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2014年 45卷 第1-2期
2014, 45(1-2): 1-8.
摘要
PDF 3339KB
摘要:
研究了2008年汶川地震期间一条复杂断层系的运动学破裂。我们假定为Hao等(2009)使用干涉合成孔径雷达(InSAR)数据计算的滑动分布,尝试拟合两个近断层台站记录的地震图,其中一个台站位于两个近平行倾斜断层之间。正演数值模拟结果显示,2008年汶川地震期间,两个近平行倾斜的断层同震地产生了破裂。这一结果为逆断层地震的动态断层相互作用提供了约束,与自由表面不影响破裂分支的分支走滑断层不同。
研究了2008年汶川地震期间一条复杂断层系的运动学破裂。我们假定为Hao等(2009)使用干涉合成孔径雷达(InSAR)数据计算的滑动分布,尝试拟合两个近断层台站记录的地震图,其中一个台站位于两个近平行倾斜断层之间。正演数值模拟结果显示,2008年汶川地震期间,两个近平行倾斜的断层同震地产生了破裂。这一结果为逆断层地震的动态断层相互作用提供了约束,与自由表面不影响破裂分支的分支走滑断层不同。
2014, 45(1-2): 9-21.
摘要:
近场地震动数据可半实时地或由现代强震台网获得,或由连续全球定位系统(GPS)台网获得,能得到震源参数的稳健可靠解,这助于快速灾害评估及早期预警。这些广泛的应用需要地震动数据覆盖非常宽的频带,然而这通常情况下很难达到。本文是2011年日本东北MW9.0地震的实例研究,说明来自大地测量和地震仪器的地震动信息如何互补,并建议联合使用这两种数据,尤其是台网覆盖稀疏时。本文首先使用自动经验基线校正工具对日本两个台网K-NET和KiK-Net的强震记录进行分析。通过二重积分得到静态同震位移,然后用于导出地震断层上的永久滑动分布。通过与相应基于GPS解的对比,对经验基线校正的不确定性得出了定量估计。另外,选择12对位置邻近的GPS和强震台站进行比较,来说明它们在时间序列中的信息相互一致。最后,讨论联合使用两种地震动观测系统的方法,并重点说明该方法的广泛可行性。
近场地震动数据可半实时地或由现代强震台网获得,或由连续全球定位系统(GPS)台网获得,能得到震源参数的稳健可靠解,这助于快速灾害评估及早期预警。这些广泛的应用需要地震动数据覆盖非常宽的频带,然而这通常情况下很难达到。本文是2011年日本东北MW9.0地震的实例研究,说明来自大地测量和地震仪器的地震动信息如何互补,并建议联合使用这两种数据,尤其是台网覆盖稀疏时。本文首先使用自动经验基线校正工具对日本两个台网K-NET和KiK-Net的强震记录进行分析。通过二重积分得到静态同震位移,然后用于导出地震断层上的永久滑动分布。通过与相应基于GPS解的对比,对经验基线校正的不确定性得出了定量估计。另外,选择12对位置邻近的GPS和强震台站进行比较,来说明它们在时间序列中的信息相互一致。最后,讨论联合使用两种地震动观测系统的方法,并重点说明该方法的广泛可行性。
2014, 45(1-2): 22-35.
摘要:
利用三维动态模型研究了断层阶跃对近源地震动的影响。使用有限元法模拟了两个平行走滑断层的破裂、滑动和地震动,这两个断层间有宽度不同的不相连的重叠阶跃。我们将该系统模拟为拉张和压缩的两种阶跃,并将所得结果与单个平面断层的结果进行了比较。我们发现,总的来说,与长平面断层相比,沿断层迹线出现的阶跃降低了最大地震动。是压缩阶跃还是拉张阶跃显示出更高的地震动,整体上取决于两个断层段间距的宽度。当断层嵌于均匀材料中时,就有第一断层段的末端地震动降低的区域。我们还对导致超剪切和亚剪切破裂速度的应力场以及这些情况内的不同应力降进行了实验。我们发现,虽然发生任意震动的地区整体上在超剪切和亚剪切破裂这两种情况之间并没有很大差异,但亚剪切破裂产生了比超剪切破裂更强的震动,而超剪切破裂产生最大值的区域比亚剪切区域大。最后,我们对沿断层及其附近的实际材料,如拉张阶跃中的沉积盆地、断层附近的破坏区和整个模型区域基岩顶部的软岩层,进行了实验。这些构造改变了均匀情况下地震动的模式;地震动峰值在双材料情况下取决于研究材料。本文研究结果或许对几何形状复杂的断层上未来地震的地震动预测有意义。在线材料:嵌于非均匀材料背景内断层阶跃动态破裂模型的MPEG-4演变图
利用三维动态模型研究了断层阶跃对近源地震动的影响。使用有限元法模拟了两个平行走滑断层的破裂、滑动和地震动,这两个断层间有宽度不同的不相连的重叠阶跃。我们将该系统模拟为拉张和压缩的两种阶跃,并将所得结果与单个平面断层的结果进行了比较。我们发现,总的来说,与长平面断层相比,沿断层迹线出现的阶跃降低了最大地震动。是压缩阶跃还是拉张阶跃显示出更高的地震动,整体上取决于两个断层段间距的宽度。当断层嵌于均匀材料中时,就有第一断层段的末端地震动降低的区域。我们还对导致超剪切和亚剪切破裂速度的应力场以及这些情况内的不同应力降进行了实验。我们发现,虽然发生任意震动的地区整体上在超剪切和亚剪切破裂这两种情况之间并没有很大差异,但亚剪切破裂产生了比超剪切破裂更强的震动,而超剪切破裂产生最大值的区域比亚剪切区域大。最后,我们对沿断层及其附近的实际材料,如拉张阶跃中的沉积盆地、断层附近的破坏区和整个模型区域基岩顶部的软岩层,进行了实验。这些构造改变了均匀情况下地震动的模式;地震动峰值在双材料情况下取决于研究材料。本文研究结果或许对几何形状复杂的断层上未来地震的地震动预测有意义。在线材料:嵌于非均匀材料背景内断层阶跃动态破裂模型的MPEG-4演变图
2014, 45(1-2): 36-42.
摘要:
探究了地震构造区内地震相对震级大小分布或b值系统地取决于断裂类型的假设。因为b值已被证明与应力成反比,我们希望发现b逆断 < b走滑 < b正断。我们针对意大利的例子检验这一期望。我们首先建立了地震构造分区模型,它包含10个不同的构造区。然后基于震源机制用初动和全波形的矩张量之和表述每个构造区断裂类型的特征。我们计算了每个构造区的b值,发现逆断层区的b值最低,在0.75~0.81之间,正断层区的b值最高,为1.09,走滑区的b值居中,介于0.9~0.92之间。我们的结果表明,b值作为所有地震危险性评估的一个关键参数,应该根据当地的断裂状态确定。另外,地震构造分区模型中应将b值的变化作为一个输入参数。
探究了地震构造区内地震相对震级大小分布或b值系统地取决于断裂类型的假设。因为b值已被证明与应力成反比,我们希望发现b逆断 < b走滑 < b正断。我们针对意大利的例子检验这一期望。我们首先建立了地震构造分区模型,它包含10个不同的构造区。然后基于震源机制用初动和全波形的矩张量之和表述每个构造区断裂类型的特征。我们计算了每个构造区的b值,发现逆断层区的b值最低,在0.75~0.81之间,正断层区的b值最高,为1.09,走滑区的b值居中,介于0.9~0.92之间。我们的结果表明,b值作为所有地震危险性评估的一个关键参数,应该根据当地的断裂状态确定。另外,地震构造分区模型中应将b值的变化作为一个输入参数。
2014, 45(1-2): 43-50.
摘要:
地震干涉法或噪声相关法提供了走时层析成像的被动方法。然而尚不清楚的是所恢复的格林函数的振幅用于估计衰减结构是否可靠。最近建立的组合方程被认为是空间自相关(spatial autocorrelation,SPAC)法向衰减性介质的扩展,并已用于根据所恢复格林函数的振幅估计衰减结构。然而,该组合方程尚未通过进行数值和分析研究的明确检验证实。在本研究中,我首先对非均匀衰减性介质证实空间自相关法与地震干涉法之间的关系,然后借助该关系建立支持该组合方程的理论。该组合方程在假设(1)衰减弱和(2)台站间隔大于所考虑波长的情况下对均匀衰减性介质的推导证明是有效的。根据所得结果,应用地震干涉法估计衰减结构应在衰减弱的相对均匀地区进行。应用于非均匀地区的衰减层析成像仍需要在理论上研究。
地震干涉法或噪声相关法提供了走时层析成像的被动方法。然而尚不清楚的是所恢复的格林函数的振幅用于估计衰减结构是否可靠。最近建立的组合方程被认为是空间自相关(spatial autocorrelation,SPAC)法向衰减性介质的扩展,并已用于根据所恢复格林函数的振幅估计衰减结构。然而,该组合方程尚未通过进行数值和分析研究的明确检验证实。在本研究中,我首先对非均匀衰减性介质证实空间自相关法与地震干涉法之间的关系,然后借助该关系建立支持该组合方程的理论。该组合方程在假设(1)衰减弱和(2)台站间隔大于所考虑波长的情况下对均匀衰减性介质的推导证明是有效的。根据所得结果,应用地震干涉法估计衰减结构应在衰减弱的相对均匀地区进行。应用于非均匀地区的衰减层析成像仍需要在理论上研究。
2014, 45(1-2): 51-59.
摘要:
浅源地震是山区地壳抬升的主要驱动力(Avouac,2008)。然而,浅源大地震也触发大范围的同震滑坡,造成显著、但在空间上不均匀的侵蚀(Keefer,1994;Malamud et al,2004;Larsen et al,2010)。因此地壳抬升与同震滑坡的分布及规模间的相互作用就引发了一个根本的问题,即大地震及其相关的滑坡是创生还是消毁了山区地形。2008年中国四川MW7.9汶川地震触发了超过56 000处滑坡(Dai et al,2011),其空间分布仅仅部分与构造变形样式有关(Shen et al,2009)。通过将滑坡面积-体积标度关系(Larsen et al,2010;Guzzetti et al,2009)应用于高分辨率卫星影像,我们仔细检查了造山方量的潜在变化。我们估计,同震滑坡产生了约5~15km3的可侵蚀物质,大于2.6±1.2km3(de Michele et al,2010)的同震地壳抬升净方量。这种差异表明,在可能的2000~4000年的地震复发周期中(Shen et al,2009),即使只有小部分滑坡物质从造山带中运移走,汶川地震也会在龙门山导致物质净亏损。我们的结果对长期以来广泛持有的大倾滑或走滑地震能造山的观点提出了挑战,并希望引起对同震滑移、滑坡量与地形生成之间的关系更多的思考研究。
浅源地震是山区地壳抬升的主要驱动力(Avouac,2008)。然而,浅源大地震也触发大范围的同震滑坡,造成显著、但在空间上不均匀的侵蚀(Keefer,1994;Malamud et al,2004;Larsen et al,2010)。因此地壳抬升与同震滑坡的分布及规模间的相互作用就引发了一个根本的问题,即大地震及其相关的滑坡是创生还是消毁了山区地形。2008年中国四川MW7.9汶川地震触发了超过56 000处滑坡(Dai et al,2011),其空间分布仅仅部分与构造变形样式有关(Shen et al,2009)。通过将滑坡面积-体积标度关系(Larsen et al,2010;Guzzetti et al,2009)应用于高分辨率卫星影像,我们仔细检查了造山方量的潜在变化。我们估计,同震滑坡产生了约5~15km3的可侵蚀物质,大于2.6±1.2km3(de Michele et al,2010)的同震地壳抬升净方量。这种差异表明,在可能的2000~4000年的地震复发周期中(Shen et al,2009),即使只有小部分滑坡物质从造山带中运移走,汶川地震也会在龙门山导致物质净亏损。我们的结果对长期以来广泛持有的大倾滑或走滑地震能造山的观点提出了挑战,并希望引起对同震滑移、滑坡量与地形生成之间的关系更多的思考研究。
2014, 45(1-2): 64-77.
摘要:
对北高加索地球物理观测台站(埃尔布鲁斯火山地区)记录的地磁变化的分析已经完成。识别出在印度尼西亚灾难性的海啸地震形成期间观测到了准谐波地磁异常干扰,描述了地球磁场变化结构的形态效应。所引用的实验结果使我们大概了解了地磁活动性和一些海啸地震的相关内容。在所有的观测实例中,地震事件都发生在磁场各分量之间的特定比条件下;并发现在磁场变化结构中,我们成功识别出反映该研究区内海啸地震孕育和发展条件的地磁扰动超低频准谐波波形。本文中并不考虑海啸地震的预测,因为即便我们能在某些特定指标上识别出地磁场,但是目前在震源区,地震事件的震源位置和发震时间都还存在不确定性。
对北高加索地球物理观测台站(埃尔布鲁斯火山地区)记录的地磁变化的分析已经完成。识别出在印度尼西亚灾难性的海啸地震形成期间观测到了准谐波地磁异常干扰,描述了地球磁场变化结构的形态效应。所引用的实验结果使我们大概了解了地磁活动性和一些海啸地震的相关内容。在所有的观测实例中,地震事件都发生在磁场各分量之间的特定比条件下;并发现在磁场变化结构中,我们成功识别出反映该研究区内海啸地震孕育和发展条件的地磁扰动超低频准谐波波形。本文中并不考虑海啸地震的预测,因为即便我们能在某些特定指标上识别出地磁场,但是目前在震源区,地震事件的震源位置和发震时间都还存在不确定性。
2014, 45(1-2): 78-93.
摘要:
为了研究九州-帕劳洋脊(KPR)俯冲部分与同震破裂扩展、地震活动性和浅部甚低频地震的关系,对南海海槽西部俯冲带日向滩地区进行了三维地震层析成像。结合岸上和近海记录的主动源和被动源地震数据,成像了从该海槽轴附近到海岸地区的深部板块。我们的结果表明,俯冲的九州-帕劳洋脊为西北-东南向的低速带,向下扩展到约30km的深度。在这个深度,我们认为俯冲的九州-帕劳洋脊与板块分离,成为上覆大陆板块的底座。由于过去大地震的同震滑动地区没有延伸到俯冲的九州-帕劳洋脊,我们认为九州-帕劳洋脊可能阻碍了破裂的扩展。俯冲的九州-帕劳洋脊的内部在很宽的深度上分布有活跃的板内地震活动。浅部甚低频地震在俯冲的九州-帕劳洋脊上部连续发生,而在俯冲的九州-帕劳洋脊的东北部却是间歇地出现。因此,俯冲的九州-帕劳洋脊看来是这个地区同震破裂扩展和地震现象的一个重要因素。
为了研究九州-帕劳洋脊(KPR)俯冲部分与同震破裂扩展、地震活动性和浅部甚低频地震的关系,对南海海槽西部俯冲带日向滩地区进行了三维地震层析成像。结合岸上和近海记录的主动源和被动源地震数据,成像了从该海槽轴附近到海岸地区的深部板块。我们的结果表明,俯冲的九州-帕劳洋脊为西北-东南向的低速带,向下扩展到约30km的深度。在这个深度,我们认为俯冲的九州-帕劳洋脊与板块分离,成为上覆大陆板块的底座。由于过去大地震的同震滑动地区没有延伸到俯冲的九州-帕劳洋脊,我们认为九州-帕劳洋脊可能阻碍了破裂的扩展。俯冲的九州-帕劳洋脊的内部在很宽的深度上分布有活跃的板内地震活动。浅部甚低频地震在俯冲的九州-帕劳洋脊上部连续发生,而在俯冲的九州-帕劳洋脊的东北部却是间歇地出现。因此,俯冲的九州-帕劳洋脊看来是这个地区同震破裂扩展和地震现象的一个重要因素。
2014, 45(1-2): 94-116.
摘要:
波波卡特佩特火山爆炸式喷发活动是对周围人口稠密地区的一个严重威胁,因此在短时间内认识喷发类型(从爆炸式到熔岩盾形成)指标的变化是非常重要的。本次研究,我们给出来自波波卡特佩特火山5次主要普林尼式喷发(大约23~1.2ka)、2001年部分熔岩盾坍塌时的小喷发和1997年4次喷发(5月11日、6月14日、15日和30日)产生的原生碎屑中气孔大小分布(VSD)和基质玻璃成分分析的结果。对基质玻璃主元素的分析(WDS-EPMA)可以估计出喷发的岩浆进入不平衡(晶体和岩浆之间)的深度,通过利用Blundy和Cashman(2001)的石英-钠长石-正长石三元系计算平衡压力来获得。利用CSD软件通过气孔大小分布分析定量解释原生碎屑(浮岩或火山渣)结构来建立岩浆上升时的物理变化和喷发条件之间的关系。原生碎屑内气泡化的程度和类型也与喷发的类型和持续时间有关,特别是可用来识别气孔结构的变化,这种变化代表了从爆炸式到熔岩盾喷发的转变(Mangan and Sisson,2000;Adams et al,2006)。本次研究给出了波波卡特佩特火山比早期认为的更为复杂的岩浆存储历史,这对该火山目前的研究是一个重要的贡献。
波波卡特佩特火山爆炸式喷发活动是对周围人口稠密地区的一个严重威胁,因此在短时间内认识喷发类型(从爆炸式到熔岩盾形成)指标的变化是非常重要的。本次研究,我们给出来自波波卡特佩特火山5次主要普林尼式喷发(大约23~1.2ka)、2001年部分熔岩盾坍塌时的小喷发和1997年4次喷发(5月11日、6月14日、15日和30日)产生的原生碎屑中气孔大小分布(VSD)和基质玻璃成分分析的结果。对基质玻璃主元素的分析(WDS-EPMA)可以估计出喷发的岩浆进入不平衡(晶体和岩浆之间)的深度,通过利用Blundy和Cashman(2001)的石英-钠长石-正长石三元系计算平衡压力来获得。利用CSD软件通过气孔大小分布分析定量解释原生碎屑(浮岩或火山渣)结构来建立岩浆上升时的物理变化和喷发条件之间的关系。原生碎屑内气泡化的程度和类型也与喷发的类型和持续时间有关,特别是可用来识别气孔结构的变化,这种变化代表了从爆炸式到熔岩盾喷发的转变(Mangan and Sisson,2000;Adams et al,2006)。本次研究给出了波波卡特佩特火山比早期认为的更为复杂的岩浆存储历史,这对该火山目前的研究是一个重要的贡献。
