嚴 川 許力生（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

小震應(yīng)力場反演方法及其應(yīng)用研究

嚴 川 許力生
（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

應(yīng)力場研究是地震學研究的重要課題，以往的反演方法主要基于滑動方向擬合的思路展開?；瑒臃较驍M合思路存在區(qū)分斷層面和輔助面以及算法效率的問題，尤其在面臨眾多小震事件時會導致計算耗時較大。本研究在學習和參考已有研究的基礎(chǔ)上，尤其是吸收已有的綜合斷層面方法的精髓，基于地震矩張量為應(yīng)力過量的物理解釋，提出了利用震源機制反演應(yīng)力場的方法——地震矩張量平均方法(TAM) (Tensor-Averaging Method)。 這種方法以地震矩張量作為觀測資料，將一次范數(shù)解或二次范數(shù)解視為求解目標得到平均矩張量，并將其對應(yīng)的應(yīng)力主軸方向視為應(yīng)力場的方向，因此這種方法無須區(qū)分真實的滑動面，計算效率極高。

為了檢驗TAM方法的可行性和抗干擾能力，我們設(shè)計了相關(guān)的數(shù)值實驗。首先檢驗震源機制的不確定性對反演結(jié)果的影響，為此我們假設(shè)震源機制的不確定性程度或噪聲水平分別為5%，10%，20%，30% 和50%，地震事件類型分別為垂直走滑事件、正斷層事件、逆斷層事件和垂直傾滑事件四種典型類型,震源機制的數(shù)目分別為1000,100和20三種。結(jié)果表明：①不確定性水平對不同類型應(yīng)力場的影響差別不大； ②隨著不確定性水平的增加，結(jié)果的受影響程度呈增大趨勢；③隨著觀測資料數(shù)目的減少，結(jié)果的受影響程度呈增大趨勢。然后檢驗局部應(yīng)力場相對總體應(yīng)力場的偏離程度或應(yīng)力場非均勻性水平對反演結(jié)果的影響，為此我們假設(shè)偏離水平分別為10%、20%、30%和50%,采用與上面同樣的事件數(shù)目和震源機制類型。結(jié)果表明：①應(yīng)力場的非均勻性對不同類型應(yīng)力場的影響差別不大；②隨著非均勻水平的增加，結(jié)果的受影響程度呈增大趨勢；③隨著觀測資料數(shù)目的減少，結(jié)果的受影響程度呈增大趨勢。上述實驗表明，在合適的干擾水平條件和足夠的觀測資料情況下，利用TAM可以得到正確的結(jié)果，因此 TAM方法是可行的，也具有良好的抗干擾能力。

為了檢驗TAM方法的實用性，我們首先利用廣義極性振幅技術(shù)求解了云南省巧家臺陣內(nèi)部自2012年3月至2014年12月間共計1 671次小震事件的震源機制，這些事件的震級分布于-0.7級至4.6級之間。然后將這些震源機制解作為觀測資料反演了該區(qū)域的應(yīng)力場方向。反演結(jié)果表明，該區(qū)域的主壓應(yīng)力軸呈北西西方向，這與當?shù)氐腉PS速度場方向具有很好的一致性，也與當?shù)氐木€應(yīng)變方向極為一致，此外還與許忠淮、羅鈞等人的應(yīng)力場研究結(jié)果比較一致。為了更全面地考察該區(qū)域的應(yīng)力場特征，我們將云南省巧家臺陣內(nèi)部區(qū)域進行了子區(qū)域劃分，針對每個子區(qū)域的應(yīng)力場分別進行求解，求解結(jié)果表明巧家臺陣內(nèi)不同子區(qū)域的應(yīng)力場的方向較為一致。以上結(jié)果說明利用TAM方法得到的結(jié)果具有實際意義，因此TAM方法是實用的。