由南非金矿场的岩爆观测剪切波偏振:加速度和速度记录分析

南非深部金矿岩爆产生不少震级M_L<0和M_L>5的地震,它们局限于矿体开挖的作业面周围,研究三分向加速度和速度地震图表明开矿区上方剪切波的偏振方向差不多是同一取向。偏振取向和检测到的时间延迟都与剪切波通过岩体互相平行的垂直向微裂隙组的各向异性介质传播有关。速度传感器检测到的偏振和强震加速度记录偏振方向相比较以说明数据的分散性程度(统计性).我们的结论是,在常规开矿期间由高应力产生的干裂隙在地表记录的剪切波列记录中几乎看不出对波长有影响.地面检测到的各向异性看来应归因于由区域应力状态决定的微裂隙组的定向排列,而并不取决于因开矿作业对应力状态的局部扰动.

四川威远地区近震剪切波分裂特征

基于布设在四川威远地区的流动地震台站2019年11月至2020年5月记录的近震波形数据,利用剪切波分裂分析方法获得了研究区内23个地震台站的剪切波分裂参数。结果显示:威远地区地震台站快波偏振方向多数为北西向,与区域主压应力方向一致;有个别台站可能由于受到局部构造环境的影响,快波偏振方向为北东向。而在地壳速度变化明显的威远背斜附近,有6个台站结果显示为两个快波偏振优势方向,表明该地区快波偏振方向是区域应力场和局部构造环境共同作用的结果,威远地区慢波延迟时间均值为4.43 ms/km,威远背斜南侧区域的慢波延迟时间值普遍大于其北部区域,表明在威远地区南部区域的各向异性强度强于北部区域。

利用中国地震科学台阵研究青藏高原东南缘地壳各向异性:第一期观测资料的剪切波分裂特征

中国地震科学台阵第一期(2011—2013年)布设在南北地震带南段,本研究利用中国地震科学台阵布设在云南及相邻地区的部分流动台站记录到的2011年6月至2013年3月的数字地震波形资料,开展地壳各向异性分析.本文使用剪切波分裂系统分析方法(SAM方法),获得了研究区内67个台站的剪切波分裂参数.研究结果表明,受到云南及周边地区复杂的构造、应力环境和纵横交错的断裂分布的影响,该地区快剪切波偏振方向(PAZ)整体上显示出NNE向和NE向的优势取向,但在空间分布上比较复杂,虽然大部分台站的PAZ与构造应力场方向一致,但部分断裂附近台站的PAZ受到断裂的影响.结果显示,本研究区内不同区域的PAZ有一定差异性.本研究划分了5个子区,西部3个不同区域的PAZ从北到南分别为NNW向、近N-S向和NE向,有顺时针旋转的趋势,而东部的2个区域PAZ分别为NEE向和NNW向.研究证实,青藏东南缘地区的地壳各向异性空间分布虽然非常复杂,但大体上与区域内的主压应力的方向和断裂分布相关.

张家口—渤海地震带与山西地震带交汇区的地壳剪切波分裂

张家口—渤海地震带(简称张渤地震带)与山西地震带交汇区域(113°E～117°E,39°N～42°N)是华北地区北部三个构造单元华北沉降、燕山隆起和太行山隆起的交界处.本文采用张渤带西端的流动地震台网和华北地区北部的区域数字地震台网的地震波形数据,使用SAM方法对该区域地壳介质剪切波分裂参数进行研究.结果表明,北部的燕山隆起地区的快剪切波偏振方向为近EW向,这与华北地区北部的区域应力场方向基本一致.南部的太行山隆起地区,快剪切波偏振方向为NE—NNE,可能与太行山隆起的断裂带走向有关,与山西地震带北部NNE—NE向的断层走向一致.位于研究区域中部的隆起与沉降边界区,快剪切波偏振方向则表现的比较复杂,可能是复杂的局部地质构造引起的.

1999年台湾集集地震余震区--嘉义地区地震的剪切波分裂参数随时间变化的研究

本文利用台湾中央气象局布设的嘉义台CHY、民雄台CHN2和义竹台CHN8记录的地震波形资料,使用波形互相关的SAM分析方法(剪切波分裂系统分析方法),对发生在1999年9月20日台湾集集大地震(MW7.6)余震区的嘉义ML6.4和ML6.0级地震的震前序列,开展了长达22个月的大震前近场源剪切波分裂参数随时间变化的应力预测研究.研究结果表明,在正常情况下,快剪切波的偏振方向大致近东西向,与嘉义地区最大主压应力场的方向一致,表明该区的各向异性受区域构造应力场控制;根据剪切波分裂参数——快剪切波偏振方向和慢剪切波时间延迟随时间的变化,我们认为,临震期慢剪切波时间延迟的快速下降和快剪切波偏振方向90°跳跃事件的频繁发生,可以作为临震期大震应力预测的前兆指标.近场源剪切波分裂参数随时间的变化在揭示震源区应力变化方面将发挥重大作用.

四川区域地震台网的剪切波分裂研究

通过对成都数字地震台网2000年5月1日—2006年12月31日6年多资料的分析,使用剪切波分裂SAM系统分析方法,获得了四川地区8个地震台站的快剪切波偏振结果.结果表明,四川地区大部分台站的快剪切波偏振优势方向主要为NE或NW方向;位于活动断裂上或几条活动断裂交汇部位的台站的快剪切波偏振优势方向,大多数与对选用的小地震起控制作用的活动断裂走向一致,或与区域主压应力方向一致.但复杂的局部构造会影响剪切波分裂结果,造成台站的快剪切波偏振优势方向与主要活动断裂走向不一致,或与区域主压应力相差较大的现象.

四川紫坪铺水库库区地震剪切波分裂研究

本研究利用四川紫坪铺水库数字地震台网2004年8月17日～2008年5月11日的地震观测波形资料,使用剪切波分裂SAM系统分析方法,获得了四川紫坪铺水库库区8个数字地震台站的快剪切波偏振结果.结果表明,紫坪铺库区台站的快剪切波偏振优势方向主要为NE或NW方向;台站的快剪切波偏振优势方向与区域主压应力方向或活动断裂走向一致;快剪切波偏振方向变化可能与汶川大地震前区域应力场的增加和龙门山断裂带微破裂增加有关,慢剪切波时间延迟的变化与四川紫坪铺水库水位升降变化相关.

四川锦屏水库地区地壳剪切波分裂特征及蓄水影响初探

利用雅砻江流域地震台网2011年8月1日至2014年12月31日期间及四川省地震台网1个地震台站2008年5月1日至2015年8月31日期间记录的地震观测波形资料,采用剪切波分裂分析得到了四川锦屏水库地区中上地壳各向异性参数,即快剪切波偏振方向和慢剪切波时间延迟.结果显示,研究区内台站的快波优势偏振方向存在明显的局部特征,左侧4个台站的快波优势偏振方向与区域主压应力方向比较一致,右侧台站优势偏振方向各异.研究发现,台站MLI的快波偏振方向变化与水库水位的变化具有很好的相关性,在2013年7月,水库水位急剧升高到约1800m后,台站的快波偏振方向也发生了90°变化,这是一种被称为90°翻转(90°-flip)的现象.蓄水导致的应力增加(以及可能的渗水)产生的高孔隙压影响了剪切波分裂特征.

2000年姚安地震余震序列的剪切波分裂研究

2000年1月15日姚安MS6.5地震后,云南省地震局在余震区布设的流动数字台网接收到了大量余震序列的数字波形,这为研究姚安地震的性质提供了丰富的资料.由于剪切波经过上地壳传播时的分裂现象反映了上地壳介质的各向异性,因此在对余震事件进行精确定位的基础上,文中应用互相关系数法计算了余震序列剪切波的分裂参数,并对不同台站和不同区域得到的结果进行了分析讨论.主要得到以下结论:余震区的平均快波偏振方向受区域应力场控制,与主震最大水平主压应力方向一致;不同台站与不同区域事件的平均快波偏振方向是有差异的,与区域内的构造变化和应力场调整有关;延时大小受多种因素影响,与剪切波传播时经过介质的性质关系密切.

2014年5月30日盈江6.1级地震序列剪切波分裂研究

2014年5月24、30日,云南盈江分别发生了MS5.6和MS6.1地震。本文利用2014年5月24日盈江MS5.6地震后在震源区附近架设的流动地震台卡场台(KAC)记录到的波形资料,使用SAM分析方法对盈江MS6.1地震序列进行剪切波分裂参数变化特征的研究。初步结果表明,MS6.1地震震前序列快剪切波优势偏振方向与区域主压应力方向一致,震前的快剪切波偏振方向与震后相比具有更好的一致性及更小的离散度,且盈江MS6.1地震余震序列的快剪切波偏振方向较前震序列可能有一个偏转。对比MS6.1地震的震前、震后发现,震前6天的数据显示出剪切波分裂时间延迟总体上呈现较低的水平,而震后的时间延迟值相对较高。

2012年6月24日宁蒗-盐源M_S5.7地震的剪切波分裂探讨

选用2012年6月24日宁蒗-盐源MS5.7地震震源区的泸沽湖台站2008年9月—2013年9月连续5年的地震数据进行剪切波分裂计算,从剪切波分裂参数随时间的变化初步获得了宁蒗-盐源地区的区域应力特征,以及该地震发生前后地壳应力的特征性变化.泸沽湖台站快波偏振方向结果显示,该台站具有NE向和SE向两个优势取向,与研究区域内断裂的走向相同.该台站的慢波延迟时间表现出明显的变化,特别是在宁蒗-盐源MS5.7地震发生前后.在宁蒗-盐源地震发生前一年,泸沽湖台站的慢波延迟时间缓慢地增加,表明该地区地壳应力逐渐积累;直到该地震发生前一个月,泸沽湖台站的慢波延迟时间才开始急剧下降,表明地壳应力随着地震的发生而迅速释放.

辽宁盖州海城地区地壳剪切波分裂特征

2012年2月2日,在辽宁盖州(40.56°N,122.36°E)发生M_L4.7地震,此后该地区小震不断,地震活动持续至今仍未停止,发生多次4级以上地震。与此同时,海城地震老震区小震持续活动,自盖州震群活动以来,亦发生1100多次M_L≥1.0地震。基于这2丛地震活动,研究了盖州-海城地区的剪切波分裂特征。初步研究结果表明,海城老震区快剪切波优势偏振方向较为稳定,与该地区区域应力场方向基本一致。由于盖县台下方存在活动断裂,其快剪切波的优势偏振方向较为复杂,存在2个优势偏振方向,分别与台站下方的金州断裂走向和该区最大主应力方向一致。此外,2013年12月22日之后,盖州震群活动突然增强,与此同时,自该时间之后,盖县台(GAX)所反映出的快剪切波优势偏振方向为SEE向,与营口台(YKO)的快剪切波优势方向基本接近,同时与该区最大主应力方位较为一致。由此可以推断,盖州震群自2013年12月22日的这组增强活动或与区域应力的局部增强有关。但这2个震群的慢波时间延迟变化相对较小,与以往相关研究中强震前慢波时间延迟的变化差异较大。

中国地震科学台阵两期观测资料近场记录揭示的南北地震带地壳剪切波分裂特征

利用中国地震科学台阵第一期(2011-01-2014-06)及部分中国地震科学台阵第二期(2013-02-2015-12)的流动地震台阵记录到的小震波形资料,运用剪切波分裂系统分析(SAM)方法,分析南北地震带的地壳各向异性,对剪切波分裂参数所反映的区域应力环境及构造特征,以及区域内主压应力方向与断裂分布的关系展开讨论.研究结果表明,南北地震带快剪切波偏振方向自北向南由NE向逐渐转变为NNW向,与南北地震带区域主压应力的方向变化具有一致性.区域内分布的大量NE及WNW或NW向断裂构造同样对快波偏振方向有比较大的影响,位于走滑断裂附近的台站,其快波方向与断裂走向大致平行,部分位于走滑断裂附近的台站其快波方向几乎垂直于断裂走向,而与构造应力场方向一致性较好.个别台站表现出复杂快波优势方向特征,反映出研究区内构造环境的复杂性.慢波时间延迟结果显示,南北地震带南段的平均时间延迟高于北段,反映了受印度板块和欧亚板块的碰撞挤压作用,南段地壳介质各向异性程度更大,构造变形更加剧烈.对比南北地震带上地幔各向异性特征,推测在川滇菱形块体内部可能存在复杂的壳幔耦合现象,地壳剪切波分裂除了反映区域应力特征,还可以揭示出区域构造信息.

用剪切波分裂研究台湾北部地壳各向异性

研究主要使用台湾北部13个地震台站记录到的1991年7月～2002年12月的波形数据,采用剪切波分裂SAM分析方法,对台湾北部地区的剪切波分裂特征进行了研究.发现位于宜兰盆地内的台站的快剪切波优势偏振方向为近E-W方向,而位于山脉(西部麓山带、雪山山脉和中央山脉)的台站的快剪切波优势偏振方向为NNE向或NE方向.位于海边或小岛上的台站得到的快剪切波优势偏振方向比较离散,常伴有2个快剪切波优势偏振方向,可能是受到不规则的地形或复杂的局部构造而引起的.从时间延迟的空间分布来看,以TWE台为界,该台站及以北地区的慢剪切波时间延迟大于该台站以南的慢剪切波时间延迟,这可能意味着TWE台及以北地区的地壳地震各向异性强于南部.

山西地区地壳剪切波分裂特征

通过对山西数字地震台网2000年6月—2012年12月的波形记录资料的分析,使用剪切波分裂系统分析方法,即SAM综合分析方法,获得了山西地区18个数字地震台站的快剪切波偏振结果.结果表明:位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振优势方向与活动断裂的走向基本一致;个别距离断裂较远的台站的快剪切波偏振优势方向与震源机制解及GPS主压应变方向完全一致;少数位于几条断裂交汇处的台站的快剪切波偏振优势方向则较为复杂,与活动断裂的走向和GPS主压应变方向均不一致,反映了该地区断裂背景和应力分布特征的复杂性.

广西龙滩库区地震剪切波分裂研究

利用在龙滩地震观测台网2009年4月至2010年4月记录到的16,452条地震波形数据,采用传统的相关系数法和偏振分析方法,对龙滩库区剪切波分裂特征进行了系统的研究,并讨论了库区范围介质的各向异性特征。研究发现,库区较大区域内地震台站附近的偏振方向主要反映了区域整体应力场的作用方向,但局部构造和断层会控制或影响台站的快剪切波偏振优势方向。归一化1km单位距离上的延迟时间为10～25ms/km,其中距离库坝区较远、水深较浅、蓄水后响应地震活动相对较弱的LIL和XIL台单位距离上的延迟时间在10ms/km左右,而其他台站尤其库坝区附近蓄水后水深较深的则在20ms/km左右,这表明了库水渗透或载荷对库区裂隙状态的影响。研究还发现DPD和GAL台的快慢波延迟时间随水位变化而出现变化,其变化趋势呈现出与水位变化形态基本一致的现象,初步认为是与库区蓄水加载引起的裂隙进水扩张有关。

地壳剪切波分裂研究及地震定位误差对剪切波分裂分析的影响

地壳介质的各向异性主要是由大量充满液体的微裂隙的定向排列引起的,剪切波穿过这种含有微裂隙的介质时会产生分裂。剪切波分裂参数与地壳介质的物理性质有关,与区域应力场有关。在地壳剪切波分裂研究中,地震的定位误差对剪切波分裂参数有影响。本文简单介绍了几种影响定位精度的因素;并对定位误差特别是深度方向的误差所引起的时间延迟变化进行了讨论,比较了不同大小的深度误差对归一化后的时间延迟的影响,定量分析结果显示,深度定位误差对慢剪切波时间延迟影响很大。剪切波分裂分析方法有多种,本文还对不同的剪切波分裂分析方法做了简介。

紫坪铺水库水位变化对剪切波分裂参数的影响

本文通过对2006—2009年四川紫坪铺水库库区8个地震台站记录的地震事件,采用剪切波分裂方法获得了水库库区剪切波分裂参数,并结合地震活动性与水库水位之间的变化关系,分析了紫坪铺水库库区地壳应力的变化特征.剪切波分裂结果显示该研究区域快波偏振方向有两个,分别为北东向和北西向,充分体现了紫坪铺水库地区地壳应力是由北西向的区域主压应力与南东走向的龙门山断裂带综合作用的结果.慢波延迟时间平均值为5.8ms·km-1,慢波延迟时间较大的地区位于库坝和库尾,分别是水库蓄水排水引起地壳应力变化最大的区域.对比慢波延迟时间的变化和水库水位的变化显示了慢波延迟时间与水库水位之间的一致变化关系,揭示了水库的蓄水排水对地壳应力的影响.

乌鲁木齐及附近地区剪切波分裂特征研究

利用S波分裂的方法,分析了2003年2月14日新疆石河子5.4级地震前后多台所记录的小地震的S波分裂特征,发现震源附近地区的S波分裂特征对中强震仍有一定的前兆意义。震中附近的3个地震台记录的S波偏振方向在5.4级地震前出现由原来与区域应力场一致的NE向转为NW向震后又转回NE向。5.4级地震前各台记录的慢波延迟时间总体表现出由小变大的特征。

2007年顺昌M_L 4.9地震余震的剪切波分裂现象

利用福建省地震局在顺昌ML 4.9地震后布设的流动台网记录到的顺昌地震余震波形资料,应用SAM剪切波分裂分析方法,计算并得到顺昌余震的快波偏振方向和慢波时间延迟。结果表明,顺昌地区的快波偏振方向为北东向,与顺昌地区断裂带走向一致。