基于Mini-Sosie震源后置编码技术的面波探测方法研究

Mini-Sosie震源是城市环境主动源面波探测的理想震源,然而三元伪随机编码对控制系统和机械性能的高要求限制了其发展与应用.针对此问题,在野外数据采集阶段,采用Mini-Sosie震源的固定频率冲击模式,充分利用其简单、高效和强冲击力的优点;在室内数据处理阶段,对采集的长时序数据进行三元伪随机编码,提出了一种基于Mini-Sosie震源后置编码技术的面波探测方法.该方法首先从长时序地震记录中提取冲击序列,其次提出ABC三参数法将长时序地震记录分割成数以百计的脉冲式子记录,再次利用线性同余算法生成的三元伪随机序列对子记录进行编码,最后将冲击序列与编码地震记录进行互相关运算获得解码的地震记录.模拟与实测数据处理结果表明,该方法在编解码过程中产生的相干噪声较小,并能有效压制城市环境中的低频随机噪声,显著提高面波信噪比.三元伪随机冲击序列的频谱呈现白谱特征,无频率低切效应,能有效保护面波的低频信息,增大了主动源面波方法的探测深度.同时,该方法通过数学运算代替高精度的编码控制系统与机械性能需求,实现了Mini-Sosie震源的三元伪随机编码,具有先进性和推广价值.

2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震震源机制解

使用区域台网资料,采用CAP方法反演了2023年12月18日甘肃省积石山6.2级地震的震源机制解,结果显示,该地震为逆冲型地震,与GCMT、 GFZ和USGS的震源机制解基本一致。震源机制解节面Ⅱ的走向与积石山东缘断裂大致相同。

2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震震源参数和破裂特征

2023年12月18日23时59分(北京时间)甘肃积石山发生6.2地震。中国地震局地球物理研究所在震后启动快速响应,组织相关领域研究人员对此次地震的震源参数、震源机制、破裂过程和地震辐射能量等进行了估计,余震序列进行了重定位,基于震源模型进行了震动图模拟、同震形变场模拟。结果表明,此次地震发生在拉脊山东侧,以逆冲机制为主,能量集中在前约8 s内释放;极震区震动烈度可能达Ⅷ度以上,可能的受灾范围近6 000 km~2;此次地震引起了显著的同震位移,最大水平向位移达到7.8 cm、垂直向位移达到15.8 cm。

2023年11月—2024年2月中国内地地区M≥4.0地震震源机制解测定

本文利用中国地震台网记录的宽频带波形资料,采用近震全波形反演方法得到2023年11月1日—2024年2月29日发生在中国内地地区的M≥4.0共62次地震震源机制解。结果显示逆断型45次,走滑型13次,正断型3次,未知型1次。

区域地震记录揭示的2023年甘肃积石山6.2级地震震源破裂过程

基于有限断层模型反演方法,利用区域宽频带地震波形数据,反演了2023年12月18日甘肃临夏积石山6.2级地震的震源破裂过程,获得了积石山地震破裂滑动时空分布:此次地震是逆冲兼少量走滑型地震,破裂持续时间约为9 s,主体能量在前6 s释放,地震破裂主要沿断层走向向NW方向拓展,计算得到的标量地震矩为1.39×10^(18)N·m,相当于M_(W)6.02,破裂尺度约10 km左右,最大同震滑动量为35 cm。

锦屏一级水电站库区中小地震震源机制解与局部应力场特征

利用四川及邻区数字地震台网2013—2018年的波形资料,基于CAP和HASH方法反演得到锦屏一级水电站(以下简称锦屏水库)库区及周边M_(L)≥2.5地震的震源机制解,根据DRSSI方法计算得到库区局部应力场信息,结合该区域的地质资料,从震源机制参数和局部应力场变化等方面讨论了水库加卸载对该区域地震活动的影响.取得的主要认识如下:(1)库区地震活动类型以走滑型为主,不同加卸载阶段震源机制类型存在一定差异,库区蓄水前期震源机制类型呈现多样性,蓄水后期与区域背景场趋于一致;(2)库区应力场最大主应力方向以NNW-SSE向为主,分时段结果显示,蓄水后期局部应力场最大主应力方向由NNW向逐渐发生偏转至NW向;(3)库区周边的地质构造和岩性条件有利于库水的渗透,蓄水后重力载荷和流体渗透的共同作用导致岩体断层面库仑应力的变化,从而呈现出库区蓄水前后中小地震活跃程度的显著差异特征.

云南地区介质衰减、场地响应及震源参数研究

利用云南区域地震台网2012-2023年的地震波形记录,采用联合反演方法,获得研究区的介质衰减Q值、67个台站的场地响应以及区内ML2.0以上2819次地震的震源参数。结果显示,在三段地震波几何衰减模型基础上,非弹性衰减模型较准确地反映了云南地区构造复杂、地震活动性较强的特征。在研究区67个台站中,场地响应总体上没有出现明显的放大效应,但存在显著的高频衰减现象。在卓越频段1~6Hz,场地放大倍数大多为1~4倍;在10Hz以上高频段,场地的衰减幅度大多在0~95%之间。其中,12个台站的场地响应值在1附近波动;4个台站的场地响应值在低频段接近1,在高频段放大;5个台站的场地响应值整体上略小于1;46个台站出现低频段稍微放大,高频段衰减的现象。各震源参数的相关性分析结果表明,地方性震级与矩震级、地震矩、应力降、视应力及辐射能量均正相关,与拐角频率负相关。滇西漾濞、盈江、芒市地震余震区及滇南红河断裂南段是中小地震应力释放水平相对较高地区,沿金沙江–红河断裂带,尤其是滇南红河断裂带南段沿线则是高应力降地震集中的区域,说明这里的断层可能受到相对较强的构造剪应力作用。

国家地震烈度速报江苏子系统震源机制解产出分析

国家地震烈度速报与预警系统江苏子系统震源机制解参数速报集成了TDMT_INV方法,可直接读取震相进行震源机制解反演计算并产出。为验证该方法获得震源机制解的准确性,选取2024年1月17日江苏东台3.0级地震和2023年12月7日江苏赣榆海域3.8级地震这2次3级以上地震,采用TDMT_INV、CAP和FOCMEC方法计算其震源机制解,分析三种方法所得结果差异。东台3.0级地震位于江苏预警站网网内,三种方法都可获得较为稳定的震源机制解结果;赣榆海域3.8级地震位于江苏预警站网网外,TDMT_INV方法仍可获得较为稳定的震源机制解结果。

2024年3—6月中国大陆地区M≥4.0地震震源机制解测定

本文利用中国地震台网记录的宽频带波形资料,采用近震全波形反演方法得到2024年3月1日—6月30日发生在中国大陆地区的M≥4.0共59次地震震源机制解。结果显示逆断型18次,走滑型33次,正断型7次,未知型1次。

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。

基于震源机制和地震定位研究2022年山西古交M_(L)4.1地震的发震构造

2022年2月20日山西太原古交市发生了M_(L)4.1地震,古交及周边县市震感强烈。此次地震的震中位于历史地震相对稀少、煤矿资源丰富的吕梁隆起区,其发震断裂尚不明确。为了更好地认识这次地震的发震构造,文中利用山西省测震台网的近震波形资料反演了地震的震源机制解,并获得最佳矩心深度。反演结果显示,古交地震是一次左旋走滑型地震事件,矩震级为M_(W)3.96,最佳双力偶解为:节面Ⅰ,走向90°、倾角86°、滑动角-19°;节面Ⅱ,走向182°、倾角70°、滑动角-175°;最佳矩心深度为3km,属于极浅源地震。地震序列重定位结果显示震中的优势展布方向近EW,与区域内断层基本为NE走向的分布格局差异显著。利用聚类分析方法得到古交地震的发震断层面中心解,结果显示断层的走向为91°,倾角为70°。另外,古交地震序列的应力降显著偏小,低于同区域背景地震至少1个数量级。结合实地调研的矿区生产情况和区域地质构造,认为古交地震序列的发震机制可能与震源区附近的煤田开采活动有关,开采活动致使局部应力改变,从而导致先存隐伏断层活化,进而触发此次地震。

川滇菱形块体东边界震源机制与应力场特征

文中利用四川、云南、重庆、青海、甘肃地震台网以及西昌密集台阵和巧家密集台阵的数字地震波形资料,采用CAP全波形反演方法及HASH初动极性和振幅比方法,获得了川滇菱形块体东边界区域3 951组M L≥1.0地震的震源机制。进而基于以上震源机制,采用阻尼区域应力场反演算法(MSTASI)和Vavrycuk的迭代联合反演方法获得了研究区的构造应力场分布特征、主要活动断裂的应力性质和摩擦系数。结果显示,研究区震源机制P轴、T轴以及最大主应力轴σ1和最小主应力轴σ3总体上倾角较小,揭示了近水平的挤压或剪切应力环境。σ1以NW-SE和NWW-SEE向为主,从北到南有顺时针旋转的趋势,应力性质以走滑型为主,局部兼有逆冲型和拉张型,整体分布特征与区内走滑型边界断裂活动性质一致。R值具有明显的空间差异,鲜水河断裂-龙门山断裂-安宁河断裂交会地区R值相对较高,有明显的挤压特征;鲜水河断裂带、安宁河断裂带北段和小江断裂带的R值均在0.25~0.5之间,表现为NE-SW向挤压和NW-SE向拉张,拉张应力可能远小于挤压应力;大凉山断裂带北段和则木河断裂带的R值均在0.5~1之间,表现为NW-SE向压缩和NE-SW向拉张,且挤压应力大于拉张应力。研究区域主要断裂的摩擦系数也有差异:安宁河断裂带和大凉山断裂带北段的摩擦系数相对较低,在0.75以下,鲜水河断裂带、则木河断裂带及大凉山断裂带南段的摩擦系数偏高,在0.80以上。川滇菱形块体东边界活动断裂带上的构造应力相对较高,尤其是鲜水河断裂带和小江断裂带的应力更高,需要关注其地震危险性。

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。

2022年四川马尔康6.0级震群序列震源机制特征分析

采用近震全波形矩张量方法反演了2022年四川马尔康6.0级震群序列22次地震的震源机制解,结果显示:这22次地震全部为走滑型,断层面走向呈NNW和NE两个优势方向,断层面倾角近似直立,滑动角分布在0°和180°附近,P轴优势方位为NWW-SEE向,倾伏角接近水平,表明此次地震事件主要受区域NWW-SEE向水平挤压应力场控制。3次5级以上地震震源机制均与序列其他地震的总体震源机制差异较小,说明序列震源机制较为一致。结合精定位结果综合分析认为:马尔康震群属于多断层面触发性震群,3次5级以上地震是不同断裂的破裂事件,其中5.8级和6.0级地震发震断层面走向为NNW,为左旋走滑破裂事件;5.2级地震发震断层面走向为NE,为右旋走滑破裂事件,3个发震断层均以走滑错动为主,断层面近似直立。

磐安地震序列的震源参数和谱振幅相关系数研究

基于浙江测震台网记录到的2017年2—9月磐安地区发生的地震序列资料,采用Brune震源模型理论和波谱分析方法,得到磐安震群序列的应力降、视应力等震源参数。利用台站的零频幅值,计算谱振幅相关系数。采用聚类分组,并结合Cut and Paste(CAP)反演方法得到ML4.0主地震事件的震源机制解,系统分析小地震的震源机制的一致性程度。结果显示:震源区应力降值在0.00~0.80 MPa之间,整体构造应力较低;谱振幅相关系数较低,在0.86~0.95之间,震源机制整体相似程度不高;应力积累没有形成一个优势方向,可能指示磐安序列为低摩擦应力的断层作用。研究结果表明:磐安地震序列为普通的小震序列,其震源机制类型与构造应力场基本一致;谱振幅相关分析法可为小震序列的震后快速判定提供重要依据。

《震源理论基础》:一部地震学经典

自古以来,地震给人类造成了巨大灾难. 人类对地震这种自然现象的认识也在不断深入.科学出版社近期出版的《震源理论基础》是陈运泰等长达半个世纪从事震源物理研究和教学工作的结晶,堪称地震学的一部经典之作.《震源理论基础》以广阔的视野和精深的学识,总结了古今中外文人学者对地震的认知和研究成果. 追述到2000多年前,《诗经·小雅·七月之交》中有生动描述地震的诗句:“烨烨震电,不宁不令. 百川沸腾,山冢崒崩. 高岸为谷,深谷为陵”.

利用初至震相定位法测定2013年辽宁灯塔M_(S)5.1地震震源深度

以2009年至2022年辽宁测震台网的观测资料为基础,拟合辽宁地区小震Pg波走时曲线,得到上地壳P波速度为6.11 km/s,并构建该地区双层地壳P波速度模型。提取正式观测报告中的20个清晰Pg和9个Pn震相到时,基于初至震相定位法测定2013年辽宁灯塔M S5.1地震的震源深度为10.8 km,初至P震相最小走时残差为0.31 s;使用考虑误差的定位算法测定震源深度为10.27 km,定位残差为0.35 s,与使用其他速度模型计算得到的震源深度基本一致,可信度较高。分析认为,灯塔M S5.1地震震源深度在11 km左右。以该深度作为主要输入参数计算其在周围产生的位移场和应变场,显示出典型的走滑地震特征。

深部地质洞穴塌缩的地震学证据——川东褶皱区深部的逆冲兼塌缩型地震的震源机制求解

地下深部有大型洞穴吗?本文通过地震学方法推测地下7 km左右仍存在较大的地质洞穴.本研究中使用了完整矩张量反演方法(波形拟合gCAP方法)分析了2016年12月27日在重庆市荣昌区发生的M_(L)4.7地震,得到其完整震源机制的矩张量解,波形拟合度很高.反演结果显示此次地震较为特殊,震源机制是逆冲兼塌缩型,地震矩心深度在地下7 km深处.根据震源机制的结果,加之此地震位于背斜褶皱附近,本文推断此地震的发生是背斜褶皱部的断层发生逆冲,继而导致了褶皱部的地质空洞稳定被打破,发生了垮塌和塌缩.震源机制的结果显示地震矩张量主要是水平分量,而垂直分量较少,此结果和当地构造应力很吻合.研究结果显示了完整矩张量震源机制反演方法对复杂地震的研究是很有效的手段.此外,本区域页岩气钻井深度很深,而且有水压致裂作业,推测地震可能被注水压力所诱发.

震源应力降的国内外研究进展综述

应力降作为描述震源标度特性的基本参数,对于了解震源过程的物理性质至关重要,也是地震序列研究和地震危险性评估中必不可少的关键震源参数。为反映近年来国内外关于震源应力降研究的进展,整理了应力降的相关定义、计算方法,探讨了其与地震矩、构造块体、断层参数、震源深度和热流之间的相关性,并对其在构造地震序列研究、诱发地震研究、火山地震研究和地震动预测模型中的应用发展趋势进行梳理和综述。由于应力降的计算过程包含较多不确定性,特别是对于小地震而言,介质特性、数据限制、统计样本以及方法差异等都会对应力降值产生影响,建议在解释和应用的时候,采用多种方法交叉验证,并对不同构造区、不同类型的地震序列进行分别讨论。

2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震震源机制及其对周围区域的应力影响

为研究2023年甘肃积石山6.2级地震对周围地区的应力影响,本文首先根据各个机构和学者提供的震源机制数据确定了本次地震的震源机制中心解。节面Ⅰ:走向159.08°,倾角40.57°,滑动角112.46°;节面Ⅱ:走向310.52°,倾角53.05°,滑动角71.88°。此次地震为逆冲型地震。将当地的应力体系投影到震源机制中心解的两个节面上,得到相对剪应力分别为0.797和0.951,可以看出该地震是区域构造应力场作用下的一次正常能量释放。拉脊山北缘断裂呈NNW走向,SWW倾向,倾角为45°~55°,与震源机制中心解的节面Ⅰ较为一致,判断拉脊山北缘断裂为此次地震发震断裂。基于该地震破裂模型及均匀弹性半空间模型,计算此次地震对周边地区产生的同震位移场及应变场。体应变在震中呈现拉张,距离震中较远的东北和西南两侧呈现轻微拉张,震中周边呈现压缩,东侧压缩表现更为突出。水平位移场表现为在震中西北侧和小部分东南侧的物质向外涌出,而东北侧和西南侧的物质涌入震中;与水平位移场相对应,垂直位移场在震中表现为隆升,而四周表现为略微沉降。