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。

2021-09-29宁夏中宁M_(L)3.6地震震源参数测定

基于宁夏区域地震台网资料,采用初至P震相定位法测定2021-09-29中宁M_(L)3.6地震震源深度,同时利用gCAP反演方法测定该地震震源机制解及矩张量解,然后根据震源机制与应力场模拟方法计算现今应力场体系在中宁M_(L)3.6地震震源机制两个节面的相对剪应力和正应力。结果表明,初至P震相定位法和gCAP方法测定的中宁M_(L)3.6地震震源深度均为11 km,震源机制节面Ⅰ走向242°、倾角63°、滑动角8°,节面Ⅱ走向148°、倾角83°、滑动角153°,矩张量解结果表明该地震的双力偶成分占全矩张量解的97.07%,表明该地震为天然地震。结合震中附近2009年以来M_(L)1.0以上地震重定位后的空间分布、区域地质构造和相对剪应力等分析推测,中宁M_(L)3.6地震发震断层可能与天景山断裂东南段附近NNW向断裂薄弱带有关,该地震是在青藏高原东北缘NE向挤压作用下,沿着NNW向断裂剪切滑动引起的一次右旋走滑型地震事件。

2023年沙雅M_(S)6.1地震和2012年洛浦M_(S)6.0地震矩张量反演及震源断层确定

2023年1月30日塔里木盆地北部新疆沙雅发生M_(S)6.1地震,其附近曾发生过2012年3月9日洛浦M_(S)6.0地震,两次地震均发生在巴楚隆起—阿瓦提凹陷构造带.通过gCAP方法测定了2023年沙雅M_(S)6.1地震和2012年洛浦M_(S)6.0地震的矩张量解,分析了沙雅地震和洛浦地震震源机制与区域应力场的关系,初步确定了其可能的震源断层.结果显示:矩张量反演得到的2023年沙雅M_(S)6.1地震震源机制解节面Ⅰ参数为走向251°、倾角68°、滑动角6°,节面Ⅱ参数为走向159°、倾角84°、滑动角158°,震源机制为走滑型,P轴方位为207°,倾伏角为11°;2012年洛浦M_(S)6.0地震震源机制解节面Ⅰ参数为走向274°、倾角61°、滑动角67°,节面Ⅱ参数为走向135°、倾角36°、滑动角125°,震源机制为逆冲型,P轴方位为20°,倾伏角为13°;两次地震的P轴方位与巴楚隆起—阿瓦提凹陷带NNE向主压应力方向一致;沙雅地震的地震矩M_(0)为7.798×10^(17)N·m,矩张量解M_(rr),M_(tt),M_(pp),M_(rt),M_(rp),M_(tp)分别为-0.081,-0.821,0.342,0.064,-0.358,0.685;洛浦地震的地震矩M_(0)为9.076×10^(17)N·m,矩张量解M_(rr),M_(tt),M_(pp),M_(rt),M_(rp),M_(tp)分别为0.517,-0.910,-0.353,-0.491,-0.180,0.341,且均属于典型天然构造地震事件.两次地震的震源机制与应力体系关系显示,其震源机制解节面的相对剪应力几乎达到了最大,且震源机制解滑动角与剪应力滑动角相差较小,表明两次地震几乎均发生在构造应力场的最优释放节面上,并主要以剪应力作用体现.结合已有研究,初步推测两次地震震源机制解的节面Ⅱ为可能的发震破裂面,2023年沙雅地震的发震构造可能为阿瓦提凹陷中地壳约30 km滑脱构造带上方NW走向的高倾角捩断层,地震错动方式为右旋走滑,该地震是由于塔里木克拉通北部整体向南天山深部俯冲导致NW向平移断条之间产生撕裂作用;2012年洛浦地震可能与巴楚隆起上盘相对于阿瓦提凹陷下盘NE方向逆冲运动产生的NW走向且断层面SW向倾的发震构造有关.

2023年广东河源4.3级和东源4.5级地震余震分布及震源机制解特征

2023年2月11日,广东省河源市源城区发生4.3级地震,短短25天之后,东源县又发生4.5级地震。两次地震均位于新丰江库区,为了深入研究主震震源特性、余震序列空间分布以及水库诱发地震的特点和成因机理,文中分析了两次地震的余震分布特征,并利用gCAP方法和FOCMEC方法反演了主震的震源机制解。结果显示:河源4.3级地震是一次正走滑型地震事件,余震分布呈椭圆形,P轴方位为NW向,倾伏角较为直立,与峡谷及大坝区的应力场特征一致,判断其可能受控于多条断裂,并受水体重力影响,是一次正常的应力释放过程。东源4.5级地震发震于库盆西侧区域,是一次左旋走滑型地震,结合余震序列NNW—SSE向的线性展布特征,判断其发震断层走向为SSE向,倾角近直立;P轴方位为NWW向,倾伏角近水平,这和锡场区西侧应力场特征一致。库盆西侧是自2019年以来发生显著地震活动的新震区,和相邻的锡场区具有众多相似性,判断两个区域可能存在同一条隐伏的“北45o西向的顺河断裂”,由于库水渗透活动自北向南延伸,从而诱发锡场区和库盆西侧接连发生较强的地震活动。两个区域均处于早期孕震阶段,结合峡谷及大坝区的老震区特点,需重点关注两个新震区未来的应力场变化特征以及强震活动。

2016年1月21日青海门源M_s6.4余震序列重定位和主震震源机制解

2016年1月21日01时13分13.0秒(北京时间),青海省海北州门源县发生M_s6.4地震.为了更好地认识这次地震的发震构造,本文利用青海省地震台网和甘肃省地震台网的省级固定地震台站及部分流动地震台站记录到的波形资料,通过重新拾取震相和联合HYPOINVERSE 2000与HypoDD定位方法,对2016年1月21日青海门源地震序列M_L≥1.8的189个地震事件进行了重新定位,并采用gCAP方法分别反演了主震的双力偶机制解和全矩张量解.定位结果显示,主震位置为37.67°N、101.61°E,震源深度为11.98 km;余震序列展布方向为SE和NW两个方向、长度约16 km,震源深度优势分布为4~14 km,断层面倾向为SW方向.利用gCAP方法得到的矩心深度在8~9 km之间.结合野外地质调查结果,认为该次地震事件为一次逆冲型事件,其发震断层可能为北西向冷龙岭断裂与北西向民乐一大马营断裂之间的一条盲断层,推测由于印度板块与欧亚板块的碰撞挤压使得青藏高原北缘与阿拉善地块之间的东西向挤压而造成的断层应力失稳,从而形成门源地震.

2011年5月中国东北M_w5.7深震的非同寻常震源机制:区域波形反演与成因探讨

本研究利用中国区域宽频地震台的波形数据,应用gCAP(generalized Cut And Paste)方法反演了2010年2月18日和2011年5月10日中国东北中俄边界附近发生的两个深震的矩张量解,与全球地震矩张量测定机构的结果对比分析,证实了2011年5月深震具有显著的补偿线性单力偶矢量(CLVD)成分,表明基于区域波形资料的gCAP反演可获得较可靠的深震震源机制结果.结合研究区1977—2010年的深震震源机制数据反演确定的日本俯冲带前缘的区域应力场方向,分析认为2011年5月深震的非同寻常震源机制,可能是由于日本东北近海Mw9.0地震造成南东东向拉张应力的变化而造成的,属于日本俯冲带动力作用过程中的响应活动.

2015尼泊尔M_S8.1地震中等余震震源机制研究

本研究利用西藏台网记录的波形数据,采用gCAP方法反演了2015年4月25日尼泊尔MS8.1大震5次中等余震(5.0≤MS≤6.5)及西藏定日MS5.9地震震源机制解.结果显示,6次地震包含2个正断、2个走滑及2个逆冲型地震.其中2个正断型地震位于主震的东北方向,即发震断层的上盘,表明该区域受到主震同震位移的影响,表现出应力拉张的变化特征;2个走滑型地震在主震破裂的东南方向上,说明随着破裂往东南方向延伸,余震的走滑分量增强;另外2个逆冲型地震位于5月12日MS7.5强余震区域,与MS7.5地震的滑移状态一致,可能与主震同震位移引起该区域处于应力挤压状态密切相关.这些结果表明,尼泊尔MS8.1主震发生后,由于同震位移的影响,不同区域处于不同的应力状态,从而使中等余震表现出不同的震源类型.

新疆北天山中东段呼图壁地区震源深度的重新测定

联合Hyposat法、PTD法和g CAP矩张量反演法,重新测定新疆北天山中东段呼图壁地区2010-2017年502个地震的震源深度,并对震源深度剖面进行初步分析。结果表明,重新测定的震源深度优势分布为15-20km,平均震源深度为16km,呼图壁MS 6.2地震的震源深度为20km;研究区南部和中部的震源深度集中分布在20km左右,与北天山壳内低速体的层位相当,可能是上地壳和下地壳之间的韧性剪切带存在的部位,起到滑脱层的作用,研究区北部的震源深度则向浅部扩展;呼图壁MS6.2地震的发震断裂可能在清水河子断裂下方的1条隐伏反冲断层上,可能是霍尔果斯断裂向前沿断坡冲断受阻而在相反方向上发育分支反冲断层的结果。

利用震源机制判别山西地区地震事件类型

采用gCAP方法反演2010~2019年山西地区87次天然地震、18次塌陷及9次爆破的全矩张量解。结果显示,gCAP方法在反演山西地区震源机制方面效果较好。2016-03-12山西盐湖M L4.8地震的断层错动方式为走滑兼正断,全矩张量解中包含非双力偶成分,属于体积缩小的内向闭合型破裂。对于山西地区的地震事件,可将全矩张量解中双力偶分量占比是否大于80%作为判别天然地震及非天然地震的依据。对于非天然地震事件,当参数ζ>0时为外向爆炸源,反之为内向闭合源。

近震波形反演震源机制解方法对比研究

分别利用近震波形反演求解震源机制解的gCAP方法和全波形反演方法反演了鲁甸M S6.5地震的震源机制解,并比较两种方法的优点与特性。结果发现,数据方位角的覆盖范围会影响解的稳定性,在使用gCAP方法时尤其需要注意;两种方法获取的震源机制解结果较为一致,走向为73°~77°,倾角为72°~85°,滑动角为157°~180°。

2016年10月17日青海杂多M_S6.2地震震源机制解测定

利用青海、西藏固定台站的宽频带波形数据,采用gCAP方法,对2016年10月17日青海杂多M_S6.2地震进行震源机制和矩心深度反演,并结合震中附近活动断裂分布和余震分布讨论了此次地震的发震构造。结果显示,2016年10月17日青海杂多M_S6.2地震的破裂面节面Ⅰ走向51°,倾角69°,滑动角-40°,节面Ⅱ走向171°,倾角56°,滑动角-144°,矩心深度为6km,矩震级为M_W5.9。分析本次地震发震断层可能为杂多—上拉秀断裂,地震发生时以拉伸分量为主,走滑分量为辅。

2020年6月9日中卫M_(L)3.4地震的震源机制及其中心解的测定

2020年6月9日宁夏中卫市沙坡头区发生M_(L)3.4地震,该地震发生在1709年中卫南7½级地震的极震区内,且震中位于以往弱震相对偏少的地区。本文利用宁夏区域地震台网的波形记录,采用gCAP方法反演了2020年6月9日中卫ML3.4地震的震源机制解及震源矩心深度,并用Hash方法计算其震源机制解,且得出了两种方法的震源机制中心解。结果表明,gCAP方法的震源机制解为:节面I走向255°,倾角79°,滑动角−20°;节面II走向348°,倾角70°,滑动角−168°,震源矩心深度为12 km。而Hash方法的震源机制解为:节面I走向344°,倾角89°,滑动角176°;节面II走向74°,倾角86°,滑动角1°。两种方法的震源机制中心解为:节面I走向255°,倾角87°,滑动角−11°;节面II走向346°,倾角80°,滑动角−176°,主压应力轴走向主要为NE向,其中gCAP方法结果与震源机制中心解的最小空间旋转角相对最小,为12.09°。结合过去地质构造资料,推测2020年6月9日中卫M_(L)3.4地震的主要错动方式为左旋走滑,且断层面为NEE向节面的可能性较大。

2017年九寨沟MS 7.0地震震源深度测定

为了更好地确定2017年8月8日九寨沟MS 7.0地震震源深度其发震机理,利用四川、甘肃和青海区域地震台网的观测波形数据,采用多种方法研究了此次地震的震源深度。首先,采用gCAP方法反演了九寨沟MS 7.0地震的震源机制解和矩心深度,结果显示,节面Ⅰ走向243°/倾角87°/滑动角-158°,节面Ⅱ走向151°/倾角68°/滑动角-3°,矩震级为MW 6.5,矩心深度为8 km;然后,采用ISOLA近震全波形方法反演了此次地震的震源机制解,反演结果与gCAP方法结果相差不大,矩心深度为7 km;最后,通过sPn震相与Pn震相之间的走时差测定此次地震初始破裂震源深度,结果显示深度约为12 km。研究表明,九寨沟MS 7.0地震的矩心深度为7—8 km,初始破裂深度约为12 km。

2021年11月18日宁夏灵武MS4.0地震震源参数研究

2021年11月18日20时42分54秒,宁夏回族自治区银川市灵武市发生M;4.0地震,灵武市及周边区域震感明显,并引起了社会的广泛关注.本文基于Hypo2000定位方法、初至P震相定位方法和gCAP方法研究了该地震的震源参数,计算了现今区域应力场体系在该地震的震源机制解两个节面上产生的相对剪应力和相对正应力.结果表明,灵武M;4.0地震的初始破裂深度为20 km,震源矩心深度为19 km,震源较深. gCAP计算的震源机制解节面Ⅰ走向280°、倾角61°、滑动角30°,节面Ⅱ走向174°、倾角64°、滑动角147°,矩震级为M;4.1.全矩张量解显示灵武M;4.0地震双力偶成分占全矩张量解的85.18%,属于天然地震事件,结合震源区所在的莫霍面、地壳深部热结构以及区域地质构造特征,初步分析认为灵武M;4.0地震发震机理可能与银川地堑上地幔物质上涌活动有关,并且热物质对断层有着一定的弱化作用,震源区不易形成较大的应力积累,使得本次灵武地震以中等程度的地震方式释放.现今应力场体系在灵武M;4.0地震震源机制解节面Ⅰ上产生的相对剪应力为0.689,而在节面Ⅱ的剪应力为0.817.通过比较两个节面、主压应力轴以及节面上剪应力等,认为灵武M;4.0地震震源机制节面Ⅱ上的剪应力相对较大是由于区域构造应力场主压应力轴和节面Ⅱ之间的夹角要大于和节面Ⅰ之间的夹角所致,两个节面理论上都有可能是发震破裂面,但结合相对剪应力和已有地质断层右旋走滑的性质来看,本文认为该地震在节面Ⅱ上剪切滑动的可能性要大于节面Ⅰ,为此节面Ⅱ为发震破裂面的可能性相对较大.区域构造应力的主压应力不等同于震源机制P轴,P轴的走向和震源机制两个节面一样均属于震源机制节面的固有属性,主要和节面的走向有关;区域构造主压应力方向和地震破裂面之间的夹角是影响破裂面上剪应力大小的主要原因之一,但其夹角并不能影响其P轴的走向.

2019年6月17日四川长宁地震序列震源机制与震源区震后构造应力场研究

基于中国地震科学数据中心提供的波形资料,采用gCAP方法反演2019年6月17日四川长宁M 6.0地震震源机制解以及17次M>3.5余震震源机制解,并用所得震源机制解资料反演了震源区震后构造应力场.获得以下结论:(1)主震震源机制解节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角分别为309°、68°和41°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为201°、53°和152°,矩心深度为10.7 km,矩震级为5.8,结果表明主震属于兼具有走滑分量的逆冲型地震,余震序列以逆冲型地震为主;(2)震后震源区主压应力轴方位为NEE,倾角近乎水平,主张应力轴方位为SSE,倾角接近垂直,属于逆冲型应力状态,与周边地质构造运动状态相吻合;(3)结合震源机制解特征、余震展布、等震线长轴方向以及周边地质构造特征,推测此次地震的发震断层为长宁—双河背斜北翼褶皱伴生的NW向断层,对应于主震震源机制解节面Ⅰ.

2015山东平邑石膏矿塌陷地震震源参数测定

北京时间2015年12月25日07时56分,山东省临沂市平邑县(北纬35.5°,东经117.7°)发生4.0级地震,造成了较大的人员伤亡和经济损失.本文利用国家测震台网提供的宽频地震台波形数据,采用SCC(Sliding-window Cross-Correlation)方法确定了地震发生后10 min内有至少6次余震事件发生,并使用gCAP(generalized Cut and Paste)方法反演了此次地震和最大一次余震事件的震源机制解和深度.反演的结果显示,两次事件的震源机制均含有非常明显的非双力偶成分,且表现为体积缩小的内爆机制.这些结果表明,本次事件与石膏矿区的结构和应力场状态密切相关,可能是由于石膏矿内采空区的闭合,同时伴随顶板或底板的剪切运动造成的.