沂沭断裂带小震震源参数特征分析

利用山东台网记录的2010-2020年沂沭断裂带范围内的地震波形资料,基于高频截止模型,以理论震源谱对观测震源谱之间的最小绝对残差值作为目标函数,使用稳健的最小二乘法估计模型参数,得到93个地震震源谱的特征参数和震源参数,对不同震源参数之间的定标关系及视应力的时空特征进行分析。研究结果表明,高频截止模型的理论震源谱对观测震源谱有较好的拟合效果,能够明显改善拐角频率识别效果,因此该模型更适用于观测震源谱;沂沭断裂带中小地震的拐角频率为2~15 Hz,与矩震级有较好的相关关系,震级越大,拐角频率越低;地震矩M_(0)与震级M_(L)在单对数坐标系下存在较好的线性关系,利用稳健函数线性拟合,可表示为logM_(0)=1.096M_(L)+9.78;地震视应力的时间分布特征表明,沂沭断裂带2012-2014年地震视应力偏高,地震强度和频次明显增加,2016年后地震视应力有所降低,地震强度和频次有所降低;沂沭断裂带地震多发生在高视应力内部和边缘地区,断裂带中南部的莒南-临沂和断裂带北段的安丘段存在明显高视应力集中区,这些区域为沂沭带未来可能发生中强地震的潜在震源区,有必要对高视应力区的地球物理特征进行监测。

2022年泸定M6.8地震前地震活动参数变化研究

2022年9月5日四川泸定发生M6.8地震,为研究泸定地震孕震区的应力变化,选取b值、小震调制比和丛集率这3个参数,对泸定地震前的区域地震活动状态进行计算研究。结果显示:泸定及周边区域几次强震发生前,区域地震活动均存在持续时间较长的低b值时段,且在低b值状态下震前短期内出现小震高丛集、高调制比的现象;鲜水河断裂带的地震活动状态分析显示,此次泸定地震前该断裂带存在持续时间近10个月的低b值状态,且短期内出现丛集率升高、调制比高值现象。通过对比分析,认为泸定地震是鲜水河断裂带构造运动的结果。综合分析认为,结合应力场背景和构造条件研究地震活动b值、固体潮调制比和丛集率的时空变化有助于理解大地震的孕育演化过程。

长岛地震窗预报效能评估

1研究背景。“地震窗”或“震情窗”是指一些地震频度较高、地震丛集的小区域,如一些大震的余震区、经常发生小震群的区域等,这些区域对构造应力场的变化比较敏感,该区域地震频度或应变能等的异常变化有可能反映附近或较大区域的应力场的变化,从而可用于提取周围较大地区可能发生中强以上地震的前兆信息。“地震窗”可作为监视区域应力场的窗口,常用于地震短期预报。目前华北地区已用于震情监视的地震窗有邢台、海城、唐山等老震区和河南林州、安徽霍山等小震群区,山东地区常用的有“长岛地震窗”和“博山地震窗”。

使用小震震源机制解研究山东地区背景应力场

基于山东地区1970—2012年5月387次中小地震震源机制解数据,使用Gephart和Forsyth的FMSI方法计算了该区的平均构造应力方向;使用区域应力张量阻尼反演方法,结合共轭梯度法求解了应力张量的阻尼最小二乘最优化问题,并根据Lund和Townend推导给出的由构造应力张量计算最大水平主应力方向的公式,反演计算了山东地区构造应力场的空间分布特征,并讨论了该区构造应力场的变化及其与郯庐断裂带的关系.

CAP方法反演震源机制的误差分析:以胶东半岛两次显著中等地震为例

利用区域波形数据使用CAP方法反演中强地震的震源机制正逐渐得到广泛应用.本文以胶东半岛近期发生的两次显著中等地震为例,讨论了使用CAP方法反演震源机制时的误差估计,展示了反演结果的不确定性分析过程.2013年11月23日和2014年1月7日在山东莱州和乳山分别发生了M4.6和M4.3级中等地震,两次事件均造成了较大影响.我们基于CAP方法,使用自助抽样(bootstrap)技术多次重复反演过程,得到大样本量的震源机制解数据;基于这些数据,使用粒子群算法和聚类分析技术给出了优化解,估计了震源机制解的误差范围,并利用震源机制解的P、T轴给出了震源球上的概率密度分布.

乳山震群震源谱参数的稳健反演

本文引入截止频率f_(max)提出基于Brune模型的高频截止(High-Cut)模型,采用两步反演的方法来拟合求解震源谱的特征参数,并给出其误差范围;实际应用显示该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合,可明显改善拐角频率识别的准确度.将该方法应用于2013—2015年的乳山震群,计算了乳山震群25次M_L≥3.0事件的震源参数(地震矩、破裂半径、应力降等),进一步对乳山震群的震源破裂特性进行了讨论.结果显示:拐角频率、应力降与震源尺度大小明显相关;高频衰减系数γ与震源破裂区的复杂程度以及破裂性质有关,当观测记录中混杂有其他事件的波形或微破裂时,高频衰减系数大于2,并且不确定性增大;截止频率f_(max)与地震大小存在一定相关性;使用Beresnev(2001)给出的震源半径计算公式,得到的乳山震群的结果显示与华北地区的经验关系较为一致;乳山震群的应力降明显偏小(最大不超过0.15 MPa),一方面反映了震中区域的构造应力水平,另一方面可能还意味着此次震群是一个相对非耗散型的脆性破裂过程,属于低摩擦应力的断层作用.

2013年莱州M4.6地震序列震源机制与发震构造初探

2013年11月23日13时44分山东莱州发生M4.6地震,造成较大影响,并且在主震前后发生了持续较长时间的小震序列活动。文中使用CAP方法研究了莱州M4.6主震的震源机制,使用自助抽样(Bootstrap)方法进行稳定反演,给出了误差估计;使用HASH方法基于振幅比和初动符号求解了序列中12次ML≥3.0的小震震源机制;使用双差方法对莱州地震序列进行重新定位。最后结合有关地质资料对此次莱州震群的发震构造以及序列发展过程中断层的破裂进行了探讨。

乳山震群大小台网地震定位的对比研究

山东乳山地区自2013年10月起发生震群活动，并且持续至今（2014年10月）；截至2014年9月30日，共记录到余震7000多次，其中可定位事件2000多次，M_L≥3．0的18次，其持续时间、活动频度为1970年以来华东地区罕见。2014年5月6日起，陆续在现场布设了18个流动台，持续对序列活动进行观测。基于固定台网和流动台阵的资料，使用双差方法对地震序列进行重新定位。结果显示，流动台阵定位结果与固定台网结果存在较大差别，由于数据本身的问题，固定台网结果可能存在一定的偏差。流动台阵精定位结果显示，乳山震群的余震呈NWW向展布，倾向SW，与震源机制解结果一致；余震震源深度较浅，4．5～8kin；余震主要集中在3kin×3km×1km很小的范围内密集活动，并且具有阶段性、丛集性的特点，余震活动符合裂纹扩展模式，可能存在流体触发因素。最后结合有关地质资料对此次乳山震群的发震构造、性质以及震群的活动机理进行了探讨。

基于最邻近事件距离算法的丛集地震识别方法及应用

引入Zaliapin等发展的基于最邻近事件距离算法的丛集地震识别方法,首先使用不同类型的数据对方法进行检验,然后对胶东半岛和沂沭带的区域小震活动进行分析。结果表明,1996年以来沂沭带的小震活动近似满足泊松随机过程,主要是背景地震活动;而胶东半岛地区小震则存在明显的成丛活动。最后将该方法应用到1976年唐山MS7.8地震序列,通过序列发展不同时段的对比分析,结果表明,随着时间的推移,唐山地震序列中受此前发生的主震和较大余震影响作用的事件越来越少,序列的丛集性明显减弱,更多的小震或许可视为反映区域应力状态的背景地震。

青岛崂山地区环境应力与视应力变化分析

利用青岛市地震监测中心数字台网的地震波形记录，选取震级下限为ML1．0，计算了2003～2004年崂山地震序列过程中青岛地区地震视应力吼δapp和环境剪应力τ0值的变化，结果表明，崂山地震序列的中等地震发生前相近震级小震所反映出来的应力增强变化并不明显，2003年以来青岛地区背景应力场也不存在明显的趋势性变化。对青岛崂山地震序列中261个小震的数字化波形记录计算分析后发现，环境剪应力τ0值和视应力吼δapp值与震级明显相关，并且相同震级的地震事件所计算出二者的变化与地震序列的活动状态密切相关。

联合反演研究华北地区三维速度结构

本文利用华北地区测震台网1993～2001年所记录到的地震到时资料，对华北地区进行联合走时反演，获得了该区分辨率为0．5°×0．6°的三维速度结构图像．其结果表明：不同深度上的速度分布反映出华北地区深部构造的一些重要信息，为进一步研究该区的活动构造及地震参数计算提供了科学依据．在地壳速度结构与强地震活动的关系上，再次显示出强震多发生在速度结构高速单元与低速单元的过渡带附近，说明强震的孕育与震源区周围介质的不均匀性有关．

濮阳小震集中区发震机理分析与讨论

综合小震精定位和震源机制解两方面的结果,对濮阳小震集中区小震丛集活动的发震机理进行了分析。双差定位结果显示,大部分地震震源位于聊考主干断裂上,与断层的产状吻合;5次ML≥3.5地震的震源机制显示,双力偶模型可以较好地解释观测波形,小震震源机制主要为走滑型,初动符号呈象限分布;在参考了油田地质构造背景资料后,对濮阳小震集中区中、小地震活动与油田采油作业之间是否存在注水诱发关系进行了讨论。

华东地区地震活动加速指数AI算法应用探讨

应用改进的地震活动加速指数AI算法对华东地区1970年以来MS≥5.0地震进行了回顾性统计检验。结果表明,AI指数能够量化地给出中强地震前小震活动的相对增强或减弱变化程度;在小震目录较为完整的情况下,中强地震震中区及其附近地区震前1年的小震活动与之前三年的活动背景相比,会出现较明显的"加速"或"减速"现象。

鲁东—黄海地块与日本南部地震活动相关性分析及因果关系检验

对我国华北地区次级构造单元鲁东—黄海活动地块与日本南部地区的地震活动进行了对比分析和相关性检验,并利用随机变量时间序列的协整分析和Granger因果关系检验方法,研究了鲁东-黄海地块与日本南部地区地震能量释放过程之间的关系.结果表明,鲁东—黄海地块4级以上地震活动与日本南部5级以上地震具有相关性和同步性,它们的应变能累积释放序列之间存在较好的同期相关关系.两个区域的应变能累积释放序列都属于一阶单整序列,即它们的一阶差分都是平稳序列,二者之间存在长期稳定的协整关系.进行Granger因果关系检验和基于向量误差修正模型的因果关系检验结果表明,二者之间存在具有一定置信度的单向因果关系.

基于粒子群优化的双力偶模型振幅谱反演方法及应用

发展了一种基于全波形振幅谱的频率域双力偶震源机制反演方法.通过理论振幅谱与观测振幅谱的拟合搜寻断层面参数,基于粒子群优化算法可以在较短的时间内得到稳定可靠的解.数值试验表明,在定位误差较大,以及台站布局较差的情况下,振幅谱反演仍可较为准确地得到震源机制,并且由此计算得到的最优震源深度仍比较接近真实的震源位置.使用该方法用2010年5月17日渤海ML4.0地震的震源机制进行了检验,结果与加权P波初动解非常一致.应用该方法对山东半岛及近海地区2003—2010年14次ML≥4.0地震震源机制进行了估计.

基于Langston分解和Hilbert变换约束的区域偏量矩张量反演方法及其应用

本文基于Langston的震源机制分解方法以及Minson和Dreger修正后的近场位移的解析解表达式,给出了一种区域纯偏量矩张量的求解方法,方法使用基于Hilbert变换的波形包络作为增强约束.对该方法进行了数值试验.试验结果表明,定位准确且速度结构已知的情况下,背景高斯噪声水平达30%时,该方法仍可以得到较稳定的解;使用0.01—0.1Hz的中长周期频段进行反演,在随机震相到时误差最大±3s的情况下,近90%的情况可以得到相对准确的解.速度结构模型的干扰试验表明,平均模型接近真实地壳结构时,可以得到接近真实的解;模型与真实的地壳结构的误差在10%以内时,得到的解与真实解比较接近;误差接近20%时,矩张量解会出现很大的偏差;地震的定位误差主要影响震源深度的判定,从而导致最终解中出现虚假的非双力偶成分,但在约束为偏量矩张量的情况下,反演得到的断层面参数与真实解偏差不大;在台站方位角覆盖较差(<60°)的情况下,使用平均模型仍可以得到较为准确的解.使用该方法研究了2010年10月24日河南周口太康MW4.7地震的震源机制,结果显示矩张量解与初动符号解较为一致.

基于误差分布的震源区波速比反演及其应用:乳山震群源区介质性质变化研究

本文利用误差分布和概率统计分析改进了波速比计算方法.对于震源位置相对集中的震群活动,对台站震相到时进行两次差分,通过对差分后的震相数据对进行二维高斯分布拟合,可以稳健地估计震群活动震源区波速比.该方法充分利用了不同台站Pg、Sg到时差的所有信息,其优势是不需要地震事件的震源位置,并且不依赖震源区以外的速度变化,有效消除了震源区到台站的传播路径效应的影响;相对于传统的平均波速比,本文方法得到的震源区波速比,更能真实地反映震源区介质的性质.我们将该方法应用到2013—2016年的乳山震群,结果显示:震源区波速比的变化与震群活动过程密切相关,波速比的变化反映了序列活动的阶段性特征.

稀疏台网反演区域地震偏量矩张量解的稳定性

使用区域地震台网的波形资料,研究了2010年2月26日台湾以东海域MW5.4地震的偏量矩张量,所得结果与Havard CMT目录给出的解之间的Kagan角为9.5°,两者较为一致;反演得到这次地震的震源深度为41km,接近USGS给出的定位结果,可能更接近真实的震源深度.选择不同的台站组合,分析了台站布局对矩张量解的影响.结果显示,3个台站的组合基本上都可以较为准确地得到矩张量解,台站方位覆盖越好,反演得到的解的偏差越小;在合适的情况下,两个台站的组合也可以得到较为可靠的解.

2014年于田M_S7.3地震序列的频谱特征分析及其前震识别

利用新疆区域数字地震台网的波形资料,对2014年2月12日于田MS7.3地震前震和余震序列的频谱特征进行了分析。基于Brune模型,对观测记录进行仪器响应、传播路径和场地响应的校正,使用遗传算法对于田地震序列103次ML≥3.0地震的震源谱进行了反演计算。结果表明:1前震序列的拐角频率相对偏低,扣除地震矩影响后,余震的拐角频率有明显增高的趋势;2距离震中最近的YUT台资料分析显示,于田地震几次前震活动的台站观测谱相对较为独立,与主震以及彼此之间的相关系数均不高;3序列事件和主震的台站观测谱相关系数的变化反映了序列发展的动态破裂过程,相关系数较低的事件基本上偏离了主震破裂区而发生在分支断裂上;4前震的震源谱中存在异常的高频成份。

华北地区Benioff应变释放趋势拟合分析及预测

基于地震活动稳态发展的假设，利用华北地区各构造（地震）带1970年以来的Benioff应变累积释放序列，采用多种非线性函数对各带的应变累积释放趋势进行拟合，根据最佳拟合模型对各带未来1—3年的应变释放量进行预测，并根据各带的线性震级频度关系，计算预测的应变释放量所对应的最大震级。