地震定位对剪切波分裂的影响分析与张家口—渤海地震带西端地壳介质各向异性

论文摘要

地壳介质的各向异性主要是由大量充满流体的微裂隙的定向排列引起的,剪切波穿过这种含有微裂隙的介质时会产生分裂现象。剪切波分裂参数与地壳介质的物理性质有关,与区域应力场有关。快剪切波偏振方向与裂隙走向一致,反映了原地主压应力场方向。慢剪切波时间延迟与区域介质各向异性程度有关。在地壳剪切波分裂研究中,地震的定位误差对剪切波分裂参数有影响。本文对定位误差特别是深度方向的误差所引起的时间延迟变化进行了讨论,比较了不同大小的深度误差对归一化后的时间延迟的影响。定量分析的结果显示,深度定位误差对选择窗口内波形数据和慢剪切波时间延迟的分析影响很大。张家口-渤海地震带西端位于华北盆地、燕山隆起和太行山隆起三个构造单元的交界处。山西地震带和张家口-渤海地震带在此交汇,地质构造十分复杂。区域内分布着多条NE,ENE向和NW,WNW向的断层,GPS资料和震源机制给出的区域内的主压应力轴方向为ENE（近E-W）向。本研究对华北地区2006年1月2009年11月的地震进行了双差定位。定位结果显示,华北地区的地震主要集中在张家口-渤海地震带上。震源的空间分布总体上呈WNW向,但在地震带内部,震源有明显的沿断层走向分布趋势。文章对震源分布沿断层走向明显的唐山地区和邢台地区做深度剖面,分析了区域内断层深部形态与震源空间分布的关系。本研究利用张家口-渤海地震带西端布设的流动台网和河北地区北部的区域台网记录到的波形数据,采用SAM分析方法分析了张家口-渤海地震带西端的地壳介质各向异性。通过对研究区域内各台站记录到的剪切波窗口在36°以内的数据进行分析,得到该区域两个快剪切波优势取向:第一优势取向96.98°±17.19°和第二优势取向32.00°±15.63°。其中第一优势取向反映了原地主压应力方向,与另一个研究获得的区域“背景”主压应力方向非常一致;第二优势取向与山西地震带北端的断层走向基本一致。研究表明,在区域南部靠近NENEN向的山西地震带的几个台站,其快波偏振方向与山西地震带走向基本一致。此外,还有几个台站,位于靠近局部凹陷与隆起交汇（怀安盆地边缘）地区的台站上,其快波偏振方向表现出两个优势取向,可能与台站附近复杂的地质构造环境有关,这个结果可能是源于区域主压应力方向和局部走滑断裂走向的双重作用。文章结合GPS形变资料和区域内地震震源机制解得出的结论与本研究剪切波分裂分析的结果进行对比分析,初步讨论了张渤带西端区域地壳的各向异性特征和应力场分布特点。结果表明,在本研究区内背景应力和局部地质构造都会对快剪切波偏振方向产生影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪 论
• 1.1 引言
• 1.2 研究内容
• 1.3 流动台网（ZBNET-W）介绍
• 第二章:地壳介质各向异性和剪切波分裂
• 2.1 地震各向异性和剪切波分裂
• 2.1.1 地震各向异性
• 2.1.2 地壳介质的各向异性和剪切波分裂
• 2.2 国内外研究动态
• 2.3 剪切波分裂研究方法介绍
• 2.4 SAM 方法介绍
• 第三章：地震定位误差对剪切波分裂分析的影响
• 3.1 单层深度模型下深度误差对时间延迟的影响
• 3.2 多层深度模型下深度误差对时间延迟的影响
• 3.3 地震实例的误差影响分析
• 第四章：地震精定位
• 4.1 影响地震定位精度的因素
• 4.2 地震定位方法简介
• 4.2.1 作图法
• 4.2.2 线性定位方法
• 4.2.3 非线性定位法
• 4.3 双差定位原理介绍
• 4.4 双差定位法的实例应用一（华北地区）
• 4.4.1 华北地区资料与背景
• 4.4.2 双差定位结果
• 4.4.3 唐山、邢台地区结果分析
• 4.5 双差定位法的实例应用二（西南地区）
• 4.5.1 背景与资料
• 4.5.2 重新定位结果
• 4.5.3 结论与讨论
• 第五章：张家口-渤海地震带西端剪切波分裂分析
• 5.1 张家口-渤海地震带西端背景介绍
• 5.2 方法与数据处理
• 5.3 应力场分析
• 第六章：结论与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历、在学期间研究成果