1997-2003年新疆伽师震源区特征的地震学方法研究

论文摘要

1997年、1998年和2003年，在新疆维吾尔自治区伽师-巴楚县约400km2的范围内，分别发生了三组显著的强震（群）活动（本论文统称为伽师震源区）。本论文对伽师强震的发震构造及其破裂特征，强震迁移过程及应力场状态等做了较系统的研究。通过研究地壳的精细速度结构，揭示了震源区的介质环境；通过首次对1997-2003年研究区发生的地震进行系统的精确定位和强震的矩张量反演研究，得到了对强震的发震构造及其活动特征的新认识；通过在研究区首次使用宽频带数字地震波形资料反演中等强度地震的矩张量，进一步分析了震源区的应力场状态；通过对三次强震破裂的时空过程进行研究，对不同类型强震的破裂特征及其前、余震发生的位置和机制与主震破裂的关系取得了一些重要的认识。本论文得到的主要结论有： 根据双差层析成像得到的震源区小尺度三维速度结构反演结果，1997年伽师强震群震源区所处的介质环境为显著的低P波速度、低波速比区域。推测这可能与伽师震源区存在流体有关。 对1998年4-10月两个台阵记录的1024次地震进行了三维定位；对1997-2003年1155次地震采用波形互相关技术进行了双差定位。精确定位后，地震震源深度分布在14-32km，优势分布于16-26km。1997年的强震群集中在不到40km×40km的很小的范围，优势分布方向为NE向。相对于1997年强震群，1998年的两次强震往东南迁移，呈NE向条带展布；2003年2月24日6.8地震进一步往南发展，余震活动范围更广，形成了复杂的共轭分布图像。根据强震远震波形的矩张量反演及Harvard大学的结果表明，三次强震（群）活动不但在空间和强度上表现出显著不同的特征，而且其震源机制多样，与震源区附近的历史地震机制不同。1997年强震群中7次Ms≥6.0地震震源机制解以走滑活动为主，存在正断层类型的地震；1998年两次6级地震分别为正断层和走滑机制；而2003年6.8地震则为逆断层机制。 根据精确定位后的地震空间图像以及强震矩张量反演得到的震源机制解，确定震源区内主要存在NNW向、NE向以及SEE向发震构造，都为高倾角断层。1997年4月6-16日期间的4次6级地震形成了NNW向构造F1，倾角为60°左右，是正断层兼右旋走滑性质的破裂机制。1997年1月21、3月1日及1998年8月2日的发震构造为NE走向的F2断层，倾角70°左右，是正断层兼左旋走滑性质的破裂机制。1998年8月27日地震的发震构造F3几乎直立，走向NE，是典型的左旋走滑断裂。NE向的F3与F2断层平行，NNW向的F1在1997年的震源区切断F2和F3。2003年2月24日Ms6.8地震的发震断层较为复杂，余震平面分

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 论文的研究目的和内容
• 1.3 论文的研究思路和方法
• 1.4 数据基础
• 第二章 伽师及邻区地质构造和地震活动背景
• 2.1 地震活动性背景
• 2.2 区域地质及构造背景
• 2.3 现今地壳运动情况
• 第三章 伽师震源区上地壳三维速度结构
• 3.1 层析成像概述
• 3.2 双差层析成像方法和原理
• 3.3 伽师震源区三维P、S波速度结构反演
• 3.4 1998年4-10月台阵记录的所有地震的三维精确定位
• 3.5 小结
• 第四章 1997-2003年震源区地震的震源精确定位及发震构造研究
• 4.1 双差定位（hypoDD）法
• 4.2 波形互相关分析（WCC）
• 4.3 1997-2003年地震的震源定位
• 4.4 由地震活动图像推断发震构造
• 4.5 小结
• 第五章 远震体波波形反演强震矩张量及强震发震构造的运动学特征
• 5.1 方法及原理
• 5.2 速度模型
• 5.3 1998年8月2日Ms6.0地震矩张量反演
• 5.4 1998年8月27日Ms6.4地震
• 5.5 2003年2月24日Ms6.8地震
• 5.6 小结
• 第六章 利用区域地震波形反演伽师震源区中等地震的矩张量解
• 6.1 引言
• 6.2 地震位移的矩张量表示
• 6.3 时间域PnI波地震矩张量反演
• 6.4 反演所用的速度模型
• 6.5 观测数据及其处理
• 6.6 反演结果可靠性分析—P波辐射花样互相关分析
• 6.7 部分地震反演结果
• 6.8 矩张量反演确定震源深度
• 6.9 分析及小结
• 第七章 伽师震源区应力场反演
• 7.1 应力场反演原理
• 7.3 反演结果
• 7.4 讨论
• 7.5 小结
• 第八章 强震震源破裂过程反演及余震活动图像特征
• 8.1 有限断层破裂过程反演原理
• 8.2 伽师震源区三次强震破裂过程反演
• 8.3 前震和余震分布及其震源机制与主震动态破裂过程的关系
• 8.4 小结
• 第九章 讨论与结论
• 9.1 讨论
• 9.2 主要结论和认识
• 9.3 存在的问题及进一步研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介
• 附表Ⅰ