利用sPL震相测定2022年山西古交M_(L)4.1地震震源深度

选取2022年2月20日山西古交M_(L)4.1地震事件波形,筛选出震中距在10~70 km之间的5个地震台站,基于sPL震相特征对波形数据进行处理,在震中距23 km的GUJ台观测到sPL震相。使用山西2015一维地壳速度模型,通过SEIS-CAP软件计算该地震的震源机制解,并利用F-K方法计算理论地震图,与观测波形拟合对比,确定该地震震源深度约4 km。sPL震相方法、CAP方法测定的震源深度和正式编目结果基本一致,表明利用sPL震相测定山西古交M_(L)4.1地震震源深度是可靠的。

sPL震相在海城地区震源深度测定中的应用

利用sPL深度震相对1999~2020年海城老震区M_(L)≥3.0地震震源深度进行重新测定,共识别出146次地震事件的sPL震相,其中sPL震相与P波到时差在1.2~3.2 s之间,震源深度在5~15 km范围内。研究发现,1999年岫岩MS5.4主震发生前地震序列的震源深度保持在8 km附近,与主震的震源深度相当;临近主震发生时,在5.5 km深度处出现破裂,随后震源深度从5.5 km开始变深,逐渐逼近主震震源深度,存在震源深度由浅及深的迁移过程;岫岩MS5.4主震发生后,震源深度破裂范围扩展,浅部依然有地震发生,更深的位置也发生地震。

2022年平山4.3级地震震源机制及发震机理

基于震中附近地震台站波形资料,采用CAP方法得到平山4.3级地震的震源机制解和矩心深度,同时利用sPL震相对震源深度进行了精确测定。结果显示:平山4.3级地震震源机制双力偶解节面Ⅰ走向311°、倾角43°、滑动角33°;节面Ⅱ走向196°、倾角68°、滑动角128°;P轴方位角259°、倾角15°,表现为NEE-SWW向的挤压应力状态,与华北地区构造应力场方向基本相同。结合区域应力状态和地质构造活动,推测其发震断层为一条兼有走滑性质的逆断型隐伏断裂。

sPL,一个近距离确定震源深度的震相

实际地震波形观测表明,对于大陆结构相对简单的地壳中的地震而言,有一震相出现在P波和S波之间.一般在30～50km附近发育得较好,其能量主要集中在径向分量,而垂向分量的振幅相对径向要小,切向分量上的振幅很弱,且波形以低频为主,通常没有P波尖锐.在利用FK方法计算合成地震图的基础上,发现该震相是由S波入射到自由地表形成水平传播的P波(文献称为surface P wave,自由地表P波)或者包括S波入射到地表后形成的多次P波或其散射震相.由于该震相是由S波和P波之间耦合而形成,本文将其定义为sPL(s coupled into P)震相.理论波形研究表明,sPL相对直达P波的到时差对震中距离不敏感,而随着震源深度的增加几乎呈线性增加,因此可以很好的约束震源深度.本文以2005年江西九江地震为例,证实了sPL确定震源深度的可行性和可靠性.在观测到sPL震相的情况下,离震源50km以内的一个三分量地震台站的波形就可以帮助获得可靠的震源深度,而不需要精确的震中距离.由于sPL震相出现距离较近,对于较小(三级以上)的地震也可以应用,因此在稀疏台网布局情形下sPL对于确定中小地震深度应该具有很好的应用意义.

sPL震相在巴东M4.3地震序列震源深度测定中的应用

根据近震深度震相sPL的基本特征,对2017-06-16巴东M4.3地震序列震源深度进行分析,运用频率-波数(F-K)方法模拟不同深度下的理论地震图,并与实际波形拟合对比,得出震源深度分布。结果显示,该地震序列的震源深度集中在3~4km范围内,误差约为1km,表明在三峡地区利用sPL震相可以获得较为可靠的震源深度。

利用sPL震相测定福建顺昌地区地震震源深度

选用福建数字地震台网宽频带记录,利用sPL震相测定顺昌地区2007年至2017年间ML≥3.5地震的震源深度。基于地震的震源机制解,结合本地区的速度模型,利用频率-波数法(F-K方法),先计算出相应震中距上不同深度的格林函数,再进一步得到sPL震相在不同深度上的理论波形;根据sPL震相的特点,选用震中距30~50km范围的宽频带台站记录,经过去仪器响应、滤波、旋转至传播路径后,将其和理论波形进行比对,找出波形最为相似的对应深度。结果显示顺昌地区地震深度为7km左右。

基于sPL震相测定山西地区的震源深度

本文利用sPL震相计算了山西及周边地区50 km之内的39次ML≥3.0地震的震源深度。结果显示:震源深度分布在6~30 km,优势震源深度为11~25 km,呈现出山西北部地震的震源深度比中、南部浅的趋势。将本文得到的39个地震的震源深度与中国地震台网中心统一编目的深度结果相比较,发现除极个别的地震事件外,两种方法得出的深度结果差值不大。

应用sPL震相测定2016年山西原平M_(L)4.7地震震源深度

选用山西测震台网宽频带地震波形记录,应用sPL震相测定2016年4月7日山西原平M_(L)4.7地震的震源深度。根据sPL震相基本特征,对震中距10~70 km范围内5个地震台站的波形数据进行处理,观测到在震中距53 km的NIW(宁武)台存在明显的sPL震相。基于此次地震的震源机制解,结合该地区的速度模型,通过计算理论波形图,与观测波形进行拟合对比,得到该地震震源深度约13 km,结果与CAP方法和山西测震台网编目统计结果基本一致,表明应用sPL震相测定山西原平M_(L)4.7地震震源深度具有一定的可信度。

sPL震相在青海门源Ms6.4级地震序列震源深度测定中的应用

利用近震深度震相sPL的基本特征和门源地震台、铧尖地震台的波形资料,对2016年1月21日青海门源Ms6.4级地震序列中的15个ML≥3.0级地震进行了sPL震相分析,得到了该地震序列较为可靠的震源深度结果,并与Hyposat定位结果和CAP波形反演的结果进行对比,发现sPL震相测定的震源深度结果与Hyposat定位结果和CAP波形反演得到的结果有很好的一致性,表明sPL震相测定的震源深度是可信的。

利用sPL震相测定2017年河北临城M_L 4.4地震震源深度

2017年9月4日河北临城地区发生M_L 4.4地震,为得到准确的震源深度,根据sPL震相基本特征,对震中距20—70km范围内8个地震台站波形数据进行处理,在其中4个地震台观测到明显的sPL震相,利用频率—波数(F—K)方法,计算其理论波形图,与处理后的观测波形拟合对比,得到震源深度范围,与TDMT—INV方法、PTD方法及河北测震台网编目等结果基本一致,表明利用sPL震相测定河北临城M_L 4.4地震震源深度可靠,其深度范围为10—11 km。

利用sPL震相确定海南儋州2.6级地震震源深度

对海南测震台网记录的2014年7月28日海南儋州2.6级地震波形数据进行预处理,发现松林岭(SLL)地震台记录到sPL震相,运用频率—波速(F—K)方法,合成在不同震源深度模型下的理论波形。通过该台记录的实际波形和理论波形拟合对比,确定海南儋州2.6级地震震源深度约14 km。

sPL震相在地震定位中的应用

收集海南数字台网2016年1月至11月M_L≥2.0级地震事件,分别用单纯型、LocSAT、Hyposat 3种方法重新定位,结果表明:3种定位方法定出的结果相差不大,残差小,认为海南台网对台站分布较合理的地震定位结果可靠。通过实例:2016年7月31日的海南乐东M_L3.2地震记录到的sPL震相,用sPL震相测定震源深度法定出的结果与以上3种定位法、PTD法结果一致,因此认为用sPL震相定震源深度比较精确。

单台sPL震相测定珊溪水库地震震源深度

稀疏台网下的传统走时定位难以确定中小地震的震源深度,而地震波深度震相蕴含着震源深度信息,为确定地震震源深度提供了新的途径。近震深度震相sPL和直达Pg波到时差与震源深度呈线性关系,可用以约束地震震源深度。本文以珊溪水库2014年震群事件为例,利用单台sPL震相测定了地震震源深度。结果表明:震源深度的测定结果与基于水库台网高密度台站下Pg和Sg走时定位Hyposat方法和全波形拟合CAP方法测定的震源深度高度一致,为4—6 km,与区域活动断层探测结果相符。sPL震相的优势震中距为30—50 km,区域台网范围内sPL与Pg的到时差与震源深度的线性关系相对固定,因此利用单台sPL震相即可快速获取可靠的地震震源深度,适用于稀疏台网下的中小地震震源深度的确定,且误差可控制在1—2 km范围内。

sPL震相在九江—瑞昌M_S5.7地震序列震源深度测定中的应用

利用近震深度震相sPL的基本特征和九江地震台的波形资料,对2005年11月26日九江—瑞昌MS5.7地震序列ML2.0地震进行了sPL震相分析,得到了该地震序列较为可靠的震源深度分布,并与CAP波形反演、双差定位、sPn震相、Hyposat等方法定位的结果进行了对比。结果表明,sPL震相测定的近震震源深度较为可信,该地震序列的震源深度分布在9~11km范围内。

用初至P震相联合深度震相sPL测定海南中小地震深度

两种测定中小地震震源深度的方法:一是基于走时测定震源深度,二是基于波形测定震源深度。以海南地区4次中小地震为例,采用初至P震相联合深度震相sPL测定震源深度的方法,测定其结果为11-12 km,结果一致性较好,表明两种方法适合用于测定中小地震的震源深度。

sPL震相在江西地区中小地震震源深度测定中的应用

收集整理《江西测震台网地震观测报告》中2007年10月—2018年7月记录的31次ML≥3.0地震事件,根据近震深度震相sPL的基本特征,对上述地震震源深度进行sPL震相分析,得到了其中15次地震较为可靠的震源深度值。通过与单纯型、LocSAT、Hyposat等方法测定的结果进行对比,结果表明,sPL震相测定的近震震源深度比较精确。

利用近震深度震相研究上海浦东M3.2地震震源深度

利用上海地震台网固定台站记录到的事件波形数据,基于深度震相sPL和参考震相P的到时差,通过与理论地震波形进行拟合,对2014年7月10日,上海浦东M3.2地震进行重新测定,结果表明,此次地震震源深度为5 km,与上海测震台网编目结果给出的9 km相近,并对比Hyposat和CAP定位方法,结果显示sPL方法与这2种定位结果相差不大,因此能获得较可靠的震源深度。

USGS地震目录中4～5级震源深度异常地震可靠性初步研究:以南北地震带若干地震为例

在南北地震带地区,USGS全球地震目录中存在一些震源深度大于30km的地震.这些地震的震源深度是否可靠,对于研究这一地区的孕震机制、岩石圈强度和构造演化等科学问题具有重要意义.本文以南北地震带2012年发生的5个4~5级地震为例,利用区域地震台网的波形数据,基于sPL深度震相、短周期瑞利面波以及CAP等独立方法测定了其震源深度.结果表明：sPL深度震相和CAP方法给出的震源深度比较一致,差别小于2~3km,能够得到比较可靠的震源深度;短周期瑞利面波及其与P波振幅比也确定了地震震源深度较浅的特征.本文研究结果显示：宁夏会宁4.7级、云南富民4.8级和四川会东4.7级地震的震源深度约为8~12km左右,仍为发生于上地壳的地震,USGS地震目录给出的30km甚至更深的震源深度存在明显偏差;对于四川隆昌4.6和4.9级地震,本文给出的震源深度为1~2km,属于极浅源地震,USGS地震目录给出的10km和35km的震源深度结果尚需进一步改进.

甘肃迭部M_s4.0地震震源机制解和震源深度精确测定

综合利用了2011年2月23日迭部M_s4.0地震的近震宽频带波形资料,采用CAP方法反演了该地震的震源机制解和震源深度,结合深度震相sPL对震源深度进行了精确确定。结果表明:迭部4.0级地震是一次走滑兼逆冲型地震;最佳双力偶解为节面Ⅰ走向110°、倾角57°,滑动角23°;发震构造可能为光盖山-迭山北麓断裂;震源深度为7 km。

广西苍梧M_S5.4地震震源深度

2016年7月31日广西苍梧发生的MS5.4地震是广西测震台网自建立以来所记录到的区域内最强地震。不同机构对于此次事件给出的震源深度结果相差较大,例如美国地质调查局(USGS)地震目录显示其深度为24.5km,而全球矩心矩张量研究中心(Global CMT)测定的深度为15.6km。为了进一步准确确定广西苍梧地震的震源深度,文中基于区域速度模型,首先利用走时残差全局搜索法初步得到此次地震震源深度及误差范围,然后使用CAP(Cut and Paste)方法反演苍梧地震震源机制,在此基础上,采用Rayleigh波振幅谱和sPL震相方法进一步约束了此次地震的震源深度。研究结果显示:利用走时残差全局搜索法获得的苍梧MS5.4地震震源深度及误差范围为(13±3)km,CAP方法反演的深度为10km,Rayleigh波振幅谱测定深度结果为9~10km,sPL震相测定深度结果为10km,最终确定广西苍梧MS5.4地震的震源深度约10km,这表明此次事件仍为发生于上地壳的地震。本文结果同时表明,USGS地震目录在研究区的震源深度精度有待提高。