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近年来,数字地震观测技术的发展和区域数字地震台网的建设,为地震研究提供了丰富的数字资料,也为震源参数的测定及其在地震预报中的应用奠定了基础。震源参数,特别是辐射能量、地震矩、拐角频率、视应力、应力降等地震动力学参数,可能与地壳应力具有密切关系,可以用于间接地监视地壳应力状态的动态变化,它们的测定一直受到国内外的重视。这些参数可以从数字波形中直接测定,使更高“自由度”的地震目录的构造成为可能(吴忠良、张天中等,2003)。震源参数在地震预报中的研究越来越多,应力降、视应力、拐角频率等参数及其参数的组合在一定程度上反映了区域地壳应力的变化,可以通过这些参数的变化来监视较强地震前地壳应力变化信息,以探索强震发生与地壳应力变化的关系,发展地震预报技术和方法。
本论文的主要内容由两部分组成:
第一部分:第二章区域中小地震震源参数测定原理,详细介绍震源参数中地震辐射能量、地震矩、视应力等参数的物理含义及常用的测定方法。具体介绍本论文选取的区域中小地震震源参数测定原理和方法,在近震源条件下,区域中小地震的震源谱符合Brune二次方模型,按照谱积分的方法得到震源参数,由于有限的地震仪器带宽,会带来辐射能量的低估,并且这个问题在中小地震的能量测定中更为突出,所以在低频和高频部分根据理论模型衰减关系,对能量进行补偿。在介质衰减中,考虑用单条记录得到的S波尾波Q值来代替区域平均的Q值进行介质衰减校正(Aki,1980;Tsujiura,1987;Rauntian and Khalturin,1978),以区分不同路经上地壳介质性质的差异性对地震波衰减的影响,结果表明,在辐射能量、地震矩、拐角频率的测定都得到了改善,用单条记录得到的S波尾波Q值来代替区域平均的Q值进行介质衰减校正是可靠的。
第二部分:第三章震源参数在地震预报中的应用,对1999年11月29日辽宁岫岩MS5.4级地震序列、2006年7月4日河北文安MS5.1级地震序列、2007年6月3日云南泞洱MS6.3级地震序列以及2008年5月12日四川汶川MS8.0级地震序列的震源参数进行了测定,分析讨论了震源参数中视应力、拐角频率等随地震序列的变化关系。对岫岩地震序列的震源参数进行分析的结果表明,该序列中辐射能量和震级的关系与全球结果基本一致,地震矩和震级的关系与全球的结果相比较,斜率和截距都偏小。视应力随地震矩的增加而增加。从地震矩与拐角频率的关系看,一般地震矩越大,拐角频率越小;文安地震序列中测定了MS5.1地震发生前,ML≥1.5地震空区边缘上(图3.5中的环形区域内)20次ML≥2.0地震震源参数,无论考查全部地震,还是ML<3.0级地震,其视应力随时间的变化都表明,2004年该空区所在区域可能存在应力增强过程。因此,2006年7月4日河北文安MS5.1地震前出现的空区伴随着应力增强过程,这样的空区对较强地震的发生应具有预测意义。在对云南地震序列震源参数进行了分析中,得到云南地区较之其它地区同等震级的视应力要高,可能代表云南地区的平均应力水平高于其他地区,在主震之前视应力有明显增加和集中的过程,拐角频率在主震前曾经历过“升高-下降”的过程,显示了该地区应力状态的变化;汶川地震序列中,视应力在两次6级以上较强于震前都有升高的过程,在空间分布上视应力在龙门山断裂带的北段高于南段,截止到2008年6月8日两次高于6级的余震都发生在北段,尤其是到2008年6月8日为止,最大的强余震发生在龙门山断裂带的北段,认为视应力在这次地震序列中对强余震是有预测意义的。