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新疆伽师地区地壳三维速度结构及中强震震源机制揭示的区域孕震环境

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地球科学 2024年第2期49卷 451-468页

作者：梁姗姗徐志国黄小宁张广伟邹立晔周元泽中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国地震台网中心北京100045 国家海洋环境预报中心北京100081 自然资源部海洋灾害预报技术研究重点实验室北京100081 昆仑数智科技有限责任公司北京100007 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085

为了详细探讨伽师震区上地壳精细速度结构与地震活动的关系,基于新疆数字地震台网提供的震相观测报告和宽频带波形数据,使用双差层析成像方法获得了伽师地区(76.5°E~78.0°E,39.3°N~40.3°N)2009年以来地震精定位结果和较高分辨率的三... 详细信息

为了详细探讨伽师震区上地壳精细速度结构与地震活动的关系,基于新疆数字地震台网提供的震相观测报告和宽频带波形数据,使用双差层析成像方法获得了伽师地区(76.5°E~78.0°E,39.3°N~40.3°N)2009年以来地震精定位结果和较高分辨率的三维V_(P)、V_(S)和V_(P)/V_(S)结构,并分析了2020年伽师M_(S)6.4地震序列中M_(S)≥5.0地震的全矩张量解,综合研究区域内地震时空分布特征、震源机制和速度结构等信息,探讨伽师震源区发震构造及孕震环境.结果表明,研究区重定位后的地震分布与已知断裂相关性差.2020年伽师M_(S)6.4地震序列呈NNW和近EW向2个优势方向分布,其余震在震后48 h内主要在距主震约20 km处近EW向的奥兹格尔他乌断裂上及其附近展布;序列中4次中强地震全矩张量解显示出具有明显的非双力偶成分,均为体积缩小的压性破裂;伽师地区地壳速度结构存在明显的不均匀性:2020年伽师M_(S)6.4地震震中位于P波高速体内、S波高速体边缘及低波速比区域,且在中下地壳存在大范围的S波低速异常.结合周边地质构造及前人研究结果,我们认为,2020年M_(S)6.4主震的发震构造为柯坪塔格推覆体中的近EW向隐伏逆断裂,与其共轭的NNW向隐伏断裂也参与了整个伽师M_(S)6.4地震序列的发震过程.伽师地区强震频发是塔里木盆地向南天山持续俯冲挤压,触发推覆构造和盆山交界处若干隐伏断裂活动的构造运动结果,速度结构所揭示的介质横向不均匀性也造成震源破裂机制的多样性.

关键词：伽师地区地震定位速度结构全矩张量孕震环境

2023年10月24日甘肃肃北Ms5.5地震震源机制及发震构造

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华北地震科学 2024年第2期42卷 51-58页

作者：张潇李振月郭祥云崔华伟盛书中王甘娇米梓菲徐仁义东华理工大学地球物理与测控技术学院南昌330013 中国地震局地球物理研究所北京100081 山东省地震局济南250014 江西省地震局南昌330036

收集到青海和甘肃区域地震台网记录的宽频带地震波形和震相观测数据,利用ISOLA近震全波形方法对2023年10月24日甘肃肃北Ms5.5地震进行矩张量反演,得到震源机制解和矩心深度;通过双差定位方法获得地震序列精定位结果和时空分布特征,并结... 详细信息

收集到青海和甘肃区域地震台网记录的宽频带地震波形和震相观测数据,利用ISOLA近震全波形方法对2023年10月24日甘肃肃北Ms5.5地震进行矩张量反演,得到震源机制解和矩心深度;通过双差定位方法获得地震序列精定位结果和时空分布特征,并结合该地区构造背景对发震构造进行分析。获得肃北Ms5.5地震震源机制解参数为:节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角为170°、73°和108°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角为300°、24°和42°,震源矩心深度为4km;重定位后,此次地震序列震中集中分布在长约22km、宽约10km的区域内,地震丛集的优势方向为NNW-SSE向。通过对震源机制解、定位结果、区域构造背景等进行分析,推测震源机制解节面Ⅰ为发震断层面,此次地震为发生在隐伏断层上的一次逆冲兼有走滑型地震事件,发震断裂与周边主要断裂的性质一致。

关键词：震源机制全矩张量肃北地震发震构造地震重定位

三峡库区秭归与巴东交界MS4.0地震矩张量及应力环境研究

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地球物理学报 2021年第2期64卷 484-497页

作者：吴海波王杰邹正波陈俊华中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室) 武汉430071 湖北省地震局武汉430071

三峡库区湖北秭归与巴东交界地区2013年以来发生5次M S4.0以上地震.本文基于湖北、重庆等省属13个测震台站宽频带波形数据,采用kiwi软件包和rapidinv12程序反演了这些地震的全矩张量解,结果显示所有地震双力偶解均为走滑兼逆断性质,两... 详细信息

三峡库区湖北秭归与巴东交界地区2013年以来发生5次M S4.0以上地震.本文基于湖北、重庆等省属13个测震台站宽频带波形数据,采用kiwi软件包和rapidinv12程序反演了这些地震的全矩张量解,结果显示所有地震双力偶解均为走滑兼逆断性质,两个节面走向、倾角、滑动角与P、T轴走向和倾俯角的一致性均较好,主压应力P轴NWW走向,倾角近水平,主张应力T轴NNE走向.与三峡库区现今构造应力场比较,这5次地震主压应力P轴与主张应力T轴的平均方向与其大体一致,并且节面1平均走向也与附近主要断裂:高桥断裂和周家山—牛口断裂走向大体一致,反映了这些地震受到区域现今构造应力环境的控制与影响.通过对地震矩张量的ISO+DC+CLVD分解显示,所有地震的ISO成分均低于10%,纯双力偶DC成分偏少而CLVD成分较多,主要与震源区地下浅层介质复杂的各向异性、多重剪切错动或液态下拉张错动有关.结合震源区局部特殊的岩层岩性结构和水文地质环境,分析认为库水长时期的侵蚀溶蚀与加卸荷载作用,有利于引起局部岩层强度降低,在特殊水位时段将触发岩层失稳而滑动破裂,这5次地震中CLVD成分较多正是这一复杂过程的重要体现.

关键词： kiwi方法全矩张量 CLVD 构造应力环境

水力压裂诱发的剪张型微地震震源机制矩张量反演方法

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石油地球物理勘探 2019年第4期54卷 826-835,I0010页

作者：唐杰温雷李聪戚瑞轩中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071

受井中接收器数量的限制以及井中监测张角小且方位单一等因素的影响,井中微地震监测信号的震源定位和震源机理分析结果有时不够准确。为此,研究了利用地表接收的P波初动振幅信息反演压裂裂缝震源机制解的方法原理,首先利用点源在均匀弹... 详细信息

受井中接收器数量的限制以及井中监测张角小且方位单一等因素的影响,井中微地震监测信号的震源定位和震源机理分析结果有时不够准确。为此,研究了利用地表接收的P波初动振幅信息反演压裂裂缝震源机制解的方法原理,首先利用点源在均匀弹性介质中P波和S波的质点运动方程计算格林函数,然后通过理论模型计算振幅信息,最后测试、分析矩张量反演方法的应用效果,得到以下认识:①采用全矩张量反演时各向同性(ISO)分量相对补偿线性矢量偶极(CLVD)分量对误差不敏感,这是由于在矩张量分解时,ISO分量是矩张量特征值的线性函数,而CLVD分量是非线性函数;②观测系统对非双力偶(非DC)分量的反演结果非常重要,合适的观测系统可增加地震矩张量DC和非DC分量分析的可信度;③辐射花样可观测破裂面的几何分布和破裂机制类型,不同震源类型的辐射花样间存在差异,因此有限的震源球覆盖导致反演多解性。

关键词：微地震震源机制反演 ISO CLVD 非DC 全矩张量矩张量偏量

基于全波形匹配的微地震震源机制反演及其应用

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基于全波形匹配的微地震震源机制反演及其应用

作者：张佩中国科学技术大学

学位级别：硕士

致密气、煤层气和页岩气等非常规油气资源在日益增长的低碳燃料供应方面起着越来越重要的作用。这主要得益于水平井钻井和水力压裂技术在低渗透性储层中的发展应用。水力压裂诱发的微地震能够帮助我们了解水压致裂的裂缝几何分布状况,... 详细信息

致密气、煤层气和页岩气等非常规油气资源在日益增长的低碳燃料供应方面起着越来越重要的作用。这主要得益于水平井钻井和水力压裂技术在低渗透性储层中的发展应用。水力压裂诱发的微地震能够帮助我们了解水压致裂的裂缝几何分布状况,估计经过压裂改造的岩石的体积。通过对非常规油气开采中诱发的微地震进行定位和震源机制研究,我们不仅能够刻画水压致裂的破裂过程,而且可以对钻井孔周边区域的断裂分布情况进行描述,这为我们构建断裂储层模型提供了非常重要的先验信息和约束。目前,人们常用P波初动极性法、振幅比法和波形矩张量反演方法进行地震的震源机制研究工作。由于微地震震级小,破裂释放的能量有限,仅有少数台站能够记录到震动信息,利用常规的P波初动极性和振幅比方法不能准确得到微小事件的震源机制解。所以本文使用了矩张量反演方法,其主要基于全波形匹配的思想,利用理论地震图和实际地震记录的最佳匹配拟合反演来确定震源机制解。全波形匹配方法的目标函数中不仅包含波形的振幅和相位信息,而且加入了P波初动和纵横波振幅比信息,既充分利用了波形信息,也可以对反演加以约束,避免仅靠部分波形数据反演导致的不确定性。首先,为了验证波形匹配方法的稳健性,我们使用不同地区的速度模型和震源参数进行了合成数据测试。两类模型测试结果都表明此波形匹配方法稳定可靠,可用于解决微地震的震源参数确定问题。然后,我们将波形匹配方法应用于美国犹他州中西部的Cove Fort-Sulphurdale地热资源富集区。震源机制反演结果显示,所选取地震的断层面解的走向大部分趋于南北向,与区域应力图显示的最大水平主应力优势取向—南北方向,具有较好的一致性。前人研究结果表明该地区处于近东西向的拉张应力作用下,南北方向应该是主压应力的优势取向,与基于震源机制的应力分析得到结果比较一致,符合目前人们对该地区的构造认知。为了更清楚地了解Cove Fort-Sulphurdale地热区的断裂构造特征,我们也对该区域进行了各向异性研究。横波分裂分析结果说明各向异性主要存在于浅部区域;各台站快波的极化方向指向南北向,说明如果各向异性主要是由该地区的断裂构造引起,那么该地区的主要断层或裂缝的方向应该是南北向。最后,鉴于文章讨论的震源机制反演主要是基于双力偶点源假设,它虽然简化了问题,减小了介质各向异性等不均匀性存在时反演的不确定性。然而,它得到的解并不完整,不包含体积变化和补偿线性向量偶极(CLVD)成分。对非双力偶成分的认知,特别是体变成分,对理解破裂过程、评价压裂工作效率非常重要。为此,我们将断层面解反演拓展为基于波形匹配的全矩张量反演,以确保震源机制反演结果的准确性。考虑到精度和准确性,矩张量参数的搜索间隔较小,网格搜索效率较低。为此,我们使用差分进化算法进行改进,加速反演过程。合成数据测试结果表明,与断层面反演相比,经过DE改进的矩张量反演也能够准确得到震源机制解信息,计算效率与网格搜索相比提高了几十倍。

关键词：微地震震源机制波形匹配全矩张量横纵波振幅比地热横波分裂各向异性

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震震源区断层系统的几何复杂性

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地震地质 2021年第4期43卷 827-846页

作者：梁姗姗徐志国张广伟邹立晔刘艳琼郭铁龙中国地震台网中心北京100045 国家海洋环境预报中心北京100081 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085

地震精定位及震源机制反演能够提供发震构造信息,特别在地表无明显断层迹线的震源区,可有效揭示隐伏断裂的深部几何结构。文中采用双差定位方法对2021年5月18日—6月4日期间云南区域台网记录到的漾濞M_(S)6.4地震序列进行精定位,得到主... 详细信息

地震精定位及震源机制反演能够提供发震构造信息,特别在地表无明显断层迹线的震源区,可有效揭示隐伏断裂的深部几何结构。文中采用双差定位方法对2021年5月18日—6月4日期间云南区域台网记录到的漾濞M_(S)6.4地震序列进行精定位,得到主震前4d和主震后14d共3233次地震事件的空间位置,并计算了漾濞震源区的b值;进一步利用云南和四川区域台网记录的波形数据,采用近震全波形反演方法得到了包括主震在内10个4.0级以上地震的全矩张量解,并反演得到震源区构造应力场。地震定位结果显示,前震序列和余震序列在时空分布上存在明显差异:前震主要在NW-SE方向呈条带状分布,且震中位置存在往返迁移现象;余震主要在NW和NE 2个方向分布,呈不对称共轭断层分布形态,在NW向地震带南端存在多组不同走向的余震分布,暗示震源区介质及断层几何结构的复杂性。b值随时间变化的结果显示,主震前b值已有上升趋势,表明震前震源区应力积累已开始逐步得到释放,可能和本次地震为前震-主震-余震的序列类型有关;而主震发生后b值的变化幅度较大,可能反映余震活动较为剧烈,应力释放变化较大。震源机制结果显示地震以走滑型为主,正断分量其次,并包含显著的非双力偶成分,可能表明震源区NW及NE向断裂交错分布,地震破裂并非简单地沿断层平面滑动。综合上述结果以及近SN向挤压、EW向拉张的应力场环境,我们认为漾濞M_(S)6.4地震序列的发震构造为位于宝山地块内部一条NW向的高倾角右旋走滑断裂,可能是与维西-乔后-巍山断裂平行的次级断裂,并且该断裂在南段包含多条NE向分支断裂。文中结果表明漾濞震源区断层系统几何结构的复杂性控制了地震序列时空分布范围及震源破裂的多样性。

关键词：漾濞M_(S)6.4地震分支断层 b值全矩张量应力场