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青藏高原东北缘基于小震震源机制解的区域应力场特征研究

作　者: 张辉
导　师: 刘小凤；张元生
学　校: 中国地震局兰州地震研究所
专　业: 固体地球物理
关键词: 地震预测矩张量反演震源机制解主压应力平均应力场
分类号: P315.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

地震发生的根本原因就是应力场的作用,因此,对中小地震形成的区域应力场的研究对地震发生过程的认识有着十分重要的作用。探索震源、寻求地震预测指标一直是地球物理学家和地震学家孜孜以求的目标之一。本文利用甘肃省数字地震台网中的11个宽频带台记录到的青藏高原东北缘自2001年以来发生的ML≥3.0级地震资料,采用矩张量反演的方法计算了该区域242个ML≥3.0级地震震源机制解,利用所得结果统计分析青藏高原东北缘的地震类型及应力场特征。根据研究区内活动断裂的分区特征,把研究区分为四个区域及八个小区域,详细研究了区域应力场特征。以2003年民乐地震作为震例,分析了民乐地震前后震源区应力场情况及探讨了它的发震机制。通过对4次中强震的反演结果与已有结果的对比分析,研究了中强震的发震特征。综上研究,得出如下结论:1.由ML≥3.0级地震的震源机制解中P、B、T轴统计分析得到青藏高原东北缘构造应力场的整体特征:在祁连山中段,主压应力P轴优势方向主要在NE向;中东段,P轴优势方向从NE变化到近东西向,从空间上看,P轴方向沿顺时针旋转了一定角度;甘东南地区,P轴优势方向为NWW向,与该区域的断层走向基本一致。整体来看水平最大主应力分布具有明显的分区特征,自西向东,区域主压应力方向由NNE-NE-NEE近EW向,呈扇形分布。2.通过对震源机制解中P、T轴仰角统计分析得到:P轴仰角β小于30o占82.23%,T轴仰角γ小于45o占68.59%,地震类型以走滑为主;T轴仰角γ大于45o时发生倾滑逆断层的运动,占31.41%;整体上形成了以走滑为主,兼有逆冲型和少量正断层的运动特征。3.分析平均应力场得出:祁连山地震带的σ1、σ3轴近水平向,区内的应力以水平作用为主,主压应力轴方向为北北东和北东向。甘东南地区的主压应力轴方位角分别为123o、153o、109o,仰角分别为9o、34o、15o,呈北西向或近南北向,显示为近水平力作用。4.民乐地震前主压应力轴方向出现了阶段性变化过程,在主震发生的祁连山中段地区则处于应力积累状态,震源区最大压应力轴震前震后发生了一定角度的旋转。随着甘肃省数字地震台网的不断完善,对某些区域检测能力的提高,研究特定区域发生地震的震源机制解,对地震预测工作将具有十分重要的科学意义。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
前言  10-13
第一章地震矩张量反演的理论基础  13-28
  1.1 观测地震图与理论地震图  13-14
  1.2 方法及原理概论  14-18
    1.2.1 地震矩张量源  14
    1.2.2 用格林函数表示位移辐射场  14-15
    1.2.3 地震矩张量的基本概念  15-16
    1.2.4 点矩张量  16
    1.2.5 与位错等效的矩张量  16-18
  1.3 矩张量的本征值和矩张量的分解  18-22
    1.3.1 矩张量的本征值  18-19
    1.3.2 矩张量的分解  19-22
  1.4 矩张量反演  22-26
    1.4.1 地震矩张量反演的方法  22
      1.4.1.1 由体波波形资料反演地震矩张量  22
      1.4.1.2 由面波波形资料反演地震矩张量  22
      1.4.1.3 自由振荡波形资料反演地震矩张量  22
    1.4.2 点矩张量的反演  22-23
    1.4.3 时间域内的矩张量反演  23-25
      1.4.3.1 同步震源  23-24
      1.4.3.2 经验格林函数  24-25
      1.4.3.3 理论格林函数  25
    1.4.4 频率域内的矩张量反演  25-26
  1.5 矩张量反演结果的评价与影响因素  26-28
    1.5.1 矩张量反演结果的评价  26
    1.5.2 震源深度对反演结果的影响  26-28
第二章数字地震观测系统简介与资料预处理  28-34
  2.1 观测系统简介  28-31
    2.1.1 仪器配置  28-29
    2.1.2 数字化台网的技术指标  29
    2.1.3 遥测地震子台设备技术指标  29-30
    2.1.4 仪器传递函数  30-31
  2.2 资料预处理  31-34
    2.2.1 去直流偏移  31
    2.2.2 去仪器响应  31-32
    2.2.3 观测数据的旋转变换  32
    2.2.4 观测数据的积分变换  32-34
第三章地震矩张量反演的方法  34-40
  3.1 程序简介  34
  3.2 理论地震图  34-38
    3.2.1 介质模型  34-35
    3.2.2 格林函数  35-38
    3.2.3 格林函数库  38
  3.3 矩张量反演  38-39
  3.4 小结  39-40
第四章矩张量反演在青藏高原东北缘的应用研究  40-55
  4.1 大地形变与地震活动  40-41
  4.2 区域构造及分区活动特征  41-42
  4.3 青藏高原东北缘动力学环境  42-46
    4.3.1 地球物理方法  42-44
      4.3.1.1 GPS 形变测量  42-43
      4.3.1.2 震源机制解  43-44
    4.3.2 历史地震分析  44-46
  4.4 青藏高原东北缘2001 年1 月－2005 年12 月地震震源机制解  46-53
    4.4.1 资料选取  47
    4.4.2 断层错动类型  47-49
    4.4.3 应力场分析  49-53
      4.4.3.1 主压应力和主张应力  49-50
      4.4.3.2 平均应力场  50-53
  4.5 小结  53-55
第五章中强震例分析  55-68
  5.1 甘肃民乐－山丹M_S6.1 级地震  55-63
    5.1.1 发震区构造背景  56
    5.1.2 主震发生前后应力场变化  56-60
      5.1.2.1 民乐6.1 级地震前  56-57
      5.1.2.2 民乐地震余震序列  57-59
      5.1.2.3 主震后应力轴变化  59
      5.1.2.4 震源区平均应力场  59-60
    5.1.3 主震矩张量反演  60-63
      5.1.3.1 台站频谱分析  61
      5.1.3.2 反演结果  61-63
    5.1.4 小结  63
  5.2 2001 年以来甘肃5 级以上地震震源机制  63-66
  5.3 中强震活动特征  66-68
第六章结论与讨论  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 讨论  69-70
附件  70-75
致谢  75-76
参考文献  76-78
攻读硕士学位期间发表论文情况  78-79
作者简介  79

青藏高原东北缘基于小震震源机制解的区域应力场特征研究

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