【摘要】：1975年2月4日19時(shí)36分(北京時(shí)間)在營(yíng)口市與海城市交界發(fā)生了Ms7.3級(jí)海城地震(122.8°E,40.7°N,12 km),導(dǎo)致大面積地表沉陷,是遼寧省有地震記錄以來(lái)最大的地震。該地區(qū)呈現(xiàn)了東、西部隆起,中部凹陷的格局,第四紀(jì)以來(lái)東西部仍在上升,中部持續(xù)下降,導(dǎo)致區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂發(fā)育,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。由于人口密集,工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá),因此對(duì)該區(qū)的地震活動(dòng)性研究具有重要意義。研究?jī)?nèi)容包含地震成因機(jī)制和地震統(tǒng)計(jì)特征兩個(gè)部分,主要關(guān)于海城震區(qū)地下三維速度結(jié)構(gòu)描述、地震震級(jí) 頻度分析和地震活動(dòng)性參數(shù)的變尺度分析。本文首先介紹了遼寧省的地質(zhì)演化歷史,著重描述金州斷裂和海城河 大洋河斷裂的構(gòu)造背景,以及前人在該地區(qū)取得的地殼及上地幔結(jié)構(gòu)研究成果,詳細(xì)地回顧了地球物理反演的發(fā)展歷史,介紹了地震層析成像方法、步驟及其國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上,對(duì)研究區(qū)53個(gè)固定臺(tái)站記錄的1431個(gè)區(qū)域地震的P波和S波到時(shí)資料進(jìn)行可靠性分析,結(jié)合能夠獲得震源區(qū)更高精度速度結(jié)構(gòu)以及震源位置的雙差層析成像方法,選擇恰當(dāng)?shù)某跏寄Ｐ?重建了本地區(qū)中上地殼三維速度結(jié)構(gòu),對(duì)海城地震發(fā)生機(jī)制進(jìn)行了深入研究。研究結(jié)果顯示,(1)遼寧省地震震中主要成帶狀分布在海城河 大洋河斷裂和金州斷裂兩側(cè),深度呈現(xiàn)柱狀垂直分布特征,上地殼下界面大約在13 15 km,中地殼下界面約為25 km。(2)由地震分布可以看出金州斷裂由三個(gè)小斷裂構(gòu)成,分別是牛居 油燕溝斷裂,鞍山 營(yíng)口斷裂,海城 蓋州斷裂,海城河-大洋河斷裂向兩端延伸,在西北方向逐漸穿過(guò)上述三個(gè)小斷裂,在東南方向與康家?guī)X斷裂交匯。(3)海城震區(qū)中上地殼(15 20 km)處存在明顯低速層,岫巖地下20 km處也存在低速層,大部分震源都分布在低速層之上,結(jié)合電性和溫度資料,表明低速層是高溫高導(dǎo)塑性層,這有利于在上地殼積聚應(yīng)力,誘發(fā)地震。(4)根據(jù)海城震區(qū)波速比結(jié)構(gòu)認(rèn)為上地殼低波速和低波速比對(duì)應(yīng)含水地層,水來(lái)自于溫泉循環(huán)系統(tǒng),因此推測(cè)溫泉水循環(huán)深度在5 8 km左右,中地殼低波速和低波速比認(rèn)為是高溫導(dǎo)致的巖石脫水。與前人研究結(jié)果相比,本次研究所獲得的震源分布與構(gòu)造之間關(guān)聯(lián)性更好,速度結(jié)構(gòu)精度更高,并對(duì)低速體進(jìn)行了更合理的解釋,最終確定了海城河-大洋河斷裂的發(fā)展態(tài)勢(shì),并認(rèn)為海城附近地震頻發(fā)是斷裂交匯與低速體共同作用導(dǎo)致。隨后本文根據(jù)地震頻度-震級(jí)關(guān)系,利用b值空間分布特征對(duì)海城及其鄰區(qū)應(yīng)力場(chǎng)特點(diǎn)進(jìn)行研究。深入地討論了b值的實(shí)際意義及計(jì)算誤差來(lái)源,在減小誤差的前提下利用網(wǎng)格劃分技術(shù)得到研究區(qū)可信度更高的b值空間分布特征和時(shí)間分布特征,同時(shí)討論了平均b值,研究結(jié)果顯示(1)震級(jí) 頻度關(guān)系線性度較高時(shí),最小二乘法與最大似然法得到的b值在標(biāo)準(zhǔn)誤差范圍內(nèi)一致;(2)地震缺失率達(dá)到25%或者震級(jí)誤差達(dá)到20%時(shí)b值誤差增加;(3)震源位置誤差對(duì)b值與構(gòu)造之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系有著直接的影響。在地震頻繁發(fā)生的區(qū)域,應(yīng)用雙差定位后的數(shù)據(jù)得到的b值具有更高的可信度,可以更準(zhǔn)確的反映深度應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài);(4)b值的垂直和水平分布表明其在0.6 1.7之間變化,并隨著深度增加而增加;岫巖和蓋州地區(qū)具有較低的b值,預(yù)示著高地震發(fā)生危險(xiǎn)性;海城河-大洋河斷裂與金州斷裂交匯的b值約為1.0,說(shuō)明該地區(qū)應(yīng)力釋放成功,構(gòu)造暫時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài),在未來(lái)具有較低的大地震發(fā)生概率;(5)b值隨時(shí)間的分布表明大地震發(fā)生前b值會(huì)出現(xiàn)急速下降過(guò)程,這個(gè)可以作為地震預(yù)測(cè)證據(jù)之一。最后本文對(duì)海城震區(qū)地震頻度序列以及地震事件間隔序列進(jìn)行R/S分析,發(fā)現(xiàn)地震頻度和時(shí)間間隔的極差、均方差與時(shí)間標(biāo)度之間存在冪指數(shù)關(guān)系,二者的Hurst指數(shù)遠(yuǎn)大于0.5,表明實(shí)際地震的發(fā)生互相之間不是獨(dú)立的,說(shuō)明海城地區(qū)地震發(fā)生機(jī)制具有相似性,即地下結(jié)構(gòu)相似,受力狀態(tài)相似,也說(shuō)明該地區(qū)地震預(yù)測(cè)是可能的。
【圖文】：

圖 1.1 計(jì)算 b 值流程圖要求很高，，樣本量少于500或者很1），因此線性G R定律只適用于一程中，到底需要多少地震才能得的采樣率進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，提., Shi and Bolt, 1982; Schorlemmer圍小，地震數(shù)較少，也可以降低dges and Gao, 2006)，因此本文在計(jì)

圖 2.1 雙差算法示意圖，空心圓圈代表兩個(gè)震源 i 和 j，實(shí)線表示通過(guò)互相關(guān)技術(shù)建立兩震源之間的聯(lián)系；虛線表示通過(guò)地震目錄建立兩震源之間的聯(lián)系；jkS 和ikS 分別表示震源 i，j 到臺(tái)站 k 的慢度矢量； x 表示震源位置擾動(dòng)量；d表示觀測(cè)到時(shí)差（Waldhauser and Ellsworth, 2000）。雙差定位基于假設(shè)相鄰地震道同一臺(tái)站的路徑差異可以忽略，但是當(dāng)震源之間距離較大時(shí)，由速度不均勻性引起的路徑異常會(huì)隨震源位置變化而變化，定位結(jié)果就會(huì)不準(zhǔn)。因此 2000 年，Waldhauser 和 Ellsworth 引入了距離權(quán)重的概念，排除距離較遠(yuǎn)的地震對(duì)到時(shí)差數(shù)據(jù)對(duì)定位結(jié)果的影響。但是地震對(duì)之間的相互聯(lián)系仍然會(huì)間接地保留距離較遠(yuǎn)的地震對(duì)的影響。因此 2002 年，Wol提出反演過(guò)程中，在使用距離權(quán)重因子的基礎(chǔ)上加入阻尼系數(shù)，以削弱震源距離對(duì)定位結(jié)果的影響（Wolfe，2002）。同時(shí)，對(duì)于近距離震源，空間偏導(dǎo)數(shù)在
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P315.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 鄭確;劉財(cái);田有;;遼寧海城及其鄰區(qū)地震b值空間分布特征[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版);2018年03期

2 黃亦磊;周仕勇;莊建倉(cāng);;基于地震目錄估計(jì)完備震級(jí)方法的數(shù)值實(shí)驗(yàn)[J];地球物理學(xué)報(bào);2016年04期

3 吳萍萍;李振;葉慶東;李大虎;賈建鵬;;郯廬斷裂帶南段及鄰區(qū)地震b值的空間分布特征[J];中國(guó)地震;2015年02期

4 王小娜;于湘?zhèn)?章文波;;蘆山震區(qū)地殼三維P波速度精細(xì)結(jié)構(gòu)及地震重定位研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2015年04期

5 劉艷輝;趙根模;吳中海;蔣瑤;;青藏高原東南緣及鄰區(qū)近年來(lái)地震b值特征[J];地質(zhì)通報(bào);2015年01期

6 張盛峰;吳忠良;房立華;;雙差(DD)定位地震目錄能用于地震序列的統(tǒng)計(jì)地震學(xué)參數(shù)計(jì)算嗎?——云南魯?shù)镸_S6.5地震序列b值的空間分布[J];地震地質(zhì);2014年04期

7 車(chē)用太;魚(yú)金子;;地殼流體對(duì)地震活動(dòng)的影響與控制作用[J];國(guó)際地震動(dòng)態(tài);2014年08期

8 王亮;周龍泉;焦明若;曹鳳娟;翟麗娜;;海城蓋州地區(qū)速度結(jié)構(gòu)和震源位置的聯(lián)合反演研究[J];地震;2014年03期

9 鄧文澤;陳九輝;郭飚;劉啟元;李順成;李昱;尹昕忠;齊少華;;龍門(mén)山斷裂帶精細(xì)速度結(jié)構(gòu)的雙差層析成像研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2014年04期

本文編號(hào)：2687601