豫北及邻区中小地震震源机制解及应力场反演

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1、豫北及邻区中小地震震源机制解及应力场反演摘要：利用区域地震台网的数字地震波记录资料，由垂直向记录Pg和Sg振幅比值，结合部分清晰的P波初动记录资料，计算得到了1985～2008年在豫北及邻区发生的145个中小地震的震源机制解。通过统计方法、系统聚类分析方法及采用格点尝试法，分析了震源机制解参数并求取了区域平均应力场。结果表明：研究区震源机制解以走滑型为主，应力轴比较接近水平，区域构造应力场以水平挤压为主要特征；震源机制解除走滑型外，还有一定数量的正断型和逆断型。整体显示中小地震震源机制解种类较多，分布散乱，表明小地震发生具有随机性，华北构造应力场整体的控制作用较弱。关键词：中小地震；震

2、源机制解；聚类分析；应力场；豫北及邻区中图分类号：P3157文献标识码：A文章编号：1000-0666（2012）02-0184-060引言5地震的震源机制解从一定角度描述了震源的性质及其破裂过程，因此，地震震源机制解的确定，对于地震的研究、孕震机理的解释及震后应力的分布，具有十分重要的意义。对于震源机制理论和方法的研究，一直是地震学研究的热点。由P波初动求取地震的震源机制解是地震学中一个常用的方法，但这种方法要求所计算的地震被很多台站记录到（付淑芳等，1980）。对于小震而言，能记录到小震的台站数量非常有限，不能精确求解震源机制。为了解决这个问题，梁尚鸿等（1984）提出利用区域地

3、震台网P、S波垂直分量振幅比资料测定小震震源机制，该方法具有精度高、需用的记录资料量少等优点。林纪曾和李幼铭（1991）对该方法进行了人工数据检验，并且对台站偏于一侧时的资料处理能力及误差进行了估计。结果表明，该方法不仅在正常情况下能够得到很好的结果，而且在十分不利的资料条件下也可以得出令人满意的结果。胡新亮等（2004）、张永久和程万正（2007）进一步分析证实了利用数字地震记录的P、S振幅比资料测定小震震源机制解的可靠性。闫俊岗等（2008）、王曰风等（2008）、张致伟等（2010）分别使用该方法对多个地区的地震及余震序列进行震源机制解研究。本文在梁尚鸿等（1984）提出的利用P

4、、S波最大振幅比数据反演中小地震震源机制的基础上，采用刁桂苓等（2004）提出的P波初动和P、S振幅比联合反演震源机制、系统聚类分析程序，依据豫北及邻区最新的速度结构和地震精定位结果（莘海亮等，2011），研究该区中小地震震源机制及其主要应力场特征。51研究区概况及资料选取豫北及邻区（张成科等，1994；杜广仁，1998）处于太行山与东部平原的分界区域，包括华北坳陷区南部、鲁西隆起西部及山西隆起区东南部（太行山隆起），该区既有广阔的平原，又有丘陵和山区；同时该区又处于太行山东麓的地壳陡变带、重力异常梯级带上，是断裂构造极其发育、地震频繁发生的地段。本文研究区所选范围为（3500°～3

5、717°N，11312°～11583°E）。使用地震事件包括两部分：（1）闫俊岗等（2008）求出了1985～2000年晋冀鲁豫相邻地区102次地震的震源机制解，在本文研究区范围内有96次，利用闫俊岗等（2008）提供的初始振幅数据，笔者对这96次地震进行了重新计算。谢智等（2002）计算了1965～2000年河南及邻区共52次ML≥35地震的震源机制解，1985年以来位于研究区范围内的地震共有6个，这些地震均包含在前述我们重新计算的96次地震中；（2）对2001～2008年研究区范围内地震台网记录的地震事件，笔者选择至少4个以上的台站记录到且至少1个台的记录有清楚的Pg初动的

6、地震记5录，对地震波形数据进行挑选最后计算得到质量较好的49次地震的震源机制解。综上所述，研究区范围内笔者共得到145个地震的震源机制解，其中10≤ML<20的地震有13个，20≤ML<30的地震有93个，30≤ML<40的有39个（图1，采用下半球投影方式）。地震研究35卷第2期莘海亮等：豫北及邻区中小地震震源机制解及应力场反演2中小地震震源机制解对于大量震源机制解笔者采用统计分析，首先把145个地震震源机制解的各个参数进行划分，以每10°为单位对其进行归一频数计算（图2）。图1研究区活动断裂和145个震源机制解分布Fig1Activefaultsanddistribu

7、tionofthefocalmechanismsolutionsof145earthquakes图2145个震源机制解节面参数和P、T、B力轴参数分析Fig2NodalplaneandP，TandBaxisparametersanalyzeofthefocalmechanismsolutionsof1455earthquakes整体上讲，研究区震源断层面strike主要呈现NNE向与NWW向两组节面走向，其中NNE向节面呈现为N10°～40°