几种常用地方震相对天然地震震源深度测定的误差解析分析及数值对比

本文从误差解析公式及数值模拟计算两种途径讨论了利用常用地方震相Pg,Sg,PmP,Pn,sPL测定震源深度的误差问题,结果表明,两种途径获取的误差值相当。对于上地壳的地震而言,当直达波走时误差处于0.1 s的量级时,若要将误差控制在3 km左右,则应选用震中距为30 km以内的台站;当走时误差处于0.2 s的量级时,若要控制同等误差,则应选用震中距为20 km以内的台站;如果地震位于下地壳,震中距可适当放宽,然而当震中距更大或走时误差更大时,震源深度的误差则近乎成倍增长。PmP,Pn,sPL对上地壳的震源深度测定误差要小于下地壳,同时对误差的控制较好,不会随震中距的增大而快速增大,震中距处于90 km范围以内且走时误差小于0.1 s时的深度误差基本均能控制在3.5 km以内。此外,本文还通过“棋盘格”的方式定量地分析了速度扰动对走时的影响,并以首都圈地区台网布局为基础,分析了加入首波对震源深度测定的改善效果。这两项数值对比结果均表明,在2%的速度扰动下,只要下地壳和莫霍面的速度参数不同时出现过大或过小现象,加入首波后对震源深度的测定误差则基本能控制在3 km以内,且一致性明显地高于单独使用直达波。      

用sPn震相计算震源深度的初步分析与应用

用近震震相sPn与Pn波的到时差测定壳内近震深度的方法简捷准确。本文对2004年3月24日内蒙古东乌珠穆沁旗5.9级地震震中1 000 km范围内不同台站记录的sPn震相进行了初步分析,计算了该次地震的震源深度。还讨论了用sPn测定震源深度的可能性及该方法在日常工作中的应用问题。     

阜阳M_S4.3地震震源深度的确定及地震成因分析

2015年3月14日在安徽阜阳地区发生了M_S4.3地震,随后发生3月23日M_s3.6余震.主震造成2人死亡13人受伤.房屋倒塌155间,受损1万多间.主震震级不大,而造成的灾害巨大.本文使用CAP方法反演了两次地震的震源机制解和震源深度,结果显示两次地震的震源机制解和深度一致.主震的机制解节面Ⅰ走向110°,倾角75°,滑动角—10°;节面Ⅱ走向202°,倾角80°,滑动角—164°;矩震级M_w4.3,余震矩震级M_w3.7,反演最佳深度均为3 km.最佳深度时波形拟合相关系数较高,表明反演结果是可靠的.使用sPn和sPL深度震相进一步分析了两次地震的震源深度.结果显示,选取的7个台站的sPn震相与Pn震相的平均到时差为1 s,对应的震源深度为3 km.震中距为36 km的利辛台的sPL震相与Pg震相到时差约为1.1 s,对应震源深度约3~4 km之间.两种深度震相分析的震源深度与CAP方法的结果一致,表明本文给出的阜阳地震震源深度为3 km左右基本是可靠的.本次地震造成较大灾害的原因很可能与地震震源较浅有关.阜阳地区地壳结构相对稳定,地质构造演化形成3 km厚的沉积层,本次地震可能是区域应力作用下发生在沉积层里的一次地震.     

沈阳台利用sPn震相确定近震深度的对比分析

通过沈阳台记录到20个壳内近震和26个营海岫地区近震,利用s Pn与Pn震相的到时差重新计算这46个近震的震源深度,并和国家台网中心结果及辽宁台网中心结果进行比对,表明沈阳台记录到的s Pn震相可用于计算震源深度,计算得出的深度与国家台网中心及辽宁台网中心所测定深度基本相近,误差较小。     

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.     

福建顺昌地震的波形分析

2007年3月13日,福建省顺昌县郑坊乡连续发生了4.7级和4.6级两次地震,这是福建数字台网建成以来记录到的省内最大地震.这两次地震为开展福建地区的地震研究提供了极其宝贵的第一手观测资料.本文就两次地震的记录波形进行了分析,试图从中提取更多信息.结果表明:①地震记录波形中观测到首波临界距离,并据此估算出的震区附近的地壳厚度约为40km;②这两次地震的S波最大振幅比存在明显差异;③波形中分析出了清晰的sPn深度震相,并据此估算出4.7级地震的震源深度为8.4km,与其它方法测定结果一致,为正确测定震源深度提供了依据.     

The Focal Depth Analysis of the Inner Mongolia-Ningxia Border Area Earthquakes

We selected the 103 M_L≥2. 5 earthquake waveform data from the Inner Mongolia-Ningxia border during 2009-2015,which was recorded by the Inner Mongolia Digital Seismic Networks and used the simplex method, Hyposat method, double difference location method,and deterministic method (PTD) for the determination of focal depth,and compared the results. The CAP moment tensor inversion method is used to determine the focal depths of the Alxa Left Banner M5. 8 and M4. 2 earthquakes. The final results of the focal depth by the deterministic method (PTD) and the double difference location method fit well with the tectonic characteristics of the Inner Mongolia-Ningxia border area,but those of the simplex method and the Hyposat method do not. The average depth of the Inner Mongolia-Ningxia border seismic tectonic zone is 13. 32 ± 8 km.     

中国台湾地区地震sPn震相分析及其震源深度计算

运用Pn震相对齐的方法分析了发生在中国台湾地区地震的sPn震相,总结了该地区地震sPn震相的一些特征,用sPn震相计算了震源深度并与单纯型定位法结果进行了对比。结果表明,在该地区地震中,sPn震相特征明显;应用该方法可以较准确地测定台湾浅源地震的震源深度。     

渤海海域地震震源深度的分布特征

震源深度的研究对于探索地震孕育和发生的深部环境,地震能量集结、释放的活动构造背景,以及地壳内部构造变形及其力学属性等都有非常重要的意义。本文选择渤海海域内观测精度相对较高的地震资料作为样本,统计分析了不同震级档、不同空间范围的震源深度分布特征,并初步探讨了震源深度与地震构造、地壳结构的关系。结果表明,渤海海域内中小震的震源深度在空间上的分布是不均匀的,发生在渤中断陷内的地震,其震源深度一般较深;而发生在山东半岛北部沿海与辽东半岛沿海的地震,其震级较低且震源一般较浅。但总体上,渤海海域内的地震多发生在10-20km的地壳中、上部,属浅源地震。     

用CAP方法测定山西地区地震震源深度

利用山西数字地震台网的波形资料,测定了2009年1月至2017年12月山西地区及周边地区M≥3.0地震的震源深度。结果显示,震源深度的优势范围为6~20km,山西地区的震源深度由北到南逐渐加深。在日常工作中,对于速报地震,尤其是4级以上的地震,建议用CAP方法测定的结果与速报结果综合运用,为速报之后地震应急及危险性判定提供更可靠的震源深度参数。     

Theoretical Error Analysis of the Accuracy of Focal Depth Determination of Near Earthquakes

Focal depth is one of the most difficult seismic parameters to determine accurately in seismology. The focal depths estimated by various methods are uncertain to a considerable degree,which affects the understanding of the source process. The influence of various factors on focal depth is non-linear. The influence of epicentral distance,arrival time residual and velocity model (crust model) on focal depth is analyzed based on travel time formula of near earthquakes in this paper. When wave propagation velocity is constant, the error of focal depth increases with the increase of epicentral distance or the distance to station and the travel time residual. When the travel time residual is constant,the error of focal depth increases with the increase of the epicentral distance and the velocity of seismic wave. The study also shows that the location error perhaps becomes bigger for shallower earthquakes when the velocity is known and the travel time residual is constant. The horizontal error caused by location accuracy increases with the increase of the epicentral distance,the travel time residual and the velocity of seismic waves,thus the error of focal depth will increase with these factors. On the other hand,the errors of focal depth will lead to change of the origin time,therefore resultant outcomes will all change.     

青藏高原地震的震源深度及其构造意义

在本研究的前一项工作中，根据ＷＷＳＳＮ的长周期无震体波记录，采用广义反演技术，确定了１９６６年至１９８０年期间发生在西藏高原及其周围地区的１１个主要地壳地震和地震矩张量，同时得到了震源时间函数和震源深度。所分析的地震具有较浅的震源深度，且均分布于上部地壳范围内，本文根据上述结果，结合其它逐个测定的１９６４年至１９８６年发生在青藏高原的７８个中强地震的震源深度的结果，讨论了青藏高原地震的震源深度分布     

Focal Depth of Earthquakes in the Qinghai-Xizang Plateau and Its Tectonic Implication

In the previous work of the present study,moment tensors of 11 major earthquakes in the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding region from 1966 to 1980 are estimated by generalized inversion technique.The seismic source time function and focal depth are immediately determined in the inversion.The results indicated that all earthquakes investigated here are shallow events within the upper crust.The purpose of this paper is to present a summary of the distribution of focal depths of earthquakes in and near the Qinghai-Xizang Plateau from the above result,combining the focal depths of 78 significant earthquakes from 1964 to 1986,which are relocated individually by other authors,as well as to discuss its tectonic implication.     

利用深度震相确定芦山地震主震及若干强余震的震源深度

通过收集芦山地震主震的远震波形记录,利用pP深度震相的动校正叠加法对主震的震源深度进行了确定,不同窗长的计算结果显示该地震震源深度在(16±1)km处,与目前主流结果 (14~18 km)一致;同时,利用"区域深度震相建模"(Regional Depth Phase Modeling,RDPM)方法对4次MS4.0以上强余震进行了震源深度的确定。通过对波形的比对,选择LTA台和PmP-sPmP震相对。为确保结果的可靠性,使用远震接收函数的H-k叠加结果修改了初始速度模型的莫霍面深度及波速比,并使用CAP方法计算了这些事件的震源机制解。结果显示,由RDPM得到的震源深度与利用区域直达波震相获得的精确定位结果几乎一致;4个事件中有3个的深度范围与CAP的结果相近,有2个与台网快报相差无几。事实证明,利用远震深度震相和区域深度震相都能对震源深度有很好的约束,对于台站稀疏的地区来说,深度震相提供了一种相对准确的震源深度确认途径。     

云南地区强震前波速比、震源深度及中小地震活动的特征

分析了云南地区第四强震跃期内波速比的变化规律,探讨了强震孕育过程与波速变化、震源深度变化、中小地震活动的关系,结果表明:波速比异常、震源深度变化异常与3、4级中小地震活动的异常,最早出现于云南7级地震前4年左右,大多数异常集中出现于震前2年左右,表现为波速比、震源深度异常增多,震前1年左右异常则逐步减少;伴随着云南第四强震活跃期的开始—结束的过程,云南地区的波速比也经历了下降—恢复的准同步过程。     

甘肃岷县两次中强地震震源机制研究

利用地震震中周围7个台站的数字记录反演了甘肃岷县2003年11月13日ML5．5和2004年9月7日ML5．2地震的矩张量,得出了震源机制。将所得结果与用P波初动符号的结果进行了比较,二者具有较好的一致性。结合该地区的地震分布,对可能的发震断层进行了讨论。