板内重复地震的识别及其在活动断裂带的应用研究

摘要

地震的重复性是活动断裂带小震活动时空分布规律的重要表现之一。重复地震是指发生在同一断层位置上且具有高度相似波形的一组地震,重复地震的发现和应用为我们研究活动断裂深部滑动速率以及寻找潜在的凹凸体提供了新的思路和方法。
　　 本研究主要围绕唐山断裂带、北京平原的隐伏断裂、云南境内的小江断裂带、丽江-宁蒗断裂带和红河断裂带,利用首都圈数字化台网(2001～2006)和云南数字化台网(1999～2006)的地震波形记录和地震观测报告,通过波形互相关分析和精确定位方法来识别研究区的重复地震,从而进行断层滑动速率估算,研究断层深部的变形行为。同时进行小震精定位处理,分析现今小震活动的空间非均匀性,探测现代地震与精细构造在空间上的关系,结合b值扫描,判定出相对高应力的闭锁段。
　　 基于波形互相关分析,通过精确定位的进一步确认,在唐山断裂带辨识出了一组准周期的重复地震,同时获取地表以下约15 km处的滑动速率约为2.6mm/a；在北京平原区确认出了4组“重复地震”,估算出该地区隐伏断裂在不同孕震深度处的滑动速率为1.2～1.3 mm/a;小江断裂带相似地震和“重复地震”估算的滑动速率结果表明:小江断裂北段的滑动相对较弱,中段和南段的滑动速率相对高一些,断裂带中段西支的活动速率明显大于东支；结合“重复地震”的空间位置分析和1976～2006年b值空间扫描结果,推测出嵩明附近可能存在一个大的凹凸体,是未来发生强震的潜在危险区；通过筛选出的两组“重复地震”,给出了丽江-宁蒗断裂带在脆-韧性转换带约23 km处滑动速率约为5 mm/a;而红河断裂北段的“重复地震”研究得出的滑动速率为3.4～6.4 mm/a。
　　 基于双差法重新定位后的地震,证实了在唐山断裂带中部存在右旋拐折,唐山断裂带北段存在两个密集的活动丛,计算得出南北两段的b值分别为0.85±0.03和1.03±0.02；分析认为北京平原区地震构造的可能成因存在局部构造块体的运动变形和深部的动力作用两种,在顺义凹陷和马池口凹陷下方存在近直立的深断裂,具有发生强震的构造条件；在小江断裂带的几何分段部位存在高倾角的陡立面；丽江-宁蒗断裂带定位后的地震震源深度分布与研究区的深部构造较为相符,清晰地展示出脆性上地壳0～8 km处的相对密集活动与15～30 km处脆-韧性转换带中的小震活动,以及与强震发生的累积能量释放层位相关的8～15km处地震偏少的活动图像。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 活动断裂与小震活动

1.2 地震活动性参数b值研究

1.3 重复地震研究

1.4 断层滑动速率研究

1.5 研究背景和目的

1.6 研究思路和框架

第二章 数字地震波形资料处理方法

2.1 双差地震定位方法简介

2.2 多事件精确相对定位方法

2.3 Hypoinverse地震定位方法

2.4 广义相关时延估计

2.5 频谱补零方法

第三章 唐山断裂带小震活动及其重复地震识别

3.1 唐山地区地质构造背景与地震活动

3.2 唐山断裂带小震活动分析

3.2.1 数据分析

3.2.2 地震定位及b值分析

3.3 唐山断裂带的重复地震识别和滑动速率估算

3.4 小结

第四章 北京附近地区的小震活动与隐伏断裂滑动速率估算

4.1 北京地区地质构造背景

4.2 地震活动分析

4.2.1 资料

4.2.2 北京地区小震活动的构造成因分析

4.3 北京地区相似地震和“重复地震”

4.4 隐伏断裂的滑动速率估算

4.5 滑动速率估算的方法讨论

4.6 小结

第五章 滇东地区小江断裂带的小震活动和滑动速率估算

5.1 云南地区地质构造背景与地震活动

5.2 小江断裂带的小震活动和滑动速率

5.2.1 地质构造背景

5.2.2 地震活动性分析

5.2.3 “重复地震”和滑动速率估算

5.3 小结

第六章 滇西北地区主要断裂带的小震活动和滑动速率估算

6.1 丽江-宁蒗断裂带的小震活动和滑动速率

6.1.1 地质构造背景

6.1.2 数据分析

6.1.3 地震活动分析

6.1.4 “重复地震”和滑动速率估算一

6.2 红河断裂带的小震活动和滑动速率

6.2.1 地质构造背景

6.2.2 “重复地震”和滑动速率估算

6.3 小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 进展

7.3 存在的问题

7.4 展望

参考文献

致谢

作者简介

攻读博士学位期间发表论文和会议摘要