首都圈地区中小地震全波形震源机制反演

发布时间：2021-01-26 00:58

　　目前对首都圈地区中小地震的震源机制研究所用的方法主要有P波初动极性法、振幅比法及波形反演方法。前两种方法只利用了波形中很少量的信息,且对于稀疏台阵效果较差,而传统的波形反演法也仅利用了波形的部分信息,且对于震级、数据资料等有一定的要求。为克服上述传统方法中的局限并进一步提高震源机制解的准确性,本文采用一种新的综合利用上述各种信息的全波形匹配方法来反演首都圈地区中小地震的震源机制解,提高反演解的可靠性。为了检验所使用的全波形匹配震源机制反演方法的可靠性,我们首先进行了合成数据测试,结果表明全波形匹配方法可以得到稳定可靠的震源机制解。利用新的全波形匹配方法计算了2019年4月北京发生的两次地震震源机制解,并结合活动断裂进行分析。将新的全波形震源机制反演方法应用于首都圈地区2015年以来的22个地震（2.2≤M≤4.3）,并对22个地震的震源机制解及应力轴分布进行了分析,与前人研究结果具有较好的一致性。 

【文章来源】：地震. 2020,40(04)北大核心

【文章页数】：22 页

【部分图文】：

通过正演合成的“真实地震记录”

由于中国地震台网地震目录提供的基于走时定位的地震事件在深度上可能会存在一定误差, 而震源深度会显著影响格林函数的计算, 从而对反演结果带来误差。 因此, 在求解震源机制解时, 我们可以在地震目录给定震源深度的基础上在深度方向进一步搜索, 通过比较不同深度的目标函数误差值来找到最佳震源深度。 在此合成数据测试中, 深度搜索范围为12～20 km, 搜索间隔为1 km(在当前一维层状速度模型的精度下, 1 km的搜索误差属于可接受的范围)。 为体现反演结果的可靠性, 在此测试中, 我们利用参考速度模型计算“真实地震记录”, 利用增加10%速度扰动的速度模型计算理论地震记录。图4 不同深度下三个目标函数误差值及震源机制变化

图3 参考速度模型与扰动后的速度模型在设定好反演参数后进行反演, 三个目标函数误差值随深度变化情况如图4所示。 从图4中可以看到波形拟合误差值(红色线)变化较小, 这是由于速度模型比较简单, 测试所用子波主频不高(2 Hz), 减弱了波形拟合在不同深度下的差别。 而极性匹配误差值(绿色线)始终为0, 是因为极性取值较单一(正或负), 在不同深度下得到的震源机制解较易满足极性匹配。 相比之下, 振幅比值的变化范围较大, 对深度变化比较敏感, 误差值(蓝色线)在17 km处取得最小值。 在不同深度下, 当波形拟合及极性匹配误差值变化较小时, 可通过振幅比匹配确定最优震源深度。 我们注意到Lei等[30]也利用波形振幅比的变化来进行震源深度的约束。 综合考虑三个误差函数值, 我们将最佳震源深度定为17 km, 这与真实震源深度相差了1 km, 考虑到速度模型扰动后的偏差, 这个误差是在合理的范围内。 17 km处的震源机制解为λ=196.3°, ?=62.7°, δ=158.6°, 与参考解很接近。


本文编号：3000198