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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

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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...

作者：汪小厉中国科学技术大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：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

综合研究2014年霍山M_S4.3地震序列的震源机制变化过程

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地震地质 2015年第4期37卷 1004-1019页

作者：倪红玉刘泽民洪德全汪小厉赵朋安徽省地震局合肥230031 蒙城地球物理国家野外科学观测研究站蒙城233500

综合利用震源一致性参数、体波谱振幅相关系数、单台的P波初动和振幅比方法研究2013年10月以来霍山MS4.3地震序列震源机制的变化过程,进而科学判定该序列的类型,探索震后地震趋势的判别方法。结果表明,2014年4月20日霍山MS4.3地震前,霍... 详细信息

综合利用震源一致性参数、体波谱振幅相关系数、单台的P波初动和振幅比方法研究2013年10月以来霍山MS4.3地震序列震源机制的变化过程,进而科学判定该序列的类型,探索震后地震趋势的判别方法。结果表明,2014年4月20日霍山MS4.3地震前,霍山地震序列的震源一致性参数低于多年均值,体波谱振幅相关系数在0.9附近波动、持续处于高值状态,单台的P波初动总体优势分布明显、振幅比较为一致,均显示霍山MS4.3地震前序列的震源机制较为一致,为前震序列;霍山MS4.3地震后,序列的体波谱振幅相关系数较低,在0.6附近波动,单台的P波初动、振幅比较为紊乱,表明霍山MS4.3地震后序列的震源机制较为紊乱,为余震序列,后续发生更大地震的可能性不大。因此,霍山MS4.3地震前后震源区的震源机制经历了散乱—一致—散乱的过程。

关键词：震源一致性参数体波谱振幅相关系数初动振幅比霍山M_s4.3地震

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LSTM神经网络拾取地震P波到时

地震 2023年第4期43卷 67-75页

作者：吴为治汪小厉何泽平安徽省勘查技术院安徽合肥230041 安徽省地震局安徽合肥230031

震相到时拾取是地震学的一个基础问题,本文针对该问题发展了地震P波到时自动拾取的LSTM神经网络方法。该方法将到时问题转化成到时标签化后的概率问题,建立了一个4层网络模型,利用朝鲜核爆地震垂向数据进行了模型的训练,成功对后续核爆... 详细信息

震相到时拾取是地震学的一个基础问题,本文针对该问题发展了地震P波到时自动拾取的LSTM神经网络方法。该方法将到时问题转化成到时标签化后的概率问题,建立了一个4层网络模型,利用朝鲜核爆地震垂向数据进行了模型的训练,成功对后续核爆地震P波到时做出准确的拾取,且该方法对一定信噪比的数据仍具有一定适应性。通过对添加不同程度噪声的随机截取的输入数据进行可靠性分析,结果表明需要输入P波之后10s以上的波形才能有稳定的拾取结果。该方法作为一种人工智能的方法,为波形到时自动拾取提供了新的方法。

关键词： LSTM神经网络震相到时拾取核爆地震

基于背景噪声成像方法研究郯庐断裂带中南段及邻区地壳速度结构与变形特征

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地球物理学报 2019年第7期62卷 2490-2509页

作者：孟亚锋姚华建王行舟李玲利冯吉坤洪德全汪小厉中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理实验室合肥230026 安徽省地震局合肥230031 蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城233527

郯庐断裂带是贯穿我国东部北北东走向的一条深大断裂,其中南段及其邻区(115°E-121°E,29.5°N-35°N)穿过了大别造山带、苏鲁造山带、长江中下游成矿带及合肥盆地.为了研究该区域地壳速度结构及变形特征,我们使用安徽省和江苏省及其周... 详细信息

郯庐断裂带是贯穿我国东部北北东走向的一条深大断裂,其中南段及其邻区(115°E-121°E,29.5°N-35°N)穿过了大别造山带、苏鲁造山带、长江中下游成矿带及合肥盆地.为了研究该区域地壳速度结构及变形特征,我们使用安徽省和江苏省及其周边地区105个台站(固定台站98个,流动台站7个)的垂向连续波形数据,时间范围从2014年5月到2015年7月,共计14个月.利用背景噪声互相关方法,从垂直分量互相关函数中最终提取了2590条瑞利面波相速度频散曲线,反演得到周期范围为5~30s的瑞利波方位各向异性相速度分布图,再反演每个网格点瑞利面波相速度频散得到一维层状横波速度模型,然后拼合起来组成三维横波速度模型.根据本文反演结果并综合已有资料,我们得出如下结论:(1)在北大别、蚌埠隆起、长江中下游成矿带、合肥盆地北部大桥凹陷区域存在中地壳横波高速体,可能与岩石圈和下地壳拆沉以及中生代中国东部大范围岩浆活动有直接关系,更深层原因可能与古太平洋俯冲相关;(2)苏鲁造山带南缘,垂直于嘉山响水断裂,从南向北中上地壳低速体深度变浅,这个低速体可能是高压/超高压变质岩与扬子板块接触处的破碎带,是扬子板块与华北板块接触的边界;(3)郯庐断裂合肥-嘉山段两侧以及大别造山带东缘短周期瑞利面波相速度快轴方向与郯庐断裂带走向基本一致,可能是三叠纪碰撞期与白垩纪时期的大规模左旋走滑活动的结果;(4)合肥盆地南部15~20s周期的瑞利波相速度快轴方向为北西-南东向,反应该区域中下地壳快波方向为北西-南东向,推测是大别造山带折返的痕迹;(5)郯庐断裂带的结构和地震活动性存在明显的分段性,嘉山-郯城段郯庐断裂带现今地震活动性弱,但发生过较强的古地震,推断现今郯庐断裂带宿迁段可能处于闭锁状态,从长远来看要注意该地区发生大震的可能.

关键词：郯庐断裂带背景噪声成像瑞利面波方位各向异性地壳速度结构地壳形变

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秦岭—大别东段应力状态研究

地震 2019年第3期39卷 138-148页

作者：倪红玉刘泽民洪德全赵朋汪小厉安徽省地震局安徽合肥230031 蒙城国家野外观测研究站安徽蒙城230026

本文首先通过Snoke发展的利用P波、 SV波和SH波的初动和振幅比方法计算秦岭—大别东段2008年以来83次M_L≥2.5地震的震源机制解,然后通过FMSI方法反演得到平均应力场的方向特征:近东西向的水平挤压和近南北向的水平拉张作用,与参数统计... 详细信息

本文首先通过Snoke发展的利用P波、 SV波和SH波的初动和振幅比方法计算秦岭—大别东段2008年以来83次M_L≥2.5地震的震源机制解,然后通过FMSI方法反演得到平均应力场的方向特征:近东西向的水平挤压和近南北向的水平拉张作用,与参数统计结果一致;进而通过震源机制的一致性参数分析应力场方向的变化信息。分析表明震源机制解呈现了由变化紊乱、偏离平均应力场到变化一致、趋于平均应力场再到变化紊乱、偏离平均应力场的变化过程,在显著地震前,研究区整体的震源机制一致性参数处于持续低值状态;计算了2008年以来93次M_L≥2.5地震的视应力,拟合视应力与震级的关系,分析扣除震级影响的差视应力随时间变化特征,近似反映研究区应力大小的变化。分析表明显著地震前研究区的差视应力值呈现出明显的先上升后下降的变化过程,在下降过程中发生地震;最后利用震源机制一致性参数和差视应力综合分析研究区的应力状态,均表明显著地震前震源区的构造应力场增强。目前研究区的震源机制一致性参数较高、差视应力较低,研究区的应力水平较低。

关键词：震源机制解应力场震源机制一致性参数视应力应力状态秦岭—大别东段

基于主成分方法分析2013年甘肃岷县漳县6.6级地震前地磁日变化异常

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地震 2022年第1期42卷 122-132页

作者：李军辉何康王燚坤汪小厉安徽省地震局安徽合肥230031 蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城233500

选用2013—2014年兰州台、天水台、寺滩台3个台站地磁垂直分量分钟值数据,利用调和分析剔除1~4次地磁日变化谐波成分,在此基础上对3个台站地磁Z分量数据进行主成分分析,计算结果显示:2013年7月22日岷县漳县6.6级地震前,最小的第三主成分... 详细信息

选用2013—2014年兰州台、天水台、寺滩台3个台站地磁垂直分量分钟值数据,利用调和分析剔除1~4次地磁日变化谐波成分,在此基础上对3个台站地磁Z分量数据进行主成分分析,计算结果显示:2013年7月22日岷县漳县6.6级地震前,最小的第三主成分在2013年4月20日至6月10日出现明显的增强变化,超出阈值,异常持续50 d左右;同时,在信号的子空间中特征矢量的方向也出现同步的异常扰动,震后恢复到原来的水平,其他时段第三主成分未出现类似变化。据此认为,这些异常信号与2013年岷县漳县6.6级地震相关。研究结果表明,PCA方法对地震电磁异常的提取是有效的。

关键词：主成分分析地磁日变化调和分析地磁异常

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金寨震群震源深度确定及成因初步分析

中国地震 2017年第2期33卷 269-279页

作者：汪小厉李玲利杨源源安徽省地震局合肥市长江西路558号230031 蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城233500

金寨震群自2014年8月份开始活跃,随后发生多次有感中小震。震区群众反映对ML≥1.0地震均有感,并伴随有地声现象,可能是震源深度较浅的原因。本文主要利用s PL深度震相计算金寨震群地震的震源深度,共识别出16个地震的s PL震相,计算结果显... 详细信息

金寨震群自2014年8月份开始活跃,随后发生多次有感中小震。震区群众反映对ML≥1.0地震均有感,并伴随有地声现象,可能是震源深度较浅的原因。本文主要利用s PL深度震相计算金寨震群地震的震源深度,共识别出16个地震的s PL震相,计算结果显示,这16个地震的震源深度分布在3.0~4.7km,比2014年4月20日霍山M_S4.3、2011年6月7日桐城MS3.6地震的震源深度浅。同时利用hypo DD方法对该震群进行重定位,并在此基础上计算得到震群的扩展系数为0.27m^2/s,这与前人对龙滩水库、小浪底水库诱发地震的计算结果接近。结合震群震源深度浅、扩展系数较小及时间丛集、空间紧密等特征对震群成因进行了初步分析,认为该震群可能由水库诱发。

关键词：金寨震群深度震相扩展系数水库诱发

庐江地热温泉1号井水氡远场强震震后效应及机理分析

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地震学报 2020年第6期42卷 732-744,I0002页

作者：方震黄显良汪小厉杨源源倪红玉张彬安徽省地震局合肥230031 安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城233500 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085

庐江地热温泉1号井位于郯庐断裂带上,水氡测项出现远场强震震后效应现象。通过收集郯庐断裂带安徽段沿线9个主要地震观测井、地热温泉井和地表水样品,检测水样的阴阳离子和同位素,对比分析庐江地热温泉井地下水的来源深度,研究其震后效... 详细信息

庐江地热温泉1号井位于郯庐断裂带上,水氡测项出现远场强震震后效应现象。通过收集郯庐断裂带安徽段沿线9个主要地震观测井、地热温泉井和地表水样品,检测水样的阴阳离子和同位素,对比分析庐江地热温泉井地下水的来源深度,研究其震后效应及机理。结果表明:地热温泉井水化学类型复杂,温泉井L01,L03,L07和SC井的Cl-浓度较高、 HCO-3/Cl-和SO42-/Cl-浓度比值较低,体现出地下热水径流交替作用强烈,L11井有较大比例的冷水混入,L03井有较浅的热源埋深。庐江地热温泉井和舒城井的水样具有明显的壳源特征,L01井和SC井地表出露温度最高、L01井循环深度最深,由Na-K-Mg三角图估算L01井循环深度达12 km,反映出较多的深部构造活动信息。分析认为庐江地热温泉1号井以垂向补给方式为主,具有较深的热源埋深,远场强震的地震波引起较弱的区域构造活动,改变了深部热源的补给量,从而引起水氡上升的同震响应现象。

关键词：温泉井同位素地球化学特征震后效应

2011年11月6日美国俄克拉何马5.6级地震震源参数测定及成因初步研究

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中国地震 2015年第2期31卷 308-318页

作者：汪小厉倪四道陈伟文吴为治中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理研究所合肥市金寨路96号230026 蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城233500 中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077

2011年11月6日3时,美国俄克拉何马州发生了5.6级地震。此次地震是该地区100多年以来的最大地震,因该区地震活动性低,故需要对此次地震成因开展研究。本文采用CAP(Cut And Paste)方法对该地震分别进行近震、远震以及近远震联合反演,得到... 详细信息

2011年11月6日3时,美国俄克拉何马州发生了5.6级地震。此次地震是该地区100多年以来的最大地震,因该区地震活动性低,故需要对此次地震成因开展研究。本文采用CAP(Cut And Paste)方法对该地震分别进行近震、远震以及近远震联合反演,得到了震源机制解与震源深度。其中联合反演得到的机制解参数为:节面Ⅰ:234°/81°/-170°;节面Ⅱ:143°/81°/-9°;震级为MW=5.6。为了验证近震结果的可靠性,采用不同模型对近震数据进行反演测试,发现震源断层面解结果有3°的偏差,震源深度结果有0.5km偏差。CAP结果显示,该地震的质心深度为5.0km左右,属于浅源地震。同时,根据地震震源参数的标度分析,得到破裂区宽度约为7.0km,此次地震破裂区上缘可达1.4km深,下缘深度达8.4km。破裂上缘在该区域井的注水深度范围之内,由此推测该地震可能与当地页岩气开采过程中的注水活动有关。

关键词：俄克拉何马地震震源深度波形反演注水触发