地壳剪切波分裂研究及地震定位误差对剪切波分裂分析的影响

地震 ›› 2010, Vol. 30 ›› Issue (1): 115-124.

地壳剪切波分裂研究及地震定位误差对剪切波分裂分析的影响

赵博, 高原

中国地震局地震预测研究所, 北京 100036

收稿日期:2009-05-20 修回日期:2009-08-24 出版日期:2010-01-31 发布日期:2021-10-15
作者简介:赵博(1984-), 男, 陕西渭南人, 2007年在读硕士学位, 主要从事数字地震学等研究。
基金资助:
中国地震局地震预测研究所2008年基本科研专项(02092409)

Crustal Share-wave Splitting Research and the Effects of Earthquake Location Error on the Analyzing Results

ZHAO Bo, GAO Yuan

Institute of Earthquake Science, CEA, Beijing 100036, China

Received:2009-05-20 Revised:2009-08-24 Online:2010-01-31 Published:2021-10-15

摘要/Abstract

摘要： 地壳介质的各向异性主要是由大量充满液体的微裂隙的定向排列引起的, 剪切波穿过这种含有微裂隙的介质时会产生分裂。剪切波分裂参数与地壳介质的物理性质有关, 与区域应力场有关。在地壳剪切波分裂研究中, 地震的定位误差对剪切波分裂参数有影响。本文简单介绍了几种影响定位精度的因素; 并对定位误差特别是深度方向的误差所引起的时间延迟变化进行了讨论, 比较了不同大小的深度误差对归一化后的时间延迟的影响, 定量分析结果显示, 深度定位误差对慢剪切波时间延迟影响很大。剪切波分裂分析方法有多种, 本文还对不同的剪切波分裂分析方法做了简介。

关键词: 剪切波分裂, 地震定位, 地壳, 各向异性, 偏振方向, 时间延迟

Abstract: Seismic anisotropy of the crust is mainly caused by the stress-aligned fluid-saturated grain-boundary cracks. When shear-wave travels through anisotropic media, it will split. The parameter of shear-wave splitting is relative to the physical property of the crust medium and the regional stress field. Earthquake location error has an impact on share-wave splitting parameter. We discuss factors that influence on the accurate location and analyses the variety of the time delay caused by depth location error. We compared the influences of different depth errors on normalized time delays. The result of quantitative analysis shows that depth error can cause a great influence on slow shear-wave time delay. We also introduce and compare some analysis methods of shear-wave splitting.

Key words: Shear-wave splitting, Earthquake location, Crustal anisotropy, Polarization of fast shear-wave, Time delay

中图分类号:

P315.7

赵博, 高原. 地壳剪切波分裂研究及地震定位误差对剪切波分裂分析的影响[J]. 地震, 2010, 30(1): 115-124.

ZHAO Bo, GAO Yuan. Crustal Share-wave Splitting Research and the Effects of Earthquake Location Error on the Analyzing Results[J]. EARTHQUAKE, 2010, 30(1): 115-124.

参考文献

[1] Crampin S. Seismic-wave propagation through a cracked solid: Polarization as a possible dilatancy diagnostic[J]. Geophys J R Astron Soc, 1978, 53: 467-496.
[2] Crampin S. Effective anisotropic elastic constants for wave propagation through cracked solids[J]. Geophys J R Astron Soc, 1984, 76: 135-145.
[3] Crampin S, Evans R, Ucer B, et al. Observation of dilatancy-induced polarization anomalies and earthquake prediction[J]. Nature, 1980, 286: 874-877.
[4] 高原, 腾吉文. 中国大陆地壳与上地幔地震各向异性研究[J]. 地球物理学进展, 2005, 20(1): 180-185.
[5] 林蓉辉. 地震各向异性与S波分裂研究[J]. 地震科技情, 1989, 3: 1-32.
[6] 太龄雪, 高原. 地壳介质剪切波分裂研究的部分进展[J]. 地震, 2008, 28(2): 65~73.
[7] Crampin S, Atkinson B K. Microcracks in the Earth's crust[J]. First Break, 1985, 3(3): 16-20.
[8] Crampin S. The fracture criticality of crustal rocks[J]. Geophys J Int, 1994, 118: 428-438.
[9] Crampin S. A review of the effects of anisotropic layering on the propagation of seismic waves[J]. Geophys J R Ast ron Soc, 1977, 49: 9-27.
[10] Crampin S, Evans R. Analysis of records of local earthquakes: The Turkish dilatancy projects(TDP1 and TDP2)[J]. Geophys J R astr Soc, 1985, 83: 1-16.
[11] 高原, 郑斯华. 唐山地区剪切波分裂研究(Ⅱ)相关函数分析法[J]. 中国地震, 1994, 10 (增刊) : 11-21.
[12] 邬成栋, 秦嘉政, 皇甫岗. 永胜6.0级地震的余震S波分裂研究[J]. 地震学报, 2004, 27(2): 140-145.
[13] 刘希强. 剪切波分裂中的快, 慢波识别方法[J]. 西北地震学报, 1992, 14(4): 17-24.
[14] 郑治真. S波分裂的研究[J]. 地球物理学进展, 1990, 5 (1) : 8-13.
[15] 高原, 郑斯华, 孙勇. 唐山地区地壳裂隙各向异性[J]. 地震学报, 1995, 17(3): 283-293.
[16] Teanby N A, Kendall J M, Jones R H, et al. Stress-induced temporal variations in seismic anisotropy observed in microseismic data[J]. Geophys J Int, 2004, 156: 459-466.
[17] Gao Y, Hao P, Crampin S. SWAS: A shear-wave analysis system for semi-automatic measurement of shear-wave splitting above small earthquake[J]. Phys Earth Planet Interiors, 2006, 159: 71-89.
[18] Crampin S, Volti T, Stefa'nsson R. A successfully stress-forecast earthquake[J]. Geophys J Int, 1999, 138: 1-5.
[19] 姚陈, 王培德, 陈运泰. 卢龙地区S波偏振与上地壳裂隙各向异性[J]. 地球物理学报, 1992, 35(3): 305-315.
[20] 高原, 冯德益. 大同地区近震S波分裂的观测与研究[J]. 地震学报, 1993, 15(增刊) : 521-527.
[21] 曹凤娟, 王连权, 张萍, 等. 岫岩M_S5.4地震前后S波分裂研究[J]. 东北地震研究, 2005, 21(4): 39-44.
[22] 太龄雪, 高原, 曹凤娟, 等. 辽宁1999 年M_S5. 9 岫岩地震的剪切波分裂特征[J]. 地震学报, 2008, 30(4): 340-354.
[23] 高歌, 王海涛. 乌什6.3级地震前、后S 波分裂特征初步研究[J]. 内陆地震, 2006, 20(2): 139-142.
[24] 高原, 郑斯华, 王培德. 海南省东方地区1992年小震群剪切波分裂研究[J]. 地球物理学报, 1996, 39(2): 221-232.
[25] 郑秀芬, 陈朝辉, 张春贺. 1999年台湾集集地震余震区嘉义地区地震的剪切波分裂参数随时间变化的研究[J]. 地球物理学报, 2008, 51(1): 149-157.
[26] 石玉涛, 高原, 赵翠萍, 等. 汶川地震余震序列的地震各向异性[J]. 地球物理学报, 2009, 52(2): 398-407.
[27] Waldhauser F. Ellsworth L W. A Double-Difference Earthquake Location Algorithm: Method and Application to the Northern Hayward Fault[J]. California Bulletin of the Seismological Society of America, 2000, 6(90): 1353-1368.
[28] 蔡明军, 山秀明, 徐彦, 等. 从误差观点综述分析地震定位方法[J]. 地震研究, 2004, 27(4): 314-317.
[29] 赵珠, 范军, 郑斯华, 等. 龙门山断裂带地壳速度结构和震源位置的精确修订[J]. 地震学报, 1997, 19(6): 615-622.