有限断层破裂时空过程反演结果误差的随机加权估计

针对非线性方法对有限断层破裂时空过程反演中存在的不唯一性问题，应用随机加权方法对反演结果进行误差估计．通过数值模型计算，定量揭示了滑动量、滑动角、破裂时间及上升时间在断层面上的分辨率值分布．应用随机加权方法对台湾海峡地震及缅中边境地震的误差估计结果表明，对应两次地震破裂中心位置上的参数分辨率值最高，结果最可靠。

1997年中国西藏玛尼M_S7.9地震的时空破裂过程

用中国数字地震台网（ＣＤＳＮ）的长周期波形资料反演了１９９７ 年１１ 月８ 日中国西藏玛尼地区ＭＳ７．９ 地震的地震矩张量， 用频率域里反褶积方法从Ｐ波和Ｓ波震相中分别提取了震源时间函数， 并经反演依赖于方位的震源时间函数获取了断层面上破裂随时空变化的图象． 矩张量反演结果表明： 玛尼地震发震应力场的Ｐ 轴和Ｔ轴均接近于水平， Ｐ轴在ＮＮＥ方向（方位角２９°， 倾角７°）， Ｔ轴在ＳＥＥ方向（方位角１２２°， 倾角２３°）， 断层错动以走滑为主；标量地震矩为３．４×１０２０ Ｎ·ｍ ， 矩震级Ｍ Ｗ＝ ７．６． 由矩张量反演得到的震源时间函数显示，这次地震是由一次较小事件和较大事件组成的， 较小事件大约持续５ ｓ， 较大事件持续约１０ ｓ． 由余震分布可推断出玛尼地震的发震断层是走向为２５０°、以走滑为主的左旋－逆断层，断层面的倾角比较陡， 约８８°． 根据反演结果计算了理论格林函数， 然后用反褶积方法提取了震源时间函数． 从不同台站的Ｐ波和Ｓ波中分别提取的震源时间函数一致表明这次地震破裂的时间历史比较简单， 可用一宽度约１０ ｓ的正弦形的函数近似表示． 进一步反演从不同台站上得到的、依赖于方位的Ｐ波和Ｓ波震源时间函数，

2001年1月26日印度古杰拉特(Gujarat)M_s7.8地震时空破裂过程

从全球数字地震台网的长周期记录中,选择了震中距小于90°的27个台站的54个P波震相和44个S波震相资料.首先,用波形反演方法确定了2001年1月26日印度古杰拉特（Gujarat）Ms7.8地震的地震矩张量、震源机制、震源时间函数和时空破裂过程等震源参数.通过矩张量反演,并根据Kutch Mainland断层的走向、地震烈度的空间分布、余震震源的空间分布和震害的空间分布,确认2001年1月26日印度古杰拉特Ms7.8地震的发震断层的走向为92°、倾角为58°、滑动角为62°,即一走向近东-西向、断层面向南倾斜、以逆冲为主的左旋-逆断层.这次地震所释放的地震矩为3.5X1020N·m,矩震级Mw=7.6.然后,借助合成地震图,采用频率域求谱商的方法,得到了依赖于台站方位的27个P波震源时间函数、22个S波震源时间函数以及平均的P波震源时间函数和S波震源时间函数.对震源时间函数的分析表明,这次地震是一次连续的破裂事件,开始比较急途,但结束比较迟缓,总持续时间约19s.最后,以所提取的P波和S波震源时间函数为资料,采用时间域的反演技术得到了断层面上滑动的时空分布.滑动量在断层面上的静态分布表明,断层面上的最大滑动量约为7m.断层面上的最大应力降约为30MPa,平均应力降约为7MPa.滑动量大于0.5m的区域在走向方向长85km,在断层面倾斜方向宽?

2001年11月14日青藏可可西里(昆仑山) 地震:破裂穿过大的张性阶跃带(一)

2001年11月14日青藏可可西里地震(Mw7．8)造成青藏北部的西昆仑断层破裂约400 km。我们对全球地震台网记录的P和SH波采用两种反演方法复原时空破裂过程。观测到的地表破裂由两个走滑段组成,其间有张性阶跃带,范围约长45 km, 宽10 km以上。虽然在阶跃带中的地堑系内几乎没有观测到地表破裂,但我们的结果表明破裂并没有跳过这个大的空挡,而是连续地穿过地堑。地震以小的走滑子事件开始,推测其沿着两个断层段的最西部发展。5 s之后,发生一个约相同大小、具有较大正断层分量的斜断层破裂子事件,其位置可能就在地堑内。倾斜滑动事件可能使破裂转移到主昆仑断层上。主要的矩释放在破裂起始约18 s、沿昆仑断层向东传播350 km之后发生。在这个断层段上滑动非常不均匀,在初始的200 km平均约2 m,在随后的 50 km内突然增加,达到最大值7．5 m,然后又很快下降。沿主段的平均破裂速度较高 (-3．6 km·s-1),可能超过了该区的剪切波速度。Mw7．8级可可西里地震与2002年 11月Mw7．9级迪纳利断层(阿拉斯加)地震相比,具有较长的地表破裂,较快的平均破裂速度及释放了较多的能量,并且可能具有较低的平均破裂能量。证据表明,破裂前缘速度过了最大滑动点后明显下降,这意味着断层两端的摩擦强度有很大不同。

从全球长周期波形资料反演2001年11月14日昆仑山口地震时空破裂过程

利用从全球数字地震台网记录的资料中选择出的震中距小于90且震相清晰的20个台站的长周期垂直分量P波震相, 通过反演得到了2001年11月14日昆仑山口地震的震源时空破裂过程. 结果表明, 这次地震由三次子事件构成. 第一次子事件的破裂从震中位置(35.97N, 90.59E)开始并向东西两侧扩展, 向西以4.0 km/s的破裂速度扩展了140 km, 向东以 2.2 km/s的破裂速度扩展了80 km, 表现为以自东向西为主的不对称双侧破裂, 形成了约220 km长的断层. 在第一次子事件的破裂开始后大约52 s, 在震中以西约220 km的地方, 第二次子事件的破裂开始. 此时, 第一次事件没有结束, 但已进入愈合阶段. 第二次子事件的破裂向东西两侧扩展, 向西以2.2 km/s的破裂速度扩展了50 km, 向东以5.8 km/s的破裂速度扩展了70 km, 表现为以自西向东为主的不对称双侧破裂, 形成了约120 km长的断层. 在第二次子事件开始后大约 12 s, 第二次子事件的破裂与第一次子事件的破裂在震中以西约140 km处发生了聚合. 在第一次子事件的破裂开始后大约56 s, 在震中以东约220 km的地方, 第三次子事件开始. 此时, 第一次事件仍未结束, 但已进入愈合阶段的尾声. 第三次子事件的破裂向东西两侧扩展, 向西以4.0 km/s的破裂速度扩展了140 km, 向东以3.7

2014年四川康定双震震源的勒夫波分析

2014年11月22日在四川省康定县发生了MS6.3地震（M1）,3天后几乎在同一地点又发生了MS5.8地震（M2）,本文称其为＂康定双震＂.首先,利用逆时成像技术对康定双震以及用作经验格林函数事件的一次ML4.8地震（G1）进行了重定位,并利用广义极性振幅技术反演了三次地震的震源机制;然后,借助于G1的记录,利用经验格林函数技术分别提取了M1和M2的勒夫波视震源时间函数,并利用视震源时间函数的方位依赖性分析了M1和M2的优势破裂方向;最后,利用视震源时间函数反演方法反演了M1和M2的震源破裂过程.重定位结果表明,G1与M1和M2震源位置比较接近,分别相距~40km和~50km.震源机制反演结果表明,G1与M1和M2具有类似的机制,均为陡倾角左旋走滑.视震源时间函数的方向性分析表明,M1的破裂优势方向为276°,而M2的破裂优势方向为336°.破裂过程反演结果表明,M1持续时间~11s,主要破裂区沿断层面朝北西以及浅表拓展,最大位错~0.52m;M2持续时间~7s,破裂区沿着断层面也朝北西以及浅部拓展,最大位错~0.33m.

2020年6月23日墨西哥M W7.4地震震源特征

2020年6月23日15时29分04秒(UTC),在墨西哥南部瓦哈卡州发生了一次震级为M W7.4的地震,我们利用全球地震台网(GSN)和国际数字地震台网联盟(FDSN)台网的长周期和宽频带P波数据反演分析了这次地震的震源机制、震源时间函数以及时空破裂过程.根据反演结果,这次地震的矩心震中位于15.96°N,95.89°W,矩心深度约为22 km;地震持续15 s左右,释放地震矩1.24×1020 N·m,相当于矩震级M W7.4;破裂过程比较简单,仅有一个走向和倾向方向尺度相当的凹凸体错动,最大位错达8.1 m,位于21 km深处.凹凸体破裂主要沿断层的滑动方向呈双侧破裂,两个优势破裂方向在地表投影的方位分别位于60°和270°左右.综合构造背景、震源位置、余震分布、震源机制以及时空破裂过程,我们相信这次地震是发生在北美大陆板块和太平洋海底板块相互作用的结果.海底板块朝着大约60°左右的方位运动,以大约22°的倾角插入大陆板块,造成一个凹凸体错动,形成了这次地震.

2022年四川泸定M_(S)6.8地震震源基本特征

2022年9月5日,在四川省甘孜州泸定县发生M_(S)6.8地震.本研究收集区域台网震相数据、全球地震台网(GSN)、国际数字地震台网联盟(FDSN)与德国地学中心GEOFON台网的宽频带P波数据,利用双差定位、矩心矩张量解反演、有限断层波形反演和视震源时间函数分析等方法,分析了此次地震震源的基本特征.重定位结果显示,余震分布具有丛集性,3个地震丛分别集中在震中附近以及相距30 km左右的东南端和西北端,总体上西北端地震较浅,东南端地震较深.矩心矩张量反演表明,矩心位于29.55°N,102.14°E,深度16 km,释放地震矩1.0068×10^(19)N·m,相当于矩震级MW6.60,双力偶成分占88%,是一次近纯走滑的地震事件.结合余震分布可以断定,地震发生在走向163°、倾角77°(倾向西南),滑动角为-5°的断层面.有限断层反演显示,破裂区主要由两部分构成,破裂起始点及其周围是主要破裂区;另一破裂区位于其东南,总体表现为从西北向东南的单侧破裂,最大滑动量约1.4 m,位于起始破裂点附近.从矩心矩张量反演和有限断层反演得到的震源时间函数均表明,地震持续时间约20 s,能量释放分两个阶段.根据视震源时间函数的方位依赖性推断,破裂优势方向在165°方位,与断层走向一致,由平均视震源时间函数估计的标量地震矩几乎与有限断层反演得到的完全一致,且与矩心矩张量反演结果非常接近.