豫北及鄰區(qū)中小地震震源機制解及應力場反演

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1、豫北及鄰區(qū)中小地震震源機制解及應力場反演摘要：利用區(qū)域地震臺網(wǎng)的數(shù)字地震波記錄資料，由垂直向記錄Pg和Sg振幅比值，結合部分清晰的P波初動記錄資料，計算得到了1985～2008年在豫北及鄰區(qū)發(fā)生的145個中小地震的震源機制解。通過統(tǒng)計方法、系統(tǒng)聚類分析方法及采用格點嘗試法，分析了震源機制解參數(shù)并求取了區(qū)域平均應力場。結果表明：研究區(qū)震源機制解以走滑型為主，應力軸比較接近水平，區(qū)域構造應力場以水平擠壓為主要特征；震源機制解除走滑型外，還有一定數(shù)量的正斷型和逆斷型。整體顯示中小地震震源機制解種類較多，分布散亂，表明小地震發(fā)生具有隨機性，華北構造應力場整體的控制作用較弱。關鍵詞：中小地震；震

2、源機制解；聚類分析；應力場；豫北及鄰區(qū)中圖分類號：P3157文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2012）02-0184-060引言5地震的震源機制解從一定角度描述了震源的性質及其破裂過程，因此，地震震源機制解的確定，對于地震的研究、孕震機理的解釋及震后應力的分布，具有十分重要的意義。對于震源機制理論和方法的研究，一直是地震學研究的熱點。由P波初動求取地震的震源機制解是地震學中一個常用的方法，但這種方法要求所計算的地震被很多臺站記錄到（付淑芳等，1980）。對于小震而言，能記錄到小震的臺站數(shù)量非常有限，不能精確求解震源機制。為了解決這個問題，梁尚鴻等（1984）提出利用區(qū)域地

3、震臺網(wǎng)P、S波垂直分量振幅比資料測定小震震源機制，該方法具有精度高、需用的記錄資料量少等優(yōu)點。林紀曾和李幼銘（1991）對該方法進行了人工數(shù)據(jù)檢驗，并且對臺站偏于一側時的資料處理能力及誤差進行了估計。結果表明，該方法不僅在正常情況下能夠得到很好的結果，而且在十分不利的資料條件下也可以得出令人滿意的結果。胡新亮等（2004）、張永久和程萬正（2007）進一步分析證實了利用數(shù)字地震記錄的P、S振幅比資料測定小震震源機制解的可靠性。閆俊崗等（2008）、王曰風等（2008）、張致偉等（2010）分別使用該方法對多個地區(qū)的地震及余震序列進行震源機制解研究。本文在梁尚鴻等（1984）提出的利用P

4、、S波最大振幅比數(shù)據(jù)反演中小地震震源機制的基礎上，采用刁桂苓等（2004）提出的P波初動和P、S振幅比聯(lián)合反演震源機制、系統(tǒng)聚類分析程序，依據(jù)豫北及鄰區(qū)最新的速度結構和地震精定位結果（莘海亮等，2011），研究該區(qū)中小地震震源機制及其主要應力場特征。51研究區(qū)概況及資料選取豫北及鄰區(qū)（張成科等，1994；杜廣仁，1998）處于太行山與東部平原的分界區(qū)域，包括華北坳陷區(qū)南部、魯西隆起西部及山西隆起區(qū)東南部（太行山隆起），該區(qū)既有廣闊的平原，又有丘陵和山區(qū)；同時該區(qū)又處于太行山東麓的地殼陡變帶、重力異常梯級帶上，是斷裂構造極其發(fā)育、地震頻繁發(fā)生的地段。本文研究區(qū)所選范圍為（3500°～3

5、717°N，11312°～11583°E）。使用地震事件包括兩部分：（1）閆俊崗等（2008）求出了1985～2000年晉冀魯豫相鄰地區(qū)102次地震的震源機制解，在本文研究區(qū)范圍內(nèi)有96次，利用閆俊崗等（2008）提供的初始振幅數(shù)據(jù)，筆者對這96次地震進行了重新計算。謝智等（2002）計算了1965～2000年河南及鄰區(qū)共52次ML≥35地震的震源機制解，1985年以來位于研究區(qū)范圍內(nèi)的地震共有6個，這些地震均包含在前述我們重新計算的96次地震中；（2）對2001～2008年研究區(qū)范圍內(nèi)地震臺網(wǎng)記錄的地震事件，筆者選擇至少4個以上的臺站記錄到且至少1個臺的記錄有清楚的Pg初動的

6、地震記5錄，對地震波形數(shù)據(jù)進行挑選最后計算得到質量較好的49次地震的震源機制解。綜上所述，研究區(qū)范圍內(nèi)筆者共得到145個地震的震源機制解，其中10≤ML<20的地震有13個，20≤ML<30的地震有93個，30≤ML<40的有39個（圖1，采用下半球投影方式）。地震研究35卷第2期莘海亮等：豫北及鄰區(qū)中小地震震源機制解及應力場反演2中小地震震源機制解對于大量震源機制解筆者采用統(tǒng)計分析，首先把145個地震震源機制解的各個參數(shù)進行劃分，以每10°為單位對其進行歸一頻數(shù)計算（圖2）。圖1研究區(qū)活動斷裂和145個震源機制解分布Fig1Activefaultsanddistribu

7、tionofthefocalmechanismsolutionsof145earthquakes圖2145個震源機制解節(jié)面參數(shù)和P、T、B力軸參數(shù)分析Fig2NodalplaneandP，TandBaxisparametersanalyzeofthefocalmechanismsolutionsof1455earthquakes整體上講，研究區(qū)震源斷層面strike主要呈現(xiàn)NNE向與NWW向兩組節(jié)面走向，其中NNE向節(jié)面呈現(xiàn)為N10°～40°