CAP方法和深度震相确定地震震源参数研究

摘要

震源深度测定具有重要意义，作为开展应急救援前灾害程度初步估计的关键参数，快速准确地定出震源深度能为震灾应对决策提供基础信息，同时震源深度的准确测定对于探索地震孕育和发生的深部环境、地震活动的构造背景及其附近的力学属性等提供了许多重要线索。然而，震源深度的准确测定一直是一个比较困难的问题。目前获取地震震源参数的方法较多，其中CAP(Cut And Paste)方法通过波形拟合，能够同时反演地震的震源机制以及矩震级大小，已取得较好效果，得到广泛应用。然而，CAP方法的深度定位准确性一直没有系统的讨论和验证。本文利用地震的理论波形讨论了震源时间函数长度、地壳一维速度结构误差、地表地形起伏对于震源深度、震源机制解和震级反演的影响。
　　同时，本文通过对2010年9月10日4.1级荣昌地震、2011年4月6日的Mw3.3级肥东地震和2010年2月18的美国阿肯色地震研究，发现CAP方法定位这三个地震深度时波形拟合情况较好，深度定位结果比较可信。利用不同震中距台站上的深度震相，例如近震的sPL深度震相、远震的pP和sP深度震相，对上述三个地震进行深度定位，发现与CAP反演得到的震源深度结果相一致，证明了在一维速度模型比较准确的情况下，CAP定位震源深度比较准确。
　　当地震震级较小时(＜Mw3.5)，CAP方法反演震源参数误差变大，sPL震相是用来帮助估算震源深度的简单、可靠的方法，甚至仅准确识别一个台站的sPL震相就可以准确估算震源深度。通过本文的测试研究，发现sPL震相只在地表顶层速度较大—即地表速度梯度较小的地区发育较好，如果地表存在低速沉积层，则sPL震相很难发育，如2010年2月18日的阿肯色地震。
　　对于远震（30°～80°震中距）深度震相，pP和sP震相与P波震相的到时差基本与震中距无关，对传播路径卜速度结构敏感性不大，可以用来估算震源深度。即使地震震级不大(～=Mw4)，在震中距30°到80°范围内信号信噪比较高的台站，仍可能清晰记录到该地震的信号，进而用来估算地震深度，如2010年9月10日Mw4.1的荣昌地震。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 近震理论波形计算

1．2 远震理论波形计算

1．3 CAP方法误差函数计算

1．4 CAPjoint方法

1．5 sPL，pP，sP深度震相

1．5．1 sPL近震深度震相

1．5．2 pP，sP远震深度震相

第二章 CAP反演方法对参数设置的敏感性

2．1 震源时间函数的影响

2．2 一维速度结构的影响

2．3 地表地形起伏的影响

2．4 小结

第三章 CAP关于震源深度的反演—以荣昌地震为例

3．1 引言

3．2 数据处理

3．3 CAP反演震源深度

3．4 远震深度震相结果

3．5 小结

第四章 sPL震相确定地震震源深度

4．1 肥东地震与sPL震相

4．2 阿肯色地震与sPL震相

4．3 小结

第五章 结论

参考文献

致谢