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本文是在职硕士论文,主要利用 2008 年、2011 年盈江地震地震的地震观测资料,研究了盈江地震前震、余震的震源参数和震源机制解类型的变化特征,对地震序列的应力场变化有一定初步认识。
第一章 引言
1.1论文研究目的与意义
从 1996 年开始,中国地震局进行项目建设(刘瑞丰等,2008)。从 2002 年起新建成的国家数字地震台网、区域数字地震台网和首都圈数字地震台网进入了稳定的运行时期,并产出了大量的观测资料。“中国数字地震监测系统”全面完成了从模拟记录向数字记录的转变,标志着中国的地震观测已经进入了数字时代。“十五”项目完成后我国已建立了由 685 个台站组成的 31 个区域数字地震台网,基本覆盖了我国地震活动频繁地区、经济发达地区和人口稠密地区,使我国 31 个省、自治区和直辖市都有一个区域数字地震台网。
因此,本文利用近场数字地震波形资料联合上述两类方法:由震源参数应力降的大小间接估计震源区内应力释放的水平,由表示两次地震震源机制解差异的体波谱振幅的相关系数估计地震序列发生过程中应力场方向变化特征,使得强震、强余震的预测有更好的把握,也使研究人员对前主余、主余震地震序列发生的构造机理有较为清晰的认识。
1.2国内外研究进展
近年来,震源参数用于震源区地壳应力动态变化研究和地震序列趋势判断方面已获得了很多重要研究成果。不少研究指出震前和震后震源参数的变化与地震活动性有关,应力降、视应力越高震源区应力水平越高。大地震发生之前震源区应力积累,震源参数存在着升高趋势:Scherbaum 等(1984)研究发现,在 Adak断裂带上 1984 年发生的 mb5.8 地震之前视应力存在升高并并向震源区集中;肖蔚文(1990)在卢龙地震前发生了高应力降事件;张天中等(2000) 发现 1995 年陡河地震前一年左右曾多次出现应力降较高的事件;孙燕萍等(2007)发现新疆两次强震前视应力均表现出震前低应力阶段一主震前的逐渐上升的特征;陈学忠等(2008)对 2006 年河北文安 5.1 地震之前视应力研究表明,2001 年 10 月开始在震中附近地区 ML≥1.5 地震空区的形成伴随着应力的增强过程,而华北平原带上视应力表现出了明显的升高变化过程;易桂喜等(2011)、李艳娥等(2012)研究汶川 8.0 级地年震前 5 年四川地区地震视应力随时间的变化发现汶川地震震区的视应力有清晰的上升-下降过程,并且震前有一定幅度的上升。
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第二章 中小地震震源参数及其测定方法
2.1 布龙圆盘模型及震源参数
为了研究区域内的应力大小状态,更好地分析地震危险性和预报地震,我们提取中小地震的震源参数,如地震矩、应力降、视应力、破裂半径等。这些震源参数概念依赖于震源破裂模型的,在震源谱理论中,对于中小地震的主要适用布龙圆盘模型(Brune,1970)。所以在介绍震源参数的计算方法之前,首先简要介绍一下所需要的模型和基本概念。
2.2 震源谱参数的获取
由上面的 Brune 模型下震源参数的公式,我们认识到反演震源参数的关键是如何求取震源谱参数(零频振幅cf 和和拐角频率0 )。求取震源谱的参数的关键又是从观测谱反演震源谱,而由台站记录得到的观测谱获得震源谱是比较复杂的,需要扣除辐射因子、传播路径、非弹性衰减、台站场地响应和仪器响应等因素。
由上式可见,对台站的观测谱扣除几何衰减、非弹性衰减、台站场地响应及仪器响应后才能获得震源谱。云南地区作为本文的研究区域其Q值和台站响应的相关研究已经较为成熟,本文重点在于求取震源谱参数,因此对于非弹性衰减和台站响应的校正直接使用已有的云南地区S波非弹性衰减Q值(苏有锦等,2006)、台站的场地响应(刘丽芳等,2007)结果。台站响应参考刘丽芳(见附表B),这里Q值取.
第三章 体波谱振幅相关系数求震源机制解变化方法.......................21
3.1震源机制解及计算方法.............................21
3.1.1 P 波初动法...........................21
3.1.2 P 波和 S 波振幅比方法.............................................22
第四章 震源参数和震源机制解相关性研究震例计算结果及分析.......................30
4.1云南盈江地震及地质构造.......................................30
4.2台网和资料选取...................................................32
4.3处理流程......................................................... 33
第五章 慢地震检测方法.....................54
5.1检测方法...........................................54
5.1.1 带通滤波.................................54
第六章 地脉动震例计算结果分析
6.1 地震与构造
2008 年 5 月 12 日在四川省汶川县(103°28′E,31°00′N)发生 Ms8.0 特大级高角度逆冲型地震,是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广的一次地震,地震强度、烈度均在 1976 年的唐山大地震之上。震后陆续发生了数以万计的余震,截至2010年7月26日,汶川震区共发生4.0以上余震316次,其中5.0~5.9级余震 40 次,6 级以上余震 8 次,最大余震高达 6.4 级。汶川地震的余震活动主要分布在主震破裂范围及其 NE 延伸方向上,汶川地震后 5 年来,相当范围内的地震活动性也明显增加,而龙门山断裂带南段变化并不明显。然而,2013 年 4月 20 日在龙门山断裂带南段却发生了 Ms7.0 的芦山地震(103°00′E,30°20′N)。
6.2 台网及资料
本文资料来源四川台网中心。四川地震台网由 52 个数字地震台站构成,使用CMG-3ESPC、CTS-1E 等宽频带地震仪,观测结果稳定。采样间隔为 0.01s,Nyquist 频率是 50Hz。本文选取的台站,都围绕震中相对对称分布,台站主要分布在龙门山、鲜水河断层附近及四川盆地(图 6.2)。
我们对 2008 年汶川地震和 2013 年芦山地震周边台站,震前数个月的连续垂直向记录进行了处理。处理的汶川地震震前的数据共 18 个台站,时间段为自 2008年 1 月 1 日至 2008 年 5 月 9 日。处理的芦山地震震前的数据共 17 个台站,时间段为自 2013 年 1 月 1 日至 2013 年 4 月 19 日。这些台站波形记录连续性好,只有很少量时间段记录有中断。
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第七章 结论与讨论
本文利用 2008 年、2011 年盈江地震地震的地震观测资料,研究了盈江地震前震、余震的震源参数和震源机制解类型的变化特征,对地震序列的应力场变化有一定初步认识。归纳震例,本文主要结论有:(1)总体上,随着震级增加,应力降也有增大趋势,但 2008 年盈江地震Ms4.0 以下地震应力降和震级的依赖关系不明显,2011 年盈江地震 Ms3.5 级以下地震应力降和震级的依赖关系不明显。(2)低震级、高应力降的地震事件对于地震序列发生强震有一定的指示意义,高震级、低应力降的地震的发生可能地震序列衰减的标志。(3)收集到的已知的震源机制解结果与聚类分组结果对比显示:每组内震源机制解 P 轴的相关性较好,且相关系数越大,P 轴的方位角就越接近。(4)震源机制解类型趋于一致,并且其反映的应力场与区域应力场一致或接近,可能是前震阶段震源机制解类型的特征。
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参考文献(略)
