门源地区地壳三维体波速度结构及地震重定位研究

本文使用甘肃、青海数字地震台网及中国地震科学探测台阵记录到的门源地区地震的P波和S波到时资料,应用双差层析成像方法联合反演了该地区的地壳三维速度结构和震源位置参数.结合地质构造背景,研究了门源M_S6.4地震孕育发生的深部介质环境及该地区速度结构与地震活动性之间的关系.结果表明：反演之后地震的走时残差均方根显著降低,重定位后的地震在垂直方向上呈现出与断层位置有关的条带状分布.门源地区地壳速度结构存在明显的不均匀性,浅层P波和S波速度结构与地表地质构造及地形特征密切相关.研究区内地震活动性与地壳速度结构具有很强的对应关系,地震主要分布在高速异常区域及其边缘.门源M_S6.4地震震中附近的P波和S波速度结构表现出明显的高速异常,且在震源区下方存在P波低速层,这种特殊的构造条件可能是导致此次地震发生的重要原因.

     

澜沧江流域重大水电工程地区地震层析成像

根据云南区域地震台网记录的地震观测资料,使用澜沧江流域周边40个地震台记录到的3600多个地震的近25000条P波和S波波形数据,采用层析成像理论,反演了云南澜沧江流域地区的三维速度结构图,结果表明,上地壳速度异常分布与地表地质断裂构造有关。以澜沧江断裂为界,西侧大部分地区表现为速度负异常,扰动值在-2．0％～-4．0％;东侧大部地区为速度正异常。在30km深的剖面上,澜沧江流域西南出现一条近北东走向的负速度异常带,这可能与南汀河深大断裂有关;在45km和65km深度以下的剖面上,同样出现与澜沧江断裂和红河断裂有关的速度负异常带,并且澜沧江断裂北段与南段速度异常不同,北段总体表现为负异常,南段则表现为正异常。腾冲火山地热区从地表至地幔均出现低速异常,表明地幔热物质参与了腾冲火山的活动。研究区域层析成像三维速度异常分布揭示了谰沧江流域地球内部状态的某些特征,为澜沧江流域重大梯级电站的水库诱发地震机理研究与地震预测提供了地球内部介质结构的深部背景。     

川滇地区地震分布及地壳结构的双差地震层析成像

在使用APP++扫描得到的川滇地区地震目录数据的基础上,利用波形互相关得到的走时差,通过双差层析成像方法进一步提高了定位精度,并反演了该地区地壳的三维P波和S波速度结构.结果显示:重定位后的地震位置分布很好地刻画了相关断层的形态;浅层的速度结构能够很好地吻合区域内的断层分布,深部的速度结构反映了川滇菱形块体地壳流的可能...     

青海共和及周边地区的地壳三维速度结构

文中收集了2009年1月—2019年1月青海、甘肃固定地震台网及野外流动观测台阵记录的青海共和及周边地区的P波和S波到时数据,应用双差层析成像方法反演了该地区地壳的三维速度结构和震源位置参数,分析了共和1990年4月26日MW6.4地震孕育发生的地质构造背景与该地区速度结构和地震活动性之间的关系.结果显示,共和地区的地...     

云南漾濞地区地壳层析成像与地震精定位

为考察2021年云南漾濞M_S6.4地震序列的孕震环境和序列活动特征,文中使用云南区域数字台网和部分野外流动观测台阵观测的2011年5月1日—2021年5月31日的P波和S波震相到时数据,利用双差层析成像方法(Tomo DD)获得了漾濞M_S6.4地震序列周边地区的P波和S波三维速度结构、地震序列重新定位结果。结果显示,漾濞M_S6.4地震序列主要沿NW向呈条带状展布,展布区域长轴长约20km,震源深度为5～20km。M_S6.4地震的余震主要沿SE向单侧扩展。发震断层为维西-乔后断裂SE侧的一条近平行的未探明断裂,而主震震中N侧分布的1组NNE向展布的地震则表明可能还存在1条NNE向的未探明断裂,两者共同组成1组共轭断裂。     

云南小湾水库蓄水后P波速度结构的双差地震层析成像研究

联合小湾水库库区及其附近11249个地震的P波绝对到时、相对到时数据,利用双差地震层析成像方法反演得到小湾水库蓄水后2008年12月16日～2011年6月30日和2011年7月1日～2016年12月31日2个时间段内库区及其附近的地震重定位结果和三维P波速度结构。结果表明,蓄水后黑惠江段和小湾水库回水澜沧江段地震的增多与水库蓄水有关。由于水体渗透导致孔隙压变化,并随着时间的推移孔隙压变化朝着更深的部位扩散,地震震源深度也随之向深部扩散,进而导致介质变化和P波速度降低。蓄水回水至澜沧江保山段后该区域地震增多,P波速度下降,库水渗透作用为主控因素,该区域地下一定深度的地质构造有利于库水的快速渗透。初步判定2015年10月30日云南昌宁M_S5.1地震余震序列是与蓄水有关的柯街断裂上的构造地震。同时,也存在着与蓄水相关性不大的属于构造地震的活动,如云南施甸一带历来地震多发,施甸2010年6月1日M_L4.8、2012年9月11日M_S4.7地震序列均属于构造地震,与水库蓄水无关。     

松原前郭地震区孕震构造的地震层析成像研究

本文选取2013年10月到2018年12月期间松原市周边17个地震台记录到的515个地震事件的2926条P波和2665条S波到时数据,采用双差成像方法联合反演松原地震区震源参数和中上地壳(0~25 km)高分辨率三维体波速度和波速比结构,进而利用O'Connell-Budiansky理论估计了该区岩石介质的裂缝密度和饱和度参数.重定位后的震源参数精度有了显著提高.松原震区P波和S波的速度、波速比结构均表现出明显的不均匀特性,主要表现为低P波、低S波、低波速比结构,推测松原地震区发生更大地震的可能性较低.松原震群区浅地表区域(< 5 km)整体表现为低P波、低S波和高波速比结构,而岩石介质的裂缝密度和饱和度表现为高值.浅层高波速比、高裂缝密度和高饱和度结构可能与流体有关;从区域构造出发表明松原地震发震构造与东北地区的区域构造应力场密切相关.松原震区的三维精细速度和高精度震源位置信息为深入了解该地区的地壳结构、孕震构造和地震活动性提供重要参考.

     

唐山及邻区双差层析成像研究

收集唐山及邻区2010—2018年76个固定地震台站的震相数据,采用双差层析成像的方法,联合反演了唐山及其邻区中上地壳的震源位置和P波三维速度结构.结果表明:在浅层研究区P波速度的变化特征与地表地质构造和活动断裂的展布具有较好的一致性.唐山断裂两侧速度差异明显,其附近P波速度结构横向不均性显著;中地壳存在明显的低速异常...     

2012年9月7日彝良地震及余震序列双差定位研究

本文提出了时域多通道相关检测函数并用其计算波形互相关走时差数据,采用双差定位法对2012年9月7日云南彝良地震和余震序列共944个地震进行重定位,得到652个重定位事件,并与目录数据的结果进行了对比.本文采用了多个准则对走时差数据进行筛选,确保定位结果稳定可靠.得到MS5.7主震的震中为27.516°N,103.951°E,震源深度6.9 km;MS5.6主震的震中为27.543°N,104.023°E,震源深度7.27 km;重定位结果显示,地震序列紧缩为条带状并沿附近断裂走向分布,深度总体分布较重定位前变浅,集中分布在5~8 km,地震群出现轻微倾斜.东西向、南北向、深度和发震时刻的平均相对误差分别为55.2 m,43.0 m,186.7 m和0.01 s,走时残差16ms.研究表明:互相关数据的结果要优于目录数据;震源深度与速度模型存在较大的相关性;确定彝良—会泽断裂为本次彝良地震序列的发震构造.     

乳山序列地震分布与震源区速度结构的关系

速度结构反演可提供与震源区介质及地震发生位置等有关的重要信息,为了解地震形成机理及发震环境提供重要依据。文中采用双差层析成像方法,对乳山台阵2014年5月7日—2016年12月31日期间有6个以上台站记录到的地震事件进行重新定位,并反演其震源区P波三维速度结构。1 410次乳山台阵记录的ML 1. 0地震经双差定位后获得1 376次精确定位结果,震中呈NWW-SEE向展布,走向SEE,倾向SW,形成长约3km、宽约1km的地震密集带;速度结构显示震源区附近存在3个速度明显不同的区域,余震活动主要发生在3个区域的交会位置,偏高速体一侧;综合考虑震中展布与高、低速体及不同性质岩体间的位置关系、区域地质构造等因素,推测震中展布位置应为2种不同岩体的界线,在高速体与低速体过渡带之间可能存在1条隐伏断裂。     

云南漾濞M6.4地震震区三维速度结构

利用2015年1月至2021年5月28日期间我国云南省漾濞县及周边地区固定台站和漾濞地震后布设的流动台站所记录到的近震资料,使用双差层析成像方法获得了该地震震区的高分辨率地壳三维速度结构和震源位置。重定位结果显示,漾濞M6.4地震序列主要沿NW?SE向展布,与维西—乔后—巍山断裂走向一致,地震主要集中在4—10 km的深度范围,呈约80°高倾角分布。结合定位结果与三维速度结构显示:漾濞M6.4地震序列的空间分布与速度结构变化具有相关性,主震位于P波、S波高低速异常交界处,这种介质物性变化的交界地带可能有利于中强地震的孕育和发生,余震主要分布在低P波速度、高S波速度和低波速比的脆性区域;沿漾濞地震序列的分布走向,主震两侧呈现完全不同的速度结构,其西北部具有明显的高P波速度、低S波速度特征,该地区高密度、强韧性的地层可能是阻挡漾濞地震的NW向破裂而呈单向破裂特征的原因。      

四川地区的地震层析成像

由四川地震台网的P波数据所进行的层析成像研究得到了该区地壳及上地幔速度图像的新信息(结果表明:1.20-km深度处的速度图像与地表构造特征密切有关,反映了地壳的岩性分布,呈现为断块结构;龙门山、鲜水河主要断裂及南北构造带和四川盆地清晰地成像在图上.一直被认为是隐伏存在的华蓥山断裂则鲜明地展现在20—85km深度的速度图像上.2.50±km深度处的速度图像则反映了该区的莫霍面深度明显起伏;四川盆地、徽（县）成（县）盆地和汉中盆地的地壳厚度小于50km,上地幔顶部速度约8.1km/s.龙门山以104°E为界,北段地壳厚度与四川盆地一样,中南段与川西相近.康滇地轴为四川地区地壳由东向西增厚的过渡地带.3.岩石层厚度显著变化,扬子准地台为比较活动的褶皱区,具有较厚的岩石层.4.速度结构与地震活动性存在一定的联系,该区1930年以来M≥6.0的强震震中在20-km深度（上地壳）上的投影大都分布在速度梯度带上,成条带分布.考虑到强震的余震区大都偏高速体一侧,似乎表明,高速体有高于周围介质的剪切强度,它可能起沿断裂带凹凸体的作用.强震震中在50+km深度（上地幔顶部）上的投影几乎都分布在低速区及其边缘,那里壳幔间速度呈过渡关系,是软流层顶部较浅地区.     

阿拉善左旗M_S5.8地震前后地震活动性分析和重定位

2015年4月15日15时39分,内蒙古自治区阿拉善左旗(39.78°N,106.34°E)发生M_S5.8级地震,震源深度为10km.本文通过收集中国地震科学台阵探测——喜马拉雅Ⅱ期布设在南北地震带北段的34个流动台站连续观测数据,首先以中国地震局台网中心目录给出的138个地震事件作为模板,采用匹配定位方法(MatchLocate)对阿拉善左旗M_S5.8地震前后(2015年1月1日至2015年7月31日)小震进行了检测和识别,检测后给出的地震事件高达1688个,相比于台网地震目录的地震事件数目增加了10倍多.然后利用双差层析成像方法(tomoDD)对研究区域内阿拉善M_S5.8地震前后(2015-01-01—2015-07-31)1级以上的地震序列进行重定位,重定位后的结果显示:主震震中为39.8023°N、106.4388°E,震源深度为20.597km,余震序列展布优势方向为NEE方向,且在深度方向呈近垂直分布,结合野外地质调查结果和震源机制解分析,认为该次地震事件为一次走滑型事件,其发震断裂可能是一条近E-W向的隐伏断层.     

四川地区的地震层析成像

由四川地震台网的P波数据所进行的层析成像研究得到了该区地壳及上地幔速度图像的新信息(结果表明:1.20^-km深度处的速度图像与地表构造特征密切有关,反映了地壳的岩性分布,呈现为断块结构;龙门山、鲜水河主要断裂及南北构造带和四川盆地清晰地成像在图上.一直被认为是隐伏存在的华蓥山断裂则鲜明地展现在20-85km深度的速度图像上.2.50±km深度处的速度图像则反映了该区的莫霍面深度明显起伏;四川盆地、徽（县）成（县）盆地和汉中盆地的地壳厚度小于50km,上地幔顶部速度约8.1km/s.龙门山以104°E为界,北段地壳厚度与四川盆地一样,中南段与川西相近.康滇地轴为四川地区地壳由东向西增厚的过渡地带.3.岩石层厚度显著变化,扬子准地台为比较活动的褶皱区,具有较厚的岩石层.4.速度结构与地震活动性存在一定的联系,该区1930年以来M≥6.0的强震震中在20^-km深度（上地壳）上的投影大都分布在速度梯度带上,成条带分布.考虑到强震的余震区大都偏高速体一侧,似乎表明,高速体有高于周围介质的剪切强度,它可能起沿断裂带凹凸体的作用.强震震中在50⁺km深度（上地幔顶部）上的投影几乎都分布在低速区及其边缘,那里壳幔间速度呈过渡关系,是软流层顶部较浅地区.     

利用时移层析成像方法分析2014年云南景谷MS6.6地震震源区的P波速度变化

为了获得2014年景谷MS 6.6地震发生前后10a间震源区高空间分辨率的P波速度变化,文中基于2008年1月1日—2017年12月31日由云南区域数字地震台网所记录的景谷地震震源区的地震资料,首先采用双差层析成像方法联合绝对到时和相对到时反演了景谷地震震源区高分辨率的三维P波速度结构,反演结果表明景谷地震的余震序列分布于P波高速异常区及低速异常区的交界处,与澜沧江断裂有所相交的断裂处于低速异常区,这可能与断层中的流体有关.然后采用基于双差层析成像的时移层析成像方法得到了不同时间段之间的P波速度变化的时空分布,并结合已有的地质与地球物理研究成果,对P波速度的变化特征及其机制进行了探究,得到几点认识:1)景谷主震震中附近浅层深度的P波速度最大降幅为0.2％,在景谷主震发生2个月后出现,主要受岩石破坏影响所致.2)5～15km深度处整体存在P波速度上升条带区域,推测该区域为高强度、高阻介质的脆韧性转换带,不受主震发生的影响.在2014年12月6日MS5.8及MS5.9余震发生后,余震分布方向发生了明显变化,震源深度加深,脆韧性转换带受其影响使得P波速度下降了3.8％.3)震后约3a,P波速度上升并超过震前水平,可能在震源区的愈合过程中还包含了2018年9月8日云南墨江MS5.9地震发生前的应力积累过程.     

鄂尔多斯地块周缘三维地壳速度结构研究

鄂尔多斯地块及周缘位于青藏高原与华北地块之间,其内部无大断裂分布,而周缘却由活跃的地震带——活动断陷带和弧形断裂带包围.因此,鄂尔多斯地块内部无6级以上大地震分布,而周缘地震活动则频度高、强度大(图1),历史上发生多次破坏性大地震,如:1654 年天水南8.0 级、1879 年武都南8.0级、1920 年宁夏海原81/...     

太原盆地及周边地区双差层析成像

山西断陷带位于鄂尔多斯与华北地块交汇处,是我国著名的历史强震活动带之一,尤其是断陷盆地中部区域,6级以上地震频发.本研究旨在揭示忻定盆地中南部、太原盆地及临汾盆地中北部交汇处的深部结构特征,分析盆地的形成和演化,探讨该区域孕震环境.利用山西地震台网观测数据以及固定地震台站融合流动台站得到的地震数据,共7455个地震事件,采用双差层析成像方法,反演得到了太原盆地及周边地区的三维P波速度结构及精定位结果.层析成像结果显示,忻定盆地、太原盆地的中上地壳为明显的低速异常,被高速的石岭关隆起隔开,深部结构特征相对简单.太原盆地、临汾盆地及灵石隆起之间的深部结构特征较为复杂,反映了两个盆地演化过程的复杂性.穿过忻定盆地的速度剖面显示,在中地壳存在明显的低速异常体,且大部分地震都发生在该低速体上方;穿过太原盆地北部的剖面显示,该区域在20~25 km深度范围内有较密集的地震分布,并勾画出交城断裂呈犁形的断层特征;穿过太原盆地中部的剖面显示,太原盆地自西向东沉积层逐渐减薄;穿过临汾盆地的剖面揭示,汾东断裂在浅部倾角较陡,随深度增加倾角逐渐变小,倾向向东.

     

腾冲火山区的地震层析成像及其构造意义

利用滇西南临时台网和固定台站的地震数据反演了腾冲及邻近地区的P波速度结构,着重分析了腾冲火山区和龙陵7级地震震源区的地壳结构特点.研究结果表明,腾冲火山区下方10~20 km深度范围存在明显的低速区,其横向尺度大约在20~30 km之间;推测这一低速区代表了仍处于活动状态的壳内岩浆源,热流通道有可能通过腾冲断裂延伸至地壳深部.地壳速度结构自东向西的变化显示出与不同时期的火山活动的关系,腾冲东侧偏高的速度结构反映了龙川江一带上新世时期火山通道内冷凝固结的岩浆侵入体或不易挥发的高密度残留物质,腾冲西侧的低速异常揭示了更新世以来持续至今的岩浆作用和热流活动.龙陵7级地震震源区的地壳结构存在明显的横向非均匀性,M7.3级和M7.4级地震与怒江断裂和龙陵断裂两侧的结构差异密切相关,它们分别发生在高速区和低速区的分界附近.怒江断裂东侧和龙陵断裂西侧具有较高的速度,是震源区应力积累的主要载体;两断裂之间地壳速度明显偏低,有可能是多期次的岩浆侵入导致地壳结构强度降低,使得怒江断裂和龙陵断裂易于受构造应力作用而引发强烈地震,估计地震的震源深度在10~12 km之间.     

芦山震区地壳三维P波速度精细结构及地震重定位研究

联合芦山地震序列5285个地震的50711条P波初至绝对到时数据及7294691条高质量的相对到时数据,利用双差地震层析成像方法联合反演了芦山震源区高分辨率的三维P波速度精细结构及5115个地震震源参数.反演结果表明,芦山主震震中为30.28°N,103.98°E,震源深度为16.38 km,主震南西段余震扩展长度约23 km,余震前缘倾角较和缓,主震北东段余震扩展长度约12 km,余震前缘呈铲形,倾角较陡.芦山震源区P波三维速度结构表现出明显的横向不均匀性,近地表处的P波速度异常与地形起伏及地质构造密切相关:宝兴杂岩对应明显的高速异常,此异常由地表延伸到地下15 km深度附近,而中新生代岩石表现为低速异常;大兴附近区域亦显示出小范围的大幅度高速异常,宝兴高速异常与大兴高速异常在10 km深度附近相连,进而增加了芦山震源区的高低速异常对比幅度.在芦山主震的南西、北东两段速度结构存在着较大差异,芦山主震在水平向位于宝兴及大兴高速异常所包围的低速异常的前缘.主震南西段余震主要发生在倾向北西的高低速异常转换带上并靠近低速一侧,其下盘为低速异常,上盘为高速异常.而芦山主震北东段的余震主要分布在宝兴高速体与大兴高速体之间,主发震层向北西倾斜,主发震层上方的宝兴高速异常下边界出现一条南东倾向的反冲地震带,两地震带呈"y"型分布.     

彝良地震地质灾害特征及其空间分布分析

2012年9月7日11时19分和12时16分在云南省彝良县与贵州省威宁县交界处相继发生5.7级和5.6级地震(简称"9·07"彝良地震),此次地震诱发了大量的次生地质灾害,文中基于现场调查和遥感影像目视解译的方法得到了彝良地震地质灾害的空间分布图,并对其分布特征做了分析。统计结果表明,此次地震诱发的地质灾害约213处,总面积约为0.67km2,地质灾害类型多样,但以崩塌、滚石为主。利用GIS空间分析功能,对此次地震诱发地质灾害的所在烈度区、地层、坡度和距水系、道路的距离等5个影响因子进行统计分析,深入揭示了影响因子对地震诱发地质灾害的控制作用。结果表明,此次地震诱发的次生地质灾害:1)多发生于沿洛泽河一带的石炭系内;2)多发生在Ⅷ度区内,且与烈度呈正相关关系;3)主要分布在坡度20°~50°范围;4)密集发生在距水系、道路的距离为500m内的区域,且与距水系、道路的距离呈负相关关系。