附近达到峰值。因此,邢台地区因存在地表软弱沉积层,该区抗震设防可能对长周期地震动估计不足,建议应予以特别考虑。