收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

中小地震震源参数研究

罗艳  
【摘要】: 地震预测是地震研究工作中的一个重要内容。开展地震预测研究工作,需要探测地壳中应力状态、断层形态和流变特征等性质,而震源参数(深度、机制解、破裂方向、破裂速度等)可提供这些信息。震源参数中的机制解反映区域应力状态,震源深度反映介质流变性质(脆性-韧性转换),而地震破裂方向可用来确定发震断层。与数量少且分布集中的强震相比,中小地震(M2-M5)数量众多,地理分布广泛,为探测广大地区的地壳应力状态提供了可能。此外,强震的余震多为中小地震,大量中小余震可为主震发震机理研究提供重要信息。 对于强震震源参数,可以利用长周期波形结合简单一维模型,已有很多成熟方法。然而中小地震P波信号主要能量集中在短周期,只有在高频段内才有足够的信噪比,然而在高频段内P波振幅受地壳不均匀性、尖锐间断面等三维效应影响,较难直接运用简单一维模型计算的理论波形来确定震源参数。本文一方面利用已有准确震源参数的地震标定短周期的P波幅度,得到台站振幅放大因子(Amplitude Amplification Factor, AAF),从而使短周期P波振幅可以有效地应用于中小地震震源参数求解;另一方面,由于地壳中的一些界面是影响体波振幅的重要因素,本文还对莫霍面、沉积层-结晶基底界面等界面进行了研究。 本文首先使用接收函数方法研究首都圈地区的莫霍面深度,然后利用接收函数中首到波峰和直达P波到时差确定沉积层厚度,此外还利用井下摆记录中的直达S波与其在地表反射波到时差和波形,研究了该地区近地表S波速度结构和Q值结构。研究结果表明首都圈地区莫霍面深度西厚东薄,区域构造方向呈NE—NN方向,平均厚度约为34km,泊松比分布则有明显的分块特征,泊松比高值区对应于岩石比较破碎的多条活动断裂带交汇区。发现浅部100米的平均S波速度低于300m/s,当深度增加到500m时S波速增加到800m/s,平均速度梯度为0.8(m/s)/m。 为了考察速度结构对高频地震波振幅的影响,本文还研究了速度结构模型与SmS振幅的关系,探讨了超临界距离上SmS震相对强地面振动衰减关系的控制作用。通过对2008年云南盈江地震的实际波形记录和理论地震图的分析表明,SmS振幅大小与当地地壳及莫霍面结构有关。对于地壳结构较简单地区,能在莫霍面形成很强的反射波,这意味着当破坏性地震发生时,在超临界震中距附近,地壳结构相对简单有利于SmS发育的地区,强地面运动主要受控于SmS波。由于SmS的大振幅强能量,地面运动会加强2-3倍,这表明在超临界距离的地面震动衰减关系和超临界距离之前的衰减关系有明显差别。 地震深度是震源参数中一个重要参数,P-SV系列的深度震相(sPL,sPg,sPmP,sPn)已广泛应用于震源深度的确定中,能大大改善震源深度的确定精度。但目前利用切向分量上SH系列的深度震相(sSmS)来确定震源深度的研究很少。而在地震波的切向分量上,由于没有P-SV波的耦合,波形相对简单,SmS和sSmS震相更易辨认。为检验用sSmS与SmS震相确定地震深度的可行性,本文通过一系列一维地壳速度模型计算理论地震图,发现SmS和sSmS只有在高频(>0.2 Hz)、速度结构简单,且震源深度不能过浅的情形下才可使用。因此P-SV系列应该是优先使用的深度震相,而SH系列只能作为辅助深度震相。 由于SH系列的深度震相只适用于速度结构简单的地区,而龙门山地区地质构造复杂,因此本文主要利用SP系列的近震深度震相sPL, sPg, sPmP, sPn与其主震相到时差,联合使用CAP长周期波形反演、面波与S波振幅谱比方法确定了汶川地震300多个中小余震的深度。研究结果表明,汶川余震深度优势分布在5-15km范围,最深地震为2008年05月25日Ms6.2余震,该次余震也是汶川地震最强的余震,中心震源深度为19±2km。在汶川地震破裂区中段,既没有深度小于5km的浅震,也没有深于15km的地震。在破裂区东北端,有很多浅震(1~3km深),其中2008年7月24日发生在青川与宁强交界的一次Ms5.7级地震及其余震序列深度均浅于3km。由于实地考察和InSAR研究没有发现汶川主破裂带在这个地区有地表破裂,所以本文认为这个地震序列是由于深部破裂引起浅部应力增加而导致完整岩体的新鲜破裂,而非沿着汶川主震破裂带发生。 对于浅源地震由于震源浅,深度震相与直达P波十分接近,因此震相识别困难,难以用深度震相来确定震源深度。但是一般的浅源地震具有短周期面波发育的特点,本文使用短周期面波和远震波形拟合的方法研究了2010年1月31日遂宁—潼南M5.0地震,确定该地震深度约为1~3km,位于厚达6km的沉积盖层之内。一般而言只有结晶基底才有足够的强度积累大量的应变能然后突然释放形成破坏性地震,而沉积盖层则由于富含孔隙、流体因此较软弱而不能积累足够的能量形成大的地震。但此次破裂性地震却发生在中生代沉积盖层里,虽然文献中有古生代沉积岩中发生4级地震的报道,但是中生代沉积盖层中发生高达5级地震的案例尚属首例。此次地震给破坏性地震的孕育机理研究提供了罕见的案例。 除震源深度之处,震源机制、破裂方向、破裂尺度和破裂速度也是描述震源的重要参数,本文使用经台站振幅放大因子AAF校正后的短周期体波进行波形反演,研究了2009年美国加州Inglewood M4.7地震序列,确定了14个M2.0以上小震的震源机制解。然后,用已知机制解的小震波形作为经验格林函数(EGF),反演了两个较大地震(Mw4.6,Mw3.8)的破裂方向,破裂尺度以及破裂速度。研究结果表明主震的震源深度约8km,断层面解为145/77/139(strike/dip/rake),与Newport-Inglewood断层方向一致,且余震主震机制解相近。这两个较大地震的破裂方向分别为154°和143°,与Newport-Inglewood断层走向一致。此外,主震表现出高破裂速度特点,与Inglewood断层为成熟断层的特征一致。用P波反演的破裂尺度和破裂速度计算SH波的理论地震图,对比实际波形,二者得到了很好的符合,从而验证了P波反演结果的可靠性。 本文为中小地震震源参数研究提供了系统的框架:在较好了解了地壳间断面结构的基础上,对主要震相进行幅度和到时改正,从而更好地确定中小地震震源参数。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高景春;赵英萍;徐志国;毛国良;张从珍;李冬圣;;河北省测震台网中小地震矩震级的测定[J];华北地震科学;2011年02期
2 付虹;王绍晋;李丽;林佳霓;;滇中地区震源机制一致性参数时空分布与强震活动[J];地震研究;2011年02期
3 张永久;乔慧珍;;紫坪铺水库库区震源波谱参数研究[J];西北地震学报;2011年02期
4 周元泽;王卓君;;伊豆-小笠原和汤加地区中地幔多层速度结构差异性研究[J];中国科学:地球科学;2011年07期
5 孙盼盼;张军;刘泽民;陶月潮;李军辉;;霍山皖33井水位与“霍山窗”小震活动关系的初步研究[J];华南地震;2011年02期
6 韩忠民;金正燮;朴杰;宫振;;Pg与Sg波近震三要素计算程序[J];科技传播;2011年12期
7 荣代潞;李亚荣;;甘肃地区3次中强地震前两种地震学前兆变化特征[J];地震;2011年03期
8 韩忠民;朴杰;金正燮;李承雪;;体波与面波震级计算程序[J];科技资讯;2011年16期
9 张一;成礼智;;一种基于递归最优阈值选择算法的小波地震信号的去噪方法[J];南开大学学报(自然科学版);2011年04期
10 韩忠民;金正燮;朴杰;毕永强;;P与S波短周期面波参数计算[J];科技创新导报;2011年22期
11 龙锋;倪四道;闻学泽;;用远震接收函数研究龙门山断裂带与其邻区的莫霍面深度及波速比分布[J];地球学报;2011年04期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马莉;包秀敏;刘冰冰;董艳涛;;用ScS波震相测定远震震源深度的研究[A];创新沈阳文集(B)[C];2009年
2 崇加军;曾祥方;倪四道;;近距离确定震源深度的震相sPL[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
3 周蕙兰;马延路;;小波变换在远震极远震时频分析和震相分析中的应用[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
4 吴文波;倪四道;;三维Moho面下的远震深度震相前驱波pmP[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
5 吉庆生;高彦楼;梁海龙;;零散区块单井井-震相模式储层预测方法研究[A];2004第三届油气储层研讨会论文摘要集[C];2004年
6 王培德;克劳茨S;;地震近场记录中来自沉积盆地底部的S—P转换波震相[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
7 马延路;周蕙兰;;中国及邻区D″顶面反射震相探查方法及其埋藏深度研究[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
8 周蕙兰;马延路;何小波;;f弱震相识别方法与PKJKP震相调查[A];中国地球物理第二十一届年会论文集[C];2005年
9 杨配新;颜其中;任勇;;数字地震信号震相自动识别研究[A];中国地震学会第十次学术大会论文摘要专集[C];2004年
10 田原;宁杰远;;关于汶川地震余震震相的进一步识别[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗艳;中小地震震源参数研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 王喜珍;小波变换在地震数据压缩和震相到时拾取中的应用研究[D];中国地震局地球物理研究所;2004年
3 佟玉霞;地震台阵的设计与数据处理研究[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
4 支鹏遥;主动源OBS探测及地壳结构成像研究[D];中国海洋大学;2012年
5 华卫;中小地震震源参数定标关系研究[D];中国地震局地球物理研究所;2007年
6 王峻;中国境内天山的岩石圈速度结构[D];中国地震局地质研究所;2011年
7 万柯松;地震台阵技术在地震学中的应用[D];中国科学技术大学;2008年
8 姜慧;地震动随机模拟方法中的场地效应研究[D];中国地震局地球物理研究所;2005年
9 张广成;用接收函数方法研究中国东北地区地壳上地幔结构[D];中国地震局地球物理研究所;2012年
10 王小平;上海及其邻近地区地下三维速度结构及各向异性的研究[D];同济大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王恒信;强震前震中附近中小地震的地球自转效应初步研究[D];中国地震局地球物理研究所;2012年
2 王海江;中小地震地震动衰减关系的研究[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
3 汪贞杰;中小地震的多联合研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 李轶群;唐山余震区中小地震震源机制解分区研究[D];中国地震局地球物理研究所;2007年
5 杨文东;地震台网实时自动处理方法研究及系统实现[D];复旦大学;2010年
6 张项;用初动P波波形反演中小地震震源机制解及其在首都圈地震震源反演中的初步应用研究[D];中国地震局地震预测研究所;2010年
7 王继;地震事件和震相检测处理系统[D];中国地震局地质研究所;2005年
8 苗青壮;中国大陆强震前应变释放特征[D];中国地震局兰州地震研究所;2008年
9 姜辉;地震应力触发模型在新疆地区的应用研究[D];中国地震局兰州地震研究所;2009年
10 阮祥;川滇中小地震震源参数的研究[D];中国地震局兰州地震研究所;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 新华;南京专家研制出亚洲陆海地貌图[N];江苏科技报;2006年
2 李伟俏;黑龙江将投入3000多万元防震减灾[N];中国矿业报;2008年
3 ;牢记历史 警钟长鸣 防震减灾 造福天中[N];驻马店日报;2007年
4 石岩;中天山地幔精细结构研究项目[N];科技日报;2007年
5 驻马店市地震局局长 常锋;全力推进农村民居地震安全工程建设[N];驻马店日报;2008年
6 刘炳胜 刘伟;中国科学家揭开地震奥秘[N];科技日报;2010年
7 中科院天文台副研究员 赵复垣;用天文方法预测地震[N];北京科技报;2000年
8 中国地震局地球物理研究所研究员 张少泉;地震、海啸与预警防灾[N];中国教育报;2005年
9 王跃;超声地震物理模拟技术:实验室中的“沙盘演兵”[N];中国石化报;2006年
10 本报记者 王郁;氢气地震仪怎么预测地震?[N];科技日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978