HYPO2000与单纯形定位方法对比及作为速报算法的可行性分析

选取福建、陕西的12次爆破事件,安徽测震台网的6次速报地震事件以及4次地震台站出现GPS时钟错误的地震事件,运用两种地震定位方法进行定位。结果表明:对于网内地震,HYPO2000程序稍优于单纯形定位结果;对于网缘及网外地震,单纯形优于HYPO2000程序的定位结果。

MSDP单纯型和HYP2000定位方法对比分析

采用MSDP单纯型方法和HYP2000定位方法,对宁夏地区2008—2010年发生的232次M_L≥2.0地震和83个爆破资料,从地震震中、震源深度、残差分布3方面进行对比分析。结果显示,采用HYP2000定位方法,震源距断裂带更近,小震群更为集中;震源深度的分布更为符合实际;残差分布明显小于MSDP单纯型定位法。由此建议,近震定位首选HYP2000定位方法。

三峡地区水库诱发地震精定位方法对比研究

基于三峡数字遥测地震台网目前使用的地震数据分析软件EDSP-IAS 2.2接挂的Hypo2000定位程序,对三峡库首区两个区域所选取的324个水库诱发地震事件进行重新定位,其结果与原有地震数据分析软件waveview接挂的GENETIC(遗传法)定位结果相对比分析。结果表明:Hypo2000程序优于遗传法定位结果,特别是在控制震中分布和震源深度均有较大改进,能较为合理地解释地震成因,达到精定位的目的。

玉树M_S7.1级地震部分余震重新定位及发震构造分析

综合利用玉树震区应急流动台站观测数据和青海地震台网固定台站观测数据,依据最新的人工地震宽角反射/折射剖面的速度模型,采用Hypo2000地震定位法,对2010年4月18日至4月29日期间玉树震区发生的部分余震进行了重新定位.重新定位后,震源位置的水平和垂直方向平均误差分别为1.35km和4.68km,走时残差为0.49s.震源深度分布范围为1.48～19.85km,平均震源深度为10.28km.定位研究结果表明:玉树地震余震沿北西-南东向的甘孜—玉树断裂带的北支,即玉树—隆宝断裂分布,长约97km.余震分布特征在主震(微观震中)两侧存在差异,可能反映了两侧构造特征存在差异.截止到4月29日,主震东南仍是应力的主要释放区域,余震强度大且活动密集的区域位于主震东南距主震约5km、横向范围约20km.主震破裂区的大部分应力在主震过程中得以释放,主震时应力未释放的区域成为主要的余震分布区.余震的连续发生可能已造成主震破裂区相互连通,且破裂范围向西北方向扩展.玉树主震及余震的发震构造为甘孜—玉树断裂的北支,即玉树—隆宝断裂段,断层性质为北东倾向的高角度左旋走滑断层.发震断层的倾角和宽度在帮洞两侧有所不同,帮洞以东发震断层宽度约为12km,倾角约为83°;而帮洞以西发震断层宽度约为6.5km,断层倾角约减缓为63°.

2008年攀枝花6.1级地震序列精定位

利用四川和云南区域数字地震台网震相到时资料,并结合Hypo2000＋Hypo DD对2008年8月30日攀枝花MS6.1地震序列进行了定位。定位结果表明,地震序列的震中在空间上呈近SN向展布,余震密集区长度约为30km,主震震源深度约为14km。序列深度的分布范围主要为0~4、5~20km,而4~5km范围显示为明显的少震层。沿序列长轴的深度剖面显示,余震区中段存在1个不规则的少震的＂空区＂,为1955年634级地震的破裂区,该地震发生在空区的南端。分析认为,2008年8月30日攀枝花MS6.1地震是因汶川8.0级地震后的应力调整造成未破裂的小凹凸体发生破裂所致。余震密集分布区沿垂直于破裂长轴的两个剖面则显示了在其北端地震震源分布更深,且断层面向NW倾斜,与已知的红格断裂的倾向一致。

川滇菱形块体东边界地震精定位

选用四川及云南地震台站资料,采用多阶段地震定位法(Hypo2000+Velest+HypoDD),对四川境内川滇菱形块体东边界的道孚南至巧家段2010年1月1日~2014年12月31日7787次地震进行了精定位。精定位后,震源位置精度明显提高,震中分布与地震断裂带线性展布较一致。定位结果显示,鲜水河断裂带东南段地震分布相对密集,鲜水河南段与安宁河断裂带、小金河断裂带及以东的大凉山断裂带交叉区域相对密集。深度剖面图沿活动断裂带地震活动分段活动特征明显,横跨鲜水河、安宁河和大凉山等断裂的剖面呈现出石棉附近多断裂交汇处的断层间复杂的相互作用,地震明显分为深、浅两丛。15~20km深度范围地震非常稀少,这与朱艾斓提出的14~19km塑性流变的层厚和位置较一致。

2011年11月1日尼勒克、巩留M_(S)6.0地震序列精定位研究

使用Hypo2000+HypoDD联合定位方法,对2011年11月1日新疆尼勒克、巩留M_(S)6.0地震及142个余震序列进行重定位,获得105个地震的震源位置参数。结果表明:主震震中为43.65°N、82.37°E,震源深度为12.6 km;余震序列主要呈NNW向沿阿吾拉勒山南缘断裂两侧分布,震源深度优势分布范围5~17 km;垂直与地震序列的深度剖面显示,由北向南震源深度呈现逐渐变浅的分布特征,表明发震断层面倾向为N倾。结合震源机制及主震和余震序列的空间分布特征推断,阿吾拉勒山南缘断裂是此次尼勒克、巩留M_(S)6.0地震的主要发震构造。

2013年四川芦山M_S 7.0地震余震序列重新定位

利用Hypo2000+HypoDD联合定位方法,基于35个科考台站和四川测震台网记录资料,对2013年6月25日至2014年12月31日发生的芦山M_S 7.0地震余震序列进行重定位。重新定位后,EW、NS和UD向平均误差分别为0.141 km、0.143 km、0.147 km,平均到时残差0.066 s,震源深度优势分布范围8—18 km。定位结果显示,芦山地震余震呈带状分布,主要分布在大邑—名山断裂和双石—大川断裂之间,沿SW方向,长度约40 km。

濮阳小震集中区地震重定位及发震构造分析

利用濮阳周边数字地震台网近十年的震相观测报告数据及3级以上地震事件的波形记录,基于人工地震宽角反射/折射剖面的速度模型,采用Hypo2000地震定位法对研究区内1级以上287次地震事件进行绝对定位。同时,以Hypo2000绝对定位结果为初始位置,对濮城镇附近约25 km范围内的153个一级以上地震进行双差相对定位,获得更为准确的相对位置关系。定位研究结果表明:重新定位后研究区的小震震丛在震中和震源深度剖面上均呈现出两个分支:主支地震群沿聊—兰断裂分布,由少数地震组成的分支则分布于黄河断裂东侧。结合深地震反射剖面解释结果,推断濮城镇小震震丛的发震构造主要以聊—兰断裂为主,西部少数地震分支的发震断层为黄河断裂带,同时小震活动亦与油田开采注水活动密切相关。

对汶川8·0级地震前后震源的重新定位

龙门山断裂带二侧的地壳厚度和速度结构存在很大差异,所以过去采用的单一均匀速度模型定位方法并不合适。Hypo2000定位程序对震中所在的不同区域进行分区分层对应,得出非均匀速度模型。用Hypo2000定位程序对汶川8·0级地震前后十余年187个地震台网记录进行了整理、筛选,得出震中分布图显示震前龙门山断裂带北端,即北川以北没有太多地震,主要还是活跃在中南部映秀地带,汶川8·0级地震也发生在这个地区,震后沿龙门山断裂带往北,北川以北出现了较多的余震。从余震深度剖面图看出,龙门山余震带南段断裂带呈上陡下缓的铲形断裂形态,余震带北段具有近乎直立的陡倾破裂结构,且地表破裂的二侧均有余震分布。

重庆及邻区地震精定位及活动性分析

采用Hypo2000定位法及双差定位法,对2009年1月至2018年10月重庆及邻区的地震进行精定位,对不同方法所得结果进行对比,进而研究重庆及邻区地震活动性。重定位后,走时残差基本小于0.3 s,震中在平面方向沿断裂展布形态有所收敛,震源深度主要分布在4-10 km,故该区地震多为浅源地震。荣昌、巫山地区地震活动与人类活动间有一定相关性,北碚、石柱、武隆、巫溪、綦江地区地震震中多分布在断裂附近,受地质构造控制明显。

华北平原块体地壳应力场与强震震源断层参数的研究

历史上华北平原块体周缘及内部强震活跃,本论文从地壳应力场和震源断层两个方面出发对这一地区开展详细的研究,希望能为地震预测提供有益的背景资料。本文的主要研究内容包括以下3方面:一是在不同构造分区的最优一维速度模型下,对华北平原块体的中小地震进行重新绝对定位;二是基于重定位结果和最优一维速度模型,由大量P波初动极性应用综合震源机制解法,计算华北平原块体的地壳应力场;三是在重定位结果和地壳应力场的基础上,对1679年三河–平谷地震、1830年河北磁县地震和1303年山西洪洞地震的震源断层的几何参数和运动方式进行研究,详述如下:首先,本论文使用虚拟台网技术整合华北平原块体2001年1月1日至2013年12月31日11个省级台网和"地震科学台阵探测流动观测实验场"的震相到时资料,采用Hypo2000定位方法进行初步绝对定位。挑选出重定位后定位精度A、B类的6 504个地震事件,采用VELEST程序获得了华北平原块体8个不同构造单元的最优一维P波速度模型。在此基础上再次使用Hypo2000方法进行华北平原块体多速度模型下地震绝对定位。基于新的重定位结果,我们得到以下认识:(1)重新定位后震中水平位置变化不大,地震丛集性和条带性更加明显。(2)重定位后地震沿垂向展布在0~30 km之间,山西断陷带震源深度由南向北逐渐变浅绝大多数地震沿断陷盆地主控边界断裂线性展布,震源深度剖面较清晰地勾画出山西断陷带各盆地的发震断层下界。(3)重定位后震源深度剖面揭示了一些比较有意义的现象,如郯城震源区下方地震直立分布,霍山地区倾向北东的地震条带,邢台震源区向北西方向倾斜的地震密集带等。其次,在绝对定位和最优一维速度模型的基础上,对华北平原块体22 069次地震的116 571个P波初动极性,采用综合震源机制解法获得华北平原块体0.5°×0.5°×20 km的精细地壳应力场图像。华北平原块体地壳应力场具有以下特征:(1)综合震源机制解类型以走滑和正断层类型为主,综合震源机制解的一个节面走向大体与所在区域的主要断裂走向相一致,符合华北平原块体周缘及内部现今的剪切拉张状态。(2)P轴方位自西向东呈现NE-NEE-近EW的偏转图像,T轴方位在山西断陷带内与断陷盆地的主控边界断裂走向垂直,自西向东呈现NW-NNW-近NS向的逆时针旋转,T轴方位的一致性要好于P轴方位,预示华北平原块体目前主要受NW-NNW向主张应力控制。(3)山西断陷带的应力状态以正断层为主,在临汾盆地北部和忻定盆地出现走滑应力状态的局部特征;张渤带从西向东应力状态分为正断层型、走滑型和正断层型,P轴方位呈NENEE-EW向顺时针旋转;郯庐断裂带应力结构以走滑和正断层为主,主压应力方向由北向南表现为NEE-EW-SEE向偏转,以郯庐断裂带为界,主压应力方向从西往东由ENE方向逐渐偏转为近EW方向。(4)秦岭–大别山构造带受华北平原块体应力场的控制减弱,逐渐向华南地块的应力场转向。华北平原块体的应力场主要受到来自太平洋板块俯冲和青藏高原挤压作用的控制,太平洋板块的北西西向的俯冲作用强于青藏高原的挤压碰撞对华北平原块体的影响。最后,基于大震震源区余震长期活动及余震发生在发震断层面上及其附近区域的假设,由现今精确定位的震源位置和区域应力场确定了1679年三河–平谷地震、1830年河北磁县地震和1303年山西洪洞8级地震的震源断层几何参数和运动方式。1679年三河–平谷地震的震源断层走向为38°,倾向南东,倾角为82°,滑动角为-156°,断层错动类型为右旋走滑兼具正断分量;1830年河北磁县地震的震源断层走向为283°,倾向北北东,倾角为74°,滑动角为-26°,断层错动类型为左旋走滑兼具正断分量;1303年山西洪洞8级地震的震源断层走向为19°,倾角为88°,滑动角为-179°,滑动性质为右旋走滑型。

首都圈地区b值随震源深度的变化:对地震成核的意义

使用双差地震定位法对首都圈地区1980～2000年发生的2098个地震作重新定位, 获取了其中1825个地震精确的震源位置.基于地震精确定位结果, 系统地计算了不同深度段的b值, 发现研究区b值随震源深度的增加具有系统减小的趋势, 且在地壳8 km上下的减小趋势最为突出, 表明在地壳浅部 (0～8 km)以小震为主, 大地震较少, 故b值高; 而在深处(8～25 km), 大地震相对较多, b值减小.这一现象的背后物理机制可以从地壳介质复杂程度与应力状态的变化得以解释, 破裂易于在地壳介质相对均匀、岩石静压力较高的地壳深处成核形成大地震.推测首都圈地区未来强震多发生在8 km以下的地壳深部.