采用视应力方法跟踪分析和林格尔小震丛集

针对2015年10月29日内蒙古自治区和林格尔出现的小震丛集,以和林格尔地区2010年3月至2015年12月M_L 2.0以上地震为研究对象,利用该时段数字地震波形反演震源参数,采用Brune模式,呈现该地区视应力时空变化特征。结果显示:(1)和林格尔视应力值相对较低;(2)和林格尔小震频发区视应力时序变化无明显映震规律;(3)和林格尔小震丛集视应力与震级出现不同步变化规律。

利用小震分布和区域应力场确定大震断层面参数方法及其在唐山地震序列中的应用

根据成丛小震发生在大震断层面及其附近的原则,将模拟退火算法和高斯-牛顿算法结合,给出了利用小震密集程度求解主震断层面走向、倾角、位置及其误差的稳健估计方法,在此基础上考虑区域构造应力参数,给出了估计在已求得的断层面上的滑动角的方法.该方法还可用于小震活跃地区活断层走向、倾角和滑动角的确定.将这种方法用于唐山地震序列,采用2002年4月1日至2006年5月31日发生在地震破裂区的精定位地震目录,求得了唐山地震、滦县地震、宁河及卢龙断裂带的断层面走向、倾角、位置及滑动角参数.与前人给出的断层面解进行比较,发现利用小震精定位资料和区域构造应力场得到的结果与前人采用其他资料和方法得到的结果近似,验证了这种方法的有效性.另外,本研究首次发现滦县地震区东部的小震呈北东-南西向条带状成丛发生,可精确刻画为一条断裂带,较为精确地确定了此断层的走向、倾角和滑动角.该断裂及宁河断裂在唐山地震序列发生时是否破裂需要运用其他资料进行验证.

由地震分布丛集性给出断层参数的一种新方法

由于大范围内地质构造的复杂性和介质的非均匀性,发震断层面的几何形态一般十分复杂.如果大地震的破裂过程涉及多个断层的活动,则发震断层并非是单一断层平面,而是多个断层面的组合.利用地震空间位置分布丛集性,即震源点成丛位于断层面附近的假设,结合稳健扩充算法和主成分分析给出一种可以重构活断层网络三维空间结构的新方法.该方法每次从震源点集中处开始,利用假设检验扩充子断层面,并得到多个子断层面.接着按震源点属于最近断层面的准则把各子断层面内的震源点进行竞争,并根据一定假设合并和删除一些子断层面,最后用主成分分析确定每个子断层面参数.于是可根据地震事件目录给出一组矩形区域来描述断层面网络结构,其中每个矩形断层面由其位置、走向和倾角确定.通过计算机模拟发现,新方法可成功地重建模拟地震目录的断层面,最后用于南加州1992年6月28日发生的Landers地震部分余震目录中,得到各个子断层面参数与已知地质破裂或隐伏断层相当一致.

利用小震分布和区域应力场确定龙滩库区地震断层面参数

文中基于2006—2016年龙滩水库数字地震台网记录的地震波形和震相资料,采用结合波形互相关技术的双差定位方法对4 017次地震进行重新定位,求解得到库区126个中小地震的震源机制解,并反演各地震丛所在区域的应力场。将库区地震划分为11个地震密集带,依据成丛小地震发生在活动断裂面及其附近的原则,结合模拟退火算法和高斯-牛顿算法反演了11个地震密集带相应的断层及断层面参数,包括断层面的走向、倾向、倾角、长度、深度和地理位置,并依据局部区域应力场参数计算了各断层面的滑动角。结果显示:11条断层的走向、倾向、倾角及运动性质与地质调查给出的穿过各地震丛所在区域的主要断裂信息基本一致,研究成果可作为龙滩库区主要断裂带资料的重要补充。龙滩库区最大主应力优势方向为NW-SE或NWW-SEE,最大和最小主应力轴倾角近水平,中间主应力轴倾角很陡,蓄水前、后区域应力场主压应力方向未发生明显变化,与华南块体的构造应力场方向基本一致。蓄水后库区的R值逐渐增大,且不同地震丛所在区域的R值变化存在差异。八茂、拉浪和布柳河地震丛所在区域R值增幅显著,表明中间应力轴压应力状态减弱并逐渐转为张应力状态。精定位和断层面参数计算结果显示,地震丛集活动与穿过地震丛的主要断裂带密切相关。这些断裂的倾角普遍很陡,均与库区主要河流交会,利于流体向断层深部渗透。推测库区蓄水主要影响库区应力场主应力的相对大小,对主应力方向的影响有限。水对库区介质的润滑作用及附加应力场与原地应力的叠加可能是导致库区主应力相对大小发生变化的主要因素。龙滩库区蓄水后的张剪性应力环境有利于库区断层失稳滑动,可较好地解释蓄水后库区地震密集活跃现象。量化的断裂信息可为龙滩库区地震危险性分析、地震成因的数值模拟、地震预测等方面的深入研究提供支持。

利用现代小震分布和区域应力场确定1654年天水南8级地震断层面参数

1654年天水南发生8级大震,此次地震给天水及邻近地区造成了轻重不等的破坏。到目前为止,涉及此次地震的发震构造研究内容较少且说法不一。本研究根据成丛小震发生在大震断层面及其附近的原则,在地震可能发生的范围内,根据小震丛集性,选定了三个长条状研究区域,将模拟退火算法和高斯一牛顿算法结合,给出了利用小震密集程度求解主震断层面走向、倾角、位置及其滑动角。在此基础上结合地质考察结果,最终确定了此次地震的发震断裂。

阿克陶MW6.6地震的发震构造及滑动特征

2016年11月25日新疆阿克陶发生了MW6.6地震。通常震中所处断层的破裂特性与周围区域应力场的动力学特征具有紧密的联系。通过对发震构造断层的精确刻画以及区域地壳中应力释放细节的深入探究,可以加深对发震构造周围地震动力学特征的认识,同时也对判定当地未来一段时间内的地震活动趋势提供了重要参考。首先搜集整理了震源附近的26条余震震源机制,利用网格搜索法反演得到震中附近的应力场,发现该地区主压应力方向为157.36°,倾伏角为1.15°,主张应力方向为66.56°,倾伏角为34.98°,与该地所处的帕米尔高原陆内俯冲形成近东西向断裂的右旋走滑兼有逆冲的背景相一致;然后利用389条余震精定位数据,结合高斯-牛顿算法和模拟退火算法拟合得到发震断层面的走向为103.64°、倾角为65.65°,这与木吉右旋走滑断裂的几何特征基本重合;将所求应力场投影到断层上,得到滑动角为152.77°,该地震表现为右旋走滑断层;最后利用本研究获得的区域应力张量模拟得到的该状态下的各种形状断层面的相对应力分布,发现该地震发生的断层面的相对剪应力接近1,破裂方向与震源区的最优剪切力方向相同,表明该地震是在应力场作用下沿着最有利于背景应力释放的方向上发生的。研究结论对深入理解震源区及周围的构造演化过程和应力状态具有积极的意义。

由余震分布确定大地震子断层及其参数的模糊聚类方法

大地震的破裂过程一般涉及多个断层的活动,发震断层并非是单一断层平面,而是由多个断层平面组合而成.利用成丛小震发生在断层面附近的原则,假定震源点围绕子断层面中心服从三维正态分布,使用GK模糊聚类方法结合主成分分析给出了一种可以重构活动断层网络三维空间结构的新方法.该方法首先对全部震源点目录使用GK模糊聚类方法得到它的划分矩阵,再利用划分矩阵及合适的阈值,剔除离群震源点,提取出平面型分布的子类,最后对每个子类在三维正态分布的假设下确定断层面分布的95%置信矩形断层区域位置、走向角和倾向角参数.当给定地震目录事件后,可以给出符合假设的一系列最优断层面区域,每个子断层由它的中心位置、长度、宽度、走向角和倾角所刻画.为检验新方法的性能,先进行计算机仿真,结果显示算法可成功地重建模拟地震目录的断层部分.最后将新方法用于南加州兰德斯(Landers)地震部分余震精确定位数据中,得到的重建结果与已知的研究结果比较吻合,说明了新方法的有效性.

1879年武都南8级大地震断层面参数和滑动性质的厘定

1879年武都南8级大震发生在高山峻岭之间,由于受自然环境和交通条件所限,一直难以进行详细的实地考察。到目前为止,关于此次地震的发震构造的研究较少且观点不一。依据成丛小震发生在大震断层面附近的原则以及参考前人给出的极震区长轴形态,我们采用1985—2009年发生在该地震破裂区的精定位地震目录,选定了一个长条状研究区域,将模拟退火算法和高斯-牛顿算法结合,给出了1879年武都南8.0级地震震源断层是一条长约30km、埋深2～23km的NNE走向、高倾角并在NNW-SSE向压应力作用下发生右旋走向滑动的断层。该区域地壳深部(H>24km)至今没有地震发生,推测震源断层没有扩展到地壳深部。震源断层位置在文县高楼山(33.01°N,104.74°E)和梨坪(33.22°N,104.90°E)之间。另外,我们发现在极震区以西的雄黄山地区小震成丛发生,但野外调查并未发现明显的断面,这些小震应该与1879年武都南8级地震没有关系。

1954年腾格里沙漠北7级地震断层面参数和滑动性质研究

1954年腾格里沙漠北发生7级大震,由于此次地震发生在戈壁深处,风沙作用强烈,震后破坏现象不易保存,给通过地质踏勘研究地震增加了难度。到目前为止,涉及此次地震的发震构造研究内容较少。本研究根据成丛小震发生在大震断层面附近的原则及参考前人给出极震区长轴形态,采用1985—2012年发生在地震破裂区的精定位地震目录,选定了一个长条状研究区域,将模拟退火算法和高斯一牛顿算法结合,给出了利用小震密集程度求解的主震断层面走向、倾角,并确定地震发震断裂的长度、位置。在此基础上考虑区域构造应力参数,给出已求得断层面上的滑动角。最后将反演结果与已有结果做了对照,显示反演结果与已有的结果基本一致,反演到的震源断层位于前人给出的此次地震等震线的最高烈度圈内表明反演结果是真实可信的。

2016年1月9日怀来震群序列震兆意义综合分析

利用P波初动计算了2016年1月9日河北怀来震群中最大M_L3.4地震的震源机制解,根据余震分布确定主断层面走向151°,倾角83°,滑动角11°。该震群的发震构造为NW向的黄土窑—土木断裂,是局部应力场调整作用下与怀涿盆地北缘断裂共同作用的结果,依据震群序列参数判定为非典型前兆震群。近年延怀盆地地震活动水平较低,表现出断层闭锁特征,其震群序列特征显示为非前兆型,对短期发生强震的指示意义不大。

利用精确定位余震资料确定2014年云南鲁甸6.5级地震的断层面参数

运用双差定位法对2014年云南鲁甸6.5级地震序列余震进行重新定位,得到565次小震的精确定位结果。根据小震丛集性原则,求解发震断层参数的数学模型,运用模拟退火全局搜索和高斯牛顿局部搜索相结合的方法对地震发震断层面参数进行反演,得到鲁甸6.5级地震断层面的走向、倾角分别为160.8°和89.1°,并对其构造环境进行了分析。

1969年阳江M_S6.4地震发震断层面参数的确定

利用2010～2016年阳江地区小震资料,对围绕广东阳江6.4级地震发震构造的NEE走向平冈断层的西南段及NW走向的程村断层展布的密集地震,经双差定位方法重新进行震源位置的修定,获得了1411个精定位震源资料。依据成丛地震发生在断层附近的原则,采用模拟退火算法及高斯-牛顿算法相结合的方式,较精确地获得了2个断层面的详细参数:即平冈断层西南段走向258°、倾角85°、倾向NW,与6.4级地震的震源机制解结果十分一致,断层长度约15km并穿过了其西南端海域抵达了对岸;程村断层走向331°、倾角88°、倾向NE,长度约28km,较已有结果更长、走向也朝NE向偏转了约15°。2条陡直断层近乎垂直相交于近海,在构造应力作用下均以走滑错动为主。

1927年古浪8级大地震断层面参数和滑动性质

1927年古浪发生8级大地震,此次地震给古浪及邻近地区造成了轻重不等的破坏。对这次地震的发震构造,前人的研究结果存在较大分歧。本研究根据成丛小震发生在大震断层面附近的原则及参考前人对该地震发震构造的认识,采用1985年到2012年发生在地震破裂区的精定位地震目录,选定了2个长条状研究区域,将模拟退火算法和高斯-牛顿算法结合,利用小震密集程度求解主震断层面的走向与倾角。在此基础上考虑区域构造应力参数,给出了已求得的断层面上的滑动角。然后结合已有的深部构造研究结果以及地表考察结果,简单讨论了此次地震的孕震环境和发震机制。文中反演到的断层1位于此次地震等震线的最高烈度(Ⅺ度)圈内,表明反演到的震源断层可能就是控制此次地震的发震构造。另外,首次发现在主干断裂中南部有1个小震成丛区,也能反演出1个断层,这可能是地震时震区整体发生了逆时针旋转而在主干断裂之上新发育的张性地震断层。