唐山、邢台地震序列特征与三维速度结构的关系——兼论强震群型地震的预测问题

以唐山、邢台地震区的层析成像（ST）结果为基础,分析了两次强震序列特征与三维速度结构的关系．研究结果表明:① 地壳内高速体、低速体的相间分布及尺度较大的高速块体的存在是孕育发生两次强震序列的共同基础;② 壳内高速体、低速体的规模、深度及其内部的非均匀性是影响序列特征的重要因素;③ 唐山震区的高速体深度小于邢台震区,这是造成唐山地震序列的震源优势深度和震源最大深度小于邢台地震序列的主要原因;④ 宁河地震区的高速体较唐山 滦县地区高速体的深度大,是造成宁河地区最大震级及其震中烈度偏低的重要原因．这些结果对强震群型地震的主要地震及晚期强余震预测都有帮助．      

邢台地震空间分布随时间变化的立体图象与地震发生过程

本文利用邢台地震台网资料研究了1966年3月邢台地震强震活动期间地震位置的空间分布随时间变化的过程。给出了一系列反映邢台地震序列强震孕育、破裂、应力场调整及地震构造的立体图象。进一步探讨了震区地壳介质中存在的障碍体与地震发生的关系。认为这种震区介质的非均匀构造所导致的邢台地震的破裂是一个沿北北东方向的断断续续的发展过程。较好地解释了几个六级以上强震的发生以及强震期后出现的中强余震两头跳现象。本文还对六级以上强震的破裂过程进行了讨论,并与已有结果作了对比,还考察了强震活动期间震源深度随时间变化与大震发生的关系。      

河北省强震区内外深部S波速度结构特征研究

利用短周期记录的S波记录反演了沙城老震区及其邻区共3个台站下方的剪切波速度结构，并进行了对比分析。结合以前得到的邢台、唐山震区及其附近5个台站的速度结构，发现强震区具有几个大致相同的构造特征，即：（1）地壳厚度低于周围台站；（2）S波低速层速度低于周围地区，高低速层差异大；（3）具有较低的上地幔S波速度；（4）强震往往发生在低速层上面的高速层内或高低速层交界面上；（5）易震层往往是两个低速层夹持的高速层等，并对这种结构易于发震的机理给出了分析。总之强震的发生是与低速层紧密相磁的，而剪切波对于反映低速体构造非常敏感，因此S波速度结构研究对于揭示强震的深部构造背景，深入研究震源机制都是很有意义的。而且，强震我所共同具有的这种特征为我们今后强震危险区的划分和强震地点的预测提供了较为科学的依据。     

邢台、唐山震区震源层及其顶、底部介质条件的综合分析

首先对1966年1月1日至1984年12月31日华北地区MS4.0的1 739条地震事件和邢台震区MS4.0的541条地震事件、唐山震区MS4.0的999条地震事件震源深度资料进行了分段(2 km间隔)深度-频度统计分析，分别得出了各自的震源分段深度-频度图(H-N图)．研究表明: ① 华北板内地震发生在陆壳内，而且多集中在中、上地壳一定深度范围内，构成了板内震源层；② 震源层由相邻的主层和辅层组成，主层和辅层的顶、底界分别相应于G、C和B、G地质界面；③ 邢台和唐山震区的H-N图显示出较大差异，表明震源层具有区域性和局部性特征；④ DSS、MTS探测研究结果表明，震源层的区域性、局部性特征主要取决于区域和局部的深部构造环境；⑤ 震源层是一介质层实体，与地壳内的脆-韧过渡带相关联．震源层又是一应力导层．由于应力导层上、下介质分别受到破坏和流动，而使应力主要集中到应力导层内，地震就发生在其中.      

京津唐地区地壳结构与强震的发生──I．P波速度结构

用１９８４－１９９１年发生在京津唐地区（３７°－４１°Ｎ，１１２．５°－１２０°Ｅ）的２５０５个地震的２２２３４条Ｐ波到时进行的层析成像，揭示了地震活动性与速度图像间的联系：１．公元１０００年以来该区强震震中在上地壳的投影大多分布在高速块体内或高速块体与低速块体相交地带，偏高速体的一侧．２．唐山地震和三河－平谷地震所处的构造背景相似，均未依傍大断层，处在介质速度变化剧烈部位．３．宁河与唐山、滦县分别位于规模大小、位置深浅不同的两个不同的高速块体处，可以解释唐山地震序列震源深度分布东北浅西南深的总体特征．４．唐山地震可能是由一条北西向的地下隐伏断层扩展的结果．     

京津唐地区地壳结构与强震的发生──I．P波速度结构

用１９８４－１９９１年发生在京津唐地区（３７°－４１°Ｎ，１１２．５°－１２０°Ｅ）的２５０５个地震的２２２３４条Ｐ波到时进行的层析成像，揭示了地震活动性与速度图像间的联系：１．公元１０００年以来该区强震震中在上地壳的投影大多分布在高速块体内或高速块体与低速块体相交地带，偏高速体的一侧．２．唐山地震和三河－平谷地震所处的构造背景相似，均未依傍大断层，处在介质速度变化剧烈部位．３．宁河与唐山、滦县分别位于规模大小、位置深浅不同的两个不同的高速块体处，可以解释唐山地震序列震源深度分布东北浅西南深的总体特征．４．唐山地震可能是由一条北西向的地下隐伏断层扩展的结果．     

晋冀鲁豫交界地区震源位置及震源区速度结构的联合反演

利用邯郸数字台网记录到的2001—2008年间460次M_L≥1.0地震的1861条P波到时数据, 采用震源位置和速度结构联合反演方法确定晋冀鲁豫交界地区(35.0°~38.0°N, 113.0°~116.0°E)地震的震源位置分布和该区域的速度结构。 结果表明: ① 经过重新定位后, P波走时的均方根残差(RMS)由反演前的1.35 s降到反演后的0.45 s。 定位偏差在EW方向上平均为0.031 km, 在NS方向上平均为0.029 km, 在垂直方向上平均为0.060 km。 ② 邢台震区的中小地震明显呈NEE向分布, 深度主要集中分布在7~14 km范围内; 磁县震区中小震分布相对复杂, 具有NEE和NWW两个展布方向, 震源深度主要集中在8~18 km范围内, 总体上晋冀鲁豫交界地区中小地震深度呈现北部浅南部深的趋势。 ③ 反演得到了晋冀鲁豫交界地区的速度结构, 在邢台地震极震区下方7~14 km处存在低速层, 与1966年邢台7.2级地震的震源深度一致;在磁县地震极震区下方13~18 km处也存在低速层与1831年磁县7.5级地震震源深度一致, 且磁县震区下方的速度结构比邢台震区更为复杂。     

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。     

用现今小震推断洪洞、临汾两次历史大震的震源断层

山西临汾地区是一个历史强震多发区，1303年和1695年发生了洪洞（M＝8）和临汾（M＝73／4）两次特大地震，这两次地震所在区域至今仍在持续不断的小地震活动，具有明显的大震区地震长期活动特征，我们对临汾无线传输地震台网记录的1987－1999年期间发生的1670次中，小地震重新进行了震源定位，根据对这些地震震源位置三维空间分布特征和震源机解制的分析，认为洪洞地震的震源断层应是长80km，埋深5－26km的NNE走向，高倾角的右旋走滑型断层，而临汾地震的震源断层是长70km，埋深5－22km的NWW走向，高倾角的左旋走滑型断层。这与洪洞，临汾两次大震极震区的等震线及该地区应力场的构造环境是吻合的。     

采用体波谱振幅相关系数方法研究地震序列的震源机制变化过程

发生在同一震源区的两个地震, 当地震之间的距离远小于地震到台站之间的距离时, 同一个台站的直达P波、 S波零频观测谱值之比与其辐射图型因子之比线性相关, 而辐射图型因子取决于震源机制解的几何特性。 利用同一震源区两次事件的相同台站的波形记录计算谱振幅相关系数, 该系数可认为是震源机制异同的归一化的数值描述; 据此对地震序列事件进行聚类分组以及计算序列事件的滑动平均相关系数时序曲线。 对2001年雅江和2003年大姚强震序列, 以及2002年漾濞和2003年洱源小震序列进行分析的研究结果表明: ① 强震序列与小震序列的滑动平均相关系数时序曲线形态存在明显差异; ② 某些强震序列的初期震源机制有从散乱到一致的过程。 分析认为, 孕震应力场的应力强度对孕震区内地震的破裂方向有明显的约束作用。     

邢台地震序列的应力释放调整过程

利用邢台地震序列震源机制解反演邢台老震区分时段应力场,并对震源机制和应力场结果进行分析。研究结果显示:邢台老震区的震源错动类型以走滑类型为主,遍布整个震源区;序列整体和3个时段的应力场反演结果基本一致,且与华北地区其他强震的应力方向相同,表明邢台地震的发生受华北区域构造应力场控制;应力场反演得到的邢台地震序列现今的摩擦系数显示处于拜尔利摩擦系数的范围,区域应力方向有利于断层活动,而地震活动频度和强度偏低,推断目前震源区处于某种平衡状态,需要进一步研究震源区深浅应力状态的耦合关系。     

2021年9月16日四川泸县MS6.0地震震区三维S波精细速度结构

近年来,四川盆地南缘(川南)中强地震频次增多和地震活动性增强,2021年9月16日四川省泸州市泸县M_S6.0地震的发生再次引起国内外学者对川南地区深部孕震环境和潜在地震危险性的密切关注.为了探究泸县6.0级地震震区的深部结构特征,本文基于最新布设于震区70个短周期密集地震台站的观测资料,采用背景噪声成像法构建了泸县M_S6.0震区三维S波精细速度结构.研究结果表明,研究区内喻家寺向斜和华蓥山断裂带东/西支深部速度结构表现明显非均匀性,喻家寺向斜构造区在深度3.0 km内表现为低速,随着深度增加,速度逐渐增大.华蓥山断裂带东、西支除了存在局部低速非均匀体,整体上表现为NE-SW展布的高速特征.泸县震源区西侧4.0～6.0 km深度呈现低速异常,东侧则表现高速异常分布,主震位于高低速分界带,震区周边存在大范围的明显线状几何特征的地震分布,震源深度优势分布层位主要集中在3.0～5.0 km之间.综合已有的资料分析,主震西侧的低速异常区指示着该处可能存在流体,推测泸县6.0级地震可能是在区域构造应力和流体扰动的作用下,泸县震区的先存隐伏断层发生错动所致...     

唐山和澜沧地震序列震源区应力场的对比分析

以唐山地震序列167次MS4地震的震源机制和澜沧地震序列163次中小地震的震源机制为基本资料，系统分析了各自震源区应力场的状况．结果表明，震源区应力场的方向稳定，没因发生强震序列造成显著的改变．余震机制解的优势空间取向与主震机制解相近，受主震及强余震影响，部分余震机制解有所偏离，但偏离程度随时间减小．唐山和澜沧序列中优势取向的机制解占全部解的比例相当，暗示构造应力场对强震序列的控制作用大体相同．经震源机制的聚类分析发现，唐山较澜沧序列类型多、取向分散，分析认为是唐山地区参与活动的构造比澜沧地区参与活动的构造复杂所致．      

2022年门源MS6.9地震震区三维速度与发震机制研究

2022年1月8日,青海省门源县发生M_S6.9地震。使用青海、甘肃等区域数字台网所观测到的2009年1月1日—2022年2月8日间青海门源及周边地区(36°～39°N,101°～104°E)14 869次地震事件的地震观测资料,基于双差成像(TomoDD)方法进行重定位分析,结果表明：门源及周边地区地震震源深度较浅,主要集中在5～15 km深度范围,其中10 km附近分布最多。推断该深度区域为门源及周边地区的主要孕震区。基于地震重定位结果和主震区三维速度结构分别对2016年门源M_S6.4地震和此次地震序列的发震机理进行分析对比,发现两次地震都位于高速异常体边缘,速度结构与断裂、地震序列吻合较好。2022年门源地震位于高速体的西端末梢位置,是该高速体受青藏高原东北缘顺时针应力作用导致的滑动产生的走滑型地震。     

唐山地震序列空间分布复杂性原因研究

本文采用唐山地震序列定位精度较高的资料, 对不同时段余震震中分布进行再分析, 取得了余震密集带和序列3次强震(唐山7.8级、 滦县7.1级、 宁河6.9级)破裂面分布的清晰图像, 其中判定7.1级地震为NWW向破裂面。 其复杂图像与震前地震活动异常所揭示的震源及与震源孕育有关的三组区域性断裂带存在密切联系。 简单说来, 震源位于NE向、 NWW向、 NW向三组断裂带交汇的区域, 位于震源的余震密集带显示了这3次强震的破裂面, 它们分别可看作是三组区域断裂的闭锁段。 据此解释了形成唐山地震震源和序列震中分布复杂性的原因。     

2020年7月12日唐山古冶MS 5.1地震震源参数

利用河北及邻区地震台网提供的震相观测报告,使用双差定位方法,对2020年7月12日唐山古冶M_S 5.1地震序列进行重新定位,并基于部分地震台站记录的波形资料,采用近震全波形方法,反演得到主震震源机制解。精定位结果显示,此次地震序列展布长度约8 km,余震自主震位置向SW扩展,震源深度优势分布范围在10—18 km,发震断层面较陡,倾向SE。震源机制解显示,主震为一次走滑型事件,结合序列展布形态和地震活动背景,SW—NE向近似直立节面为可能发震断层面,与1976年唐山M_S 7.8主震断层特征基本一致。综上所述,古冶M_S 5.1地震为唐山M_S 7.8地震的又一次余震,属唐山老震区正常地震活动。     

中南美洲地区地震序列的特征

共搜集到１９６０￣１９９０年中、南美洲地区１０个地震序列。其中１个是板内地震序列。这个板内地震序列表现出的特征是：震中分布区域的长轴较短,长短轴之比低;余震震源机制和主震震源机制相比变化大。其余９个是俯冲带上的板缘地震序列,它们的共同特征是：震中分布区域的长轴较长;震源深度下限超过地壳,可以达到７０ｋｍ以下（第１０号序列例外）;主震的震源机制受俯站带的走向、倾向和倾角的控制。但是这些震序列又分为两     

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.     

2008年、2009年大柴旦两次6级地震序列地震视应力特征

计算得到2008年、2009年大柴旦两次6级地震序列中109个ML≥3.0地震的视应力,两次序列主震视应力分别为5.1 MPa、3.4 MPa,平均视应力为0.48 MPa。2008年地震序列视应力的整体平均水平小于2009年地震序列,综合USGS及哈佛大学CMT给出的震源参数,发现两次地震震中相近,但震源深度有很大差异,2008年地震深度约25 km,而2009年地震震源深度约12 km,震源深度及发震构造的差异可能造成两次地震序列视应力的不同。     

小地震精定位与层析成像揭示的邢台地震区深部构造特征

1966年河北邢台M_S7.2地震发生后小地震持续不断,为开展该地区的深部构造研究提供了便利条件。文中基于河北省地震台网1991—2021年间的观测数据,采用双差定位法获得了邢台及其邻区9 644次地震的精定位结果,清晰地刻画出深部断裂的空间形态;结合华北流动地震台阵2006—2008年的观测数据,采用38 578个P波到时数据,获得了研究区高分辨率走时层析成像结果。研究表明：研究区的地壳速度结构存在较强的横向不均匀性,新河断裂与元氏断裂之间的上地壳存在明显的低速异常,中下地壳存在高速异常,邢台地震位于高、低速异常体交界处,该位置具备积累大量应变能的介质条件,易发生破裂,释放应力;邢台震区小地震密集带与高、低速异常体东边界的总体展布趋势比较一致,推测沿高、低速体东边界展布的深、浅部断裂已上下贯通,速度异常体的边界位置同样也是速度变化相对强烈的部位,易发生地震破裂;综合多种地震、地质调查成果,揭示出邢台震区下方存在一条贯通整个地壳的深大断裂,倾向SE,上断点位于东汪附近,邢台地震促使深浅部的先存断裂上下贯通。