陕西地区小微震震源机制研究

小微震事件的震源机制是区域应力场及诸多地球动力学研究的基础资料。陕西地区为多个地震带的交汇区,近些年积累了丰富的小微震波形资料。运用新近发展的适用于求解小微震震源机制的广义极性振幅技术(GPAT),结合陕西2015地壳速度模型,求解陕西测震台网2011年4月至2015年12月间记录的121次ML1.5~3.5事件的震源机制。反演结果表明:(1)以上事件的震源机制大部分为走滑及正断类型,其比例占64.5%;逆断型机制占22.3%。(2)反演震源机制得到的震源深度与定位深度具有良好的一致性;矩震级与近震震级间存在差别,且这种差别随事件的变小而增大。(3)对比渭河断陷带相关研究成果,验证了该区域震源机制以正断型为主,具有拉张应力状态。     

小江断裂带北段地壳浅层P波速度各向 异性观测的原理与数值试验

以二维情形下观测速度场为各向同性场和各向异性场的叠加为前提, 提出了一种利用走时残差估算地震波速度各向异性的方法, 即剩余慢度矢量法. 利用小江断裂带北段巧家流动地震台阵24个台站记录的3181次地震事件的P波走时残差, 采用剩余慢度矢量法计算了各观测台站周围水平方向上尺度为0.5°×0.5°, 震源深度为0—5 km的剩余慢度矢量, 由此得到了P波快波和慢波方向. 计算结果表明, 大部分观测台站周围的P波速度方向性较为一致, 快波方向为ESE向, 慢波方向为NNE向. 快波方向与小江断裂带北段应力场P轴方向较为一致, 而慢波方向与应力场T轴方向一致, 表明应力的长期作用可能是导致P波速度各向异性的重要原因.      

一种地方与区域地震震源机制反演技术:广义极性振幅技术(二)——对实际震例的应用

为了检验广义极性振幅技术(GPAT)的实用性,我们利用GPAT反演确定了49次实际地震的震源机制、矩震级和震源深度.为了检验GPAT对地方地震、区域地震以及远震的实用性,我们选用了震级范围约为ML0.2~MS7.0之间的地震与震中距范围约在5~8000km之间的观测资料.对反演结果的分析表明,利用GPAT获取的震源机制结果在合理误差范围内是正确的,利用GPAT获取的矩震级结果是可靠的,而利用GPAT获取的震源深度总体上似乎比常规定位深度深约0.6km.总体而言,GPAT在震源机制、矩震级和震源深度的反演方面表现出良好的实用性.     

一种地方与区域地震震源机制反演技术：广义极性振幅技术（一）——原理与数值实验

基于数十年来已有的研究进展,提出了一种地方和区域地震震源机制反演技术——广义极性振幅技术（GPAT）,并通过一系列数值实验检验了这种技术的可行性和抗干扰能力.首先,从地震波场概念出发,利用P波初动极性与广义震相振幅构建矢量,建立反演系统,并给出求解技术;然后,考虑影响反演结果的各种因素,包括台站布局、台站数目、随机噪声、震中位置误差、震源深度误差和速度模型误差,分别进行了单一因素影响测试;最后,同时考虑各种因素进行了综合测试.实验结果表明,GPAT是可行的,具有良好的抗干扰能力.需要强调的是,在众多影响因素中,速度模型误差对反演结果的影响最大.     

2014年盈江双震的破裂历史

2014年5月24日在云南省盈江县发生M_s5.6级地震(主震A), 于5月30日在其附近再次发生M_s6.1级地震(主震B). 我们挑选云南省地震台网记录的数字波形资料, 借助于经验格林函数技术提取了这两次地震的震源时间函数,获得了其破裂历史. 为了利用经验格林函数技术提取震源时间函数,我们首先利用优选的速度模型,采用逆时成像技术重新确定了主震A和B以及挑选的6次较大余震的震源位置,并利用双差定位技术确定了主震与余震之间的相对位置;然后利用广义极性振幅技术反演了这些事件的震源机制;最后,根据主震和余震的相对位置以及震源机制特征挑选最优台站记录,提取了两个主震的震源时间函数. 结果表明,主震A持续时间约3.5 s, 分两个阶段,第一阶段0~1.3 s, 第二阶段1.3~3.5 s;主震B持续时间约5.0 s, 其过程比A复杂,至少可以分为五个阶段,第一阶段0~0.7 s, 第二阶段0.7~1.6 s, 第三阶段1.6~2.5 s,第四阶段2.5~3.8 s,第五阶段3.8~5.0 s.     

一种确定震源中心的方法：逆时成像技术(二)——基于人工地震的检验

人工地震的激发时间和震源位置是已知的,因此,用人工地震观测资料检验地震定位技术是十分有效的技术途径.为了检验逆时成像技术的实用性,我们收集了10次人工地震的观测资料,5次气枪和5次化学爆破.气枪记录台网的孔径20 km左右,而化学爆破记录台网的孔径200 km左右.首先,通过测定值与真实值的比较,从已有速度模型中筛选出两种较好的模型,然后,利用筛选出的两种模型分别对10次事件定位,并通过测定值与真实值的比较以及测定值的不确定性分析挑选出最佳模型,与此同时确定出最佳定位结果.结果表明,在现有最佳速度模型情况下,气枪与化学爆炸的震中偏差均在500 m左右;气枪震源深度的偏差在100 m左右,而化学爆破震源深度的偏差在200 m左右;化学爆破的激发时间的偏差在0.06 s左右,而气枪的激发时间的偏差较大,约在0.4 s左右,这可能是由于局部水域的较低波速所致.由此可见,利用逆时成像技术能够在合理的准度和精度水平上确定发震时刻和震源位置,甚至包括震源深度.     

基于勒夫波的鲁甸MS6.5地震震源复杂性分析

2014年8月3日,云南省鲁甸县发生了M_S6.5地震,造成600余人死亡,震害之大出人预料. 我们利用经验格林函数技术从国家地震台网记录的宽频带勒夫波提取了视震源时间函数,通过分析其方位依赖性获得了关于震源结构与能量辐射复杂性的认识,进而讨论了它们与震害之间的关系. 对视震源时间函数的分析表明,能量释放的时间过程比较简短,83%的能量集中释放于前10 s,但这次地震发生于两个走向分别为60°和150°左右的相互交叉的断层,破裂开始于60°取向的断层,起初以双侧破裂为主,后来向60°方位的传播占优势,但很快触动了150°取向的断层,同样,起初以双侧破裂为主,后来向150°方位的传播占优势. 由于两条断层同时参与了这次地震,近场能量辐射具有较强的方位复杂性,其中60°~210°方位能量辐射较强. 所以,能量释放时间过程之简短但交叉的震源结构和依赖于方位的能量辐射应该是造成如此震害的主要原因.     

2014年四川康定双震震源的勒夫波分析

2014年11月22日在四川省康定县发生了M_S6.3地震(M1),3天后几乎在同一地点又发生了M_S5.8地震(M2),本文称其为"康定双震".首先,利用逆时成像技术对康定双震以及用作经验格林函数事件的一次M_L4.8地震(G1)进行了重定位,并利用广义极性振幅技术反演了三次地震的震源机制;然后,借助于G1的记录,利用经验格林函数技术分别提取了M1和M2的勒夫波视震源时间函数,并利用视震源时间函数的方位依赖性分析了M1和M2的优势破裂方向;最后,利用视震源时间函数反演方法反演了M1和M2的震源破裂过程.重定位结果表明,G1与M1和M2震源位置比较接近,分别相距~40 km和~50 km.震源机制反演结果表明,G1与M1和M2具有类似的机制,均为陡倾角左旋走滑.视震源时间函数的方向性分析表明,M1的破裂优势方向为276°,而M2的破裂优势方向为336°.破裂过程反演结果表明,M1持续时间~11 s,主要破裂区沿断层面朝北西以及浅表拓展,最大位错~0.52 m;M2持续时间~7 s,破裂区沿着断层面也朝北西以及浅部拓展,最大位错~0.33 m.     

2016年阿克陶MS6.7地震震源复杂性与烈度

2016年11月25日在我国新疆克孜勒苏州阿克陶县发生M_S6.7地震（阿克陶M_S6.7地震）.我们收集国内外地震资料，对主震及4级以上余震进行了重新定位和震源机制反演，对434次余震进行了双差定位，对主震震源过程进行了反演确定和复杂性分析，并基于反演确定的有限动态源模型估计了此次地震的烈度分布.结果表明：这次地震发生在当地一个近乎东西向展布的小型盆地内，很可能由一条新断层或隐伏断层的活动所致.发震断层近乎直立，近东西向展布，总体上表现为右旋走滑.破裂首先向西扩展，紧接着向东，随后向东西两个方向同时扩展，然后西侧破裂首先停止，东侧破裂继续，最后破裂在东侧停止，整个过程持续~20 s，释放地震矩1.08×10¹⁹N·m，相当于M_W6.6.破裂过程最终形成两个位错高值区，分别位于初始破裂点的东西两侧，西侧高值区规模较小，东侧区规模较大.根据烈度估计，烈度椭圆长轴方向与主震破裂方向以及余震展布方向一致，最大烈度约为IX度，主要集中在震中以东很小的区域，VIII度区呈纺锤形，分布于震中东西两侧，V至VII度区呈椭圆形，总体上东侧烈度大于西侧.     

芦山MS7.0地震究竟发生在哪里？

精心挑选速度模型和观测资料,利用逆时成像技术对2013年4月20日发生在四川芦山的M_S7.0地震的起始破裂点和震源中心进行成像.成像结果表明,地震的起始破裂点位于北纬30.289±0.005°,东经102.946±0.007°,震源深度11.8±2.3 km;震源中心在前3.5 s时间内与破裂起始点相同,在前9.5 s时间内也基本稳定在北纬30.27°和东经102.94°,距起始破裂点不远,意味着芦山M_S7.0地震呈双侧破裂.