新丰江水库中上地壳P波三维速度结构特征及库水的渗透影响

利用震源位置和速度结构的联合反演得到2007年6月—2014年7月新丰江水库地区地震序列的震源位置及中上地壳P波三维速度结构模型,并进一步研究库区序列分布及速度结构特征.结果显示:库区中上地壳不同深度P波速度存在显著横向不均匀性,浅部库区速度高于周缘,在5~10 km上地壳从库坝下游白田至库尾锡场NW方向存在高速异常体以及2个低速间断区域,低速间断区分别位于人字石断裂与南山—坳头断裂交汇处以及1962年6.1级地震震源区,库水可能沿低速间断区的人字石断裂、石角—新港—白田断裂下渗至13~14 km的地壳.在10~14 km地壳以NE走向的大坪—岩前断裂为界,NW侧为最高速度6.2 km·s~(-1)的高速区域,SE侧从库区中部回龙至库坝下游白田为显著低速异常区域,是可能的库水渗透影响区域,亦是库区中强地震集中区.库区地震多发生在高速体内部、高低速过渡带或低速的渗水通道两侧.     

广东东源MS4.8地震序列震源位置及周边地区P波三维速度结构

利用震源位置和速度结构的联合反演, 得到2012年2月16日广东东源M_S4.8地震序列的震源位置及震源区速度结构模型, 并进一步采用双差定位法对该序列位置重新定位． 结果显示, 东源M_S4.8地震是一次自上而下、 自西向东的单侧破裂过程, 破裂面积约3 km×5 km． 震源区地壳结构复杂, 埋深712 km处为一个速度达6.2 km/s的高速体, 主震的起始破裂位置位于高速体的顶部速度梯度较大的区域, 破裂面穿越整个高速体, 余震止于高速体下方的低速区底部(埋深约16 km)． 东源县锡场镇下方的这种高、 低速相间的结构, 表明地壳层间相邻物质性状的差异利于应变能的积累和释放, 因此东源地区具备发生中强地震的构造条件．      

利用谱聚类方法研究新丰江库区的震源机制解

为检验震源机制解谱聚类方法的实用性,选择新丰江库区为研究区域,利用FOCMEC方法反演了该区域2012年1月1日—2018年12月31日M_L2.0以上地震的震源机制解,并对其进行了谱聚类分析,最终获得该区域7种震源机制解类型;通过分析每种类型的震源机制解特征及其时空分布特征,探讨了震源机制解类型分布与区域构造的关系。结果表明:(1)新丰江库区地震破裂类型以正断型为主,兼有部分倾滑分量,其次为走滑型;(2)不同类型的震源机制解具有区域性的空间分布特征,主要受不同的构造背景影响,反映了新丰江库区地震活动和构造特征之间的关系;(3)不同类型震源机制解所描述的断裂分布反映了峡谷及大坝区库水渗透的构造条件,解释了区域地震频发的可能原因;(4)每种类型的震源机制解在研究时间范围内数量变化较为稳定。     

CAP方法反演新丰江锡场地区M_L4.0级以上地震震源机制解

利用区域台网宽频带波形数据,采用CAP方法反演了锡场地区5次M_L4.0级以上地震的震源机制解,并结合地震精定位和区域活动构造讨论了其发震构造。结果显示:2012年2月16日M_L5.2级地震的震源机制解为,节面Ⅰ:走向351°、倾角84°、滑动角-23°,节面Ⅱ:走向83°、倾角67°、滑动角-173°,最佳震源深度10.39 km; 2013年2月22日M_L5.1级地震的震源机制解为,节面Ⅰ:走向274°、倾角55°、滑动角-118°,节面Ⅱ:走向136°、倾角43°、滑动角-56°,最佳震源深度10.88 km。其它3个事件均以走滑为主,破裂类型与M_L5.2级地震相似。最佳拟合震源深度集中在上地壳底部的8 km和10 km。结合区域构造和地震序列精定位结果,认为2014年7月11日M_L4.5级地震NW向的节面Ⅰ为真实破裂面, 2012年的2次地震和2014年4月25日M_L4.4级地震NEE向的节面Ⅱ为真实破裂面, 2013年2月22日M_L5.1级地震真实破裂面是近EW向的节面Ⅰ, 2012年2次地震和2014年4月的1次地震活动可能与近EW走向的大坑南断裂有关,锡场地区可能存在多条相互交割的隐伏断裂。     

新丰江库区上地壳三维细结构层析成像

在新丰江库区布设一个范围约50 km×40 km、由50个地震临时台站组成的观测台阵,接收来自不同方位的人工震源产生的莫霍界面反射波;台阵中的20个台站和5个区域固定台还对2009年3月至2010年5月发生在库区的地方震进行了观测.本文联合利用人工地震莫霍面反射波走时和天然地震直达波走时,采用连续模型反演技术重建了库区上地壳P波、S波慢度扰动和V_p/V_s扰动分布图像.研究结果表明:新丰江库区东、西部地区上地壳结构存在明显的差异.库区东部地区构造复杂,多条断裂在该区呈交叉状分布.北西向的石角-新港-白田断裂带在库区段内具有复杂的岩性和构造特征,该断裂带在新港至双塘一线可能延伸至地下8 km左右;近北东向的断裂带切割地壳较深.峡谷区及大坝以东附近地区存在上、下贯通的波速比高值区,尤其是大坝以西的深水峡谷区,存在一条顺河走向的陡倾角断层裂隙带,为库水渗透提供了良好通道.库区西部地区为相对稳定构造区,完整坚硬的花岗岩体透水性能较差,受库水渗透影响很小.新丰江水库诱发地震的形成与深部构造环境密切相关.峡谷区及大坝以东附近地区上地壳介质性质呈现明显的横向不均匀性,微震分布在介质物性结构的特定部位,"软"、"硬"交错的介质环境是倾滑正断层型微小震产生的可能原因.     

新丰江水库三维速度结构和震源参数的联合反演

本文对ACH方法做简化处理,先以一个地震为单元形成子矩阵,并将慢度扰动用一平均量来代替;在修正参数时,震源部分按常规进行,对慢度部分则利用代数重建技术将其分配到各个块体上.数值模拟结果表明,该方法能很好地反演震源位置和速度结构.运用新丰江遥测台网的数据进行研究,表明地震强活动区位于大坝附近,特别是在人字石断裂和高寨断裂的交汇处,震源集中沿罗坑-双下、葫芦凹-燕岩和黄竹蒿3条地震带,呈密集的高倾角分布,地震活动主要与北北西向构造和东西向构造有关,而与地表甚为发育的北东东向构造关系不大.速度图像中的低速区对应地表的破碎区,即地震带区域,也是该区重磁异常急剧变化的区域;而高速区内地震较少.上述特征同水的渗透作用有密切关系.     

金门东南海域中强地震活动区的地震构造背景

金门东南海域是泉州—汕头地震带内的一个中强地震活动区。该海域是晚第三纪以来形成的断陷海湾 ,中强地震的发生与该海湾构造活动密切相关。对该海域断裂构造活动、地震活动、地球物理场的分析表明 ,中强地震多发生在 :F1 断裂以西及其与F1 3 ,F23 ,F4断裂的交汇处 ;海域局部莫霍面隆起西侧边缘 (热区中心西侧边缘 )地带 ;NE向重力梯度带向西扭曲处及正剩余布格异常Ⅰ区与Ⅲ区之间的地段 ,即深部高密度体周围的密度变异处     

利用高精度小震资料确定新丰江水库大坝区北西向发震断层

基于2009—2015年广东省河源市新丰江水库库区高精度定位的地震目录(M_L≥1.0),划分出大坝—峡谷区的3个北西向小震密集分布带,并依据成丛小震发生在活动断裂面及其附近的原则,采用模拟退火算法和高斯-牛顿算法相结合的方法,反演了这3个小震密集带相应的断层及断层面参数,包括断层面的走向、 倾向、 倾角、 长度、 深度和地理位置,获得了大坝区北西向断裂带相关断层的成分及几何形态． 结果显示: 3条断层走向为北西—北北西,与大坝—峡谷区走向基本一致,深度为3—12 km,均为陡峭的活动断层,其长度不超过10 km, 在库区应力场作用下均以走滑为主兼少许垂直错动; 大坝附近为几条断层端点与断层相切点的汇集区,区域应力易集中于此而成为库区地震最活跃的部位． 此外,根据断层反演结果及前人资料,论证了白田—双塘断层为新丰江1962年M_S6.1地震的发震构造,并首次发现河源断裂在白田至双塘之间中断了约5 km,中断的断裂构造为白田—双塘断层的一部分．      

2012和2013年广东新丰江锡场2次MS4.8地震发震构造的确定*

利用广东新丰江锡场2012和2013年2次M_S4.8地震震中附近的2009年1月至2015年6月精定位小震资料,依据小震丛集发生在大震断层面及附近的原则,采用模拟退火算法和高斯-牛顿算法相结合的方法,反演得到了锡场附近2条相交断层的详细参数及地理分布。NEE向断层F1的走向为78.5°,倾角为87.7°,长度约8.2km,以右旋走滑错动为主;NW向断层F2的走向为137.3°,倾角为87.9°,长度约5.9km,以左旋走滑错动为主。用断层附近M_L3以上地震的震源机制解证明反演结果是可靠的,并由2次4.8级地震的震源机制解判断出各自的发震断层。     

廊固凹陷深部剪切破裂构造的地震学证据

基于区域地震台网观测数据,采用近震波形反演方法,确定2018年2月12日河北永清M4.3地震的最佳双力偶源震源机制解为:节面Ⅰ走向297°,倾角58°,滑动角-32°;节面Ⅱ走向45°,倾角63°,滑动角-144°;是一个略带正断分量的右旋走滑地震.结合近震转换波测定主震的震源深度在19km附近.地震序列的双差定位结果显示:永清地震序列震中呈北东向窄带展布,表明此次地震主要向北东向破裂;深度集中分布在17～19km,整体形态近于铅直,显示发震断裂具有走向北东、倾向南东、倾角陡立的特征,与节面Ⅱ的性质比较吻合,推测节面Ⅱ为发震断层面.将发震断层面参数与震源区附近断裂性质进行对比分析,形成了关于廊固凹陷附近区域地震构造的一些认识:(1)推测永清地震的发震构造不是地壳浅部发育的先存正断裂,而是震源区下方一条地壳尺度的深断裂,该深断裂为新生断裂,具有右旋走滑正断性质,倾角陡峭、近于直立、宽度较大,向上与夏垫断裂相通.(2)综合震源区附近多条深地震反射剖面探测结果,推测永清地震的发震断裂与新夏垫断裂同属一条断裂,称为:新夏垫深断裂.该断裂从夏垫向西南方向延伸至文安,并可能与霸县—束鹿—邯郸断裂带相联系,总长度超过150km.(3)基于2006年文安M5.1地震与2018年永清M4.3地震在震源机制上的相似性及震源位置上的关联性,结合区域构造条件,认为两次地震的发震构造均为新夏垫深断裂.(4)根据研究区几次显著地震的震源深度分布特征,参考区域断层构造、电性结构和流变学模型,推测活化克拉通块体新生断裂的脆韧性转换界面深度在15km附近.     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Information for authors

正SCIENCE CHINA Earth Sciences,an academic journal cosponsored by the Chinese Academy of Sciences and the National Natural Science Foundation of China,and published by Science China Press and Springer,is committed to publishing high-quality,original results in both basic and applied research.     

INTERNATIONAL RESEARCH AND TRAINING CENTER ON EROSION AND SEDIMENTATION(IRTCES)

正Director:Shangfu Kuang,China Vice-directors:Chunhong Hu,China Duihu Ning,China Guangquan Liu,China The International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation(IRTCES)was jointly set up by the Government of China and UNESCO on July 21,1984.It aims at the promotion of international exchange of knowledge and cooperation in the studies of erosion and     

Calendar of events

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Earthquake Engineering and Engineering Vibration Aims And Scope

正This journal is established by the Institute of Engineering Mechanics(IEM),China Earthquake Administration,to promote scientific exchange between Chinese and foreign scientists and engineers so as to improve the theory and practice of earthquake hazards mitigation,preparedness,and recovery.To accomplish this purpose,the journal aims to attract a balanced number of papers between Chinese and