由峰值速度估算地震应力降

根据Brune(1970)提出的震源位错模式，用发生在滇西地震实验场区鹤庆MS＝5.3中强地震的地震数字化监测资料，计算了S波谱，测定了鹤庆地震序列的震源参数．在此基础上研究了地面运动峰值速度参数(r.v)对地震应力降的依赖性．由地震标定关系给出(r.v)2/3，导出了用峰值速度参数求地震应力降的3个关系:lg(r.v)＝d1+(1/3)lgM0+(2/3)lg；lg(r.v)＝d2+(1/3)ML+(2/3)lg；lg＝－1.0+1.5lg(r.v)．假定对大小地震的平均应力降取3.0 MPa，由鹤庆地震序列的观测资料定出常数d1＝－3.88和d2＝－0.38．序列震源参数测定结果给出，地震矩为1011～1015 Nm，破裂半径a＝200～600 m．根据峰值速度测定的应力降＝0.1～10 MPa，平均为3.7 MPa．用这些标度关系求出的应力降结果与Brune模式求应力降的结果比较一致．本文的研究结果还表明，地面运动峰值速度参数对地震应力降的依赖性比对地震矩的依赖性更强．      

由速度谱测定微震的地震矩

本文根据Ｋ．Ａｋｉ（１９８０）提出的ω平方、常应力参数谱衰减模式．研究了地面运动速度谱衰减的带宽效应，导出了用速度谱直接估算地震矩Ｍ０的新方法。利用中日合作在滇西地震预报实验场区的洱源、脉地、松桂三个地区新获得的三次微震群序列数字化记录资料，通过不同参数Ｑ值和△σ值的计算比较，选取Ｑ＝３００，△σ＝１．０ＭＰａ作为测定的参数值，计算了Ｐ波和Ｓ波速度谱的理论量板，并且与实际观测点的低频速度谱值相比较，用这样的方法测定了三次震群序列的地震矩Ｍ０和震源参数。结果给出，在震级为１．０～２．５级的范围内，地震矩Ｍ０＝１０（１０）～１０（１３）（Ｎ·ｍ），震源破裂半径ａ＝７０～２００（ｍ），Ｐ波和Ｓ波的拐角频率比ｆ（ｏｐ）／ｆ（ｏｓ）＝１．５８。用Ｐ波或Ｓ波三分量的速度谱值测定的地震矩比较一致，以及在相同震级范围内，用速度谱方法测定的结果与其它方法测定的结果也基本一致。本文提出的速度谱测地震矩的方法是一种简便实用的方法，当地震矩和观测低频谱值（如ｆ＝１．０ＨＺ）已知时，可通过查函数表值快速测定Ｍ０值。     

由地面运动峰值速度估算环境应力值

本文使用滇西地震实验场区近场微震观测中的洱源、脉地、松挂地区的三次微震序列资料，研究了地面运动峰值速度ｖｍ与地震矩Ｍ０和环境应力τ０的关系，利用ｖｍ∝Ｍ０１／３τ０４／３的关系，估算了这三次微震序列的环境应力参数τ０值和应力降△σ。结果认为，地面运动峰值速度参数（ｖ·ｒ）是环境应力参数τ０或△σ的函数，且τ０或△σ与地震构造背景及介质状态相关，表现为处于不同构造背景的三次微震群测定的τ０和△σ值存在明显的差异。脉地震群为高应力序列，应力参数在（０．５～５．０）ＭＰａ，松桂震群为中等应力序列，在（０．３～１．５）ＭＰａ；洱源震群为低应力序列，在（０．０１～０．５）ＭＰａ。由此而讨论了不同构造背景与环境应力参数的依赖性及其前兆意义。     

温州珊溪水库ML3.9震群震源参数特征

采用地震波谱方法测定了温州珊溪水库地震序列的震源参数，分析了震源应力降特征及地震矩与震级的关系。研究结果认为：珊溪震群地震矩和震级统计关系为logMo=1．07ML 10．3；占地震总数60％的小震应力降为0．018～O．049MPa，珊溪震群属于低应力背景下的地震活动；珊溪震区应力降分维数D=0．85，属于低值，反映了震区介质强度和应力分布的非均匀程度较高。     

用数字化宽频带波形资料反演共和地震的震源参数

1990年4月26日，在青海省共和县境内发生了一次MS＝6.9的地震．随后于1990年5月7日、1994年1月3日和1994年2月16日在同一地区相继发生了震级分别为MS＝5.5，6.0和5.7的余震．用频率域矩张量反演方法得到了上述地震的矩张量．结果表明，这4次地震的震源机制总体上比较接近，是以逆冲为主的、走向NWW、倾向SSW的断层，其标量地震矩M0分别为:MS＝6.9地震，9.41018 Nm；MS＝5.5地震，8.01016 Nm；MS＝6.0地震，4.91017 Nm；MS＝5.7地震，2.91017 Nm．反演结果还表明，这几次地震的震源过程明显不同，MS＝6.9地震比较复杂，它主要是由两次规模相当的事件构成的，第一次事件从0 s开始至12 s结束，地震矩为4.71018 Nm；第二次事件从31 s开始至41 s结束，地震矩为2.51018 Nm；另外，在上述两次主要事件之间(12～31 s)，还有一次较小的事件发生，地震矩为2.11018 Nm．与MS＝6.9主震相比，3次余震的震源过程比较简单，其震源时间函数呈简单脉冲形状，表明这几次余震都是主要由一次连续的破裂构成．MS＝5.5地震的上升时间为4 s，持续时间11 s；MS＝6.0地震的上升时间为6 s，持续时间16 s；MS＝5.7地震的上升时间约为6 s，持续时间13 s．      

2001年永胜6.0级地震的余震序列应力降研究

根据Haskell提出的一个统计不均匀随机震源ω -立方模型 ,导出了用震源参数估算地面运动峰值速度的量度 ,从而建立了地面运动峰值速度 (r·v)直接与震源参数的依赖关系 ,即 ,以地震矩、应力降作为标度律参数 ,预测的地面峰值速度按照M01 2 Δσ1 2 标度。对永胜地震近场数字地震记录的峰值速度参数资料的分析表明 ,这样的标度关系更适合对小地震的震源参数估算的统计研究。假定Q因子随频率线性变化的指数衰减项作为地震波传播距离的非弹性衰减 ,导出用地面运动峰值速度直接估算地震应力降Δσ的关系 :lg (r·v e-qr) =- 6 0 +0 5lgM0 +0 5lgΔσ ,测定了 2 0 0 1年永胜M6 0级地震近场数字地震台网观测的 1 0 0多次余震序列的地震应力降。结果给出 ,震级在 0 5 相似文献   

浙江珊溪水库地震：震源参数测定及断层结构和应力状态描述

利用遗传算法,搜索符合Brune ω^2模型的拐角频率（fc）及零频幅值（Ωc）的最佳值,测定浙江珊溪水库震区88条小震（1．5≤ML≤4．6）的地震矩（M0）、震源尺度（r）及静态应力降（△σ）。地震矩M0在10^10～10^14N·m范围内,与拐角频率fc遵循Mo∝fc^-3的规律;震源尺度和地震矩、应力降之间呈现多重标度特征,地震矩大于临界值2．3×10^12N·m（相应的震源尺度特征值约160m）时,震源尺度与地震矩的关系较强;而应力降（△σ）在震源尺度大于160m后基本趋向恒定,不随震源尺度的增大而增大。浙江珊溪水库震区自2002年7月以来,经历2次大规模的震群活动。震群释放的应力降大小与该震群的规模成正比关系,大的应力降集中在发震断层中段5～6km深度的区域,其发生时间既可以在主震之前,也可以在主震之后。     

不同类型地震的地震矩-震级标度关系研究

收集整理了中国大陆1977～2001年发生的107次M≥5．0地震的震型、震源机制、发震断层、地震矩等参数，在此基础上研究了不同震型、不同断层性质地震的地震矩与震级的关系。结果表明，地震矩和震级标度关系中直线的斜率与地震视应力和介质非均匀程度相联系，走滑断层地震的视应力和介质的非均匀程度均高于非走滑断层地震，走滑断层中孤立型地震的视应力和介质的非均匀程度均低干多震型地震。     

全球主要地震活动带上的应力分布图象

在陈培善(1981)提出的由体波震级mb和地震矩M0估算环境剪应力值0的关系式的基础上，利用EDR提供的地震报告中的矩张量和震源机制解资料，得到了一个全球范围内的包含剪应力量值和T轴及P轴方向在内的应力分布图象．其中，环境剪应力的量值在全球的分布为:板块内部最高，俯冲带其次，洋脊最小．本文得出的最大主应力的水平分向与Zoback等(1989)的结果具有很好的一致性．对汤加地区的应力状态的具体分析表明:俯冲板块在浅部受压而向下弯曲，在深部受到来自下面的阻力而向上弯曲，在中深部处于较均匀的状态中．汤加板块沿海沟方向存在不均匀性，在俯冲时北部向上折起．分析了全球的应力分布后我们认为:板块是由其基底的拖曳力所驱动的；板块的运动导致了洋脊处于张应力状态，俯冲带处于压应力状态．      

山东长岛地区地震波非弹性衰减Q值、场地响应及震源参数研究

利用山东台网记录的长岛震群2017年2月14日—9月1日期间的波形与震相资料研究长岛地区非弹性衰减系数,得到该地区介质平均Q值与频率f的关系式为Q(f)=363.9f1.374 1。采用Moya等[1]提出的利用遗传算法联合反演得到长岛周边台站的场地响应,根据Brune模型震源参数计算公式求解长岛震群序列地震震源参数。结果显示,各个震源参数之间均存在一定的相关关系,地震矩随ML震级的增大而增加,地震矩与破裂半径R之间存在半对数关系,拐角频率fc随地震矩的增大而减少;长岛地震序列的应力降数值普遍偏小,最大不超过0.9MPa,这意味着长岛震源区整体构造应力较低,也可能指示长岛震群为低摩擦应力的断层作用;震源参数随时间的变化方面,整体而言,长岛震群地震应力降变化起伏很大,在M4.1地震发生前,拐角频率与应力降均发生快速下降后随即翻转上升的现象,证明在M4.1地震发生前震源区整体应力的挤压逐渐增强。     

微震分析水压致裂的破裂过程

水压致裂技术广泛用于增加石油和天然气产量和开发地热资源．用水压致裂法在地下深部形成破裂带系以储存固液态废物是工业技术与环境保护科学相结合的最新进展．了解水压破裂的力学特性和破裂带的几何形状对于资源开发和贮存废物都十分重要．水压破裂常伴有大量极微震发生．分析伴生微震的时空强分布可得出水压破裂带的几何参数及破裂过程的运动学和动力学参数．利用波形相关分析和时空搜索定位法，我们高精度地确定了157个水压破裂伴生微震的震源位置．微震的空间分布图清晰地刻画出水压破裂带的空间尺度和取向．由微震的时空分布的变化推断出破裂带的扩展方向和速率．应用经验格林函数法分析孪生地震对得到较大微震的震源时间函数和震源参数，如地震矩、破裂半径和应力降．震源时间函数的方向性变化表明破裂向西北方向传播，与破裂带扩展方向一致．微震应力降的较大变化反映出水压破裂带上力学性质的显著不均匀性．      

震源孕育模式的数值模拟研究

在充分考虑地质体材料力学性质非均匀性特点的基础上，运用岩石破裂失稳过程有限元分析新方法(RFPA)，以不存在明显孕震构造特征的包体模式为例，模拟研究了挤压边界条件下的震源孕育模式，包括断层的形成过程和地震活动特征，演示出孕震体由变形、破裂到宏观贯通的地震全过程以及它们的时空强基本规律．计算所得到的应力、变形和微震空间分布，形象地给出了变形局部化、震源迁移、膨胀或隆起，弹性回跳和X型共轭变形带等直观图象．      

用遗传算法反演1994年台湾海峡地震的震源过程及其相关研究

将遗传算法应用于地震矩张量解的反演问题．采用数字化台网P波波形资料及台湾台网P波初动方向资料,研究了1994年9月16日台湾海峡7.3级地震及其邻近地区(北纬21～26,东经115～120)ML5.8共5个地震的矩张量解及震源参数．在5个地震中,1994年9月16日台湾海峡7.3级地震是我国东南沿海地区自1918年南澳7.3级地震以来最大的一次地震．结果表明:这次7.3级地震的矩张量解以双力偶成分为主,是断层面接近NW走向的正断层．断层面的走向与大震前地震的条带分布走向及余震分布显示的破裂图象较相像．震源机制的张应力轴接近水平,近NE走向;压应力轴几乎垂直,近NWW走向．似乎表明,这次地震是受菲律宾板块向欧亚板块北西向挤压的力源控制．但从P轴接近竖直而T轴接近水平看,这是一次强烈拉张性的正断层．其它4个强震震源机制解与7.3级大震相互差别较大．这些地震震源机制解的复杂性表明了海峡地震序列发展过程是比较复杂的．      

云南姚安地震序列震源参数研究

2000年1月15日云南姚安发生5.9级和6.5级地震,利用布设在震中附近的6个流动数字地震台所记录的地震波资料,采用波谱分析和Brune理论的方法,得到姚安地震序列震源谱参数和震源参数。结果表明:地震序列的地震矩在108～1014N·m之间,应力降在0.005～10MPa之间,震源半径分布在50～660m之间,并得到地震矩M0和震级ML的关系为:lgM0=8.24+1.4ML。随着地震矩增大应力降增加,拐角频率反而减小;随震级的增大震源半径变大,但震源半径与应力降之间不存在明显的相关关系。     

2000年姚安地震的震源参数

根据近场小孔径观测台网记录的余震序列资料，研究了2000年1月15日云南姚安MS6.4地震序列的地震物理过程. 用地震标定律关系估算主震的地震矩M0=1.58×1018N·m，矩震级MW=6.0，平均位错=0.63m，断层长度L=16.6km，断层宽度W=5.6km. 余震序列的高精度定位结果和能量分布走向，很好地证实了主震的断层破裂走向为N50°W，震区马尾菁断裂为主震发震构造，断层错动性质以右旋走滑为主. 用横波记录资料及波谱分析方法估算出余震的震源参数: 地震矩范围为1010～1016N·m，震源破裂半径a为80～500m，地震应力降范围为0.01～9.5MPa. 较大应力降(Δσ>1.0MPa)沿主断层线性排列，大应力降(Δσ>2.0MPa)与ML≥3.0级地震相关. 余震能量释放和高应力降的地震多发生在6.0～11km的深度范围，说明在这一深度范围内最大程度地集中了地壳中的应力.     

用经验格林函数方法从长周期数字波形资料中提取共和地震的震源时间函数

1990年4月26日，在青海省共和县发生了一次震级MS=6.9地震．这次地震之后，于1990年5月7日、1994年1月3日和1994年2月16日在原震区又发生了MS分别为5.5，6.0和5.7的余震．我们分别以这几次余震的中国数字地震台网的长周期记录作为经验格林函数对该地震的长周期记录进行反褶积，提取了该地震的远场震源时间函数．无论以哪次余震的记录作为经验格林函数，反褶积的结果都相当一致．结果表明，发生于1990年4月26日的MS=6.9地震至少由两次规模相当的事件构成，两次事件的发震时刻相差约30 s．第一次事件的持续时间较短，约12 s，震源时间函数的上升时间约5 s；第二次事件的持续时间较长，约17 s，上升时间约8 s．分析分别从P波和SH波提取的震源时间函数，我们注意到，从SH波中提取的震源时间函数比从P波中提取的震源时间函数复杂，表明这次地震的震源过程除了上述两次规模相当的事件外，还存在规模较小的事件．这一结果与我们由矩张量反演得到的结果以及用宽频带波形资料借助于经验格林函数方法所得的结果一致．我们以较小余震对较大余震做反褶积得到较大余震的震源时间函数．结果表明，发生在1994年1月3日的MS=6.0和1994年2月16日的MS=5.7地震的震源过程相当简单，其震源时间函数为一简单脉冲．对于1990年4月26日MS=6.9地震，我们从不同台站的资料中得到的震源时间函数具有方位依赖性．然而，这种方位依赖性在3个余震的震源时间函数中几乎没有显示．从不同台站或同一台站的不同震相求得的震源时间函数的幅度存在差异，但震源时间函数在其持续时间上的积分却相当稳定，亦即从任何一个台站测得的标量地震矩相当一致． 以3个余震的记录作为经验格林函数得到的1990年4月26日地震的相对标量地震矩分别为22(以1994年1月3日MS=6.0地震的记录为经验格林函数)、26(以1994年2月16日MS=5.7地震的记录为经验格林函数)和66(以1990年5月7日MS=5.5地震的记录为经验格林函数)．据此推算，MS=6.0地震与MS=5.7地震的相对标量地震矩为1.18；MS=6.0地震与MS=5.5地震的相对标量地震矩为3.00；MS=5.7地震与MS=5.5地震的相对标量地震矩为2.54．这些结果与我们从资料中直接得到的相对标量地震矩(分别为1.15，3.43和3.05)一致，表明了作为提取震源时间函数的经验格林函数方法副产品的相对标量地震矩是地震大小的一种很稳定的度量.      

2021年云南漾濞MS6.4地震序列发震构造及其与2013年洱源、2017年漾濞地震的异同

2021年5月21日云南漾濞发生M_S6.4地震.为深入了解该地震的发震断层及发震构造特征,探讨其与2013年洱源与2017年漾濞地震发震构造及背景的异同,本文基于中国地震台网中心的观测报告,使用双差方法对漾濞地震序列进行重定位,并从全球矩心矩张量(GCMT)和美国地质调查局(USGS)搜集了9个震源机制解计算了震源区构造应力场,初步得到如下结论:(1)2021年漾濞地震序列呈NW-SE向展布且SE端余震数量多于NW端,余震区地壳应力不均匀释放,致使5.0级及以上地震周边余震稀少;4个5.0级及以上地震初始破裂深度大于矩心深度,推测发震断层是从断裂底部向浅部破裂.(2)发震断裂是维西—乔后—巍山断裂西南侧的未知断裂F2、F3,其走向NW-SE、倾向SW、倾角近垂直,具有右旋走滑特征.其中F2贯穿整个地震序列,长约30 km,F3主要发育在中南段,长约11 km,两条发震断层相交于地震丛集中间位置.(3)震源区构造应力场是走滑的应力机制,呈SSE向(174.57°)低倾伏角(18.79°)挤压,及SWW向(-93.65°)近水平(5.21°)拉张状态.震源区的发震构造受川滇块体与滇南块体形成的右旋走滑边界控制.(4)这3个地震均发生在川滇块体右旋走滑西南边界形成的走滑应力机制作用背景下.2013年洱源地震可能更多的受控于局部构造的垂向差异运动;2017年漾濞地震仅受到川滇块体西南边界的右旋走滑作用;2021年漾濞地震则主要受控于川滇块体西南边界的右旋走滑运动,还存在少量局部构造垂向差异运动作用.     

根据环境应力场寻找中国大陆地区的潜在震源区

地壳介质是一种里面存在着许多裂纹的非完整介质．断裂力学的研究结果表明，这种介质的强度远低于完整介质的强度．笔者认为，地震的发生是由于地壳中裂纹在合适的条件下由稳态扩展逐渐发展到失稳扩展的结果，地震破裂即为断裂力学所阐明的低应力快速破裂现象． 快速破裂的出现必需要有局部应力和应变的高度集中．根据Knott(1973)对裂纹尖端进行的弹塑性应力分析表明，裂纹尖端的应力状态对裂纹的扩展起了极其重要的作用．由于应力集中，在裂纹尖端必然形成一个塑性区．塑性区中的位移已不是弹性位移，而是塑性位移．=a20/2y，这里，0是作用剪应力，它相当于地震发生时的初始应力或构造应力，a是裂纹半长，是刚性模量，y是介质剪切屈服强度．而地震位错恰恰是发生在形成塑性区的裂纹末端．于是我们提出了一个关键性的假定，设位错D(1，t)为文中的公式(5)，地震最大位移为Dmax=L20/4g，式中，L是断层长度．若刚性模量取上地壳的数值，=33 GPa，介质剪切屈服强度y取实验室给出的平均值y=30 MPa，那么，根据Dmax和L的观测值，利用此公式就可以估计大震的构造剪应力值．计算结果表明，全球的大震构造剪应力值大多数在5——20 MPa 之间，有地区差异，平均为10 MPa． 笔者在进一步研究了震源谱的性质后，又导出了体波震级mb对0和地震矩M0的依赖关系(即文中的公式(11))，此公式提供了直接利用地震观测资料大量计算构造剪应力值的可能性．我们认为，构造剪应力场是控制地震发生的主要因素，出现高应力值地震的地区是容易发生强震（MS6.0）的地区，即地震危险区．我们对1987年以来全国所有mb3.8的地震计算了它们的剪应力值，据此，划出了我国大陆地区强震危险区并给出了震级范围． 1992年4月——1994年1月31日，中国大陆地区共发生9次MS6.0的地震，其中8次均落在我们事先划定的危险区内，只有1次在危险区外．实践证明，这种新方法作为中期强震预报，是一种有效的预报手段，有着良好的物理基础和令人鼓舞的发展前景，值得深入探讨和研究．      

峰值速度和加速度对环境剪应力的依赖性

从导出的地震定标律和地震破裂过程的断裂力学模式出发,得到了震源平均位移、速度和加速度谱的表达式,进而又推导出震源的峰值位移d_m,速度v_m和加速度a_m的表达式:d_m=k_dM_0~2/~3τ_0~(2/3),v=k_vM_0~(1/3)τ_0~(4/3),a_m=k_aτ_0~2式中M_0是地震矩,τ_0是环境剪应力值,k_d,k_v,k_a为适当的常数.我们选用了66个地震的观测资料,这些地震的矩震级范围包括了从1级左右的极微震,3-5级的小震,直到6-7级的大震;地震矩从10~9-10~(20)Nm,跨越了10个数量级,并用这些地震检验了上述公式. 令所有地震的平均应力为5MPa,定出常数k_d,k_v,k_a,进而由速度和加速度观测资料求得66个地震的环境剪应力τ_0值,这些数值相当稳定.多数极微震的τ_0值在2-4MPa之间;小震的τ_0值多数在4-8MPa左右;大震的τ_0值为10MPa左右。τ_0值对震源深度和断层类型有明显的依赖性.一般深度很浅的小震和极微震,τ_0值很低;正断层地震的τ_0值相对较低;逆断层地震的τ_0值较高;走滑断层地震的τ_0值则居中.     

2017年长岛M3.9地震序列性质的研究

2017年3月3日长岛发生M3.9地震,震源深度10km.此后,震中出现密集小震活动,并持续至今,形成显著地震序列.该序列的发生使得长岛窗继2015年7月、2016年2月后再次出现开窗活动.此次地震序列空间分布主要集中在大竹岛—威海北断层,呈NWW—SEE方向分布,震源深度主要集中在9～13km.对长岛M3.9地震序列进行了地震活动性研究.通过对本次长岛窗频次、蠕变、地震参数特征及序列机理与发震构造的分析推测出长岛震群为前兆震群.