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2017年 48卷 第1期
2017, 48(1): 1-12.
doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201701001
摘要
PDF 3592KB
摘要:
地震波引起的动态应变也许对于地震触发、水文和岩浆的变化、地震破坏以及地面破裂起到重要作用。我们通过地震仪数据和弹性波理论来估算动态应变,对这样估计的应变与美国加利福尼亚州皮尼翁弗拉特观象台的三分量长基线应变仪测量的应变进行对比,得到动态应变的准确度。我们利用3个区域地震(犹他州圣乔治Mo=4×1017N·m,内华达州小斯卡尔山Mo=4×1017N·m和加利福尼亚州北岭M0=1×1019N·m地震,震中距分别为470km,345km,206km)的交叉谱分析量化不确定性和误差。我们的分析表明,大部分情况下估算的应变相位与观测的应变匹配相当好(不确定性大约±0.1~±0.2个周期)。然而,振幅的系统性不确定常常超过约20%的水平。在一个案例中,预测应变振幅接近观测值的两倍。我们也观测到明显的εφφ应变(φ为切线方向),理论上应该是0;最糟糕的情况下,εφφ应变均方根超过其他非零分量。这些非零εφφ应变不可能是面波传播路径与预期角度的偏差造成的,也不可能是平面波的近似造成的。我们认为地形或材料的非均质性导致的应变场畸变提高了问题的复杂性。
地震波引起的动态应变也许对于地震触发、水文和岩浆的变化、地震破坏以及地面破裂起到重要作用。我们通过地震仪数据和弹性波理论来估算动态应变,对这样估计的应变与美国加利福尼亚州皮尼翁弗拉特观象台的三分量长基线应变仪测量的应变进行对比,得到动态应变的准确度。我们利用3个区域地震(犹他州圣乔治Mo=4×1017N·m,内华达州小斯卡尔山Mo=4×1017N·m和加利福尼亚州北岭M0=1×1019N·m地震,震中距分别为470km,345km,206km)的交叉谱分析量化不确定性和误差。我们的分析表明,大部分情况下估算的应变相位与观测的应变匹配相当好(不确定性大约±0.1~±0.2个周期)。然而,振幅的系统性不确定常常超过约20%的水平。在一个案例中,预测应变振幅接近观测值的两倍。我们也观测到明显的εφφ应变(φ为切线方向),理论上应该是0;最糟糕的情况下,εφφ应变均方根超过其他非零分量。这些非零εφφ应变不可能是面波传播路径与预期角度的偏差造成的,也不可能是平面波的近似造成的。我们认为地形或材料的非均质性导致的应变场畸变提高了问题的复杂性。
2017, 48(1): 13-31.
doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201701002
摘要:
日本中部长野县北部的松代地区,1965~1967年经历了一场与地面隆起、地下水上涌有关的严重震群。对该震群区域的地表水和地下水地球化学以及同位素地球化学做了调查研究,从盐泉、淡水、浅井和沿松代断层带7口深井(井深最大可达600m)采集了水样。该断层带深井水样分析结果表明,水中溶解的Na,K,Al,Cl,Br,B及SiO4含量与δD,δ18O,δ13C值呈线性增长。氢、氧同位素比率表明井水是地表水和富同位素重水(如"安山岩型水",Giggenbach,1992)的混合物。假定同位素重水中的δD与"安山岩型水"相似,根据井水的分析数据可以恢复深部卤水的地球化学特征。恢复的深部卤水组分富含Na,Ca,Cl以及HCO3,并且总溶解固体量与海水相近。估计恢复组分的水位于断层带深处(深度>3km)。现有数据显示松代断层带地球化学体系自该震群结束后从未改变,恢复的水组分与触发震群的卤水相似。恢复水的盐度没有来源于海洋板块俯冲脱水的深部卤水的高,深部卤水的Cl含量是海水的两倍。相对于海水,低盐度比是火山区域中部地壳流体的特性之一。
日本中部长野县北部的松代地区,1965~1967年经历了一场与地面隆起、地下水上涌有关的严重震群。对该震群区域的地表水和地下水地球化学以及同位素地球化学做了调查研究,从盐泉、淡水、浅井和沿松代断层带7口深井(井深最大可达600m)采集了水样。该断层带深井水样分析结果表明,水中溶解的Na,K,Al,Cl,Br,B及SiO4含量与δD,δ18O,δ13C值呈线性增长。氢、氧同位素比率表明井水是地表水和富同位素重水(如"安山岩型水",Giggenbach,1992)的混合物。假定同位素重水中的δD与"安山岩型水"相似,根据井水的分析数据可以恢复深部卤水的地球化学特征。恢复的深部卤水组分富含Na,Ca,Cl以及HCO3,并且总溶解固体量与海水相近。估计恢复组分的水位于断层带深处(深度>3km)。现有数据显示松代断层带地球化学体系自该震群结束后从未改变,恢复的水组分与触发震群的卤水相似。恢复水的盐度没有来源于海洋板块俯冲脱水的深部卤水的高,深部卤水的Cl含量是海水的两倍。相对于海水,低盐度比是火山区域中部地壳流体的特性之一。
2017, 48(1): 32-47.
doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201701003
摘要:
5个中等强度的地震接连发生在中国-缅甸交界历史上地震记录较少的盈江地区。这5次地震序列为我们提供了良好的研究该地区发震断层特征的机会。我们运用互相关到时通过hypoDD方法对这些序列进行了重定位。人工读取到时的误差在2009年前后均为0.01s,然而2009年后P波震相到时精度由十分位提高到百分位,进而使得hypoDD重定位的误差降低了一半。重定位后的5个地震序列的破裂尺度都在2~4km范围。对于两个实验序列,hypoDD重定位的误差分别为0.36km和0.63km,远远小于破裂尺度。并且理论测试显示云南区域地震台网的分布不均匀没有对重定位结果造成影响。重定位结果显示其中4个序列,即2008年3月21日、2008年9月3日、2011年3月10日和2014年5月30日序列呈北西、北北西或北东向分布,序列分布和该地区已知主要断裂走向相共轭。重定位结果同时显示2011年3月10日的序列发生在以71°角向南西倾斜的双层断层上。而震源机制表明这5个序列由走滑、正断及逆冲型地震构成。
5个中等强度的地震接连发生在中国-缅甸交界历史上地震记录较少的盈江地区。这5次地震序列为我们提供了良好的研究该地区发震断层特征的机会。我们运用互相关到时通过hypoDD方法对这些序列进行了重定位。人工读取到时的误差在2009年前后均为0.01s,然而2009年后P波震相到时精度由十分位提高到百分位,进而使得hypoDD重定位的误差降低了一半。重定位后的5个地震序列的破裂尺度都在2~4km范围。对于两个实验序列,hypoDD重定位的误差分别为0.36km和0.63km,远远小于破裂尺度。并且理论测试显示云南区域地震台网的分布不均匀没有对重定位结果造成影响。重定位结果显示其中4个序列,即2008年3月21日、2008年9月3日、2011年3月10日和2014年5月30日序列呈北西、北北西或北东向分布,序列分布和该地区已知主要断裂走向相共轭。重定位结果同时显示2011年3月10日的序列发生在以71°角向南西倾斜的双层断层上。而震源机制表明这5个序列由走滑、正断及逆冲型地震构成。
2017, 48(1): 48-61.
doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201701004
摘要:
阿里亚斯烈度是表征地震潜在破坏的重要地震动参数。使用台湾集集MW7.6地震的强地震动记录,分析了水平、竖直、平行断层及垂直断层分量阿里亚斯烈度的空间分布特征;考察了断层上盘效应对地震动的影响;建立了考虑场地条件的阿里亚斯烈度与峰值地动加速度(PGA)的经验转换关系;通过本次地震阿里亚斯烈度观测值和目前常用阿里亚斯烈度衰减关系预测值的对比,探讨了经验衰减关系的适用性。结果表明:整体上阿里亚斯烈度竖向分量远小于水平分量,接近90%的台站竖向与水平向比值介于0.1~0.6;断层距约40km范围内阿里亚斯烈度垂直断层分量约高出平行断层分量20%;断层上盘阿里亚斯烈度值系统性地高于断层下盘,显示出强烈的上盘效应;场地条件对阿里亚斯烈度与峰值地动加速度相关性具有显著影响,阿里亚斯烈度随峰值地动加速度的增大和场地VS30的降低而增大;整体上,断层距40km内的C类场地及80km内的D类场地上阿里亚斯烈度观测值小于经验衰减关系的预测均值,而当断层距>80km时,D类场地观测值远大于预测均值,考虑到地震的特性差异,Travasarou等(2003)和Lee等(2012)的衰减模型及Stafford等(2009)的模型4预测值与观测值较为接近。
阿里亚斯烈度是表征地震潜在破坏的重要地震动参数。使用台湾集集MW7.6地震的强地震动记录,分析了水平、竖直、平行断层及垂直断层分量阿里亚斯烈度的空间分布特征;考察了断层上盘效应对地震动的影响;建立了考虑场地条件的阿里亚斯烈度与峰值地动加速度(PGA)的经验转换关系;通过本次地震阿里亚斯烈度观测值和目前常用阿里亚斯烈度衰减关系预测值的对比,探讨了经验衰减关系的适用性。结果表明:整体上阿里亚斯烈度竖向分量远小于水平分量,接近90%的台站竖向与水平向比值介于0.1~0.6;断层距约40km范围内阿里亚斯烈度垂直断层分量约高出平行断层分量20%;断层上盘阿里亚斯烈度值系统性地高于断层下盘,显示出强烈的上盘效应;场地条件对阿里亚斯烈度与峰值地动加速度相关性具有显著影响,阿里亚斯烈度随峰值地动加速度的增大和场地VS30的降低而增大;整体上,断层距40km内的C类场地及80km内的D类场地上阿里亚斯烈度观测值小于经验衰减关系的预测均值,而当断层距>80km时,D类场地观测值远大于预测均值,考虑到地震的特性差异,Travasarou等(2003)和Lee等(2012)的衰减模型及Stafford等(2009)的模型4预测值与观测值较为接近。
2017, 48(1): 62-73.
doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201701005
摘要:
早期伸展期间,冷的大陆岩石层变薄并发生沉降,形成裂谷盆地。如果继续拉伸并最终导致破裂,裂开的、大大减薄的板块便沉降至海平面以下深处,形成一对共轭的裂离边缘。尽管盆地和边缘是普遍存在的结构,但是从中等程度伸展的盆地到明显拉伸边缘的变形过程还不清楚,就像目前研究一致报道的那样,地壳减薄比由脆性断层作用引起的伸展要强烈1-4。该伸展差异可能起因于脆性地壳层和塑性地壳层的差异拉伸2,但是这不足以解释共轭边缘的典型非对称结构5,6——在剖面上,一侧边缘显示逐渐变薄,伴随着大断裂发育,而共轭的另一侧显示突然变薄,却伴随着小断裂发育5。裂陷早期开始活动的全地壳拆离,在理论上可以引起减薄和非对称1,但在机制上是有疑问的。此外,伸展差异在共轭边缘的两侧均有发生,导致外部形态的矛盾——两侧边缘均像拆离断层的上盘7,8。不同的模型认为,由于地震成像的限制,许多脆性伸展未被探测到,其原因或是地震分辨率难以识别的断裂9、基底顶部100km级别拆离面上不可见的变形8,或者是剖面上断裂组合的构造复杂性3。这里我们利用深度偏移地震成像准确地测量断层伸展,并将其与地壳减薄进行比较。利用观测资料建立了一种裂陷期运动学平衡模型,通过由裂陷盆地到非对称结构过程中断层控制的地壳减薄,和共轭裂离边缘的超级减薄解决了伸展差异。与现有的认识相比,观测资料支持这种观点:在地震资料上地壳减薄首先可由清晰可见的简单安德森断裂解释。
早期伸展期间,冷的大陆岩石层变薄并发生沉降,形成裂谷盆地。如果继续拉伸并最终导致破裂,裂开的、大大减薄的板块便沉降至海平面以下深处,形成一对共轭的裂离边缘。尽管盆地和边缘是普遍存在的结构,但是从中等程度伸展的盆地到明显拉伸边缘的变形过程还不清楚,就像目前研究一致报道的那样,地壳减薄比由脆性断层作用引起的伸展要强烈1-4。该伸展差异可能起因于脆性地壳层和塑性地壳层的差异拉伸2,但是这不足以解释共轭边缘的典型非对称结构5,6——在剖面上,一侧边缘显示逐渐变薄,伴随着大断裂发育,而共轭的另一侧显示突然变薄,却伴随着小断裂发育5。裂陷早期开始活动的全地壳拆离,在理论上可以引起减薄和非对称1,但在机制上是有疑问的。此外,伸展差异在共轭边缘的两侧均有发生,导致外部形态的矛盾——两侧边缘均像拆离断层的上盘7,8。不同的模型认为,由于地震成像的限制,许多脆性伸展未被探测到,其原因或是地震分辨率难以识别的断裂9、基底顶部100km级别拆离面上不可见的变形8,或者是剖面上断裂组合的构造复杂性3。这里我们利用深度偏移地震成像准确地测量断层伸展,并将其与地壳减薄进行比较。利用观测资料建立了一种裂陷期运动学平衡模型,通过由裂陷盆地到非对称结构过程中断层控制的地壳减薄,和共轭裂离边缘的超级减薄解决了伸展差异。与现有的认识相比,观测资料支持这种观点:在地震资料上地壳减薄首先可由清晰可见的简单安德森断裂解释。
2017, 48(1): 74-96.
doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201701006
摘要:
通过在迪纳拉山脉和潘诺尼亚盆地西南交界带进行被动源地震实验,确定了地壳结构和波速不连续面。实验目的是确定亚得里亚海微板块与作为欧洲板块一部分的潘诺尼亚地块的关系。大部分流动台站沿着Alp07剖面(主动源ALP 2002项目的一部分)布设在克罗地亚。该剖面从伊斯特拉半岛到德拉瓦河沿线呈西西南-东东南向延伸约300km。利用P波接收函数方法分析测线上13个临时地震台站的远震记录。Alp07剖面得到了两种特征接收函数(RF),分属于迪纳拉和潘诺尼亚地壳,交界带则包含两种类型。迪纳拉型地壳主要包含三组地壳不连续面:沉积基底、壳内不连续面和莫霍不连续面,而潘诺尼亚类型地壳仅包含两组不连续界面。在潘诺尼亚型地壳中并未观测到壳内不连续面,因此认为潘诺尼亚盆地为单层地壳结构。应用接收函数正演模拟和H-κ叠加两种分析方法开展了地壳结构研究,并将该结果与Alp07剖面主动源折射地震结果进行了比较。接收函数模拟得到了可靠的莫霍面深度结果,与Alp07剖面的地震折射结果相一致,即潘诺尼亚区域地壳特征为简单地壳结构,波速较低(VP在5.9~6.2km/s)。迪纳拉及其周缘,由于地壳结构更为复杂,接收函数模拟得到莫霍面深度较Alp07剖面更大,高达15%。受短周期台站数据频带限制,利用H-κ叠加方法计算得到的莫霍面深度在较大范围内(±13km)变化。通过与先前所有结果进行对比,排除了差异较大的5个台站的结果,而与Alp07剖面附近的莫霍不连续面相比,其他7个台站莫霍面深度差异在15%内变化。
通过在迪纳拉山脉和潘诺尼亚盆地西南交界带进行被动源地震实验,确定了地壳结构和波速不连续面。实验目的是确定亚得里亚海微板块与作为欧洲板块一部分的潘诺尼亚地块的关系。大部分流动台站沿着Alp07剖面(主动源ALP 2002项目的一部分)布设在克罗地亚。该剖面从伊斯特拉半岛到德拉瓦河沿线呈西西南-东东南向延伸约300km。利用P波接收函数方法分析测线上13个临时地震台站的远震记录。Alp07剖面得到了两种特征接收函数(RF),分属于迪纳拉和潘诺尼亚地壳,交界带则包含两种类型。迪纳拉型地壳主要包含三组地壳不连续面:沉积基底、壳内不连续面和莫霍不连续面,而潘诺尼亚类型地壳仅包含两组不连续界面。在潘诺尼亚型地壳中并未观测到壳内不连续面,因此认为潘诺尼亚盆地为单层地壳结构。应用接收函数正演模拟和H-κ叠加两种分析方法开展了地壳结构研究,并将该结果与Alp07剖面主动源折射地震结果进行了比较。接收函数模拟得到了可靠的莫霍面深度结果,与Alp07剖面的地震折射结果相一致,即潘诺尼亚区域地壳特征为简单地壳结构,波速较低(VP在5.9~6.2km/s)。迪纳拉及其周缘,由于地壳结构更为复杂,接收函数模拟得到莫霍面深度较Alp07剖面更大,高达15%。受短周期台站数据频带限制,利用H-κ叠加方法计算得到的莫霍面深度在较大范围内(±13km)变化。通过与先前所有结果进行对比,排除了差异较大的5个台站的结果,而与Alp07剖面附近的莫霍不连续面相比,其他7个台站莫霍面深度差异在15%内变化。
