目前對首都圈地區(qū)中小地震的震源機(jī)制研究所用的方法主要有P波初動(dòng)極性法、振幅比法及波形反演方法。前兩種方法只利用了波形中很少量的信息,且對于稀疏臺陣效果較差,而傳統(tǒng)的波形反演法也僅利用了波形的部分信息,且對于震級、數(shù)據(jù)資料等有一定的要求。為克服上述傳統(tǒng)方法中的局限并進(jìn)一步提高震源機(jī)制解的準(zhǔn)確性,本文采用一種新的綜合利用上述各種信息的全波形匹配方法來反演首都圈地區(qū)中小地震的震源機(jī)制解,提高反演解的可靠性。為了檢驗(yàn)所使用的全波形匹配震源機(jī)制反演方法的可靠性,我們首先進(jìn)行了合成數(shù)據(jù)測試,結(jié)果表明全波形匹配方法可以得到穩(wěn)定可靠的震源機(jī)制解。利用新的全波形匹配方法計(jì)算了2019年4月北京發(fā)生的兩次地震震源機(jī)制解,并結(jié)合活動(dòng)斷裂進(jìn)行分析。將新的全波形震源機(jī)制反演方法應(yīng)用于首都圈地區(qū)2015年以來的22個(gè)地震（2.2≤M≤4.3）,并對22個(gè)地震的震源機(jī)制解及應(yīng)力軸分布進(jìn)行了分析,與前人研究結(jié)果具有較好的一致性。 

【文章來源】：地震. 2020,40(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：22 頁

【部分圖文】：

通過正演合成的“真實(shí)地震記錄”

由于中國地震臺網(wǎng)地震目錄提供的基于走時(shí)定位的地震事件在深度上可能會(huì)存在一定誤差, 而震源深度會(huì)顯著影響格林函數(shù)的計(jì)算, 從而對反演結(jié)果帶來誤差。 因此, 在求解震源機(jī)制解時(shí), 我們可以在地震目錄給定震源深度的基礎(chǔ)上在深度方向進(jìn)一步搜索, 通過比較不同深度的目標(biāo)函數(shù)誤差值來找到最佳震源深度。 在此合成數(shù)據(jù)測試中, 深度搜索范圍為12～20 km, 搜索間隔為1 km(在當(dāng)前一維層狀速度模型的精度下, 1 km的搜索誤差屬于可接受的范圍)。 為體現(xiàn)反演結(jié)果的可靠性, 在此測試中, 我們利用參考速度模型計(jì)算“真實(shí)地震記錄”, 利用增加10%速度擾動(dòng)的速度模型計(jì)算理論地震記錄。圖4 不同深度下三個(gè)目標(biāo)函數(shù)誤差值及震源機(jī)制變化

圖3 參考速度模型與擾動(dòng)后的速度模型在設(shè)定好反演參數(shù)后進(jìn)行反演, 三個(gè)目標(biāo)函數(shù)誤差值隨深度變化情況如圖4所示。 從圖4中可以看到波形擬合誤差值(紅色線)變化較小, 這是由于速度模型比較簡單, 測試所用子波主頻不高(2 Hz), 減弱了波形擬合在不同深度下的差別。 而極性匹配誤差值(綠色線)始終為0, 是因?yàn)闃O性取值較單一(正或負(fù)), 在不同深度下得到的震源機(jī)制解較易滿足極性匹配。 相比之下, 振幅比值的變化范圍較大, 對深度變化比較敏感, 誤差值(藍(lán)色線)在17 km處取得最小值。 在不同深度下, 當(dāng)波形擬合及極性匹配誤差值變化較小時(shí), 可通過振幅比匹配確定最優(yōu)震源深度。 我們注意到Lei等[30]也利用波形振幅比的變化來進(jìn)行震源深度的約束。 綜合考慮三個(gè)誤差函數(shù)值, 我們將最佳震源深度定為17 km, 這與真實(shí)震源深度相差了1 km, 考慮到速度模型擾動(dòng)后的偏差, 這個(gè)誤差是在合理的范圍內(nèi)。 17 km處的震源機(jī)制解為λ=196.3°, ?=62.7°, δ=158.6°, 與參考解很接近。


本文編號：3000198