美国俄克拉何马（Oklahoma）州地震震源参数测定及地震成因初步分析

作     者：汪小厉 

作者单位：中国科学技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：倪四道

授予年度：2014年

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

主      题：俄克拉何马州 注水诱发 CAP方法 震源深度 震源机制 深度震相 

摘      要：震源参数(震源深度,断层走向、倾角和滑移角等)的准确测定对于地震成因的研究具有重要的指导意义。对于M3.0-M6.0级中等地震,可以采用点源近似进行研究。其中M3.0-M5.0级地震,在近台稀疏的情况一般采用近震深度震相如sPL等震相来确定深度,而在近台密集时则可以采用HYPO2000等走时反演方法确定地震深度;对于-M6.0级地震,其远震波形具有较好的信噪比,可以有效地弥补近台数据不足的缺陷,从而较好地反演震源机制解及震源深度。1994年,Zhao(?)Hemlberger提出的基于波形的CAP(Cut And Paste)方法,经过改进与发展,可以对近震数据及远震数据进行震源参数反演。对于中小地震事件,可以使用近震CAP方法反演其震源机制解以及震源深度;而对于较大地震,可以利用远震波形有效地反演震源机制解与震源深度。 本文对美国俄克拉何马(Oklahoma)州2010至2012年ML3.0-ML5.7级的17个地震的进行了研究。首先,基于近场波形,利用CAP方法对这些地震进行震源机制解和震源深度的反演,结果表明所研究的该地区的多数地震是走滑地震,部分地震为逆冲地震并含有少量走滑成分,且深度在3km～11.9:km,其中16个地震深度集中在2km～6km,属于浅源地震。而对于其中2011年11月06日M5.6级地震,是该地区历史上的最大地震,利用了远震波形并结合近震波形对其进行了反演,结果表明近震、远震及近远震联合反演结果较一致,表明此次的M5.6级地震为走滑型地震,深度为5km左右。其次,对于CAP方法反演震源深度的准确性,我们选取16个事件中的部分地震并利用HYP02000与深度震相sPL方法对其震源深度结果进行了验证。HYPO2000和深度震相sPL方法的结果表明所选取地震的震源深度与CAP方法反演结果一致,进一步验证了该地区的多数地震为浅源地震。 美国俄克拉何马(Oklahoma)州地震,可能与注水有关。例如已有研究表明2011年1月俄克拉何马(Oklahoma)州发生的一系列地震可能是由注水诱发的。而这些地震的波形与该地区其他地震波形不同,其P波振幅相对较弱、尾波能量较强,在水平和垂直分量上的能量较为接近,这与在本文研究中的结果一致。同时,本文的研究结果表明所研究的美国俄克拉何马(Oklahoma)州的地震多数为走滑型地震,少数为逆冲地震兼有少量走滑成分,其震源深度为3-11.9km。其中多数地震的震源深度分布在以3-6km范围内,这一深度范围与该地区注水井的深度范围接近,说明所研究地震可能由该地区页岩气开采过程中的注水过程诱发。