小震震源机制与应力场反演方法及其应用研究

来源 :国际地震动态 | 被引量 : 19次 | 上传用户:jingcheng0417
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
众所周知,构造应力场的分析与研究在地球科学研究以及生产实践应用中都具有相当重要的地位。同样我们也知道,天然地震的震源机制在构造应力场的分析和研究中具有相当重要的地位。地震矩张量的引入使地震产生的远场位移与描述震源机制的地震矩张量之间成为线性关系。如果地震产生的位移与描述地震波传播路径效应的格林函数已知,则很容易通过波形反演得到地震矩张量,即震源机制。然而,波形反演技术只适用于远场记录或较大的地震,最多应用到区域地震记录或中等大小的地震。由于近场距离上合成格林函数很难近似实际的介质响应,所以波形反演方法不再适合于近场记录或小震。在应用近场记录确定小震的震源机制方面一直以来都没有像波形反演技术那样被广泛认可且较为统一的方法和技术。因此,学习和吸收已有研究成果,探索确定小震震源机制的新方法就成为本研究的第一项任务。利用震源机制解反演构造应力场方法主要有两种,一种假设应力场最大切应力的方向与断层滑动方向一致,并由此求解构造应力场;另一种假设众多的震源机制解应力轴的平均方向即为构造应力场的方向,并由此求解构造应力场。两种方法各有优缺点,因此探索利用震源机制解求解构造应力场的方法就成为本研究的第二项任务。基于数十年来已有的研究进展,我们提出了一种地方和区域地震震源机制反演技术-广义极性振幅技术(GPAT),并通过一系列数值实验检验了这种技术的可行性和抗干扰能力。第一,我们从地震波场概念出发,利用P波初动极性与广义震相振幅构建矢量,建立反演系统,并给出求解技术;第二,考虑影响反演结果的各种因素,包括台站布局、台站数目、随机噪声、震中位置误差、震源深度误差和速度模型误差,分别进行了单一因素影响测试;第三,同时考虑各种因素进行了综合测试。实验结果表明,GPAT是可行的,具有良好的抗干扰能力。为了检验广义极性振幅技术(GPAT)的实用性,我们利用GPAT反演确定了49次实际地震的震源机制、矩震级和震源深度。为了检验GPAT对地方地震、区域地震以及远震的适用性,我们选用了震级范围约为ML0.2~Ms7.0之间的地震与震中距范围约在5km-8000km之间的观测资料。对反演结果的分析表明,利用GPAT获取的震源机制结果在合理误差范围内是正确的,利用GPAT获取的矩震级结果是可靠的,而利用GPAT获取的震源深度总体上似乎比常规定位深度深约0.6km。总体而言,GPAT在震源机制、矩震级和震源深度的反演方面表现出良好的实用性。对GPAT进行充分的检验之后,我们将这种方法应用位于小江断裂巧家段的云南巧家台阵记录的1671次地震,获得了这些地震的震源机制解。这些地震的最小震级为ML-0.7,最大震级ML4.7。同样,在学习和参考已有研究的基础上,尤其是吸收已有的综合断层面方法的精髓,基于地震矩张量为应力过量的物理解释,提出了利用震源机制反演应力场的方法-地震矩张量平均方法(TAM) (Tensor-Averaging Method)。这种方法承认大量的震源机制应力主轴的平均方向即为应力场的方向,因此无须区分真实的滑动面,计算效率极高。为了检验TAM方法的可行性和抗干扰能力,我们设计了相关的数值实验。首先检验震源机制的不确定性对反演结果的影响,为此我们假设震源机制的不确定性程度或噪声水平分别为5%,10%,20%,30%和50%,地震事件类型分别为垂直走滑事件、正断层事件、逆断层事件和垂直倾滑事件四种典型类型,震源机制的数目分别为1000,100和20三种。结果表明:(1)不确定性水平对不同类型应力场的影响差别不大; (2)随着不确定性水平的增加,结果的受影响程度呈增大趋势; (3)随着观测资料数目的减少,结果的受影响程度呈增大趋势。然后检验局部应力场相对总体应力场的偏离程度或应力场非均匀性水平对反演结果的影响,为此我们假设偏离水平分别为10%,20%,30%,和50%,采用与上面同样的事件数目和震源机制类型。结果表明: (1)应力场的非均匀性对不同类型应力场的影响差别不大;(2)随着非均匀水平的增加,结果的受影响程度呈增大趋势;(3)随着观测资料数目的减少,结果的受影响程度呈增大趋势。上述实验表明,在合适的干扰水平条件和足够的观测资料情况下,利用TAM可以得到正确的结果,因此TAM方法是可行的,也具有良好的抗干扰能力。为了检验TAM方法的实用性,我们利用已经得到的巧家台阵内部1671次小震的震源机制解反演了这一区域的应力场方向。反演结果表明,应力场方向与当地的GPS速度场具有很好的一致性,也与其他已有的研究结果比较一致。这说明利用TAM方法得到的结果具有实际意义,因此TAM方法是实用的。利用TAM方法得到的应力场具有实际意义,不但是对TAM方法的有力支持,也是对GPAT方法的有力支持。
其他文献
综合地质、地球化学、地球物理以及遥感等多方数据是提高成矿预测的精度重要途径。自国际地球科学联合会1978年推荐6种矿产资源评价与预测方法以来,各种信息综合方法被引入成
广州二轻研究所成立于1978年,是专业从事表面处理技术开发,集科研、生产、销售、服务于一体的知名研究机构之一。为加强本所研发和技术服务力量,本所长期向国内公开招聘以下优秀
期刊
目的:对401例急性髓系白血病(AML)患者细胞遗传学特征及临床实验室特点进行分析,探讨AML预后相关的影响因素,提高对AML患者预后评价的准确性。方法:回顾性分析2011年1月至201
中国东北地区伴随着西伯利亚克拉通与华北克拉通的拼贴完成,其作为中亚造山带的一部分在晚中生代时期经历了强烈的岩石圈伸展过程,发育着大量的断陷裂谷盆地和强烈的火山作用
北方连续下了几天大雪,新年就要到了。女朋友知道我是个火车迷,居然到街上的华联商场,买了这盒火车饼干送我做新年礼物!