云南漾濞地区地壳层析成像与地震精定位

为考察2021年云南漾濞M_S6.4地震序列的孕震环境和序列活动特征,文中使用云南区域数字台网和部分野外流动观测台阵观测的2011年5月1日—2021年5月31日的P波和S波震相到时数据,利用双差层析成像方法(Tomo DD)获得了漾濞M_S6.4地震序列周边地区的P波和S波三维速度结构、地震序列重新定位结果。结果显示,漾濞M_S6.4地震序列主要沿NW向呈条带状展布,展布区域长轴长约20km,震源深度为5～20km。M_S6.4地震的余震主要沿SE向单侧扩展。发震断层为维西-乔后断裂SE侧的一条近平行的未探明断裂,而主震震中N侧分布的1组NNE向展布的地震则表明可能还存在1条NNE向的未探明断裂,两者共同组成1组共轭断裂。     

2021年5月21日云南漾濞Ms6.4地震震区地壳结构特征与孕震背景

本文基于"中国地震科学台阵探测——南北地震带南段"密集布设的流动地震台阵和川滇区域数字测震台网等共计634个台站所记录的观测资料,先采用地震体波层析成像(TOMO3D)方法反演获得川滇区域的地壳速度结构特征,在此基础上,重点剖析云南漾濞Ms6.4地震震区及周边的三维P波速度结构;再采用三维视密度反演方法,获得漾濞震区壳内视密度的横向变化特征,最后综合分析漾濞Ms6.4地震震区地壳结构特征与地震活动关系、深部孕震背景等科学问题.研究结果表明:漾濞震区P波速度结构与视密度展布特征在深度和分区特征上均具有较好的联系和可比性,震区三维速度结构和视密度反演结果均表现出明显的横向不均匀分布特征,漾濞Ms6.4地震位于高低异常值的过渡带附近,震区南、北两侧速度结构和视密度分布特征各异,综合说明了震区地壳物质存在显著的横向差异.漾濞Ms6.4地震序列集中分布在主震的SE侧,并沿着NW-SE向呈条带状与维西—乔后断裂近似平行展布,长约20 km,主震震源深度为8.6 km,序列震源深度优势分布层位在5～15 km,漾濞Ms6.4地震序列处于高低速异常过渡带附近,震区壳内介质结构的非均匀分布是控制漾濞地震及其序列展布形态的深部构造因素.我们的研究结果还揭示了漾濞Ms6.4地震震区北侧洱源附近存在地壳尺度的低速、低密度异常这一最显著特征,该结果与该部位地表温泉较发育、大地热流值显著偏高等地热分布高度一致,这些均暗示着漾濞地震机制除了与青藏高原东缘深部物质SE向逃逸有关外,可能还与来自上地幔的热异常和深部过程密切相关.     

2021年5月21日漾濞MS6.4地震震源区三维P和S波速度结构与地震重定位研究

2021年5月21日漾濞MS6.4地震震源区位于川滇块体西边界的维西—乔后—巍山断裂西侧,该地区近些年来发生了多次中强地震,地震活动较为活跃.对漾濞地震序列重定位和漾濞震源区及邻区的地壳精细结构研究,有助于深入理解漾濞地震的孕震环境、发震机理和破裂过程.本文基于2008年 1月1日到2021 年6 月3日区域固定台站接收到的 36938条Pg和 32111 条 Sg波到时数据,采用新发展的三重差地震层析成像算法(tomoTD)开展了漾濞MS 6.4地震震源区三维速度结构成像与地震重定位研究.结果显示:(1)余震活动主要集中在维西—乔后—巍山断裂的西侧,整体呈现沿北北西向的条带状分布,结合已有走滑型震源机制解特征,揭示了北西向隐伏断裂是发震断层,其北西段表现为倾角较陡、结构相对简单的走滑断裂,南东段由两条分支断裂组成.(2)主震的发生及地震序列分布与地壳速度结构不均匀性有着密切的关系.主震及4级以上的地震发生在高速边界上或高低速过渡区域,余震主要发生在低速、高VP/VS 区,主震上方与下方均显示高VP/VS 异常,推测在区域构造应力场的作用下,应力在孕震区的刚性介质中积累,中下地壳流体(或者部分熔融地壳物质)侵入发震断层区,弱化了漾濞 6.4 级地震的主震区.另外,余震东南侧的低VP/VS 区可能代表介质刚性强,可能阻碍了余震向南东方向继续扩展.(3)结合2013 洱源 5.5 级地震研究结果,推测维西—乔后—巍山断裂西侧可能存在着较大的北北西向隐伏断层.     

2017年九寨沟MS7.0地震震源区速度结构与余震分布

采用九寨沟M_S7.0 （M_W6.5）地震的余震直达P波、S波走时数据，通过体波走时层析成像方法，获得了震源区及其邻区的P波和S波速度结构，并利用成像结果对余震进行了重定位。结果显示:余震主要集中分布于高、低速异常交界处偏低速异常一侧，呈走向NNW，倾向SW，倾角较高的分布特征；余震序列两侧的P波、S波速度结构揭示了发震断层两侧介质性质的差异，即上盘为刚性较强的高地震波速度区，下盘为刚性较弱的低地震波速度区。由余震分布特征和地震波速度结构推断:九寨沟地震发生在上地壳底部，发震断层具有上盘地震波速度高、下盘地震波速度低的特征；主震引起的后续破裂在上地壳内部的剧烈形变区内传播，破裂能量终止于25 km深度附近。      

2021年云南漾濞MS6.4地震序列特征及其发震构造分析

2021年5月21日21时，云南大理白族自治州漾濞县发生M_S6.4地震。该地震的震中位于川滇块体的西南边界，是该区40多年来震级最大的一次地震。地震未产生地表破裂，余震也未沿震区附近已知的断裂分布。研究者针对这次地震的发震构造已有若干研究结果，但采用不同数据、方法和思考角度对这些结果进行验证并同时补充新认识是必要的。文中利用云南地震台网观测资料分析了漾濞地震序列的时空分布特征，进行重新定位，并通过CAP(Cut and Paste)方法获取序列中较大地震的震源机制解与矩心深度。结果表明，漾濞地震的余震震源深度主要集中在4～13km,余震带总体呈NW-SE走向，空间分段性明显：主震震中北西侧余震稀少且分布相对集中，东南侧余震密集且余震带宽度变大；前震序列发生在主震震中的东南侧，与余震密集段的位置基本重叠，反映主震震中北西侧的稀疏余震应属于触发型，而主震破裂可能属于由震中向SE扩展的单侧破裂型。余震带的深度横剖面显示主震破裂具有明显的分段性，序列北西段的结构较为简单，显示出一个地震丛集，而南东段则相对复杂，很可能由2条倾向SW的高倾角断层组成。漾濞地震序列中29个M<...     

美国南加州Ridgecrest MW6.4-MW7.1地震地表破裂几何学及运动学特征

2019年7月4—6日位于美国南加州城市Ridgecrest附近地区,在不足两天的时间内接连发生了一系列地震,其中包括震级达M W6.4和M W7.1的强震.震后两天对震中区产生的地表破裂进行了实地地质调查和测量,发现两次地震分别产生了NW方向长度50 km和NE方向长度10 km的两条破裂带.根据野外调查,NW方向的地表破裂表现出右旋走滑特征,是M W7.1地震产生的破裂带,而NE方向的地表破裂表现为左旋走滑性质,是M W6.4地震产生的破裂带.地表破裂野外调查和地震序列统计分析表明,NW方向是本次地震序列的主要破裂带,释放了本次地震的大部分地震矩.通过发震的时序关系和地震序列密集条带分布推断,本次地震是NE和NW两个方向应力作用下,两条共轭断层先后破裂产生的一组复杂共轭地震,推测M W6.4地震是一次强烈前震,促进了震级更大的M W7.1主震发生.     

1999年岫岩地震序列研究

用相对定位法对1999年11月29日辽宁省岫岩地区5.4级地震序列的前震、主震和余震进行了重新定位。结果是该序列的主震震源位置为40.538°N,123.026°E,深度为6.958km;重新定位的前震震中分布长短轴差别不大,分布在长轴约1.38km,短轴约1.23km,深度为6～11km的震源范围内,其中4级以上前震明显沿NW向分布,主震位于前震震中NW向分布的东南端;重新定位的余震明显沿NW走向分布,长轴约3.26km,短轴约0.79km,深度为5～12km,余震分布范围比前震分布范围大,主要是后期余震活动向SE向发展的结果。分析表明,1999年岫岩地震序列主要沿NW向分布,这个方向与1975年海城地震序列的NW向分布一致,与海城7.3级主震和岫岩5.4级主震震源机制解NW走向节面一致,也与海城 岫岩震区活动构造方向和岫岩主震的等震线长轴方向一致。并认为岫岩5.4级主震可能被前震触发,这为主破裂成核过程提供了一次实例。     

2011年9月10日瑞昌、阳新间M4.6地震序列特征分析

2011年9月10日瑞昌、阳新间M4.6地震之后,震中区附近发生一系列余震活动.从序列特征、小震震源机制解、余震活动的时空分布特征以及震区地质构造情况等方面,对该地震序列进行初步研究,结果显示:M4.6地震序列中较强的地震活动主要沿NE走向的枫林桥断裂分布,ML2.0以下的微弱地震活动主要沿NW向的襄樊—广济断裂带武穴段分布,M4.6主震可能由NE向的枫林桥断裂所控制.     

九江—瑞昌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2005年九江一瑞昌5.7级地震序列的分布和震源区的速度结构.结果显示九江一瑞昌地震序列存在NW330.方向和NE550方向的两组共轭分布,其中NW330.方向的优势分布更为明显;震源深度分布在3～18km的范围.地震主体破裂发生在上地壳-中地壳过渡层的P波速度低速区内,主震发生后余震向东南与西北方向两头扩展,其中往西北方向破裂时可能遇到了障碍体,积累的能量转向西南-北东方向继续破裂,引发了4.8级强余震.     

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.     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震深部构造背景浅析

2022年1月8日青海境内的托莱山—冷龙岭断裂附近发生了门源M_S6.9地震。结合地壳厚度、速度结构及各向异性等资料探讨了门源地震的深部构造特征,揭示了门源地震的发震位置与地壳结构变化的密切关联。结果显示:门源M_S6.9地震发生在地壳厚度和v_P/v_S值都出现快速空间变化的区域;大约在10—20 km深度范围内,震源位于P波速度从浅到深由高速变低速的垂向过渡区,同时也是S波速度和泊松比分布呈现明显横向变化的过渡区域,震源下方存在明显的低速区;冷龙岭断裂两侧相速度的方位各向异性变化比较明显。1月12日的M_S5.2余震震中紧邻2016年M_S6.4地震震中,揭示出2022年门源M_S6.9地震及其余震活动导致了冷龙岭断裂比较充分的破裂,两次门源地震主震之间及邻区短时间内难以积累更大能量,因而短时间内发生更大地震的可能性不大。青藏高原东北缘的持续向北扩展所导致的地表隆升和地壳增厚是该地区强震频发的主要构造成因。      

南北地震带北段的地壳速度结构及其构造启示

收集和拾取了“中国地震科学台阵”探测项目在南北地震带北段布设的680个流动地震台站和中国地震台网217个固定台站所记录的地震事件的P波和S波初至到时，通过层析成像研究获得了南北地震带北段水平网格间距为0.33°×0.33°的地壳P波和S波速度分布。结果显示:在30 km深度上青藏高原东北部表现为显著的整体性低速异常，低速异常区向南延伸至龙门山断裂，以106°E为界线将秦岭造山带分为西侧的低速异常和东侧的高速异常，并沿银川—河套地堑向东北展布，向北穿过河西走廊，在阿拉善地块表现为低速异常，这可能暗示了青藏高原向东的扩展被较为坚固的四川盆地和秦岭造山带阻挡，而向北的扩展可能影响到了河西走廊至阿拉善地块，并沿银川—河套地堑影响到鄂尔多斯西北缘；在50 km深度上，阿拉善地块、祁连造山带东段显示高速异常，有可能是阿拉善地块向祁连东段下方俯冲所致。研究区内大部分地震分布在P波和S波高低速异常相间及速度剧烈变化的地区，M≥6.0强震几乎全部投影在30 km深度的低速异常区域内，说明强震发生的背景可能与地震源区下方的低速区有关。      

关于2021年5月滇西漾濞MS6.4地震序列特征及成因的初步研究

2021年5月21日21时48分在滇西苍山西麓漾濞地区发生M_S6.4 （M_W6.1）强震,相关地震活动表现为一个典型的前震?主震?余震序列。本研究分别就该地震序列的构造背景、M1.0以上地震的双差定位、主要地震的矩张量反演和破裂传播方向、应力场反演及断层滑动趋势以及潮汐作用等方面进行了初步分析。矩张量反演结果表明,矩心深度为6.0 km。根据断层破裂传播方向分析结果及精定位余震分布判定,主震震源断层产状为走向137°,倾角75°,滑动角?167°,破裂沿南东向单侧扩展,右旋走滑含正断层分量。漾濞地震序列发生在红河断裂带北段延伸方向上的乔后—巍山断裂附近,但主震震源断层及主要余震的分布在走向和位置上均明显偏离已知的乔后—巍山断裂。地震序列受一个发育程度不高、含多级雁列构造的北西向为主、北东向为次的共轭走滑断层系统（本文称为“漾濞断层”）所控制,整体上沿北西向断层展布,主震与部分强余震为北西向断层活动所致,但中强前震和多数余震为北东向断层活动所致。中强震的断层破裂均为单侧扩展,北西向断层主要表现为南东向破裂扩展,而北东向断层沿两个方向破裂扩展,相邻地震还存在往返破裂现象。对截至5月23日所发生的M＞4.0前震和余震进行了全矩张量反演。利用漾濞地震震中15 km范围内20多个M_W＞3.4余震的比较可靠的震源机制解反演了该区的应力场,结果显示:主应力形状比φ＝（σ₂－σ₃）/（σ₁－σ₃）为0.46±0.17;最大主应力轴的方位角为188.0°±9.0°,倾伏角为12.4°±7.0°;中间主应力轴近直立,倾伏角为72.1°±11.3°;最小主应力轴的方位角为280.3°±7.0°,倾伏角为10.4°±12.0°。本文还对理论潮汐应变及应力进行了分析,结果表明,该地震序列受潮汐调制作用十分明显。5月18日18时及19日20时开始的两组前震群的首个主要地震以及5月21日晚发生的主震均发生在潮汐体应变和库仑应力的峰值附近,余震活动也与潮汐有明显的相关性。综合主要地震震源机制解、前震及余震分布、潮汐调制特征、基于应力场反演的断层滑动趋势分析以及滇西北地区以往类似地震活动研究结果,本文初步推断:漾濞地震受深部流体作用的影响明显,5月18日18时开始的第一次前震活动高潮从北西向断层的一个拉张性断层阶区开始,最大前震的震源断层为北东向断层,随后向北西方向迁移;19日20时开始的第二次前震活动高潮集中在主震震源附近。这些地震的触发及深部流体作用共同促进了北西向断层的活动,但主震的发生受深部流体作用为主。      

兴蒙造山带阿尔山火山群地壳厚度与波速比研究

利用架设在我国东北地区阿尔山火山区的宽频带流动地震台站记录的远震波形数据,采用P波接收函数H-κ叠加扫描方法,得到了阿尔山火山区的地壳厚度和平均波速比。结果显示:阿尔山地区的地壳厚度范围为33.9—37.9 km,整体呈西北厚东南薄的特点,火山带附近地壳较薄;地壳平均波速比范围为1.73—1.83,主要有柴河镇—明水河镇、伊敏德仁北部和天池镇三处高波速比区。结合前人研究结果推断, 阿尔山火山区薄的地壳和高波速比值可能是由地幔物质上涌、玄武岩浆底侵下地壳所致。      

汶川地震前后波速比变化特征的再研究

收集整理了四川省地震台网1990—2012年产出的地震直达波震相数据, 利用单台多震和达法对2008年汶川M_S8.0地震前后四川地区的波速比变化特征进行了分析研究(共筛选出13个数据量较为丰富、 连续性较好的台站). 结果显示: 其中位于龙门山断裂中北段西侧的4个台站, 震前出现长达7年左右的中长期波速比低值异常; 其它9个台站的波速比震前变化基本稳定. 震前波速比出现异常的4个台站的分布与汶川M_S8.0地震孕震区范围大体一致, 从而为研究汶川M_S8.0地震前是否存在地壳介质特性的时间变化过程, 提供了有力的判定依据.      

2021年5月21日云南漾濞Ms6.4地震序列重新定位、震源机制及应力场反演

2021年5月21日云南省大理州漾濞县发生了Ms6.4地震,引起了社会的极大关注.本研究利用双差定位法对云南漾濞Ms6.4地震序列(2021年5月1824日)进行了重新定位,获得331个地震重新定位结果,主震震源位置为(99.869°E,25.689°N,8.8 km).利用远场Rayleigh面波振幅的频谱陷波相,通...     

利用区域宽频地震数据反演2021年5月云南漾濞MS6.4地震震源破裂过程

本文基于有限断层模型反演方法,利用区域宽频带数据反演了2021年5月云南漾濞M_S6.4地震的震源破裂过程,结果显示:此次地震的发震断层走向为SE向,主要以右旋走滑为主.破裂主要发生在震源东南侧,最大错动量约为0.55 m,位于深度约9 km处,发生明显破裂的深度约达13 km.此次地震释放的标量地震矩为1.48×10¹⁸N·m,相当于矩震级M_W6.05.地震能量主要在前11 s释放.在深度为6~8 km处破裂速度有明显的变快,可能加剧了地表的震动.     

利用区域宽频地震数据反演2021年5月云南漾濞MS6.4地震震源破裂过程

本文基于有限断层模型反演方法,利用区域宽频带数据反演了2021年5月云南漾濞M_S6.4地震的震源破裂过程,结果显示:此次地震的发震断层走向为SE向,主要以右旋走滑为主.破裂主要发生在震源东南侧,最大错动量约为0.55 m,位于深度约9 km处,发生明显破裂的深度约达13 km.此次地震释放的标量地震矩为1.48×10¹⁸N·m,相当于矩震级M_W6.05.地震能量主要在前11 s释放.在深度为6~8 km处破裂速度有明显的变快,可能加剧了地表的震动.     

接收函数、面波与重力联合约束地壳厚度与波速比

提出了一种利用接收函数、面波频散和重力数据联合约束地壳厚度、v_P/v_S和平均P波速度的改进方法,并基于两种地壳模型对改进后的方法进行了验证。结果显示,改进后的方法不仅可以提高地壳厚度和波速比的估计精度,还能更准确地估计地壳平均P波速度。在此基础上,将该方法应用于华南地区两个固定台站的地壳结构分析,相关结果也证实了该方法在确定地壳结构中的可行性。      

基于多台站的接收函数和重力联合反演确定莫霍面起伏和地壳平均波速比

地壳厚度和波速比是研究地壳结构和组分的两个重要参数，可为区域构造研究提供重要约束。接收函数被广泛地用于确定地壳厚度和波速比，例如H-κ方法或H-κ-c方法，但是该方法只能确定台站下方的地壳厚度和速度比，当地震台站分布稀疏时，很难约束台站间的横向不均匀性。另一方面，重力数据也可用于莫霍面的起伏变化研究，它在横向上覆盖很好，有较高的分辨率，但在纵向上分辨率相对较低。为此，本研究提出了一种联合反演算法求解莫霍面深度和地壳波速比参数。联合反演算法综合考虑了接收函数在纵向上的较高分辨率和重力数据在横向上的较高分辨率，同时拟合区域内所有台站上的接收函数和区域重力数据。模型测试表明联合反演算法较单一的接收函数反演更精确，特别是对于地壳厚度的确定。