东北俯冲带深源地震的余震检测及定位

正西太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲(常称为日本俯冲带)经日本海沟向东插入中国东北大陆下方约600km深度并达到中国东北的珲春附近,造成东北地区深源地震活动频发。东北地区作为中国唯一的深源地震区,也被称为中国的深震"试验场",是研究深源地震的理想场所。地震学中将震源深度超过300km的地震称为深源地震,而深源地震与板块俯冲、火山活动、浅震的发生等又有着密不可分的关系。深源地震与浅源地震最明显的区别是余震数     

2017年漾濞MS4.8和MS5.1地震序列的微震检测及重定位

基于云南地震台网记录到的2017年漾濞M_S4.8和M_S5.1地震序列的地震目录和波形数据,采用结合波形互相关的双差定位方法得到了M_S5.1主震前7天至主震后30天共258次地震事件更加准确的震源位置,然后利用匹配定位方法获得了更加丰富的地震目录,并对其余震活动的时空演化特征进行了初步分析。双差重定位获得了漾濞地震序列中193次地震的精确位置,水平方向和垂直方向的定位误差均值分别为1.3 km和1.9 km,重定位及震源机制解反演结果显示维西—乔后断裂中南段应为此次地震的发震断层。使用匹配定位方法检测得到了1 625次中小地震事件,事件数量是云南地震台网目录中的6倍,被检测事件主要为主震后早期余震及M_L≤0微震事件。对比2016年云龙M_S5.0地震序列的研究结果后初步分析认为,“震群（多震）型”和“主余型”地震序列的一个主要区别可能是“震群（多震）型”地震序列的余震数量相对更少、余震活动衰减得更快。      

2012年6月24日宁蒗-盐源 MS5.7地震的精确定位

采用双差定位方法对2012年6月24日宁蒗-盐源M_S5.7地震主震及其余震序列进行了重新定位. 首先采用时间域互相关技术对波形数据进行处理, 获得高精度的事件对走时差; 然后分别使用目录数据、 波形互相关数据和目录数据+波形互相关数据等3种不同的数据组合, 对宁蒗-盐源M_S5.7地震主震及其余震序列进行重新定位. 3种数据组合的主震定位结果、 参与重定位的地震事件数、 最终被定位的地震事件数及重定位结果标准差等对比结果表明, 同时使用目录数据和波形互相关数据所获得的重定位结果最佳. 重定位结果显示, 宁蒗-盐源M_S5.7地震主震的震中位置为(27.790°N、 100.707°E), 震源深度为10.4 km, 发震时刻为北京时间2012年6月24日15时59分32.74秒. 本文结果表明, 震源区附近NW走向的永宁断裂为宁蒗-盐源M_S5.7地震的发震构造.      

2012年9月7日彝良地震及余震序列双差定位研究

本文提出了时域多通道相关检测函数并用其计算波形互相关走时差数据,采用双差定位法对2012年9月7日云南彝良地震和余震序列共944个地震进行重定位,得到652个重定位事件,并与目录数据的结果进行了对比.本文采用了多个准则对走时差数据进行筛选,确保定位结果稳定可靠.得到MS5.7主震的震中为27.516°N,103.951°E,震源深度6.9km;MS5.6主震的震中为27.543°N,104.023°E,震源深度7.27km;重定位结果显示,地震序列紧缩为条带状并沿附近断裂走向分布,深度总体分布较重定位前变浅,集中分布在5~8km,地震群出现轻微倾斜.东西向、南北向、深度和发震时刻的平均相对误差分别为55.2 m,43.0 m,186.7 m和0.01s,走时残差16ms.研究表明:互相关数据的结果要优于目录数据;震源深度与速度模型存在较大的相关性;确定彝良—会泽断裂为本次彝良地震序列的发震构造.     

2011年5月中国东北Mw5.7深震的非同寻常震源机制：区域波形反演与成因探讨

本研究利用中国区域宽频地震台的波形数据,应用gCAP (generalized Cut And Paste)方法反演了2010年2月18日和2011年5月10日中国东北中俄边界附近发生的两个深震的矩张量解,与全球地震矩张量测定机构的结果对比分析,证实了2011年5月深震具有显著的补偿线性单力偶矢量(CLVD)成分,表明基于区域波形资料的gCAP反演可获得较可靠的深震震源机制结果.结合研究区1977-2010年的深震震源机制数据反演确定的日本俯冲带前缘的区域应力场方向,分析认为2011年5月深震的非同寻常震源机制,可能是由于日本东北近海M_w9.0地震造成南东东向拉张应力的变化而造成的,属于日本俯冲带动力作用过程中的响应活动.     

2021年5月21日云南漾濞6.4级地震序列重定位及震源机制研究

2021年5月21日 21 时,云南省大理州漾濞县先后发生MS5.6 和MS6.4 地震,两次地震震中位置相距约7 km,均位于滇西地区,该地区地处青藏高原东南缘、南北地震带南段,地质构造复杂.地震序列跟踪结果显示漾濞MS6.4地震类型为前震-主震-余震型,MS5.6 地震为MS6.4地震的前震.本文基于云南地震台网的震相报告,采用双差定位方法对漾濞MS6.4地震早期序列(2021年5月18日至 25日,ML0.0 以上)进行重定位,同时,利用 Cut-And-Paste(CAP)震源机制波形反演方法,获得了序列中截止至 5月25日 31 次MS≥3.0 地震的震源机制解和矩心深度,对该序列的发震构造进行了初步分析.结果显示:(1)重定位后获得的 2159 个地震事件呈 NW-SE向展布,长约 25 km,宽约 5～10 km.MS 6.4主震的震源深度为 8.9 km,序列震源深度主要集中在 4～10 km,深度均值约7.5 km.(2)前震序列具有从中间开始破裂,然后向北西向破裂,继而向东南向破裂的特征,漾濞MS 6.4 主震位于余震区的北西端,最大余震MS 5.2 地震位于余震区的东南端.(3)CAP波形反演获得的 31 次MS≥3.0地震的震源矩心深度在4～11 km范围,深度均值约 6.5 km,与重定位结果接近,仅相差 1.0 km,说明重定位的震源深度分布是合理可靠的.(4)震源机制多为右旋走滑型,部分地震具有较为明显的正断分量,反演的区域应力场与目前已知的构造应力场水平主压应力方向一致,反映区域内构造活动主要受区域构造应力场控制.根据重定位后的序列空间分布、震源机制解及震源区构造特征,综合分析认为,此次漾濞地震序列的发震构造可能是维西—乔后—巍山断裂中段附近的次级断层.     

利用波形互相关方法识别分析灌县—安县断裂重复地震

以中国地震台网中心地震目录中的事件为模板地震,通过滑动窗口的波形互相关方法对布设在灌县—安县断裂周边17个流动地震台的连续地震记录进行处理,识别M_L0.0以上的重复地震. 然后使用结合波形互相关技术的双差算法对这些地震进行重定位,获得了243次地震的重定位结果. 结果表明: 在研究时段内,灌县—安县断裂的地震活动性呈减弱趋势; 地震震源的优势分布深度为5—15 km,震源深度剖面显示地震呈高角度向西倾斜分布; 地震震中沿NE向分布,与龙门山前山断裂的走向基本一致; 研究区内南、 北两段的地震活动性及b值存在差异,这可能与龙门山断裂带中段区域应力方向由南到北发生的WNW向到ENE向转换的构造作用密切相关.      

大华北浅源地震与日本海西部及我国东北深震的关系

分析了大华北浅源地震与日本海西部及我国东北深震的关系,认为本世纪来日本海西部—我国东北深震经历了5个相对活跃期,大华北各地震区相应经历这5个活跃期的影响期。根据大华北M≧6级浅源地震与深震活动的相关性,建立了太平洋板块楔形俯冲带端部重大深震事件导致大华北浅源M≧6级地震发生的板块俯冲模型,应变波传播速度约94km/年,地表视速度约100km/年。重大深震事件突出、模型稳定性强,预测实验表明模型公式可做大华北地震监测参考。用本模型可以解释浅源地震迁移、各地震区地震与深震活动相关等现象。     

利用sPn震相测定芦山MS7.0级地震余震的震源深度

利用南北地震带南段密集流动地震台阵的观测数据,采用波形互相关方法拾取Pn波走时,应用滑动时窗相关法识别sPn震相,通过sPn与Pn震相之间的走时差测定了芦山地震序列中28个M_L4.0级以上余震的震源深度.结果表明,震源深度集中在10~20 km范围内,垂直余震带的北西-南东向震源深度剖面揭示,余震分布表现出西深东浅的特点,倾角大约为39°.这些余震在空间上具有较好的线性分布特征,推测可能发生在与主震有关的破裂面上或邻近位置,由此推测主震的破裂面倾角大约为39°.根据余震的空间分布特征,认为芦山地震的发震断层并非双石-大川断裂,可能是其东侧的一条隐伏断层.     

龙门山断裂带最新地震活动特征及其意义

综合最新布设的龙门山断裂带地震空段台阵(LmsSGA)与四川省地震局固定地震台网数据,对龙门山断裂带新近一年(2016年11月21日到2017年10月28日)的23479个地震事件开展双差定位工作,共获取包括汶川地震余震和芦山地震余震在内的6111个重定位地震事件.在此基础上,分别与汶川地震和芦山地震的早期余震空间分布特征进行比较.研究发现在汶川地震发生近十年后,其余震活动依旧活跃.汶川地震现今余震活动主要分布在10~25km的深度区间,震源深度呈现西南段较东北段偏深的特征.此外,汶川近年余震分布相比早期余震偏深,破裂带西南段的余震活动有向深部迁移的趋势.对于芦山地震,其近期余震活动较弱,余震主要分布在10~15km的深度区间,比早期余震的分布区间偏浅.龙门山断裂带最新余震活动分布特征表明,余震活动随着时间的推移有迁移的现象.考虑到距离主震事件已分别有5~10年的流逝时间,余震迁移现象可能由以流体扩散方式为主的准静态应力机制触发.     

Determination of Focal Depths of the MS5.8 Alxa Left Banner, Inner Mongolia Earthquake Sequence

Using the double-difference earthquake location algorithm, the deterministic method (PTD method) and the CAP seismic moment tensor inversion method, the paper selects the primary waveform data of 78 earthquakes recorded by the "China Earthquake Science Array Probe Project in the Northern Part of North South Seismic Belt", the "China Earthquake Scientific Exploration Array Data Center" of Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, and the Inner Mongolia Digital Seismic Network to calculate the focal depths of the mainshock and the seismic sequence of the M_S5.8 Alxa Left Banner earthquake in Inner Mongolia. The results show that the focal depth of the main shock is 20.6km, determined by the double-difference earthquake location method, 18.1km by the PTD method, and 19.2km by the CAP method. The focal depth of the earthquake sequence calculated by the double-difference location method is larger. The deterministic method (PTD method) and double-difference location method are the methods that fit the tectonic characteristics of the seismic source area, and the CAP method is suitable for larger earthquakes.     

Statistical search for non-random features of the seismicity of strong earthquakes

The space-time-magnitude relationship among worldwide earthquakes of magnitude M ? 7 has been investigated with a view toward discerning the statistical reliability of possibilities of epicenter migration, gaps in seismic activity, and techniques of identifying aftershocks and foreshocks. The statistical procedure involves the calculation of the second-order moment of the sequences. The statistical validity of the results was obtained by modeling the interaction of discrete seismic events by a multidimensional branching stochastic point process.The results are that epicenters of large earthquakes migrate with velocities between 300 and 2,000 km/year with a significance level greater than 99.5%; the maximum likelihood estimate of the velocity of migration of large aftershocks of large earthquakes is about 1,400 km/year; foreshocks of large earthquakes have a maximum likelihood estimate of velocity of migration of about 2,800 km/year. A gap in seismic activity occurs before large earthquakes; with somewhat less confidence, a gap also occurs after large earthquakes, after the aftershock sequence has ended. The number of immediate foreshocks is 35–40% of the number of aftershocks. Aftershocks are comparatively weaker than foreshocks when compared with the main shock. There are hints, that are not fully statistically confirmed, of interaction among large earthquakes in different depth ranges.     

Seismic evidence for a metastable olivine wedge in the subducting Pacific slab under Japan Sea

We apply a forward-modeling approach to high-quality arrival time data from 23 deep earthquakes greater than 400 km depth to investigate the detailed structure of the subducting Pacific slab beneath the Japan Sea. Our results show that a finger-like anomaly exists within the subducting Pacific slab below 400 km depth, which has a P-wave velocity 5% lower than the surrounding slab velocity (or 3% lower than that of the normal mantle), suggesting the existence of a metastable olivine wedge (MOW) in the slab. The MOW top and bottom depths are 400 and 560 km, respectively. The MOW is estimated to be about 50 km wide at 400 km depth and close to the slab upper boundary. At 560 km depth the MOW is located at about 25 km below the slab upper boundary. Most of the deep earthquakes are located in the MOW. Our results favor transformational faulting as the mechanism for deep earthquakes.     

Kamchatka subduction zone,May 2013: the Mw 8.3 deep earthquake,preceding shallow swarm and numerous deep aftershocks

A sequence of 98 teleseismically recorded earthquakes occurred off the east coast of Kamchatka at depths between 10-90 km around latitude 52.5°N and longitude 160°E on May 16–23, 2013. The swarm occurred along the northern limit of the rupture area of the 1952 M_w 9.0 great Kamchatka earthquake, the fifth largest earthquake in the history of seismic observations. On May 24, 2013 the strongest deep earthquake ever recorded of M_w 8.3 occurred beneath the Sea of Okhotsk at a depth of 610 km in the Pacific slab of the Kamchatka subduction zone, becoming the northernmost deep earthquake in the region. The deep M_w 8.3 earthquake occurred down-dip of the shallow swarm in a transition zone between the southern deep and northern shallow segments of the Pacific slab. Several deep aftershocks followed, covering a large, laterally elongated part of the slab. We suppose that the two described earthquake sequences, the May 16–23 shallow earthquake swarm and the May 24–28 deep mainshock-aftershock series, represent a single tectonic event in the Pacific slab having distinct properties at different depth levels. A low-angle underthrusting of the shallow part of the slab recorded by the shallow earthquake swarm activated the deep part; this process induced the deep mainshock-aftershock series only three days after the swarm. The domain of the subducting slab activated by the May 2013 earthquake occurrence was extraordinarily large both down-dip and along-strike.     

小孔径台阵垂直分量P波接收函数研究及应用

尝试用垂直分量P波接收函数技术,分离莫霍面多次反射透射震相PpPmp,以此确定台阵下方的地壳厚度．利用兰州小孔径台阵记录的16次深远地震资料,分离了PpPmp震相,根据其到时计算台阵下方的地壳厚度约(51.6plusmn;1.8) km,与前人研究结果一致．      

西北太平洋俯冲地区410-km间断面上覆低速层探测

自20世纪90年代首次探测到410-km间断面上覆低速层以来,全球多个俯冲带和大陆克拉通地区都陆续发现了该低速层结构.对其特性及形成机理的探讨是深部地幔结构、物性和动力学研究的热点问题.本文聚焦于西北太平洋俯冲地区410-km间断面上覆低速层的探测及特性研究上.通过对发生于日本北海道地区两个中等深度地震区域波形资料的分析,利用三重震相波形拟合方法获得了我国东北及日本海西北部下方410-km间断面附近的P波速度结构.速度模型明确显示,410-km间断面上方存在厚~47±14 km,异常值~2%的低速层,横向展布近700 km.结合区域地震层析成像、矿物高温高压物理实验及动力学模拟结果,我们否定了"从下至上"的上涌热物质导致410-km间断面上覆低速层的模型;认为较老且快速俯冲的太平洋板块在地幔过渡带顶部脱水导致硅酸盐矿物的部分熔融,由于熔体密度较大能够稳定存在于410-km间断面之上,从而产生了观测到的横向展布较广的410-km间断面上覆低速层结构.     

Seismic tomography and anisotropy in the source area of the 2008 Iwate–Miyagi earthquake (M 7.2)

In order to understand the generation mechanism of the Iwate–Miyagi earthquake (M 7.2) that occurred on 14 June 2008 in Northeast Japan, we determined high-resolution 3D seismic velocity (Vp, Vs) and Poisson's ratio (σ) structures as well as P-wave azimuthal anisotropy in and around the source area using 246,623 P-wave and 189,153 S-wave high-quality arrival times from 1941 aftershocks of the 2008 Iwate–Miyagi earthquake as well as 4878 shallow and intermediate-depth earthquakes in this area recorded by the dense High-Sensitivity Seismic Network (Hi-net) and the seismic stations of Tohoku University. Our results show that hypocenters of the mainshock and three large aftershocks are located in a boundary zone where both seismic velocity and Poisson's ratio change drastically in a short distance. A zone with pronounced low-velocity and high Poisson's ratio is revealed in the lower crust and uppermost mantle under the source area, which may reflect the arc magma and fluids ascending from the upper-mantle wedge. The P-wave azimuthal anisotropy is complex under the study area, which may also indicate the complex crustal structure there. These results indicate that the generation of the 2008 Iwate–Miyagi earthquake was influenced by the ascending arc magma and fluids associated with the dehydration reactions of the subducting Pacific slab under Northeast Japan.     

USGS地震目录中4～5级震源深度异常地震可靠性初步研究:以南北地震带若干地震为例

在南北地震带地区,USGS全球地震目录中存在一些震源深度大于30km的地震.这些地震的震源深度是否可靠,对于研究这一地区的孕震机制、岩石圈强度和构造演化等科学问题具有重要意义.本文以南北地震带2012年发生的5个4~5级地震为例,利用区域地震台网的波形数据,基于sPL深度震相、短周期瑞利面波以及CAP等独立方法测定了其震源深度.结果表明:sPL深度震相和CAP方法给出的震源深度比较一致,差别小于2~3km,能够得到比较可靠的震源深度;短周期瑞利面波及其与P波振幅比也确定了地震震源深度较浅的特征.本文研究结果显示:宁夏会宁4.7级、云南富民4.8级和四川会东4.7级地震的震源深度约为8~12km左右,仍为发生于上地壳的地震,USGS地震目录给出的30km甚至更深的震源深度存在明显偏差;对于四川隆昌4.6和4.9级地震,本文给出的震源深度为1~2km,属于极浅源地震,USGS地震目录给出的10km和35km的震源深度结果尚需进一步改进.