基于远震体波的中等强度地震震源参数反演

由震源机制解反演中国大陆现代构造应力场_杜兴信

第21卷　第4期地　震　学　报Vol.21,No.4 1999年7月　(354～360)ACT A SEISM OLOGICA SIN ICA Jul.,1999　 由震源机制解反演中国大陆 现代构造应力场 杜兴信　邵辉成 (中国西安710068陕西省地震局) 摘要　使用1920～1996年的震源机制资料,分区反演了中国现代构造应力场.结果表明,最 大主压应力e1轴在西藏高原和中国西部成近南北向,华北成近东西向.在中国中部,e1轴在 北段成北北东-南南西向,中部成近东西向,南部成北北西-南南东向.最小主压应力e3轴水 平投影除在中国西部与e1轴为斜交外,大多数地方为正交.中等主应力e2相对大小R值在 西藏高原最低,为0.10～0.30,并很快地向东北过渡到0.60～0.90高值区.实测和反演的断 层破裂面多分成共轭的两组.结合主应力方向和R值,把中国构造运动特征分为7类.断裂 类型大多数为具有中等R值的走滑型,主要分布在华北和中国东部以及西藏高原内部; 少数为逆断型,分布在中国西部和西藏高原北缘.正断层分布在西藏高原的南缘, 相应R值也较小. 关键词 震源机制　平均应力场　应力方向　构造运动特征 引言 近一二十年发展起来的区域应力场反演,提供了研究区域平均应力场的重要方法(Ang elier,1979;Ellswo rth,1981;许忠淮,戈树谟,1984).由于它使用的是多个断层面而不是单个断层作反演资料,因而能去除局部介质的不均匀性,突出区域应力场信息,较单个地震更能代表应力分析结果.此外,这种方法还能计算出中等主应力相对大小R值[(e2-e1)/(e3-e1)],在一定程度上给出了应力的量值.这里,e1,e2和e3分别为最大、中等和最小主应力. 最初的区域应力场反演使用的是滑动矢量法(Ellsw o rth,1981),利用的资料仅限于野外的地质断层面和断层面上的擦痕,多数地震资料因不知哪个震源机制解节面是断层面而不能作为原始数据使用.为充分利用地震资料,一些学者通过定义断层面,使得可以利用任意震源机制解确定平均应力场.如Gephar t和Forsyth(1984)定义:当两个节面围绕任一轴旋转,以达到对某一给定应力理论剪应力方向与滑动方向一致时,转角较小的节面为断层面.换言之,由该方法可同时确定平均应力场和理论断层面. 本文首先利用具有已知断层面的地震资料研究中国平均应力场,然后利用震源机制资 中国地震局95-04-04-02-03课题资助. 1998-10-19收到初稿,1999-02-02收到修改稿并决定采用.

震源机制解综述

震源机制解综述 1、引言 地震学是一门以观测资料为基础的研究地震的成因及其规律已成为地震预报的一种重要手段，它的发展奠定了地震预报的物理基础。地震震源和地震波传播介质的各种参数在强震前的变化早就被当作地震预测的地震学前兆指标，随着地震预测的深入研究，以及我国“十五”台站数字化改造的完成，我们在进一步研究地震时空强分布特征的同时,加强对地震波的运动学和动力学特征的研究,从中提取震源，我们意识到加强对地震波的运动学和动力学的研究，从中提取震源信息，对增强地震预测的物理基础，提高地震预测的水平是十分必要的。 地震是地球内部物质运动的结果，这种运动反映在地壳上，使得地壳产生破裂，促成了断层的生成、发育和活动。地震前后的地形变测量和地震波的观测研究等结果确认，天然构造地震是地下岩层的突然错动引起的。发生错动的岩层可称为地震断层。断层活动诱发了地震，地震发生又促成了断层的生成与发育，因此地震与断层有密切联系。地壳中的断层密如织网。实际地震断层的几何形状可能很复杂，但对多数地震，特别是小地震，作为初级近似，总体上可将地震看成是沿一个平面断层发生的突然错动引起的。 2、前人对震源机制解的研究历程 地震震源处地球介质的运动方式。通常所说的震源机制是狭义的，即专指研究构造地震的机制而言。构造地震的机制是震源处介质的破裂和错动。震源机制研究的内容包括，确定地震断层面的方位和岩体的错动方向，研究震源处岩体的破裂和运动特征，以及这些特征和震源所辐射的地震波之间的关系。对地震震源的研究开始于20世纪初叶。1910年提出的弹性回跳理论，首次明确表述了地震断层成因的概念。在地震学的早期研究中，人们就已注意到P波到达时地面的初始振动有时是向上的,有时是向下的。20世纪的10～20年代，许多地震学者在日本和欧洲的部分地区几乎同时发现，同一次地震在不同地点的台站记录,所得的P波初动方向具有四象限分布。日本的中野广最早提出了震源的单力偶力系，第一次把断层的弹性回跳理论和P波初动的四象限分布联系起来。此后，本多弘吉又提出双力偶力系，事实证明它比单力偶力系更接近实际。美国的拜尔利(P.Byerly)发展了最初的震源机制求解法,1938年第一次利用P波初动求出完整的地震断层面解。 3、断层及断层面参数 3.1、断层参数及分类 地震断层通常用断层的走向φS、倾角δ和滑动角λ三个参数来描述（图2.1）。按目前国际上常用的描述方法，这些参数的定义是： 走向φS：断层面与水平面交线的方向，但此交线有两个方向，为唯一确定起见，按以下原则确定其中之一为断层的走向：人沿走向看去，断层上盘在右。走向用从正北顺时针量至走向方向的角度φS来表示，0o≤φS<360°。 倾角δ：断层面与水平面的夹角。0o<δ≤90°。 滑动角λ：在断层面上量度，从走向方向逆时针量至滑动方向的角度为正，顺时针量至滑动方向的角度为负。滑动方向指断层上盘相对于下盘的运动方向。-180<λ≤180°。 （仰角：力轴与水平面的夹角（小于90度） 方位角：力轴在水平面上的投影线与北方向之间的夹角 倾向：节面的上表面的法线在水平面上的投影线与北方向之间的夹角，顺时针量取。）走向φS和倾角δ是断层的几何参数，二者规定了断层的产状；滑动角λ是断层的运动参数，由这一参数的具体数值，即可描述断层的各种运动类型（图2.2）。