紫坪铺水库区域地震初步研究

摘要

紫坪铺水库是都江堰灌区和成都市的水源调节工程,对紫坪铺水库区域地震进行研究不仅具有科学研究方面的重要意义,同时也具有经济建设和抗震减灾方面的实际意义。
　　 本研究利用双差定位法,对紫坪铺水库台网8个地震台站记录到的2004年8月16日-2008年5月10日的1569个小震进行重新定位,结果显示,重新定位后的小震主要集中分布在龙门山推覆构造带的中央北川-映秀断裂、前山灌县-江油断裂和后山汶川-茂汶断裂上,其中大部分地震位于北川-映秀断裂并集中于紫坪铺水库的两端,走向NE；从地震空间分布上看,该区域地震组成三个地震密集区,分别位于水库的西南区、东北区和都江堰附近的前山断裂区。震源深度集中在5—15km范围内,平均深度为7.8km,15—30km也有少量地震发生。水库区域小震活动频度与水库水位存在一定的相关性。精定位后,到时残差的均方根平均值为0.048s,震源位置的估算误差在水平方向上平均为0.63km,在垂直方向上平均为0.51km。文中还讨论了紫坪铺水库区震源分布和地质构造的关系。
　　 同时在定位后地震震源剖面中发现,剖面处的小震震源分布都分别与对应的中央和前山两条断裂具有相似的地质特征。水库西南区在蓄水前地震数日较少,蓄水后第一年地震数目明显增多,且在2006年9—10月和2007年9—12月两个蓄水高峰期也出现了地震活动增强的现象,说明该区域小震活动受水库蓄水影响较为明显。水库东北区域的地震活动在水库蓄水之前和蓄水初期较为频繁,后来地震活动逐渐减弱。前山断裂区域所选地震在水库蓄水前几乎没有地震活动,在2008年2月份发生了显著的都江堰震群活动。以上结果说明水库西南区受水库蓄水影响最为明显,该区域地震应为水库地震；水库东北区同样受水库蓄水影响但没有西南区明显；前山断裂区地震几乎与水库没有关系,应该为构造地震。
　　 本研究还利用多台和达法计算紫坪铺水库区域地震平均波速比,结果显示水库西南区绝大多数波速比值在1.6—1.8之间变化,半均值为1.73,且在2006年11月出现波速比值明显下降的现象,之后该区域波速比值一直保持低值状态,2007年底稍有回升直至2008年初恢复到均值水平,当年5月12日发生汶川大地震,且水库西南区较大地震几乎均发生在水库卸载阶段同时对应波速比值下降。水库东北区波速比平均值为1.77,每次水库开始蓄水滞后一个月的时间,该区域波速比值下降且数值下降持续时间与水库蓄水时间保持一致。同时利用精定位结果计算水库西南区Vp和Vs,Vp的平均值为4.6lkm/s,Vs的平均值为2.80km/s,水库东北区的Vp和Vs平均值分别为4.95km/s和3.02km/s。

目录

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硕士学位论文摘要

第一章 引言

1.1 本文研究背景和意义

1.2 水库诱发地震研究

1.2.1 水库诱发地震分类和特点

1.2.2 水库诱发地震的研究现状

1.3 本文研究的主要内容

1.4 小结

第二章 紫坪铺水库区域概况

2.1 紫坪铺水库地理位置及地质构造环境

2.2 紫坪铺水库区域历史地震活动

2.3 紫坪铺水库地震遥测台网

2.4 小结

第三章 地震定位研究和波速研究的理论方法

3.1 地震定位研究方法

3.1.1 传统几何定位方法

3.1.2 单事件定位方法

3.1.3 多事件定位方法

3.1.4 非线性定位方法

3.1.5 地震定位方法讨论

3.2 双差精定位研究方法及研究现状

3.2.1 双差精定位研究方法理论

3.2.2 双差精定位国外研究现状

3.2.3 双差精定位国内研究现状

3.3 地震波速研究方法

3.3.1 地震波速比方法

3.3.2 地震波速方法

3.4 多台和达法求波速比研究方法及研究现状

3.4.1 多台和达法求波速比研究方法理论

3.4.2 多台和达法求波速比国外研究现状

3.4.3 多台和达法求波速比国内研究现状

3.5 小结

第四章 紫坪铺水库区域地震精确定位研究及分析

4.1 资料处理与速度模型

4.1.1 资料选取及分析

4.1.2 速度模型的选取

4.2 精定位计算过程

4.2.1 预处理程序ph2dt的参数选取

4.2.2 定位程序hypoDD的参数选取

4.3 精定位结果分析

4.3.1 精定位前后空间分布图像分析

4.3.2 定位精度和震源深度

4.3.3 蓄水前后小同区域的地震活动

4.3.4 蓄水前后地震三维分布

4.4 小结

第五章 紫坪铺水库区域地震波速研究及分析

5.1 资料处理及台站情况

5.2 多台和达法求波速比

5.3 波速比与水库水位变化及地震频度关系分析

5.3.1 大区域波速比分析

5.3.2 水库区域波速比分析

5.3.3 水库西南区域波速比分析

5.3.4 水库东北区域波速比分析

5.4 P波速度、S波速度与水库水位变化及地震频度关系分析

5.4.1 西南区波速分析

5.4.2 东北区波速分析

5.5 小结

第六章 紫坪铺水库区域地震蓄水前后时空变化

6.1 蓄水前后震源深度变化

6.2 地震密集区蓄水前后地震频次变化

6.2.1 水库西南区域

6.2.2 水库东北区域

6.2.3 水库东南区域

6.3 小结

第七章 结果与讨论

7.1 结果

7.2 讨论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表文章及参加科研项目