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中小地震震源参数定标关系研究

作　者: 华卫
导　师: 陈章立
学　校: 中国地震局地球物理研究所
专　业: 固体地球物理
关键词: 定标关系 震源参数 场地响应 辐射能量
分类号: P315.3
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


地震现象的自相似性，已被诸如震级—频度关系、余震衰减速率、地震频谱的定标关系等各种地震学观测结果所证实，但地震自相似性是否普遍存在，这是目前最具争议的问题之一。地震震源参数之间的关系称作定标关系，定标关系的研究对于揭示大地震和小地震的破裂机制是否包含了相同的物理过程，对于将震源参数应用于地震预测研究，正确理解地震活动图像具有重要的意义。本文针对目前中小地震震源参数定标关系研究现状，综合考虑各种关键问题和瓶颈因素，提出了一套较为完整的精确测定中小地震震源参数的方案。这其中包括：采用近震源观测资料、利用双差法进行地震精定位、中小地震震源谱模型的验证、地震非弹性衰减和台站场地响应的计算、地震辐射能量的精确估算等。选取了大姚两次6级地震序列、青岛震群和新丰江水库地震的地震资料，全面地从静力学定标关系和动力学定标关系两个方面开展中小地震震源参数定标关系的研究。针对本论文的关键问题——地震非弹性衰减和台站场地响应的计算，论文着重比较讨论了不同方法得到的结果，对其可能存在的误差进行分析，检验了结果的稳定性。在国内首次考虑到了由于有限的仪器带宽带来的地震辐射能量低估及补偿问题，分析比较了不同方法得到的地震辐射能量结果。比较了不同类型资料（多震区与少震区、构造地震与水库地震）震源参数定标关系的差异性。主要得到以下几点结论：1、经验格林函数法研究结果表明，所研究地震的震源谱在高频部分均是按ω-2方式衰减，即满足Brune震源谱二次方模型。2、同一地区采用不同方法得到的地震波非弹性衰减Q值具有较好的一致性。近震源观测资料得到的地震波非弹性衰减Q值，总体上呈现低Q0值和高η值的特点。3、场地响应研究结果表明，多台多震联合反演方法（Moya方法）得到的场地响应结果大于Nakamura方法的结果，两者在形态上具有较好的一致性。在无法用Moya方法计算场地响应的情况下，Nakamura方法可以代替Moya方法。Nakamura方法得到的场地响应结果和入射角的依赖关系不明显。4、静力学参数定标关系表明，总体上地震矩与应力降之间呈现弱的线性关系，应力降随地震矩的增加而增加。在我们所讨论的震源深度范围内，应力降与震源深度之间依赖关系不明显。新丰江水库地震研究结果表明，水库诱发地震的应力降可能比一般构造地震要低，震源尺度随震级大小变化关系比较弱。5、有限的仪器带宽会带来地震能量的低估，能量补偿带来的辐射能量增加的作用对于小地震更加明显。动力学参数定标关系表明，折合能量明显存在随地震矩的增大而增大的现象，反映出大震地震辐射效率高于小震。折合能量随地震震源深度的关系不明显。新丰江水库诱发地震的视应力值明显低于其它地区。

全文目录


中文摘要  7-9
英文摘要  9-11
第一章 引言  11-21
  1.1 地震定标关系研究的目的意义  11-12
  1.2 地震定标关系研究内容  12-13
    1.2.1 静力学参数的定标关系  12
    1.2.2 动力学参数的定标关系  12-13
    1.2.3 两种定标关系之间的联系  13
  1.3 国内外研究现状  13-18
    1.3.1 已有研究结果  14-16
    1.3.2 研究的关键问题  16-18
  1.4 本文的研究思路与内容  18-21
    1.4.1 研究思路  18
    1.4.2 数据资料的选取  18-19
    1.4.3 研究内容及论文结构  19-21
第二章 中小地震震源参数与测定原理  21-33
  2.1 震源物理参数  21-27
    2.1.1 震级  21-22
    2.1.2 地震矩  22-23
    2.1.3 应力降  23-25
    2.1.4 地震辐射能量与地震效率  25-26
    2.1.5 视应力  26-27
    2.1.6 折合能量  27
  2.2 中小地震震源参数测定原理  27-31
    2.2.1 地震图的内涵  27-28
    2.2.2 震源谱  28-29
    2.2.3 传播路径效应  29-30
    2.2.4 SH波分量的获得  30-31
    2.2.5 中小地震震源参数测定  31
  2.3 地震的自相似性  31-33
    2.3.1 什么叫自相似性  31
    2.3.2 地震的自相似性  31-33
第三章 地震震源位置精确定位  33-59
  3.1 双差定位方法原理  33-35
  3.2 大姚地震精确定位  35-46
    3.2.1 地震数据资料  35-36
    3.2.2 大姚地震双差定位  36-46
  3.3 青岛崂山地震序列精确定位  46-53
    3.3.1 台网资料概况  46-48
    3.3.2 青岛崂山地震序列情况  48
    3.3.3 青岛崂山地震序列双差定位  48-53
  3.4 新丰江水库地震精确定位  53-57
    3.4.1 新丰江数字遥测地震台网  53-55
    3.4.2 地震数据资料  55
    3.4.3 新丰江水库地震双差定位  55-57
  3.5 小结与讨论  57-59
第四章 中小地震震源谱模型的检验  59-65
  4.1 引言  59
  4.2 原理和方法  59-61
  4.3 几个地区中小地震震源谱模型检验  61-64
    4.3.1 大姚两次地震序列  61-63
    4.3.2 青岛地震序列  63
    4.3.3 新丰江水库地震资料  63-64
  4.4 小结  64-65
第五章 地震波衰减特征  65-88
  5.1 地震波非弹性衰减Q值计算方法原理  65-72
    5.1.1 多台多震源联合反演的方法  65-68
    5.1.2 尾波方法  68-70
    5.1.3 尾波归一化方法  70-72
  5.2 大姚6.2级地震序列非弹性衰减特征  72-76
    5.2.1 多台多震源联合反演的方法  72-74
    5.2.2 尾波方法  74-76
  5.3 大姚6.1级地震序列非弹性衰减特征  76-79
    5.3.1 尾波方法  76-79
  5.4 青岛震群非弹性衰减特征  79-81
    5.4.1 尾波方法  79-81
  5.5 新丰江水库地区非弹性衰减特征  81-85
    5.5.1 尾波方法  81-83
    5.5.2 尾波归一化方法  83-85
  5.6 小结与讨论  85-88
第六章 台站场地响应研究  88-117
  6.1 台站场地响应测定方法与原理  88-92
    6.1.1 地面运动反演方法(Moya方法)  89-91
    6.1.2 Nakamura方法  91
    6.1.3 参考场地方法  91-92
  6.2 大姚6.2级地震序列场地响应研究  92-102
    6.2.1 Moya方法  93-94
    6.2.2 Nakamura方法  94-101
    6.2.3 参考场地方法  101-102
  6.3 大姚6.1级地震序列场地响应研究  102-104
    6.3.1 Moya方法  102-103
    6.3.2 Nakamura方法  103-104
  6.4 青岛震群场地响应研究  104-110
    6.4.1 Moya方法  105-106
    6.4.2 Nakamura方法  106-110
  6.5 新丰江场地响应研究  110-114
    6.5.1 Moya方法  110
    6.5.2 Nakamura方法  110-113
    6.5.3 参考场地方法  113-114
  6.6 小结与讨论  114-117
第七章 静力学参数定标关系  117-135
  7.1 大姚6.2级地震序列静力学震源参数  117-120
  7.2 大姚6.1级地震序列静力学震源参数  120-124
  7.3 青岛地震序列静力学震源参数  124-127
  7.4 新丰江地震序列静力学震源参数  127-130
  7.5 小结与讨论  130-135
第八章 动力学参数定标关系  135-160
  8.1 引言  135-138
    8.1.1 地震辐射能量估算方法的发展  135-136
    8.1.2 地震辐射能量的低估与补偿  136-138
  8.2 地震辐射能量的测定  138-140
    8.2.1 传统方法  138-139
    8.2.2 Andrews方法  139
    8.2.3 Izutani—Kanamori方法(实际谱)  139-140
    8.2.4 Izutani—Kanamori方法(理论模型)  140
  8.3 大姚6.2级地震序列动力学参数定标关系  140-144
  8.4 大姚6.1级地震序列动力学参数定标关系  144-149
  8.5 青岛震群动力学参数定标关系  149-151
  8.6 新丰江动力学参数定标关系  151-156
  8.7 小结与讨论  156-160
第九章 结论  160-162
  9.1 小结  160
  9.2 主要结论  160-161
  9.3 进一步需要讨论的问题和建议  161-162
参考文献  162-177
简历  177-178
攻读博士学位期间发表的论文  178-179
致谢  179

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地球物理学 > 大地（岩石界）物理学（固体地球物理学） > 地震学 > 地震波、地震震级、震源物理
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