• ISSN 2097-1893
  • CN 10-1855/P

2017年  48卷  第3期

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加拿大艾伯塔省福克斯克里克附近潜在水压致裂诱发地震的震源分析
Ruijia Wang, Yu Jeffrey Gu, Ryan Schultz, Ahyi Kim, Gail Atkinson, 邹长桥, 朱玉萍
2017, 48(3): 191-203. doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201703001
摘要:
2015年6月13日,在加拿大西部艾伯塔省中部发生了4.4级(ML)地震,这是2015年福克斯克里克附近页岩气勘探区发生的第三次有感地震事件。我们对该区域宽频带数据进行地震矩张量反演得到的结果显示为近垂直于断层走向的强走滑机制解。地震矩张量解的分解绝大多数是双力偶,而补偿线性向量偶极作用甚微(约20%)。此次地震的震源深度是3~4km,靠近沉积层底部,其矩震级(M=3.9)远小于最初报道的ML值。震源位置、深度和震源机制有利于证明此次地震与迪韦奈页岩区域水压致裂作业之间存在潜在联系。
用干涉合成孔径雷达数据和贝叶斯估计提高地震定位来识别活动断层:2004年沙特阿拉伯特布克地震序列
Wenbin Xu, Rishabh Dutta, Sigurjón Jónsson, 林吉焱, 吴何珍
2017, 48(3): 204-217. doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201703002
摘要:
2004年在红海裂谷东侧的沙特阿拉伯西北部特布克城附近,发生了一系列震级≤ 5.1的浅源地震。由于该地区台站分布稀疏,这些地震不能被很好地定位,这也给确定这些地震与该地区绘制的断层之间的关联带来困难,从而无法提高地震灾害的评估。我们使用来自欧洲空间局(ESA)的环境卫星(Envisat)和资源遥感卫星2(ERS-2)的干涉合成孔径雷达(InSAR)数据来提高发生在2004年6月22日最大震级为MW5.1的地震序列的定位和震源参数。主震在干涉合成孔径雷达数据上显示为一个很小但是较明显的约2.7cm的位移信号,这显示了地震发生的位置,同时也显示地震目录上对地震的定位误差约为3~16km。基于贝叶斯估计,我们采用均匀半空间弹性介质中的有限断层模型来模拟干涉合成孔径雷达数据,发现主震发生在距特布克城东南约70km处,显示为一条正断层。南西倾向的断层,走向大致与红海裂谷平行,我们估计该地震的质心深度约为3.2km。断层模型不确定性在地表的投影显示主震可能发生在该区的一条西倾的正断层上,且该断层与红海平行。结果表明可以用干涉合成孔径雷达数据来提高中等强度地震的定位和识别现在的活动断层。
体波接收函数与瑞利波椭圆率联合反演研究
Jiajun Chong, Sidao Ni, Risheng Chu, Paul Somerville, 张尧, 田宝峰
2017, 48(3): 218-233. doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201703003
摘要:
近年来,结合体波接收函数或瑞利波椭圆率,面波频散已被广泛应用于岩石层结构的成像研究中。由于面波频散是其传播路径的总传播效应,因此联合反演方法需依赖于密集的地震台阵或较高的地震活动性,从而获得局部速度结构。但是,接收函数和瑞利波椭圆率均为具有局部敏感性的单台测量方法,并且能自然地相互合并进行联合反演。本文中,我们对利用瑞利波椭圆率和接收函数联合反演的可行性进行了探讨。我们通过正演模拟进行了敏感性检验,发现接收函数对速度跃变的界面较为敏感,但对长波结构显示较弱的敏感性,这几乎与瑞利波椭圆率互补。因此,利用两种单台测量方法进行联合反演为地震台站下方的速度结构提供了更严格的条件约束。本文提出了一种基于快速模拟退火方法的联合反演算法,对岩石层结构的瑞利波椭圆率和接收函数进行反演。该算法在印度克拉通和美国威利斯顿盆地的应用中,在减少反演的非唯一性方面证明了其有效性。但是,通过该联合反演可能无法获得有效的地壳平均速度,表明有必要结合面波频散(或其他类型的观察研究)、接收函数和瑞利波椭圆率来获得更准确的速度结构。
根据高频振幅峰值的到时快速估算地震震级
Shunta Noda, Shunroku Yamamoto, William L. Ellsworth, 张立文, 吕春来
2017, 48(3): 234-247. doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201703004
摘要:
提出了一种利用加速度记录图中的体波初动与高频振幅峰值的到时差(Top)测量地震震级M的简单方法。用这种方式测量,我们发现,对于5 ≤ MW ≤ 7的地震MW与2logTop成正比,如果Top与震源尺度成正比并且应力降量级不变,这与理论结果相一致。使用高频(>2Hz)数据,MWMTop(根据Top估计的M)之间的均方根(rms)残差约为0.5个震级单位。在2~16Hz通带中高频数据的均方根残差,均匀地小于从较低频数据获得的值。Top的值与震中距弱相关,在震中距<200km范围内可以忽略这种相关性。该算法对2011年日本东北地震的回顾性应用,在该地震发震时刻之后120s内做出M9.0的最终震级估算。我们由此得出结论,高频(>2Hz)加速度记录的Top值,在发生特大地震时对地震预警很有价值。
论小地震的MWML之间的关系
Irene Munafò, L. Malagnini, L. Chiaraluce, 杨国栋, 曾文浩, 朱玉萍
2017, 48(3): 248-256. doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201703005
摘要:
估计小地震的矩震级(MW)是具有挑战性的任务。一个可行的测量办法是计算其地方震级(ML),再把地方震级转换成具有物理基础的矩震级MW。不幸的是,正确地进行这样的转换并不容易;而且,虽然很多研究表明小地震的MLMW之间的等值是错误的,但不管地震大小,人们时常还是认为这两个参数是严格等值的。我们使用随机振动理论表明,在MW4以下,小地震的ML正比于它的地震矩的对数,下列关系式成立:
MWSMALL=2/3MLSMALL+C'
我们在台伯河上游流域(意大利亚平宁山脉北部)由0 ≤ ML ≤ 3.8事件构成的具有MLMW精确估计值的高质量数据集上检验了我们的发现。
借鉴东日本大地震的经验教训实现防灾体系的调整
田中重好, 朱英双, 白玲
2017, 48(3): 257-269. doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201703006
摘要:
东日本大地震创造了战后日本灾难史上死亡和失踪人数之最。以本·威斯纳提出的"危害×脆弱性=灾难"这一公式为前提,这次大量死亡的灾难不能仅归咎于巨大的自然危害。那么,为何会造成如此巨大的灾难?战后日本所积累的防灾对策及方针(防灾体系)存在哪些问题?
战后日本防灾体系具有以下特征:①科学性;②不断提高的应对突发灾害能力;③以政府为中心的防灾对策;④中央集权的防灾对策。
基于①和②来预判地震的规模和海啸的高度,根据预估的危害推进海啸对策。但是,在地震的规模、海啸的高度、堤岸的基础设施、避难等方面常常会有各种意想不到的情况发生,造成"超预期"的伤亡。所以,必须重新审视日本防灾体系的①和②。对避难行为的分析表明,以政府为中心,由中央发布警报传达给民众的方式(由上至下方式)不是最有效的。以学校或社区等集体力量来避难更为有效。这就需要我们重新审视防灾体系的③和④。
因此,鉴于东日本大地震的经验教训,我们能够得出结论:必需对日本战后建立的防灾体系做出适当的调整。
运用26s定点持续脉动源的同步洲际地震台网
Yingjie Xia, Sidao Ni, Xiangfang Zeng, Jun Xie, Baoshan Wang, Songyong Yuan, 檀玉娟, 王宝善
2017, 48(3): 270-280. doi: 10.16738/j.cnki.issn.1003-3238.201703007
摘要:
地震学的定量研究需要精确的仪器时钟。最近的研究进展表明,可利用背景噪声来检测存在软件/硬件问题的海底地震仪(OBS)或陆上地震仪的台站时钟漂移情况。在稀疏的全球地震台网尺度下,从背景噪声中提取的短周期(<20s)瑞利波信号相对较弱,应用时受到限制。位于几内亚湾的持续稳定的26s固定脉动源,辐射出较强的噪声信号,可以被全球台站记录到,因而可以利用它同步加大距离台站间的时钟漂移情况。本文基于噪声互相关方法,我们尝试运用该26s的脉动信号检测非洲、北美和欧洲等地区地震台站的时钟精度。结果发现TAM,OBN台站的时钟在2002~2009年间相对稳定;CCM台站的时钟在2006~2009年间出现了约1s偏差,并且时钟的漂移量不稳定;KOWA台站的时钟漂移从2012年10月的约150s最大上升至2013年1月的约500s。本文将得到的结果与Stehly等(2007)利用背景噪声方法得到的结果、以及远震P波初至到时残差进行了对比分析。利用本文提出的方法,通过与经精确校正过的陆地台站同步,可校正北大西洋海底地震仪的时钟。