紫坪铺水库地区震源位置和速度结构的联合反演.pdf

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1、地震地质V01．37．No．3第37卷第3期2015年9月Sept．．2Ol5SEISMOL0GYANDGE0LOGYdoi：10．3969／j．issn．0253—4967．2015．03．007紫坪铺水库地区震源位置和速度结构的联合反演王亮周龙泉黄金水焦明若。梁一婧杨牧萍1)中国科学技术大学，地球和空间学院，合肥2300322)中国地震局台网中心，北京1000453)辽宁省地震局，沈阳110043摘要利用紫坪铺水库7个库区地震台站和10个区域地震台站记录的2004年8月至2008年5月的地震震相观测报告，通过震源位置和速度结构联合反演

2、的方法，采用Simulpsl4软件对紫坪铺水库地区进行了小震精定位及速度结构反演。通过计算得到了紫坪铺水库地区记录到的几乎所有地震的精定位结果，以及Okm、3kin、6kin和lOkm几个层面上较好的P波速度和波速比分布情况。精定位结果显示，紫坪铺水库地区的地震活动主要集中在虹口、玉堂镇和水磨3个地区。层析成像和波速比结果则较好地反映了紫坪铺地区受到水库渗水的影响范围及紫坪铺水库对汶川地震的影响。整体上来讲，紫坪铺水库的西南端水库渗水作用最大深度≤8km，汶川I主震深度上没有明显的P波低速异常，也没有明显的波速比高值异常，说明水的渗透作用

3、并没有达到汶川主震位置深度，即水对汶川地震的发生没有直接作用。关键词联合反演小震精定位速度结构汶JII地震紫坪铺水库中图分类号：P315．2文献标识码：A文章编号：0253—4967(2015)03—0748—17O引言紫坪铺水库位于四川I省都江堰上游约6kin，距离成都市约60km。2005年9月下闸蓄水，是一个以灌溉、供水为主，结合发电、防洪、旅游等功能的综合利用大型水利枢纽工程。水库正常蓄水位877m。紫坪铺水库库区位于龙门山断裂带中段。龙门山断裂带存在3条主干断裂，均倾向NW，自西向东分别为汶川I一茂汶断裂、北川一映秀断裂和安县一

4、灌县断裂，剖面上均为上陡下缓的铲状形态；除此之外，还存在I条大断裂，即青川1断裂，它被认为是汶川一茂汶断裂的NE向延伸。而在水库的小区域范围内，龙门山断裂带又可被详细地划分为6条断裂，主要有间隔约20～40km的龙门山后山断裂(茂汶一汶川I断裂)、龙门山主中央断裂(中滩铺一映秀断裂或北川一映秀断裂)、龙门山前主边界断裂(灌县一二王庙断裂)、龙门山山前隐伏断裂，以及主中央断裂与山前主边界断裂间的周家坪一龙溪断裂和漩口北一岩后一古仙洞断裂(图1)。[收稿日期]2014—08—25收稿，2015—02—03改回。[基金项目]中国地震局科技星火计

5、划青年项目(XH15013Y)资助。通讯作者：周龙泉，研究员，中国地震局台网中心预报部，E—mail：lqzhou@seis．ac．cn。750地震地质1988；Kisslingeta1．，1994)，就是在地震层析成像过程中加入震源项，同时确定3维速度结构和地震震源参数。联合反演结果精度较高，但参数较多，运算量也较大。地震层析成像从不同的角度可以划分成不同的类别，但在理论上具体可由如下步骤组成：(1)问题的公式化，即建立模型同数据的关系。本文应用的simulpsl4软件在建立模型时，引进了震源位置参数与速度结构的矢量，最终以震源向量未知

6、量与速度参量扰动量的和来表示走时残差而进行公式化计算(王亮，2014)。(2)模型的参数化。本文应用的模型离散化方法主要为网格法(Thurber，1983)，即通过将研究区划分成网格，给定网格节点的速度初始值，而其间研究区域内任意点的速度值，都可以通过该点周围8个节点速度值进行插值得到。这样就消除了人为的速度边界，速度的异常形态也不会生硬地表现为块状，并且更符合地球内部的速度结构特征。(3)计算正问题(射线追踪)。本文所采用的联合反演程序simulpsl4提供了2种射线追踪方法——ART—PB方法(近似射线追踪+伪弯曲)和RKP方法(试射

7、法)。本文研究的紫坪铺水库由于研究区域较小，台站与射线的距离较近，考虑到2种方法的耗时和计算量大小(在相同的区域RKP方法的运算时间约为ART—PB方法运算时间的10倍)，所以最终选用ART—PB方法进行3维射线追踪。ART—PB方法主要由2步构成：第1步近似射线追踪，通过连接震源与接收台站2点，选取不同曲率半径的圆弧作为射线，与不同入射面角度相互叠加，得到1个初始的射线路径；第2步伪弯曲法，通过第1步得到的初始射线路径，应用snell定律，并依据沿路径每段射线走时最小的原则，扰动射线，得到最后的射线路径。不只对P波进行层析成像，同时也对

8、波速比进行层析成像分析。应用simulpsl4软件在计算P波地震到时得到了1个速度模型。通常速度的建模是由P波到时进行计算的，但是的速度建模则需要有一定的修改。由于在直接的和模型之间存在极大的