工程地震震源机制解
利用震源机制解走向判定地震影响场长轴方向
第45卷第1期2022年1月地震研究JOURNAL OF SEISMOLOGICAL RESEARCH Vol.45,No.1 Jan.,2022第1期徐志双等:利用震源机制解走向判定地震影响场长轴方向此手段绘制了2014年新疆于田7.3级、云南鲁甸6.5级地震震动图。
前人研究成果和近年来应急经验表明,基于震源机制解走向判别地震影响场长轴方向在一些震例中是切实可行的,即修正后的地震影响场长轴方向与实际调查的极震区长轴方向相符性较好。
然而,这一方法是否适用于所有震例,以及评估偏差是多少,目前尚未有系统性的研究成果。
鉴于此,本文选取19702020年145个M≥5.0破坏性历史地震,研究其震源机制解走向和极震区长轴方向之间的偏差,考察以震源机制解走向作为判别地震影响场长轴方向是否满足震后快速评估的需求。
地震发生后,由于震源机制解产出需要一定的等待时间(约震后30 min),是否可以借鉴活动断层数据库使用方法,在震前准备好历史地震震源机制解走向数据库,震时直接读取震中附近历史强震震源机制解走向作为地震影响场长轴方向?为了检验该方法的可行性,本文对20102020年等震线长轴方向明显的50个强震及距震中最近的历史强震震源机制解走向与极震区长轴方向差值进行了统计研究。
1研究资料选取和震例分析震源机制解一般包含走向(φS)、倾角(δ)和滑动角(λ)3个参数,走向和倾角是断层的几何参数,描述发震断层的产状;滑动角是断层的运动参数,表示断层面上的滑动方向。
根据滑动角的不同,可将断层分为走滑-近走滑型(λ接近0°或±180°)、正断-近正断型(λ接近-90°)、逆断-近逆断型(λ接近90°)和其他类型(λ为其他值)。
本文以19702020年在中国大陆发生的破坏性地震为研究对象,整理了震源机制解和等震线资料齐全、等震线具有明显方向性的145个地震,历史地震空间分布如图1所示,除1980年2月14日新疆叶城5.8级地震震源深度达90km外,其余地震均为浅源地震。
基于震源机制解的分区地震烈度衰减关系研究
基于震源机制解的分区地震烈度衰减关系研究郑韵;姜立新;杨天青;刘杰【摘要】根据中国大陆构造应力场分区,本文拟合不同震源机制解的烈度衰减关系,收集了我国西部198次5.0级以上震例,共419条的等震线记录;东部47次5.0级以上震例,共84条等震线记录,采用椭圆模型进行衰减关系拟合,得到了地震烈度随震级和长短轴长度的衰减关系.文章初步分析了几种震源机制地震烈度衰减规律的差异,以西部地区为例,对比了西部走滑型、逆断型烈度衰减关系和汪素云西部衰减关系与实际值之间的差距.本文研究结果表明,区分发震方式的烈度衰减关系长短轴可以作为应急地震影响场的修正因子,在震后几小时得到震源机制解时,对烈度圈长短轴进行初步修正.【期刊名称】《震灾防御技术》【年(卷),期】2016(011)002【总页数】11页(P349-359)【关键词】烈度衰减关系;震源机制解;构造应力场分区【作者】郑韵;姜立新;杨天青;刘杰【作者单位】福建省地震局,福州350003;中国地震台网中心,北京100045;中国地震台网中心,北京100045;中国地震台网中心,北京100045【正文语种】中文郑韵,姜立新,杨天青,刘杰,2016.基于震源机制解的分区地震烈度衰减关系研究.震灾防御技术,11(2):349—359. doi:10.11899/zzfy20160218地震烈度衰减关系在抗震设防和震后烈度快速评估等工作中,具有重要的实际意义。
我国幅员辽阔,地质结构复杂,很多研究者已对不同地区、不同地质构造环境的地震烈度衰减关系进行了研究,得出了适用于各个地区的统计关系。
汪素云等(2000)将中国分为东、西部两个区,建立了分区的烈度衰减关系;有些研究人员考虑了地质构造环境和震害分布特点,将川滇地区分为西南地区和盆地地区,分别确定了烈度衰减规律(雷建成等,2007;孙继浩等,2011);谭明等(2011)分不同时段和区域,得到了符合新疆地区的衰减关系。
震源机制解的基本概念及图形解释
震源机制解图形解释
• 倾向与倾角
节面凸向哪方,即倾向哪方(下半球投影有效) 节面越弯越靠近边缘,倾角越缓(最小0°) 节面越直越靠近中央,倾角越陡(最大90°)
震源机制解图形解释
• 力轴与错动类型
约定:沙滩求白色部分为拉张区,初动向下,为P轴所在区 域;深色部分为压缩区,初动向上,为T轴所在区域 力轴位于各象限的中心部位,并在对称象限成对出现 两个节面相交的位置为B轴 当P轴位于沙滩球中心,错动类型为正断层;当T轴位于中心, 为逆断层;当B轴位于中心,为走滑类型
震源机制解的基本概念 及图形解释
Source Parameters
• 震源 (纬度, 经度, 深度) • 发震时刻 (初始破裂时间) • 震级(地震大小度量) • 断层类型 (震源机制解) • 断层尺度 (长度,宽度 ,位错) • 地震矩 (地震大小度量) • 应力降(剪切应力改变量) • 震源过程 (破裂过程)
Right-lateral strike slip faulting 右旋走滑
走滑断层——九寨沟M7地震
Reverse faulting 逆断层
上盘
下盘
上盘在水平向构造应力的作用下上升,下盘相对下降。
逆断层——汶川地震
Normal faulting 正断层
下盘
上盘
上盘在重力作用下下降,下盘相对上升。
Surface rupture in 1999 Taiwan, Chi-Chi earthquake (Taken by Prof. Abe, the University of Tokyo)
Stritrike slip faulting 左旋走滑
Why source mechanism?
The source mechanism also guide you in the state of the tectonic stress field and location of the week zone (fault zone).
震源机制解
(°)
40.90
40.44 40.40 39.69 40.16 40.83 40.64 39.59 39.96 40.37 39.66 40.10 40.08 40.94 41.19 47.85 45.54 60.94
地心
F — 震源;O — 震中;S1, S2, … , Sn — 观测点
近震射线、远震射线与投影球面的关系
S2 O S3 S4 S1
至…
远震射线
近震射线
F
至 Sn-1
至 S5
至 Sn
近震射线大多穿过上半球面,远震射线多数穿过下半球面
上半球射线的投影方法
N
S1 上半球射线 i1
W S1′ S N S2′
辐射图案与各个方位上地震波波形的对应关系
Hale Waihona Puke 0°y0°30°
60°
90° 90° 120°
270°
x
180°
150° 180°
倾斜节面(断层面)与水平面的交切
节面 a、b 将两者的法 平面分割为四个象限。 P波初动在法平面内呈 对称的四象限分布。
节面 a、b 倾斜正交
a
c b
c
b
节面 a、b 与平面 c 相 交,将平面 c 划分为四 部分,P波初动在水平 面内也呈对称分布。
-Pn
+Pn -Pn Pn +Pg Pg +Pg +Pn +Pn +Pg -Pg -Pg -Pg -P -P -P -P +P
地震震源机制与构造应力场演化的时空关联研究
地震震源机制与构造应力场演化的时空关联研究地震是地球内部能量释放的一种现象,研究地震的震源机制和构造应力场演化对于理解地球的内部运动和地震灾害预测具有重要意义。
本文将探讨地震震源机制与构造应力场演化的时空关联,分析地震与构造应力场相互作用的关系。
一、地震震源机制地震震源机制是指地震发生时断层的滑动类型和方向。
地震震源机制的研究可以揭示地壳微观应力和变形的特征,从而帮助科学家理解地震的成因和发展趋势。
通过使用地震仪器记录地震波,地震学家可以推测地震发生时断层的滑动情况。
根据震源机制,地震可以分为正断层震和逆断层震,也可以确定断层的滑动面和运动方向。
二、构造应力场演化构造应力场是指地壳中的应力分布情况。
地壳的构造应力来源于板块运动、重力和岩石变形等因素。
构造应力场的研究可以帮助科学家预测地震活动的地点和强度。
构造应力场的演化与地震的产生和发展密切相关。
随着地壳的变形,构造应力场会发生变化,进而影响地震的发生。
三、地震震源机制与构造应力场演化的关系地震震源机制与构造应力场演化之间存在着紧密的关联。
首先,地震的发生会导致应力场的重新分布。
当地震发生时,断层上原先积累的应力得到释放,周围的应力会重新分布。
这种应力分布的再调整可能会引发附近的断层发生滑动,从而引发更多的地震。
其次,构造应力场的演化也会影响地震的发生。
当地壳受到应力的作用时,对断层的应力状态会有所改变。
如果构造应力场的演化给予断层足够的应力,就会促使地震的发生。
四、地震震源机制与构造应力场演化的时空关联地震震源机制与构造应力场演化具有明显的时空关联。
首先,在时间上,地震的发生和构造应力场的演化是连续进行的。
地壳中的构造应力在演化过程中会不断积累,最终导致地震的发生。
其次,在空间上,地震一般发生在构造应力场较大的区域。
这是因为构造应力场较大意味着断层上的应力积累相对较高,容易引发断层滑动和地震。
综上所述,地震震源机制与构造应力场演化之间存在着密切的时空关联。
张家口地区近年中小地震震源机制解及应力场反演
地 震EARTHQUAKE 第39卷第1期2019年1月Vol. 39, No. 1Jan., 2019张家口地区近年中小地震震源机制解及应力场反演**收稿日期:2017-09-28;修改回日期:201740-09基金项目:河北省地縄局地纔科技星火计划项目"晋冀蒙交界地区典型盆地孕震动力学模型构建(DZ20160621076)"作者简介:王曰风(1974-).男.甘肃民勤人.高级工程师.主要从事地震学和地霍分析预测综合研究等工作王曰风,张秀萍,李峰,马利军,宋晓煜,刘燕翔,张珊珊(河北省地震局张家口中心台,河北 张家口 075000)摘要:利用垂直向Pg 和Sg 波最大振幅比方法.计算得到张家口地区2007 -2015年发生的中小地震震源机制解;通过系统聚类分析.研究震源机制分布特征与断裂活动的关系.并采用网格搜索法对张家口地区的现今地壳应力场进行反演.得到了较为精确的张家口地区的构造应力场。
结果表明:主压应力轴的走向范围:211°〜223°.即N E —SW 向;主张应力轴的走向范围:323°〜332°,即NNW -SSE 向,P 轴、T 轴都近于水平;两组节面的走向分别为N18°E 向和近EW 向(N83°E),破裂以水平走滑为主。
关键词:震源机制;系统聚类分析;网格搜索法;构造应力场;张家口地区中图分类号:P315. 7 文献标识码:A 文章编号:1000-3274(2019)01-0011-09引言地震是由于地球内部的岩体受到构造应力的作用,导致岩体突然断裂错动的结果。
目 前研究地壳应力状态较为可行并普遍采用的途径是通过测定大量的中、小地震的震源机制 解来分析研究发震断层的力学性质和动力学特征,大量的中、小地震的震源机制解的优势 结果可以反映区域构造应力场的特征。
20世纪80年代以来,梁尚鸿等⑴提出利用Pg 、Sg 最大振幅比资料反演中小地震的震源机制参数的方法,该方法利用区域台网地震仪垂直向 记录的Pg 、Sg 振幅比资料计算震源机制解.因其具有精度高、需要的记录资料量少等优点 而受到广泛应用.胡新亮等⑷还对本方法计算的震源机制解的可靠性进行全面深入分析. 经过实例对比分析•证实了利用区域地震台网Pg 、Sg 振幅比资料求得震源机制解的可靠 性。
arcgis画震源机制解
arcgis画震源机制解
在实际地震工作中,有时需要绘制震源机制球(沙滩
球,BEACHBALL)。
为此,编制了一个ARCGISPYTHON脚本工具,可用于绘制SHAPEFILE格式的震源机制球。
图为利用该工具绘制的震源机制球。
由于球体为SHAPEFILE格式,不会产生不清晰的问题,并能叠加到任何地理底图上。
该工具需要准备的数据为包含震级,走向,倾角,滑动角(皆为数值属性)的ArcMap地震目录(SHAPEFILE点要素),工具可一次性批量绘出所有震源球。
1.修正了一个浮点截断误差造成ACOS函数超域的Bug;
2.增加了一个光滑度选项;
3.增加震源球与震中不叠压选项。
修正了一个与不同小数点格式相关的Bug.
1.增加了一个新的震源球叠压模式选项
2.提高了震源球分离速度。
v2.1版主要变化
1.提升震源球分离速度。
2.震源球要素坐标范围有效性检查
3.震源机制解参数有效性检查
4.空震源点(点数与表记录数不匹配)检查
5.其它细节变更。
乌鲁木齐地区中小地震震源机制解及构造应力场
关键词 : 中小 地 震 ; 源机 制解 ; 造 应 力 场 ; 源 断 错 性 质 ;乌鲁 木 齐 地 区 、 震 构 震
中图 分 类 号 : 35 7 P 1 . 文 献标 识码 : A 文 章 编 号 :0 03 7 (0 7 0~0 90 1 0—2 4 20 )30 8—8
引 言
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收 稿 日期 : 0 70 ~5 修 改 回 日期 :20 —21 2 0 —11 ; 070 —3 基 金 项 目:乌 鲁 木 齐 城 市 活 断层 探 测 项 目子 专 题 作 者 简 介 :龙 海 英 ( 9 3) 1 7一 ,女 ,四 川仪 陇人 ,副 研究 员 ,19 年 获 得 硕 士 学 位 , 要 从事 地震 综 合 分 析 预 报 等研 99 主
( 新疆 维 吾 尔 自治 区地 震 局 , 疆 乌 鲁 木齐 新 8 0 t) 3 0 1
摘 要 : 要 对 乌 鲁 木 齐地 区 中小 地 震 震 源 机 制 解 及 构 造 应 力 场 进 行 分 析 。结 果 表 明 ,乌 鲁 木 齐 主 地 区 中等 地 震 震 源 断 错 性 质 主 要 以 倾 滑 逆 断 层 为 主 , 震 破 裂 面 与 其 附 近 构 造 走 向基 本 一 致 , 地 主 压 应力 P 轴 方 向 为 N 向或 近 NS向 ; 鲁 木 齐 地 区 小 地 震 的 震 源 断错 性 质 表现 出一 定 的 区 E 乌 域 性 ,破裂 面 以 近 E 向为 主 ,主压 应 力 P 轴 方 向 近 NS向 , 有 部 分 N 向 或 者 N 向 。显 W 兼 E W 示 出 小 地 震 的 发 生 既 受 局 部 地质 构造 的影 响 , 受 区域 构 造 应 力 场 的 影 响 。 也
利用震源机制解走向判定地震影响场长轴方向
利用震源机制解走向判定地震影响场长轴方向作者:徐志双任静谭专条高小跃陈雅慧杨志高李志强来源:《地震研究》2022年第01期摘要:為了评估以震源机制解走向作为影响场长轴方向的适用性,以1970—2020年145个破坏性地震为研究对象,研究各地震的震源机制解走向和极震区长轴方向之间的偏差,发现两者平均差值为17.0°;走滑型、逆断型和正断型地震分别占研究地震总数的56.6%、19.3%和6.2%,其震源机制解走向与极震区长轴方向的平均差值分别为16.4°、16.2°和20.6°;有82.8%的地震的震源机制解走向与极震区长轴走向差值小于30°,说明该方法是可行的。
通过统计研究2010—2020年等震线长轴方向明显的50个强震震中附近区域历史强震震源机制解走向与极震区长轴方向差值,结果表明:有13个地震震中30 km范围内有历史强震发生,最近历史强震震源机制解走向与极震区长轴方向差值小于30°的有8个(62%)。
如果在距离地震震中30 km以内发生过历史强震,则可以综合考虑距震中最近的历史强震震源机制解走向和活动断裂走向来判定影响场长轴方向。
关键词:地震影响场;长轴方向;震源机制解;等震线图;极震区中图分类号:P315.94 文献标识码:A 文章编号:1000-0666(2022)01-0088-12doi:10.20015/ki.ISSN1000-0666.2022.00100 引言震后的灾害快速评估工作主要是对地震影响范围内的人口、经济、建筑物等进行综合考量,因此绘制地震影响场是震害快速评估的第一步。
地震发生后,地震灾害快速评估系统一般依据震中所在区域的烈度衰减关系(汪素云等,2000;张苏平等,2015)和活动断裂分布情况绘制地震影响场,以作为震害评估的基础和应急救援的依据(刘金龙,林均岐,2012)。
基于地震烈度衰减关系生成的地震影响场一般为一系列同心椭圆,椭圆长轴方向取距震中最近的活动断裂的走向。
云南楚雄M4.7地震震源机制解分析
第1期(总第178期)2021年3月四川地震 EARTHQUAKERESEARCHINSICHUANNo.1Mar.2021收稿日期:2020-08-10;修回日期:2020-11-12作者简介:杨云存(1988-),女,工程师,主要从事地震监测与分析工作.E-mail:526381659@qq.com.云南楚雄M4.7地震震源机制解分析杨云存,王华柳,段 毅,孙自刚(云南省地震局,云南昆明657100)摘 要:选用云南省地震台网宽频带地震波形数据,采用CAP震源机制解反演软件计算了2019年6月24日云南楚雄M4.7地震的震源机制解并初步分析了该地震的发震构造特征。
结果显示:地震的矩震级为Mw4.76,最优震源矩心深度为13 8km,表明此次地震发生在上地壳浅部。
反演结果显示节面Ⅰ走向329°、倾角73°、滑动角-171°;节面Ⅱ走向236 3°、倾角81 4°、滑动角-17 2°。
震源机制解揭示此次地震的发震断层呈右旋走滑,与南华—楚雄断裂带走向一致,推测南华—楚雄断裂为此次地震的发震断裂。
关键词:CAP方法;震源机制解;发震构造中图分类号:P315.33 文献标识码:B 文章编号:1001-8115(2021)01-0044-04DOI:10.13716/j.cnki.1001-8115.2021.01.009据中国地震台网中心测定,2019年6月24日21时24分21秒在云南省楚雄彝族自治州楚雄市(101 67°E,24 98°N)发生M4 7地震,震源深度10km。
此次地震发生在南华—楚雄断裂附近。
历史资料显示,1511年至今该断裂发生过9次5级以上地震,最大地震为1680年9月9日发生的M6 8地震,最近一次中强地震发生在2001年,震级为Ms5 3。
震源机制解被认为是确定地震发震构造的关键依据,能够描述震源的性质及其破裂过程,并且能为分析孕震机理以及区域构造动力学环境提供参考(祁玉萍等,2013)。
基于震源机制解分析邢台地震的发震构造
第45卷㊀第6期2023年11月地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报C H I N A E A R T H Q U A K EE N G I N E E R I N GJ O U R N A LV o l .45㊀N o .6N o v e m b e r ,2023㊀㊀收稿日期:2022G08G06㊀㊀基金项目:中央高校科研业务费专项(Z Y 20215117);河北地震科技星火计划项目(D Z 2021121400006,D Z 2021110500002,D Z 2023120500009)㊀㊀第一作者简介:章㊀阳(1989-),男,工程师,主要从事数字地震学与地壳应力场方面的研究.E Gm a i l :z h a n g y a n g _o u c @163.c o m .㊀㊀通信作者:万永革(1967-),男,研究员,主要从事构造应力场㊁地震应力触发等方面研究工作.E Gm a i l :w a n y g 217217@v i p.s i n a .c o m .章阳,万永革,赵志远,等.基于震源机制解分析邢台地震的发震构造[J ].地震工程学报,2023,45(6):1439G1448.D O I :10.20000/j.1000G0844.20220806002Z HA N G Y a n g ,WA N Y o n g g e ,Z HA OZ h i y u a ,e t a l .D e t e r m i n a t i o no f t h eX i n g t a i e a r t h q u a k e s e i s m o ge n i c s t r u c t u r e b a s e do n t h ef o c a lm e c h a n i s ms o l u t i o n [J ].C h i n a E a r t h q u a k e E ng i n e e r i n g J o u r n a l ,2023,45(6):1439G1448.D O I :10.20000/j .1000G0844.20220806002基于震源机制解分析邢台地震的发震构造章㊀阳1,2,万永革3,4,赵志远1,2,陈㊀婷1,2(1.河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站,河北邢台054000;2.河北省地震局,河北石家庄050021;3.防灾科技学院,河北三河065201;4.河北省地震动力学重点实验室,河北三河065201)摘要:活动断层几何形状的确定为评估一个地区的地震危险性提供重要的理论依据,邢台老震区内构造背景复杂,前人对邢台地震的发震构造展开大量研究,取得丰富成果.通过震源机制节面聚类得到邢台地震发震断层的走向㊁倾角及其标准差,综合前人研究结果求取发震断层面的平均解;结合区域地壳应力张量,估计该断层的滑动方向及其误差,分析该区域的地震活动危险性.结果表明:邢台地震发震断层的走向为32.45ʎ,倾角为79.44ʎ,滑动角-153.96ʎ,标准差为4.55ʎ.该断层为走向N N E ㊁倾向NWW 的高倾角走滑型断层,而非正断性质的新河断裂.区域地壳应力场在断层面上产生的相对剪应力为0.83,相对正应力为0.59.该断层不是最大剪应力的断层面形状,但剪应力强度仍较大,表明该断层在地震能量积累和释放过程中仍起到必不可少的作用.关键词:邢台地震;活动断层;震源机制节面聚类;区域应力场;地震危险性中图分类号:P 315㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1000G0844(2023)06-1439-10D O I :10.20000/j.1000G0844.20220806002D e t e r m i n a t i o no f t h eX i n g t a i e a r t h q u a k e s e i s m o ge n i c s t r u c t u r e b a s e d o n t h ef o c a lm e c h a n i s ms o l u t i o nZ H A N G Y a n g 1,2,WA N Y o n g g e 3,4,Z H A OZ h i y u a n 1,2,C H E N T i n g1,2(1.H e b e iH o n g s h a nN a t i o n a lO b s e r v a t o r y o nT h i c kS e d i m e n t s a n dS e i s m i cH a z a r d s ,X i n gt a i 054000,H e b e i ,C h i n a ;2.H e b e iE a r t h q u a k eA g e n c y ,S h i j i a z h u a n g 050021,H e b e i ,C h i n a ;3.I n s t i t u t e o f Di s a s t e rP r e v e n t i o n ,S a n h e 065201,H e b e i ,C h i n a ;4.H e b e iK e y L a b o r a t o r y o f E a r t h q u a k eD yn a m i c s ,S a n h e 065201,H e b e i ,C h i n a )A b s t r a c t :T h e d e t e r m i n a t i o no f t h e g e o m e t r y o f a na c t i v e f a u l t p r o v i d e s a n i m po r t a n t t h e o r e t i c a l b a s i s f o r a s s e s s i n g t h e s e i s m i c r i s ko f a r e g i o n .T h e s t r u c t u r a l b a c k g r o u n do f t h eX i n gt a i e a r t h Gq u a k e z o n e i sc o m p l i c a t e d .M a n yp r e v i o u ss t u d i e so nt h es e i s m o g e n i cs t r u c t u r eo f t h eX i n gt a i e a r t h q u a k eh a v eb e e n c o n d u c t e d ,a n d p l e n t y o f r e s u l t s h a v e b e e n r e p o r t e d .I n t h i s p a p e r ,w e e v a l Gu a t e t h e s t r i k e a n dd i p a n g l e s o f t h e s e i s m o g e n i c f a u l t o f t h eX i n g t a i e a r t h qu a k e a sw e l l a s t h e i rs t a n d a r dd e v i a t i o nb y c l u s t e r i n g n o d a l p l a n e s o f f o c a lm e c h a n i s m s.T h e n,t h e a v e r a g e s o l u t i o no f t h e s e i s m o g e n i c f a u l t p l a n e i so b t a i n e db y s y n t h e s i z i n g t h e p r e v i o u sr e s u l t s.F i n a l l y,u s i n g t h e c r u s t a l s t r e s s t e n s o r i nt h e r e g i o nu n d e r i n v e s t i g a t i o n,w ee s t i m a t e t h es l i d i n g d i r e c t i o na n d i t s s t a n d a r dd e v i a t i o na n da n a l y z e t h e s e i s m i c a c t i v i t y r i s k.T h e c a l c u l a t e dv a l u e s o f t h e s t r i k e,d i p, a n d r a k e a n g l e s o f t h e s e i s m o g e n i c f a u l t a r e32.45ʎ,79.44ʎ,a n d-153.96ʎ,r e s p e c t i v e l y,w i t ha s t a n d a r dd e v i a t i o no f4.55ʎ.T h e s ev a l u e s i n d i c a t e t h a t t h e f a u l tu n d e r i n v e s t i g a t i o n i s ah i g hGd i p a n g l e s t r i k eGs l i p f a u l t e x t e n d i n g f r o m N N Et oNWWr a t h e r t h a nan o r m a lX i n h e f a u l t.T h e e s t iGm a t e d r e l a t i v es h e a ra n dn o r m a ls t r e s s e sa p p l i e dt ot h ef a u l ta r e0.83a n d0.59,r e s p e c t i v e l y.T h e s e v a l u e s a r eb a s e do n t h e r e g i o n a l s t r e s s f i e l d.T h e s h e a r s t r e s s a p p l i e d t o t h e f a u l t i sh i g h, i n d i c a t i n g t h a t t h e f a u l t i s e s s e n t i a l i n t h e a c c u m u l a t i o na n d r e l e a s e o f s e i s m i c e n e r g y.K e y w o r d s:X i n g t a i e a r t h q u a k e;a c t i v e f a u l t;c l u s t e r i n g n o d a l p l a n e s o f f o c a lm e c h a n i s m s;r e g i o n a l s t r e s s f i e l d;s e i s m i c r i s k0㊀引言邢台老震区构造背景复杂,发育N N E向㊁N E 向㊁NWW向和近E W向等多组断裂.1966年邢台大地震后,众多学者对其发震构造展开大量研究.最初推测邢台地震主震震源是N E向的右旋断层,与束鹿断陷内的断裂相对应,但实际观察中未发现这一大型走滑断层.陈运泰等[1]根据地形变观测资料认为邢台地震的震源过程是一个复合断层模式,而非简单的单一断层模式;徐杰等[2]根据石油地质勘探资料和人工地震剖面研究认为邢台7.2级地震的发震断裂不是单一形式的新河断裂或其下方的高角度断裂,而是二者的组合,高角度断裂是发震断裂的主要部分;赵成斌等[3]根据深地震反射资料认为邢台地震的可能发震断裂是震源下方的超壳深高倾角走滑断裂;徐锡伟等[4]分析认为邢台地震群是在最新构造应力场作用下,受北西向断层或横向阻碍体作用形成 新生断层 的产物;邵志刚等[5]依据同震观测位移及数值模拟分析认为,邢台地震群发震断层浅层为倾向S E的N E向牛家桥断层和永福庄断层,而深部主断层为倾向NW的N E向断层;王椿镛等[6G7]研究认为邢台地震发震构造为中下地壳的深部断裂.综合前人研究成果发现邢台地震发震构造是深部断裂,而不是新河断裂.为了定量研究该活动断层的性质,需求取该断层的几何参数.前人提出多种精确测定活动断层几何参数的方法,并取得丰富研究成果.对于出露地表的断层,可以通过实地踏勘测量出露断层面的几何形状[8].对于未出露地表的隐伏断层,确定断层几何形状主要有挖探槽法[9G10]和地震反射探测法[11G13].近年来地震学发展了一种利用余震震源位置的空间分布精确勾画断层面形状和位置的方法[14],被学者广泛应用于地震发震断层面参数的确定[15G19],该方法虽然优点明显,但是要求余震的丛集展布,如果余震未出现丛集,则该方法不适用,而且这种方法对震源定位精度要求较高.万永革[20]提出一种独立于地质㊁大地测量数据和小震定位结果的确定活动断层几何形状的方法,对发生在断层上的中小地震震源机制节面进行聚类分析,获取断层面走向和倾角,并给出其置信区间.同时将该方法应用到漾濞地震序列中,推测该地震序列的发震断层,与其他学者研究结果基本保持一致,进而验证该方法的有效性.本文通过收集1966年邢台地震至今的震源机制解资料,对震源机制的节面进行聚类分析,推测丛集地震序列发震断层的几何形状.与前人研究结果比较,进而求取发震断层面的平均解.结合区域地壳应力张量,估计该断层的滑动方向及其误差.最后通过计算区域应力场在断层面上的相对剪应力和相对正应力分析该地区的地震活动危险性.1㊀震源机制节面聚类1.1㊀数据依据前人研究成果[21G25],收集整理出邢台老震区128个地震的震源机制解(表1),地震序列基本沿着N N E向新河断裂展布.邢台及周边区域地质构造背景及震源机制解具体分布见图1.将收集的128个地震震源机制解按照震源机制水平应变花面应变[26]分类,结果显示,正断型地震(N)有16个,占总体数量的12.5%;正走滑型地震(N S)有10个,占总体数量的7.81%;走滑型地震(S S)有90个,占总体数量的70.31%;逆走滑型地震(R S)有8个,占总体数量的6.25%;逆断型地震(R)有0441㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年表1㊀邢台地震序列震源机制解T a b l e1㊀F o c a lm e c h a n i s ms o l u t i o n s o fX i n g t a i e a r t h q u a k e s e q u e n c e发震时间纬度/(ʎ)经度/(ʎ)震级走向/(ʎ)倾角/(ʎ)滑动角/(ʎ)1966G03G0637.467115.033M S5.2198791751966G03G0837.396114.957M S6.81981-1771966G03G2037.267114.967M S5.619380-1741966G03G2237.500115.083M S6.718683-1781966G03G2237.566115.178M S7.219989-1791966G03G2237.517115.033M S5.6186801651966G03G2237.567114.983M S5.618375-1691966G03G2437.417114.900M S5.21677-1581966G03G2637.735115.172M S6.23074-1571966G03G2637.700115.300M S5.220570-171966G03G2737.600115.300M S5.819382-1781966G03G2937.486114.994M S6.048721411966G04G2037.250114.783M S5.330860231966G07G1937.283114.817M S5.13861691967G12G0337.715115.150M S5.7158751571968G01G0737.600115.100M S4.722870-61968G01G1637.779115.517M S5.319872-601968G05G1537.200114.800M S4.73177-1631968G05G1537.300114.800M S4.720662-1241972G09G0737.300114.817M S4.6199761461974G06G0637.600115.100M S4.9220831701981G11G0937.379115.036M S5.831721621982G01G2637.400114.867M S4.421080-1531985G11G3037.233114.817M S5.3236891611986G12G1637.400115.500M S3.5843902002G04G1637.250114.780M L2.854601752002G04G2237.270114.420M L4.715621-822002G04G2237.430114.630M L2.614840-262002G05G0537.550115.000M L3.39789-162002G08G1037.520115.070M L3.521788242002G09G0237.070114.630M L2.72625102002G11G1037.320114.870M L3.711930-1212002G12G0237.470114.900M L2.810475162002G12G2537.600115.100M L4.21548-1072002G12G2737.600115.070M L3.128376162002G12G2737.620115.070M L2.96231-252002G12G3137.580115.130M L2.912085392003G01G1937.580115.130M L3.933811602003G01G1937.600115.070M L3.010273112003G02G2037.230114.750M L3.031448-382003G08G2237.380114.900M L2.741811632003G09G0637.330114.920M L3.629673-1412003G10G0237.470114.950M L3.711164-792003G10G0337.470114.930M L2.724631592003G11G2737.050114.300M L2.518036922003G12G2837.470115.000M L2.76635292004G02G1036.980114.400M L2.629219-1422004G03G1437.400114.320M L3.619165-1552004G04G2137.520114.280M L3.2262311652004G05G0237.130114.400M L2.56120-362004G05G2437.400114.570M L3.523634-802004G06G1737.580115.350M L2.820277-1352004G07G2337.470115.000M L3.62504552004G09G0337.470114.920M L2.829355781441第45卷第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀章㊀阳,等:基于震源机制解分析邢台地震的发震构造㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2441㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年续表1发震时间纬度/(ʎ)经度/(ʎ)震级走向/(ʎ)倾角/(ʎ)滑动角/(ʎ)2004G12G1937.620115.130M L3.932631682005G01G0737.580115.100M L2.634317-792005G02G2337.550115.020M L3.111576242005G03G0437.550115.020M L3.028572-232005G03G0437.550115.020M L3.025866-52005G03G1837.420114.930M L2.518185-1352005G04G2737.450114.980M L3.241871532005G05G2036.950114.530M L2.7253421772005G06G2537.450114.300M L2.669421612005G08G0537.520115.030M L3.05845-42006G04G2737.520115.020M L2.529379-432006G05G0637.500114.970M L3.412791602006G11G2237.350114.680M L2.8665402006G12G2837.680115.270M L3.2290771492007G01G0537.630114.220M L2.934355-72007G01G2037.250114.830M L2.523532-322007G02G0737.320114.820M L2.58041112007G02G2537.520114.970M L2.54288-262007G03G0937.520115.030M L2.5295881372007G08G0437.550115.020M L2.712891792007G09G2037.300114.800M L2.8662862007G09G2937.150114.720M L3.37172-22007G09G3037.130114.630M L2.925773-62007G10G1337.470115.080M L2.513137-622007G10G1837.120114.650M L3.0745602008G05G3137.500114.980M L2.620178-202008G08G0937.380114.870M L2.75956-1732008G12G3137.500114.950M L3.135801622009G01G0337.580115.030M L2.62625872009G01G1437.520115.020M L2.531633-1732009G01G1537.330115.030M L2.7193901792009G02G1637.530115.150M L2.917757302009G05G1037.320114.880M L2.78060-1692009G05G3137.220115.320M L2.5311601662010G03G0136.980114.420M L3.324073-1792010G03G3137.400114.950M L2.62657962010G04G3037.506115.037M L3.9190861742010G08G0537.130114.500M L2.77070-902010G11G3037.480114.720M L2.628380152011G01G1437.530115.030M L2.831872342011G03G1937.300114.850M L2.911468-302011G04G1637.720113.780M L2.518587-1172011G05G0437.506115.033M L2.817786-1572011G09G0137.733115.283M L3.712088-252011G12G2838.020115.580M L2.618888-362012G03G0937.699112.520M L3.29456-822012G03G2437.470114.640M L2.829487-922012G04G2837.400114.295M L2.89778-302012G05G1237.400114.304M L2.6681-1702012G05G2037.404114.950M L2.534070902012G09G0837.511115.023M L2.61318922012G09G1137.565115.367M L2.734387272012G11G0537.044114.851M L2.95451-1182013G01G0237.882113.071M L2.626280162013G01G1137.394114.926M L2.522962-113续表2发震时间纬度/(ʎ)经度/(ʎ)震级走向/(ʎ)倾角/(ʎ)滑动角/(ʎ)2013G05G2537.632114.263M L 2.630589-382013G06G0337.629114.267M L 3.2749-1732013G10G1737.511115.066M L 2.6685-282013G12G2637.813114.077M L 2.626967-502014G06G1037.992115.766M L 2.829489-242014G10G1137.454113.693M L 2.514880-1002014G11G2738.031115.504M L 3.128382352015G01G2637.447114.966M L 2.513090-172015G10G0638.027115.551M L 2.919680-212015G11G0237.477115.052M L 3.2358421552016G05G0937.663113.668M L 2.719285-1762016G07G0937.562114.131M L 2.818589-1762016G09G2237.449115.386M L 2.722441362017G09G0437.500114.350M L 4.49285-122017G09G1537.460115.010M L 3.54183-1782018G10G3037.210114.66M L 3.512789-592019G01G1537.680114.54M L 3.5207831782020G02G2338.260113.97M L 3.0876-1752021G07G1537.580115.1M L 4.317180135图1㊀邢台地震序列地质构造背景及震源机制解分布F i g .1㊀G e o l o g i c a l s t r u c t u r e b a c k gr o u n d a n dd i s t r i b u t i o n o f f o c a l m e c h a n i s ms o l u t i o n s o fX i n g t a i e a r t h q u a k e s e qu e n c e 4个,占总体数量的3.13%[图2(a )].将地震序列震源机制解进行总体分析,得到邢台老震区地震序列的总体震源机制[图2(a )中 Δ 处]节面1的走向㊁倾角和滑动角分别为190.34ʎ,86.88ʎ和-179.96ʎ,节面2的走向㊁倾角和滑动角分别为100.34ʎ,89.96ʎ和-3.12ʎ,属于走滑型地震,具体见图2(b).1.2㊀震源机制节面聚类方法震源机制节面聚类方法是一种独立于地质资料㊁大地测量数据和小震定位结果的空间聚类方法.相比较挖探槽法,该方法不存在深部断裂和浅部断图2㊀邢台地震序列的震源机制分类及总体特征F i g.2㊀C l a s s i f i c a t i o na n do v e r a l l c h a r a c t e r i s t i c s o f f o c a l m e c h a n i s m s o fX i n g t a i e a r t h q u a k e s e qu e n c e 裂的差异;相比较地震反射探测法,该方法无需耗费大量人力物力,且不存在地球物理资料反演的多解性问题;相比较余震震源位置确定断层面几何参数3441第45卷第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀章㊀阳,等:基于震源机制解分析邢台地震的发震构造㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀方法,该方法不依赖余震的丛集展布,且对地震定位精度要求不高.万永革[20]将震源机制节面聚类方法应用于2021年云南漾濞地震序列中,得到了与该地震序列的地震分布走向大体一致的两个分支断裂带,验证了该种方法的有效性,同时给出结果的置信区间.随着数字地震台网的不断加密,更多中小地震震源机制资料的获取可以进一步丰富该方法的扩展应用.根据震源机制两个节面的法向矢量,求解多个震源机制法向之间的夹角,对多个震源机制的多个节面按照其法向夹角作为距离进行聚类分析,聚类完成后求得与活动断层走向较为一致的类,其中心就包含活动断层面的几何参数,通过计算节面与类中心夹角的标准差,估计活动断层几何参数的标准差.具体计算方法参考万永革[20]一文,对震源机制的节面进行聚类分析,提取断层几何信息,得到断层面的走向和倾角,并给出其置信区间.1.3㊀活动断层几何参数的确定采用节面聚类方法对收集到的地震序列震源机制(128个震源机制,256个节面)进行聚类,可以得到两簇聚类中心.第一簇节面数为20,其中心节面法向的走向为105.90ʎ,倾伏角为13.97ʎ,标准差为11.12ʎ,其中心节面的断层面走向为195.90ʎ,置信区间为190.91ʎ~200.89ʎ,倾角为76.03ʎ,置信区间为71.16ʎ~80.91ʎ;第二簇节面数为35,其断层面法向的走向为200.42ʎ,倾伏角为3.13ʎ,标准差为18.81ʎ,其中心节面的断层面走向为290.42ʎ,置信区间为283.29ʎ~297.55ʎ,倾角为86.87ʎ,置信区间为77.61ʎ~87.13ʎ;第一类和第二类的类中心节面的夹角为86.38ʎ,接近垂直.噪声节面数据个数为73个,并且在全空间分布,较为随机.具体结果见图3.震源机制节面聚类方法得到两个聚类面,断层面1走向195.90ʎ,倾角76.03ʎ,断层面2走向290.42ʎ,倾角86.87ʎ,结合震中附近地质构造特征,判断断层面1为发震破裂面,断层面2为破裂辅助面.震源机制节面聚类方法独立于地质资料㊁大地测量数据和小震定位结果,并且计算结果与实际地质构造相符,与前人关于邢台地震发震构造的研究结果也保持一致,进而显示出该方法的有效性和优越性.注:震源机制节面采用绿色弧线表示,聚类中心节面采用红色弧线表示.黑点表示震源机制节面的极点位置,红点表示聚类中心的极点位置.聚类中心极点周围的蓝绿色椭圆为聚类中心的误差范围图3㊀邢台地震序列震源机制聚类结果F i g.3㊀C l u s t e r i n g r e s u l t s o f f o c a lm e c h a n i s m s o fX i n g t a i e a r t h q u a k e s e q u e n c e2㊀邢台地震断层面平均解将邢台地震序列震源机制总体特征㊁震源机制节面聚类结果㊁前人通过不同资料和方法得到邢台地震断层面结果以及7.2级地震断层面解进行比较(表2).发现断层面走向有一定的差异性,但整体显示出较好的一致性,倾角基本一致.为综合分析邢台地震的发震构造,根据表2的12组断层面结果计算断层面平均解,具体结果见图4.最终得到邢台地震断层面走向为32.45ʎ,误差范围357.15ʎ~67.76ʎ,倾角为79.44ʎ,误差范围66.33ʎ~87.45ʎ.该断层为N N E走向的高倾角型断层.断层面平均解与震源机制节面聚类结果有一定的差异,造成差异的可能原因是地震震源机制解数据的不确定性,会导致聚类结果的不稳定,早期的地震序列由于观测资料和研究方法的局限,震源机制解结果的精度有待商榷,而且大地震破裂后会导致周边应力场发生较大的变化,使得震源机制辅助面有较大差异.3㊀邢台地震断层面滑动性质为判断断层的滑动性质,我们结合区域构造应力场参数求解该断层的滑动角.首先根据收集的震4441㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年表2㊀邢台地震的断层面几何参数T a b l e2㊀G e o m e t r i c p a r a m e t e r s o f t h e f a u l t p l a n e f o rX i n g t a i e a r t h q u a k e序号结果来源走向/(ʎ)倾角/(ʎ)1陈运泰等断层模式断层面(出露到地面)[1]35452陈运泰等断层模式断层面(地面以下)[1]35823李钦祖等综合断层面解节面[27]187847.2级地震断层面解(中国震源机制研究小组[28])936657.2级地震断层面解(李钦祖等[21])2798767.2级地震断层面解(鄢家全等[29])199077.2级地震断层面解(张诚等[30])297887.2级地震断层面解(叶洪等[31])118597.2级地震断层面解(张之立等[32])2579107.2级地震断层面解(张诚等[30])267311本文震源机制节面聚类结果195.9076.0312地震序列总体特征190.3486.8813断层面平均解32.4579.44注:黑色虚线为表2断层面解,红色实线为断层面平均解.红色五角星为断层面平均解的中心点图4㊀邢台地震发震断层面平均解F i g.4㊀A v e r a g e s o l u t i o no f t h e f a u l t p l a n e o fX i n g t a i e a r t h q u a k e源机制解反演区域构造应力场[33G34],按照应力张量在断层面上的剪应力方向与断层滑动方向最为一致准则,联合采用擦痕数据和定性断层滑动数据,读取搜索空间间隔和置信度,采用网格搜索法求解应力场,并给出反演参数的一定置信度下的置信区间.求解得到最优应力状态的压轴走向60.04ʎ,倾伏角24.49ʎ,95%置信度置信范围分别为59.32ʎ~65.04ʎ和16.99ʎ~28.21ʎ;张轴走向153.80ʎ,倾伏角8.21ʎ,95%置信度置信范围分别为153.30ʎ~158.80ʎ和4.21ʎ~16.21ʎ;中间轴走向261.00ʎ,倾伏角64.00ʎ,95%置信度置信范围分别为260.50ʎ~266.00ʎ和60.00ʎ~72.00ʎ,应力形因子R为0.2,主压应力轴方向为N E E向,主张应力轴方向为NWW向.将地壳应力张量投影到断层面上,最终求得断层面的滑动角为-153.96ʎ,标准差为4.55ʎ.该断层为走向N N E㊁倾向NWW的高倾角走滑型断层,这与收集的邢台老震区地震序列的总体震源机制一致.本研究得到的这条走滑型断层可以为该地区的地质构造和地震孕育环境分析提供更丰富的资料.4㊀讨论前人利用深地震反射剖面揭示邢台老震区地壳内存在一个从高到低角度的铲状断裂,上地壳到中㊁下地壳存在一个沿NWWGS E E方向伸展的滑脱面.同时根据反射界面的连续性和倾向,推断存在一条高倾角的走滑性质的超壳断裂,认为这可能是邢台地震的发震断层.本文结合多种数据综合分析,最后确定邢台地震的发震构造为走向N N E㊁倾向NWW方向的高倾角走滑型断层.把浅层的正断性质的新河断裂作为发震断层是不合适的,这也进一步论证前人研究结果.为进一步分析该断层的地震活动危险性,我们按照万永革[35]提出的震源机制与应力体系关系模拟方法计算该应力张量下的各种形状的断层面上的相对剪应力和相对正应力分布(图5).将震源机制节面的剪应力和正应力用最大剪应力归一化即得到相对剪应力和相对正应力,图5(a)为相对剪应力分布,最大剪应力在走向100ʎ㊁倾角70ʎ和走向200ʎ㊁倾角70ʎ的断层面上,最小剪应力在走向150ʎ㊁倾角70ʎ和走向350ʎ㊁倾角30ʎ的断层面上.图5(b)为相对正应力分布,最大正应力在走向60ʎ,倾角90ʎ和走向240ʎ,倾角80ʎ的断层面上,最小正应力在走向150ʎ㊁倾角70ʎ和走向330ʎ㊁倾角90ʎ的断层面上.区域地壳应力场在该断层面上的相对剪应力为0.83,相对正应力为0.59,该断层不是最大剪应力的断层面形状.虽然这条断层与反演的现今应力场的最大释放应力方向不一致,但是剪应力强度仍然比较大,该断层在地震能量积累和释放过程中仍起到必不可少的作用.后续这条断层还将会是该区域的一条主要发震断层,对于研判区域地震活动危险性具有一定的指示意义.5㊀结论本文根据独立于地震波资料㊁大地测量资料和地质资料等之外的确定活动断层几何形状的震源机制节面聚类方法,收集邢台及周边区域的震源机制解资料,确定活动断层的走向和倾角,并给出其标准5441第45卷第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀章㊀阳,等:基于震源机制解分析邢台地震的发震构造㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀差.与前人研究结果对比,综合求取发震断层面的平均解,结合区域地壳应力张量,估计该断层的滑动方向及其误差,进而分析该区域的地震活动危险性.主要获得以下结论:注:N S 为正走滑型,S S 为走滑型,N 为正断型,R S 为逆走滑型,R 为逆断型图5㊀区域应力场在各种形状断层面上的相对剪应力和相对正应力F i g .5㊀R e l a t i v e s h e a r s t r e s s a n d r e l a t i v en o r m a l s t r e s s o f t h e r e g i o n a l s t r e s s f i e l do nv a r i o u s s h a pe s of f a u l t p l a n e ㊀㊀(1)邢台地震发震断层的走向32.45ʎ,倾角79.44ʎ,滑动角-153.96ʎ,标准差为4.55ʎ.该断层为走向N N E ㊁倾向NWW 的高倾角走滑型断层,而非正断性质的新河断裂.该断层几何形状的确定对于后续该区域的地震孕育环境及地震发震构造具有很好的参考价值.(2)计算区域地壳应力场在断层面上产生的相对剪应力为0.83,相对正应力为0.59.该断层不是最大剪应力的断层面形状,但应力场在这条断层上的剪应力强度仍较大,该断层在地震能量积累和释放过程中仍起到必不可少的作用.后续这条断层还将会是该区域的一条主要发震断层,对于研判区域地震活动危险性具有一定的指示意义.参考文献(R e f e r e n c e s)[1]㊀陈运泰,林邦慧,林中洋,等.根据地面形变的观测研究1966年邢台地震的震源过程[J ].地球物理学报,1975,18(3):164G182.C H E N Y u n t a i ,L I N B a n g h u i ,L I N Z h o n g y a n g ,e ta l .T h e f o c a l m e c h a n i s mo f t h e1966H s i n g t a i e a r t h qu a k ea s i n f e r r e df r o m t h e g r o u n dd e f o r m a t i o no b s e r v a t i o n s [J ].C h i n e s eJ o u r n a lo f S i n i c a ,1975,18(3):164G182.[2]㊀徐杰,方仲景,杨理华.1966年邢台7.2级地震的构造背景和发震构造[J ].地震地质,1988,10(4):51G59.6441㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年X UJ i e,F A N G Z h o n g j i n g,Y A N G L i h u a.T e c t o n i cb a c k g r o u n da n d c a u s a t i v e f a u l t o f1966X i n g t a i M S7.2e a r t h q u a k e[J].S e i sGm o l o g y a n dG e o l o g y,1988,10(4):51G59.[3]㊀赵成斌,孙振国,刘保金,等.邢台地震区浅部构造特征及其与深部构造的耦合关系[J].地震地质,1999,21(4):417G424.Z H A OC h e n g b i n,S U NZ h e n g u o,L I U B a o j i n,e t a l.As t u d y o f t h e s h a l l o ws t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d t h e c o u p l i n g r e l a t i o nb e t w e e nd e e p a n d s h a l l o ws t r uc t u r e s i nX i n g t a i e a r t h q u a k e a rGe a[J].S e i s m o l o g y a n dG e o l o g y,1999,21(4):417G424.[4]㊀徐锡伟,于贵华,王峰,等.1966年邢台地震群的发震构造模型:新生断层形成?先存活断层摩擦粘滑?[J].中国地震,2000,16(4):364G378X U X i w e i,Y U G u i h u a,WA N G F e n g,e t a l.S e i s m o g e n i cm o d e lf o r t h e1966X i ng t a i e a r th q u a k e s:n u c l e a ti o no f n e wGb o r n f a u l to r s 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震源机制解
三、P波的四象限分布 在地震学的早期研究中,人们就 已注意到P波到达时地面的初始振动有 时是向上的,有时是向下的。20世纪的 10~20年代,许多地震学者在日本和 欧洲的部分地区几 乎同时发现,同一 次地震在不同地点 的台站记录,所得的 P波初动方向具有四 象限分布特征。
地表垂直向地震仪记录P震相的初始 振动方向:向上的,记为正号;向下的,记 为负号。正号P波是压缩波,因为这种波的 到达使台站受到来自地下的一个突然挤压, 台基介质体积发
十一、求解方法
1、P波初动法 2、P波S波振幅比方法 (根据震源理论,在均匀各向同性介质 中,双力偶震源幅射的远场地震波位移 分量表达式,利用振幅的相对大小,可 算出P、T、B轴方位)3、其它方法(例 如在频率域分析P波或S的振幅谱低频幅 值等)
M
上式表述的是双力偶震源辐射的远场地震波位移在观测点 P(r ,θ,Φ)处的分量表达式,ρ为岩石密度,r表达位移的点至震源 的距离, 是双力偶中一个力偶强度随时间的微商 M P波与S波振幅比反演震源机制的方法 振幅比的幅射花样随空间方位的变化比单种波的辐射花样要强 烈得多.从此意义来说,只要有正确的观测振幅比,且观测值归算 至震源球面上后的位置正确的话,振幅比观测对震源机制参数有 较强的约束力.但用振幅比测定震源机制解时,只能求出两节面 的空间位置,不能确定可能断层面的运动特性,还须借助至少一 个P波初动.
近震震源球示意图
远震震源球示意图
只要记录足够多,且台站对应点在震源 球面上的分布范围足够广,则总可找到两个 互相垂直的大圆面将震源球面上的正、负号 分成四个部分,即四象限, 这两个互相垂直的 大圆面称为 P波初动的节面,节面与地面的 交线称为节线,节面上P 波初动位移为零。二节面 之一 (AA′)与地震的断 层面一致,而另一个面
阿拉善左旗5.0级地震震源机制解与发震构造判定
II-40阿拉善左旗5.0级地震震源机制解与发震构造判定李 娟※ 张 帆 韩晓明(内蒙古自治区地震局,呼和浩特 010000)中图分类号:P315.3+3 文献标识码: A doi :10.3969/j.issn.0253-4975.2018.08.0432017年6月3日18时11分00秒,内蒙古自治区阿拉善左旗(37.99°N ,103.56°E )发生5.0级地震,震源深度9 km ,宏观震中位于阿拉善左旗额尔克哈什哈苏木乌尼格图嘎查,未造成明显地表破坏。
根据内蒙古地震台网测定,截止2017年6月20日,阿拉善左旗5.0级地震共发生余震92次,最大余震为6月3日18时54分M L 3.1地震。
余震的震级主要集中分布在M L 0.0—1.0之间,时间上主要集中在6月3—5日。
本次5.0地震发生在Ⅰ级构造单元西域地块的次级地块阿拉善块体西南边界。
该区域附近的主要活动断裂有河西堡—四道山断裂、海原断裂、天桥沟—黄羊川断裂、老虎山断裂等。
为了分析本次地震的震源机制解从而判定发震构造,基于内蒙古测震台网数据,利用波形拟合的矩张量反演方法(CAP 法)和HypoDD 双差定位法,并结合强震动场及烈度区划图综合进行判定发震构造,以期对该区地震研究提供依据。
选取震中距在50—350 km 范围的15个台站的波形记录,测定了阿拉善左旗5.0级地震的震源机制解,结果显示,5.0级地震的最佳双力偶震源机制解参数分别为:节面I 走向89°、倾角82°、滑动角8°;节面Ⅱ走向358°、倾角82°、滑动角172°;P 轴方位43°、仰角0°;T 轴方位313°、仰角11°。
矩心深度在8.6 km 处残差最小,即最佳反演深度为8.6 km 。
GCMT 、中国地震局地球物理研究所、台网中心均发布了此次阿拉善5.0级地震的震源机制解,其中GCMT 与中国地震局地球物理研究所的结果与本文基本一致,震源机制表现为左旋走滑特征,这与阿拉善块体应力场背景相一致。
青海门源Ms6.4地震震源机制解与震源深度研究
青海门源Ms6.4地震震源机制解与震源深度研究尹欣欣;赵林林;杨立明;陈继锋;左可桢;蒲举【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2018(038)006【摘要】Based on waveform data recorded by 19 broadband digital stations of Gansu,Qinghai and Ningxia regional seismic network,we use the CAP method to calculate the focal mechanism solution and the optimal focal depth of Menyuan Ms6.4 earthquake in January 21,2016.The results show that the double-couple solution is:nodal Ⅰ:strike 143°,dip angle 40°,slip angle 71°;nodal Ⅱ:strike 347.2°,dip angle 52.6°,slip angle105.3°.The moment magnitude is Mw5.9 and the optimal depth is7.7km,which is consistent with the results of others (such as CENC,IGP-CEA and Harvard).Using the arrival time difference between sPn phase extracted by sliding window correlation method,we obtain the focal depth of 8.5 km,which is coincident with the result of CAP inversion,and we validate the feasibility of the method.%选取甘肃、青海和宁夏区域测震台网19个宽频带数字台站的地震波形,采用CAP震源机制解方法,研究2016-01-21青海省门源县Ms6.4地震,得到其震源机制解和最佳震源深度.反演结果显示,最佳双力偶解为,节面I:走向143°,倾角40°,滑动角71°,节面Ⅱ:走向347.2°,倾角52.6°,滑动角105.3°,地震矩震级为Mw5.9,最优深度解为7.7 km,与其他结果(CENC、IGP-CEA、Harvard)基本一致.利用滑动时窗相关法提取Pn、sPn震相,再利用其到时差测定震源深度为8.5 km,与CAP结果基本一致,验证了该方法的可行性.【总页数】6页(P624-628,638)【作者】尹欣欣;赵林林;杨立明;陈继锋;左可桢;蒲举【作者单位】中国地震局兰州地震研究所,兰州市东岗西路450号,730000;甘肃省地震局,兰州市东岗西路450号,730000;中国地震局兰州地震研究所,兰州市东岗西路450号,730000;中国地震局兰州地震研究所,兰州市东岗西路450号,730000;中国地震局兰州地震研究所,兰州市东岗西路450号,730000;中国地震局兰州地震研究所,兰州市东岗西路450号,730000;中国地震局兰州地震研究所,兰州市东岗西路450号,730000【正文语种】中文【中图分类】P315【相关文献】1.2016年1月21日青海门源Ms6.4余震序列重定位和主震震源机制解 [J], 梁姗姗;雷建设;徐志国;邹立晔;刘敬光2.2016年1月21日青海门源Ms6.4地震震源机制解及发震构造初步探讨 [J], 李晓峰;3.2016年1月21日青海门源MS6.4地震震源机制解及发震构造初步探讨 [J], 李晓峰4.2016年青海门源Ms6.4级地震多个震源机制中心解的确定 [J], 高熹微; 张骞; 蒋延林; 王福才; 赵卫红; 郭宇鑫; 李玉5.2016年青海门源M_S6.4地震震源机制与震源深度计算 [J], 李启雷;李玉丽;马丽;罗自浩因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
震源机制解
震源机制解
震源机制解是地震学中的一个概念,它指的是研究地震发生的过程,以及地震的能量释放的机制。
在地壳内部,由于岩石层的构造变化和温度压力变化,岩石层会发生变形和断裂。
当岩石层发生断裂时,会产生巨大的能量,这就是地震的能量源。
地震能量释放的过程主要有两种机制:一种是滑动机制,即岩石层发生滑动,释放能量;另一种是压缩机制,即岩石层发生压缩,释放能量。
地震学家通过对震源机制解的研究,可以了解地震的发生原因,并预测地震的发生时间、地点和强度,为人类提供有效的防震减灾措施。
2023年11月—2024年2月中国大陆地区犕≥4.0地震震源机制解测定
梁姗姗,邹立晔,刘艳琼,等. 2023年11月—2024年2月中国大陆地区M ≥4.0地震震源机制解测定[J]. 地震科学进展,2024, 54(3): 229-236. doi:10.19987/j.dzkxjz.2024-036Liang S S, Zou L Y, Liu Y Q, et al. Determination of focal mechanism solutions of the earthquakes with M ≥4.0 occurred in the mainland of China during November 2023 to February 2024[J]. Progress in Earthquake Sciences, 2024, 54(3): 229-236. doi:10.19987/j.dzkxjz.2024-036地震科学数据应用2023年11月—2024年2月中国大陆地区M ≥4.0地震震源机制解测定梁姗姗※ 邹立晔 刘艳琼 任 枭(中国地震台网中心,北京 100045)摘要 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日发生在中国大陆地区的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。
关键词 震源机制;震源参数;乌什M S 7.1地震中图分类号:P315.3+3 文献标识码: A 文章编号: 2096-7780(2024)03-0229-08doi :10.19987/j.dzkxjz.2024-036Determination of focal mechanism solutions of the earthquakes with M ≥4.0occurred in the mainland of China during November 2023 to February 2024Liang Shanshan, Zou Liye, Liu Yanqiong, Ren Xiao (China Earthquake Networks Center, Beijing 100045, China)Abstract In this paper, the regional full waveform inversion using the broadband waveforms recorded by China Seismic Network were conducted, and the focal mechanism solutions of the 62 earthquakes with M ≥4.0 occurred in the mainland of China during November 2023 to February 2024 were obtained. The types of these focal mechanism solutions show 45 reverse faulting, 13 strike-slip faulting, 3 normal faulting and 1 odd earthquakes.Keywords focal mechanism; source parameters; Wushi M S 7.1 earthquake0 引言据中国地震台网测定,北京时间2023年11月1日0时—2024年2月29日24时,中国大陆地区共发生M ≥4.0地震71次(表1)。
2017年九寨沟70级地震序列震源机制解和构造应力场特征
摘 要: 九寨沟余震序列的震源机制和构造应力场有助于认识本次地震的发震构造和孕震机理。本文基于四 川区域地震台网的波形资料, 采用波形拟合(CAP)方法和 P 波初动+振幅比(HASH)方法反演得到 2017 年 8 月 8 日九寨沟 7.0 级地震序列中 59 次 ML≥3.0 地震的震源机制解, 并基于该结果采用阻尼线性逆推法(DRSSI), 计算研究区域的平均构造应力场, 给出该区域的应力场特征。结果显示, 利用 CAP 方法反演得到的本次主震 的最佳双力偶机制解节面 I: 走向 248°/倾角 86°/滑动角–169°, 节面 II: 走向 157°/倾角 79°/滑动角–4°, 矩震 级为 Mw6.31, 矩心深度 5 km, 属走滑型地震事件; 大部分余震的震源机制解错动类型与主震一致, 矩心深度 集中在 3~10 km; 应力场反演结果显示, 该区域周边的应力性质为走滑型, 最大主应力方向呈 NWW–SEE 向, 与该区域的应力场方向一致, 表明本次地震主要受区域应力的控制。结合该区域的地震地质构造等已有研究 成果, 分析认为此次地震的发震断层为走向 NW–SE、倾向 SW 的左旋走滑断裂——树正断裂, 巴颜喀拉块体 向 E-SE 向的水平运动受到华南块体的强烈阻挡导致此次地震的发生, 汶川地震的发生对本次地震具有一定 的促进作用。 关键词: 九寨沟地震; 震源机制解; 构造应力场; 发震构造 中图分类号: P315.1; P315.2 文献标志码: A doi: 10.3975/cagsb.2018.061901
本文由中国地震局监测预报司震情跟踪青年课题(编号: 2018010122)、四川省地震局地震科技专项(编号: LY1802; LY1817)和 2018 年 地震大形势跟踪任务联合资助。
震源机制解综述
震源机制解综述1、引言地震学是一门以观测资料为基础的研究地震的成因及其规律已成为地震预报的一种重要手段,它的发展奠定了地震预报的物理基础。
地震震源和地震波传播介质的各种参数在强震前的变化早就被当作地震预测的地震学前兆指标,随着地震预测的深入研究,以及我国“十五”台站数字化改造的完成,我们在进一步研究地震时空强分布特征的同时,加强对地震波的运动学和动力学特征的研究,从中提取震源,我们意识到加强对地震波的运动学和动力学的研究,从中提取震源信息,对增强地震预测的物理基础,提高地震预测的水平是十分必要的。
地震是地球内部物质运动的结果,这种运动反映在地壳上,使得地壳产生破裂,促成了断层的生成、发育和活动。
地震前后的地形变测量和地震波的观测研究等结果确认,天然构造地震是地下岩层的突然错动引起的。
发生错动的岩层可称为地震断层。
断层活动诱发了地震,地震发生又促成了断层的生成与发育,因此地震与断层有密切联系。
地壳中的断层密如织网。
实际地震断层的几何形状可能很复杂,但对多数地震,特别是小地震,作为初级近似,总体上可将地震看成是沿一个平面断层发生的突然错动引起的。
2、前人对震源机制解的研究历程地震震源处地球介质的运动方式。
通常所说的震源机制是狭义的,即专指研究构造地震的机制而言。
构造地震的机制是震源处介质的破裂和错动。
震源机制研究的内容包括,确定地震断层面的方位和岩体的错动方向,研究震源处岩体的破裂和运动特征,以及这些特征和震源所辐射的地震波之间的关系。
对地震震源的研究开始于20世纪初叶。
1910年提出的弹性回跳理论,首次明确表述了地震断层成因的概念。
在地震学的早期研究中,人们就已注意到P波到达时地面的初始振动有时是向上的,有时是向下的。
20世纪的10~20年代,许多地震学者在日本和欧洲的部分地区几乎同时发现,同一次地震在不同地点的台站记录,所得的P波初动方向具有四象限分布。
日本的中野广最早提出了震源的单力偶力系,第一次把断层的弹性回跳理论和P波初动的四象限分布联系起来。
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c b
c
b
平面 c 水平
a
节面 a、b 与平面 c 相 交,将平面 c 划分为四 部分,P波初动在水平 面内也呈对称分布。
工程地震导论
震源机制解
–震源机制的涵义 –断层破裂震源参数 –震源模型 –震源球面 – 赤平投影原理 – P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
震源球面
O
地面
+
-
F - 震源球
Sn
地心
M—莫氏面 C—康氏面
F — 震源;O — 震中;S1, S2, … , Sn — 观测点
震源球面与地震射线的关系
近震射线、远震射线与投影球面的关系
S2
S1
O
S3
S4
至…
远震射线
至 Sn-1
近震射线
F
至 S5
至 Sn
近震射线大多穿过上半球面,远震射线多数穿过下半球面
工程地震导论
震源机制解
– 震源应力场
力轴(压力轴 P、拉力轴 T、中性轴 N)产状 震前应力 0、震后应力 1 应力降 = (0 1)/2 平均应力 m = (0 +1)/2 视应力 s = m
– 地震矩 M0 = A Dm ( :断裂岩体剪切模量)
工程地震导论
震源机制解
–震源机制的涵义 –断层破裂震源参数 –震源模型 –震源球面 – 赤平投影原理 – P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
d
赤平面
180°
走向
S
— 平面的持平投影:大圆弧
l — 直线的持平投影:点
90° E
di r cos
倾向
di
d 倾向地震导论
震源机制解
–震源机制的涵义 –断层破裂震源参数 –震源模型 –震源球面 – 赤平投影原理 – P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
–震源机制的涵义 –断层破裂震源参数 –震源模型 –震源球面 – 赤平投影原理 – P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
赤平投影原理
U 上极点
N n 上半球
赤平面
W
赤道
下半球
S
投影球
下极点 D
下半球投影
E
直线的投影
l
平面的投影
直线和平面的赤平投影
赤平投影原理
投影结果
N
走向
0°
的法线
l W 270°
断层破裂震源参数
几何参数
– 节面(断面)产状 – 断面尺度(断裂长度L、宽度 W 或半径 r)
运动学参数
– 破裂传播方向 – 破裂传播速度 vf – 断层错动历时 – 错距 D(最大错距 Dmax和平均错距 Dm )
断层破裂震源参数
力学参数
– 地震能量
震源释放能量 E、地震波能量 EW 地震效率 = EW / E
y
P轴
0°
T轴
270°
90°
x
T轴
180°
P轴
双力偶源P波辐射图案 Ur = Asin2
y
P轴
0°
T轴
90°
270°
x
T轴
180°
P轴
双力偶源S波辐射图案 U = Bcos2
倾斜节面(断层面)与水平面的交切
节面 a、b 倾斜正交
a
节面 a、b 将两者的法 平面分割为四个象限。 P波初动在法平面内呈 对称的四象限分布。
– In the case of a fault-related event it refers to the orientation of the fault plane that slipped and the slip vector and is also known as a fault-plane solution.
震源机制的涵义
震源机制
– 震源区在地震发生时的力学过程。 – 震源断层面的方位和滑动矢量,亦称“断层解”。
Focal mechanism
– the inelastic deformation in the source region that generates the seismic waves.
震源模型 — 集 中 力 系 模 型
单力源 z y x y
x
单力偶源 z y x y
x
双力偶源 z y
x y
x
震源模型 — 集 中 力 系 模 型
270°
y
0°
90°
x
180°
单力源P波辐射图案 Ur = Acos
y
0°
90°
270°
x
180°
单力源S波辐射图案 U = Bsin
辐射图案与各个方位上地震波波形的对应关系
y
0°
270°
180°
0°
30°
60°
90°
x
90°
120°
150°
180°
震源模型 — 集 中 力 系 模 型
y
P轴
0°
T轴
270°
90°
x
T轴
180°
P轴
单力偶源P波辐射图案 Ur = Asin2
y
P轴
0°
T轴
90°
270°
x
T轴
180°
P轴
单力偶源S波辐射图案 U = Bsin2
震源模型 — 集 中 力 系 模 型
+
F — 震源;O — 震中
剖面上断层错动与P波初动方向的分布
震源球面
P
S2
震源球 PO P
F
地面
P — 直达波
Pg — 康氏面首波
Pn — 莫氏面首 波 Pg
Pn
S1
震源到每一个观测点都有一条射线相连。 每条射线与震源球面都有一个交点。 震源球可以任意小到震源球包围的所有 射线均可视为直线。
Pn
From Wikipedia, the free encyclopedia last modified on 6 November 2010 at 03:26.
工程地震导论
震源机制解
–震源机制的涵义 –断层破裂震源参数 –震源模型 –震源球面 – 赤平投影原理 – P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
工程地震导论
中国地质大学(北京) 孙进忠
工程地震导论
绪论 地震和地震现象 地震活动性 震源机制解 场地地震效应 地震影响评价 场地工程地震勘察与评价
工程地震导论
震源机制解
工程地震导论
震源机制解
–震源机制的涵义 –断层破裂震源参数 –震源模型 –震源球面 – 赤平投影原理 – P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
O
P
iP
近震直达波
iP
的离源角
震源球
F
Ah Av i P P
射
P
i P Av
线
Ah
P波初动位移图示
震源球
PO P
F
iPn iPn
地面
P iPg
g
iPg
首波的离源角
iPn
Pn
iPn
地心
M—莫氏面 C—康氏面
iPn
P波初动的赤平投影
将震源球面作为投影球,保留下半球投影。近震 射线反向延伸至下半球面。
将各个地震台站(观测点)与震源对应的射线按 直线投影到赤平面上。
台站投影参数
台站方位角: z
射线离源角: i (与射线的倾角互余) P 波初动方向: 向上 ,向下
P波初动、震源节面和力轴的赤平投影