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1.
《地球物理学报》2021,64(7)
区域和全球地震定位越来越多地基于更接近实际的横向非均匀速度模型.速度模型主要来自于地震体波层析成像结果,分辨率不是很高.这样,模型宜于以稀疏网格剖分以减少计算时间和计算机内存需求.当剖分的模型单元较大时,基于射线追踪技术计算复杂介质地震定位中震源轨迹的方法——选取震源轨迹所经过单元节点(位于单元中心,称为震源轨迹节点)为轨迹参考点,利用最小走时树射线追踪方法计算绝对残差场中连接轨迹参考点的射线路径作为震源轨迹——计算结果误差较大,难以满足精定位需要.针对该问题,本文对其进行了改进:不将震源轨迹节点作为轨迹参考点,而是基于插值技术计算每个轨迹节点其法线点对(即该节点与其周围残差正负极性不同的相邻节点组成的点对中梯度绝对值最大的那对)间残差为零的点作为震源轨迹参考点.算例表明:和原方法相比,改进方法计算的震源轨迹更为精细,计算精度提高数十(线性插值)至数百倍(非线性插值),而计算效率基本保持在同一数量级,使利用震源轨迹进行直观、快速和高精度的区域或全球地震事件定位成为可能;壳幔界面反射纵波(PmP)对震源的约束和直达纵波(Pg)相似;同一台站PmP-Pg波到时差约束的震源轨迹对震源深度有很好的约束. 相似文献
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使用震源轨迹确定震源位置不仅稳健而且直观,但当介质复杂时震源轨迹难以给出解析解.基于最小走时树射线追踪技术计算震源轨迹的方法(以轨迹所在的残差场中残差最小的点(初始点)至残差较小的点(震源轨迹代表点)的射线路径表示震源轨迹)适用于复杂速度模型,但尚不能正确计算由多段组成的震源轨迹,同时兼顾计算轨迹的完整性和精细性较为困难,计算参数设置烦琐不适于大批量数据的自动处理.针对该方法存在的问题,本文对其进行了改进:(1)采用一种"削皮"算法选取震源轨迹所经过的模型单元的节点作为轨迹代表点;(2)将残差较小的区域作为震源轨迹计算区域(该区域依轨迹分布自适应地划分为若干个连通区域),从未计算的轨迹代表点中选取残差最小者作为射线路径初始点,利用最小走时树算法依次计算所有连通区域内的震源轨迹;(3)通过去掉较短的不再分叉的射线路径使震源轨迹更为精细.虚拟和真实事件的算例表明,改进方法有效克服了原方法的不足,可便捷地计算复杂速度模型中事件的震源轨迹,计算的轨迹精细且较完整. 相似文献
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地震定位是地震监测与减灾研究重要基础.基于均匀或横向均匀介质模型,利用震源轨迹确定震源位置的交切法具有稳健和效率高的优点,但定位精度较低,特别是震源深度.为提高震源定位精度,我们提出适用于三维复杂速度模型的地震定位交切法.将地壳速度模型由均匀或横向均匀介质模型扩展为三维复杂速度模型;均匀或横向均匀介质模型对应的原假设为球面或双曲面的震源轨迹通过最小走时树射线追踪技术予以确定.确定震源位置的震源轨迹以到时差作为约束条件;将震源定位于震源轨迹交汇最密集的点处,即总的到时差残差(RDT)最小的点处.定位结果的不确定性可通过RDT值较小节点的空间分布予以定性表示.考察了准确速度模型、扰动速度模型、扰动观测到时及地震在台网外等4种情况下改进方法的地震定位效果,结果表明改进的交切法可用于三维复杂速度模型的地震定位;综合利用P波与S波的到时差信息,可明显改善震源位置约束;使用多条震源轨迹进行定位,有助于减少由随机因素导致的定位误差. 相似文献
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在地震定位中常常需要求解震源轨迹,但由于复杂介质中的震源轨迹较为复杂,难以给出其解析解,因此震源轨迹的计算通常仅限于简单介质模型.本文基于最小走时树射线追踪技术,提出了一种计算复杂介质中震源轨迹的方法.为回避发震时间问题,以观测到时差作为震源轨迹的约束条件.首先从模型节点中选出少量理论到时差与观测到时差之绝对差,即双重时差较小的点作为震源轨迹的代表点,然后以其中双重时差最小的点为初始点,在双重时差场中利用最小走时树射线追踪方法计算出初始点到其他震源轨迹代表点的射线路径作为震源轨迹.当选的震源轨迹代表点较多时,得到的震源轨迹较为粗略,此时可去掉射线经过次数较少的代表点的射线路径使震源轨迹更为精细.为减少计算量,对最小走时树射线追踪方法的终止条件做了修正.以一个复杂介质模型中的地震为例,计算了包括速度扰动、到时扰动等不同情况下的震源轨迹,结果表明所提出的震源轨迹计算方法切实可行. 相似文献
5.
传统地震定位方法利用震源轨迹确定震源位置,但基于均匀或横向均匀介质模型必然导致定位误差。为此对传统方法进行改进,发展适用于三维复杂地壳速度模型的地震定位交切法。利用最小走时树射线追踪技术,以离散方式准确计算三维复杂地壳速度模型中的震源轨迹,将震源定位于震源轨迹交汇的密集点。将该方法应用于云南地区地震重定位,得到较高定位精度。 相似文献
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利用差异演化（Differential Evolution）非线性全局优化算法,设计了一种反演地壳速度模型和进行地震定位的方法,并给出了反演结果的具体分析.利用有限差分算法计算速度模型的走时场,可以节省大量的计算量,加快计算过程.反演得到的地壳速度模型和地震的震源参数可以直接用于地震层析成像研究,还可以利用地震层析成像得到的三维速度结构对地震重新定位,从而得到较为精确的震源参数.地壳速度模型的反演方法也可以用于三维速度结构的反演. 相似文献
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1980—2012年河北省及邻区测震台网地震记录,使用了河北省南部及邻区（34.0°—38.0°N,112.0°—118.0°E）63个固定地震台站和4 540个地震事件,得到27 709条P波到时数据,采用速度结构与地震位置联合反演的方法,获得研究区内地壳P波三维速度结构,重新确定中小地震震源位置。速度结构揭示：研究区域内地壳的P波速度结构存在明显的横向不均匀性,在10—25 km深度上横向不均匀性更加显著;大地震基本发生在速度异常体或高低速交界区域。地震重新定位结果显示：地震P波走时均方根残差（RMS）从1.68 s降到0.82 s;地震呈明显条带状分布,震源深度与地质构造年代具有一定负相关性。 相似文献
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Pg回折波的上地壳三维层析成像 总被引：7，自引：1，他引：7
提出利用人工地震Ｐｇ回折波走时重建区域上地壳三维速度分布的方法。正问题利用经典最小二乘迭代求解垂向速度梯度模型的参数值及相应走时残差。反问题采用泛函空间的最小二乘准则来实现。对速度不需要预先进行参数化处理，可以计算反演区内任意点的速度值。 相似文献
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2003年大姚6.2级、6.1级地震序列震源位置及震源区速度结构的联合反演 总被引：5，自引：0，他引：5
采用震源位置和速度结构的联合反演方法确定2003年大姚6.2级、6.1级地震序列的分布和震源区的速度结构.该方法首先确定研究区的速度结构,然后在该速度结构的基础上对地震重新定位.结果表明:① 大姚6.2级地震序列明显分为地震较密集的东南段和地震较稀疏的北西段,而且这两段存在一定的错动,速度结构也显示出高、低速交界带在错动处具有转折特点;② 大姚6.2级地震序列在深度上呈"V"字形分布,这与该地区呈倒三角形分布的低速体相对应,即余震主要分布在高、低速交界带附近;③ 大姚6.2级、6.1级地震的破裂区都位于倒三角形低速体的东南侧,6.2级地震沿高、低速交界带往下破裂,而6.1级地震沿高、低速交界带往上破裂;④ 6 km深度的速度分布显示震源区具有高、低速度体交替呈四象限分布特征,而且余震主要沿北西向的高低速交界带分布;⑤ 大姚6.2级主震的东南侧的高、低速交界带处的低速体速度值较北西侧低速值高,其对6.2级地震往东南方向破裂具有阻碍作用,即东南侧处于能量积累状态,有利于6.1级地震的发生. 相似文献
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晋冀鲁豫交界地区震源位置及震源区速度结构的联合反演 总被引：1，自引：0，他引：1
利用邯郸数字台网记录到的2001—2008年间460次ML≥1.0地震的1861条P波到时数据, 采用震源位置和速度结构联合反演方法确定晋冀鲁豫交界地区(35.0°~38.0°N, 113.0°~116.0°E)地震的震源位置分布和该区域的速度结构。 结果表明: ① 经过重新定位后, P波走时的均方根残差(RMS)由反演前的1.35 s降到反演后的0.45 s。 定位偏差在EW方向上平均为0.031 km, 在NS方向上平均为0.029 km, 在垂直方向上平均为0.060 km。 ② 邢台震区的中小地震明显呈NEE向分布, 深度主要集中分布在7~14 km范围内; 磁县震区中小震分布相对复杂, 具有NEE和NWW两个展布方向, 震源深度主要集中在8~18 km范围内, 总体上晋冀鲁豫交界地区中小地震深度呈现北部浅南部深的趋势。 ③ 反演得到了晋冀鲁豫交界地区的速度结构, 在邢台地震极震区下方7~14 km处存在低速层, 与1966年邢台7.2级地震的震源深度一致;在磁县地震极震区下方13~18 km处也存在低速层与1831年磁县7.5级地震震源深度一致, 且磁县震区下方的速度结构比邢台震区更为复杂。 相似文献
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吴忠,灵武地区地壳中上部速度结构 总被引：1，自引：0，他引：1
应用射线追踪方法进行震源参数和速度结构联合反演,对宁夏吴忠、灵武地区地壳中上部Ｐ波速度结构进行了研究,茯结果与目前该区域地震定位所用的速度模型差异较大,与穿研究区的人工地震剖面相比,随深度的增加两者的速度值趋于一致。 相似文献
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For faster and more robust ray tracing in 1-D velocity models and also due to the lack of reliable 3-D models, most seismological centers use 1-D models for routine earthquake locations. In this study, as solution to the coupled hypocenter-velocity problem, we compute a regional P-wave velocity model for southern Iran that can be used for routine earthquake location and also a reference initial model for 3-D seismic tomography. The inversion process was based on travel time data from local earthquakes paired reports obtained by merging the catalogues of Iranian Seismic Center (IRSC, 6422 events) and by the Broadband Iranian National Seismic Network (BIN, 4333 events) for southern Iran in the period 2006 through July 2017. After cleaning the data set from large individual reading errors and by identifying event reports from both networks belonging to same earthquake (a process called event pairing), we obtained a data set of 1115 well-locatable events with a total number of 24,606 P-wave observations. This data set was used to calculate a regional minimum 1-D model for southern Iran as result of an extensive model search by trial-and-error process including several dozens of inversions. Significantly different from previous models, we find a smoothly increasing P-velocity by depth with velocities of 5.8 km/s at shallow and velocities of 6.4 km/s at deepest crustal levels. For well-locatable events, location uncertainties are estimated in the order of ±?3 km for epicenter and double this uncertainty for hypocentral depth. The use of the minimum 1-D model with appropriate station delays in routine hypocenter location processing will yield a high-quality seismic catalogue with consistent uncertainty estimates across the region and it will also allow detection of outlier observations. Based on the two catalogues by IRSC and BIN and using the minimum 1-D model and station delays for all stations in the region, we established a new combined earthquake catalogue for southern Iran. While the general distribution of the seismicity corresponds well with that of the two individual catalogues by IRSC and BIN, the new catalogue significantly enhances the correlation of seismicity with the regional fault systems within and between the major crustal blocks that as an assembly build this continental region. Furthermore, the unified seismic catalogue and the minimum 1-D model resulting from this study provide important ingredients for seismic hazard studies. 相似文献
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We demonstrate that GA-MHYPO determines accurate hypocentral parameters for local earthquakes under ill conditions, such as limited number of stations (phase data), large azimuthal gap, and noisy data. The genetic algorithm (GA) in GA-MHYPO searches for the optimal 1-D velocity structure which provides the minimum traveltime differences between observed (true) and calculated P and S arrivals within prescribed ranges. GA-MHYPO is able to determine hypocentral parameters more accurately in many circumstances than conventional methods which rely on an a priori (and possibly incorrect) 1-D velocity model. In our synthetic tests, the accuracy of hypocentral parameters obtained by GA-MHYPO given ill conditions is improved by more than a factor of 20 for error-free data, and by a factor of five for data with errors, compared to that obtained by conventional methods such as HYPOINVERSE. In the case of error-free data, GA-MHYPO yields less than 0.1 km errors in focal depths and hypocenters without strong dependence on azimuthal coverage up to 45°. Errors are less than 1 km for data with errors of a 0.1-s standard deviation. To test the performance using real data, a well-recorded earthquake in the New Madrid seismic zone and earthquakes recorded under ill conditions in the High Himalaya are relocated by GA-MHYPO. The hypocentral parameters determined by GA-MHYPO under both good and ill conditions show similar computational results, which suggest that GA-MHYPO is robust and yields more reliable hypocentral parameters than standard methods under ill conditions for natural earthquakes. 相似文献
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利用震源位置和速度结构的联合反演得到2007年6月—2014年7月新丰江水库地区地震序列的震源位置及中上地壳P波三维速度结构模型,并进一步研究库区序列分布及速度结构特征.结果显示:库区中上地壳不同深度P波速度存在显著横向不均匀性,浅部库区速度高于周缘,在5~10 km上地壳从库坝下游白田至库尾锡场NW方向存在高速异常体以及2个低速间断区域,低速间断区分别位于人字石断裂与南山—坳头断裂交汇处以及1962年6.1级地震震源区,库水可能沿低速间断区的人字石断裂、石角—新港—白田断裂下渗至13~14 km的地壳.在10~14 km地壳以NE走向的大坪—岩前断裂为界,NW侧为最高速度6.2 km·s~(-1)的高速区域,SE侧从库区中部回龙至库坝下游白田为显著低速异常区域,是可能的库水渗透影响区域,亦是库区中强地震集中区.库区地震多发生在高速体内部、高低速过渡带或低速的渗水通道两侧. 相似文献
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The conventional intersection method for earthquake location in isotropic media is developed in the case of transversely isotropic
media with a tilted symmetry axis (TTI media). The hypocenter is determined using its loci, which are calculated through a
minimum travel time tree algorithm for ray tracing in TTI media. There are no restrictions on the structural complexity of
the model or on the anisotropy strength of the medium. The location method is validated by its application to determine the
hypocenter and origin time of an event in a complex TTI structure, in accordance with four hypotheses or study cases: (a)
accurate model and arrival times, (b) perturbed model with randomly variable elastic parameter, (c) noisy arrival time data,
and (d) incomplete set of observations from the seismic stations. Furthermore, several numerical tests demonstrate that the
orientation of the symmetry axis has a significant effect on the hypocenter location when the seismic anisotropy is not very
weak. Moreover, if the hypocentral determination is based on an isotropic reference model while the real medium is anisotropic,
the resultant location errors can be considerable even though the anisotropy strength does not exceed 6.10%. 相似文献