彭利媚，梁向軍 ，陳祥開

(1.海南省地震局，海南?？凇?70203；　2.山西省地震局，山西太原　030000)

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山西數(shù)字地震臺網(wǎng)震源參數(shù)的測定
——以2015年6月2日山西太原M3.2級地震為例

彭利媚1，梁向軍2，陳祥開1

(1.海南省地震局，海南?？?70203；2.山西省地震局，山西太原030000)

計算山西數(shù)字地震臺網(wǎng)2015年1月至12月ML≥2.0 級地震的震源新參數(shù)和用Seis_CAP方法反演了2010年1月至2015年12月M≥3.0級25個地震的震源機制解，并將此結(jié)果與用SNOKE方法進行對比，顯示2種方法結(jié)果基本一致，得到預(yù)期的效果。以2015年6月2日發(fā)生在山西太原的M3.2級地震為例，對山西臺網(wǎng)的震源參數(shù)測定結(jié)果進行探討，為今后山西地震臺網(wǎng)的震源參數(shù)的日常測定工作提供參考。

山西臺網(wǎng)；新參數(shù)；Seis_CAP方法；震源機制解

0　引　言

山西數(shù)字地震臺網(wǎng)目前有72個實時記錄的臺站，其中本省57個，鄰省 15個。所有臺站均建基巖上，均為三分向?qū)掝l帶或甚寬頻帶地震計，全部采用24位數(shù)據(jù)采集器，采樣率均為100 sps。全省范圍內(nèi)地震監(jiān)測能力達到ML2.0級，局部地區(qū)達到ML1.0～1.5級[1]。在震源參數(shù)的前期測定工作中，計算了山西地區(qū)的Q值(Q(f)=473.5f0.323 4)和61個臺站的場地響應(yīng)。山西地震臺網(wǎng)作為測震臺網(wǎng)震源參數(shù)目錄日常產(chǎn)出全國首批10個試點臺網(wǎng)之一，計算了山西數(shù)字地震臺網(wǎng)2015年1月至12月44個ML≥2.0級地震的符合測定條件的震源新參數(shù)(表1)。用Seis_CAP[2-3]方法反演了2010年1月至2015年12月M≥3.0級25個地震的震源機制解(圖1)，并將反演結(jié)果與初動方法計算結(jié)果進行了對比(圖2)，其結(jié)果比較一致。本文以2015年6月2日發(fā)生在山西中部太原地區(qū)M3.2級地震為例，從最基本的波形特征探討，測定其震源參數(shù)和震源機制解，并探討其結(jié)果的穩(wěn)定性。

圖1用SeisCAP 方法反演25個地震的震源機制結(jié)果

圖2　兩種方法同一參數(shù)不同等級差異對比

1　山西太原M3.2級地震的波形特征及定位結(jié)果

在計算震源參數(shù)之前，首先看此次地震記錄臺站的情況。此次地震是山西地區(qū)最典型的地震，基本上所有的臺站均有記錄，臺站包圍的很好，空隙角為26°。從圖3可以看出，臺站波形記錄很清晰，距震中近的臺站較多，100 km之內(nèi)的臺站有12個，200 km之內(nèi)的臺站有23個，在震中距187 km處的XIX臺開始出現(xiàn)清晰的首波。

在地震編目時，用了56個臺站的震相，定位精度也較高，在I類精度(t<0.5 s)范圍內(nèi)。各臺站的震級與平均震級誤差也不大，震級最大的臺站為陜西臺網(wǎng)的YULG臺，震級為M3.9級，震中距為212 km，震級最小的臺站是山西臺網(wǎng)的JIC臺，震級為M1.9級，此臺距離震中最近，震中距為14 km。單臺最大震級與最小震級相差2.0級。從定位結(jié)果看，ML震級與Ms震級基本接近[4]。從震級殘差隨震中距的變化臺站的曲線可以看出，震級的偏差值都很小，除了最近的JIC臺的震級殘差超出了均方差臨界線(3倍均方差)外，其余臺站的震級殘差均在3倍均方差內(nèi)。

2　山西太原M3.2級地震的震源新參數(shù)測定結(jié)果

在測定震源新參數(shù)結(jié)果時，要求參與計算的臺站必須同時標(biāo)注初至P波(Pn或Pg波)和初至S波(Sn或Sg波)到時，而且盡量選擇圍繞震中分布的臺站，臺站最大張角要小于180，信噪比大于2的臺站數(shù)超過3個。按照上述要求計算完成后，參照臺站挑選界面，根據(jù)臺站分布優(yōu)化臺站選擇，重新計算，直到計算結(jié)果的ΔU和震源譜擬合誤差達到盡可能小，選取ΔU均小于0.5，震源譜擬合誤差小于1。通過計算調(diào)整，最終從編目所用的55個臺站中遴選出22個臺站參加計算，計算出此次地震的震源新參數(shù)結(jié)果見表1所示。從結(jié)果看出，臺站間的最大張角為64，計算出的震級與矩震級相等，其他的參數(shù)值也都在正常范圍內(nèi)，ΔU的值和震源譜擬合誤差都符合要求(圖3～圖5)。

圖3　2015年6月2日山西太原M3.2級地震的部分臺站記錄波形

圖4　 2015年6月2日山西太原M3.2級地震參與定位臺站的震級偏差

圖52015年6月2日山西太原M3.2級地震的震源新參數(shù)

3　山西太原M3.2級地震的震源機制解

本文用Seis_CAP方法反演此次地震的震源機制解，在該方法反演時，對臺站的要求比較嚴(yán)格，必須符合以下條件：①參與反演臺站的波形數(shù)據(jù)不能有斷記、限幅；②初至P波(Pn或Pg波)到時一定要標(biāo)注正確；③參加反演的臺站的震中距小于200 km；④各個臺站記錄的信噪比大于1.2；⑤臺站一定要包圍震中，對于發(fā)生在邊界的地震，一定要借用鄰省的臺站，使網(wǎng)緣地震變成網(wǎng)內(nèi)地震。

根據(jù)上述條件，對此次地震滿足條件的臺站進行震源機制解計算，最后用篩選出的14個臺站反演出震源機制解，如圖6所示。通過反演，在震源深度20 km處得到最佳震源機制解，節(jié)面I的解為：走向299°，傾角74°，滑動角-18°；節(jié)面Ⅱ的解為：走向34°，傾角73°，滑動角-163°。從圖6(a)可以看出：震源機制解的擬合曲線光滑，沒出現(xiàn)多解或突跳的情況，從圖6(b)發(fā)現(xiàn)：參加反演的臺站也能很好的包圍震中。圖6(c)顯示以20 km為最佳震源深度計算出的理論波形與實際記錄波形匹配較差一些，在這14個臺站中，臺站的波形擬合互相關(guān)系數(shù)大于50%的占85%，波形擬合效果理想，且結(jié)果穩(wěn)定、可靠。將此結(jié)果與用初動+振幅比的SNOKE方法[5]計算得到的震源機制解(圖7)相比較，其結(jié)果有很好的一致性(表2)。

(c)參與計算臺站的波形擬合圖(紅色波形是理論波形，黑色波形是觀測波形，波形左側(cè)為臺站名。臺站名下方：

圖7　2015年6月2日山西太原M3.2級地震的震源機制解圖(SNOKE方法)

表2 兩種方法震源機制解對比結(jié)果

4　結(jié)論與討論

(1)本文計算山西臺網(wǎng)2015年1月至12月ML≥2.0級地震的震源新參數(shù)，最終得到44次地震的滿足要求的新參數(shù)結(jié)果，其結(jié)果可靠，計算的參數(shù)值可為地震預(yù)測和地震危險性研究提供一定的參考。

(2)用全國各個臺網(wǎng)普及的Seis_CAP方法反演了2010年1月至2015年12月M≥3.0級25個地震的震源機制解，并將反演結(jié)果與初動計算震源機制解方法計算結(jié)果進行了對比，具有較好的一致性。震源機制解的結(jié)果穩(wěn)定、可靠，可為發(fā)震斷層構(gòu)造的判定提供一定的參考依據(jù)。

(3)根據(jù)上述計算經(jīng)驗，以2015年6月2日發(fā)生在山西中部太原地區(qū)M3.2級地震為例，討論此次地震的波形特征和定位結(jié)果，測定此次震源新參數(shù)和震源機制解，并對結(jié)果進行詳細(xì)的探討，其結(jié)果均符合要求，結(jié)果可直接應(yīng)用于地震預(yù)測、預(yù)報工作。

(4)震源新參數(shù)的工作即將納入正規(guī)，此研究在實際工作中具有一定的借鑒作用。

[1]張玲，梁向軍，董春麗,等.山西數(shù)字地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力分析[J]，山西地震，2010(4):11-16.

[2]Zhao L.S.,Helmberger D.V. Source Estimation From Broadband Regional Seismograms[J].Bull. Seism. Soc. Amer.,1994,84(1):91-104.

[3]Zhu L.P., HelmbergerD.V.Advancement In Source Estimation Techniques Using Broadbang Regional Seismograms[J].Bull.Seism.Soc.Amer.,1996,86(5):1634-1641.

[4]孟小琴，梁向軍，吳叔坤,等.山西大同—陽高4.5級地震的數(shù)字化波形記錄特征及地震矩張量解，山西地震，2015 (2)：6-11.

[5]Snoke J.A. Earthquake Mechanism [A]//James D.E. Encycolpedia Of Geophysics [C]. New York: Van Nostrand Reinhold Company, 1989:239-245.

DETERMINATON OF FOCAL PARAMETERS OF SHANXI DIGITAL SEISMIC NETWORK——TAKING TAIYUANM3.2 EARTHQUAKE IN SHANXI ON JUNE 2, 2015 FOR AN EXAMPLE

PENG Limei1，LIANG Xiangjun2，CHEN Xiangkai1

(1.EarthquakeAdministrationOfHainanProvince,Haikou572900,China;2.EarthquakeAdministrationOfShanxiProvince,Taiyuan030000,China,)

The source parameters in Shanxi digital seismic network from January to December in 2015ML≥2.0 earthquakes are calculated, and theM≥3.0 twenty-five seismic focal mecthanism solutions are inversed by Seis_CAP method from January in 2010 to December in 2015. The calculation result is compared with that of SNOKE method, and the two results are mainly agreed. This articl takes TaiyuanM3.2 earthquake in Shanxi on June 2, 2015 for an example, the result of seismic source parameter determination of Shanxi seismic network is discussed and reference for the daily work of focal parameters in Shanxi seismic network.

Shanxi network; New parameters; Seis_CAP method; Focal mechanism solution

2016-01-29

彭利媚(1978—)，女，福建古田人，工程師，從事地震監(jiān)測及編目工作。E-mail：623294290@qq.com。

梁向軍(1978—)，女，山西孝義人，高級工程師，從事地震監(jiān)測及編目工作。E-mail：liang_xj2005@163.com。

P315.3

A

1005-586X(2016)03-0001-08