Preliminary Study on Fault Parameters Based on National Seismic Data——An Example of Tangshan Earthquake
-
摘要: 随着地震观测台网的加密，中国地震台网统一地震目录越来越完整。本文以地震资料丰富且研究程度较高的唐山地震为例，尝试利用中国地震台网统一地震目录直接确定断层面参数。将小震确定断层面参数的方法应用于唐山地震序列，对其断层面参数进行分段拟合，其中唐山断裂南段走向和倾角分别为213.4°和81.9°，唐山断裂北段走向和倾角分别为231.4°和89.1°，滦县段走向和倾角分别为125.1°和76.2°，卢龙断裂走向和倾角分别为46.1°和89.3°，宁河断裂走向和倾角分别为246.6°和81.8°。将所得结果与前人研究成果以及现今震源机制解参数研究的误差水平进行对比分析，证明了本研究具有较高的可靠性。本文研究结果表明，在地震活跃且地震定位精度较高的地区，中国地震台网统一地震目录可以广泛应用于断层面参数的确定。
-
关键词:
- 中国地震台网统一地震目录 /
- 断层面参数 /
- 拟合 /
- 唐山地震
Abstract: With increasing density of seismic observation network, the seismic catalogue of China Earthquake Networks provided by the China Earthquake Data Center is getting more and more complete. In order to find out if the seismic catalogue of China Earthquake Networks can be used directly to determine the parameters of earthquake fault plane, we take the Tangshan earthquake with abundant seismic data as an example to determine the parameters of earthquake fault plane directly by using the seismic catalogue of China Earthquake Networks. The method of determining earthquake fault plane parameters based on the data of small earthquakes is applied to Tangshan earthquake sequence in this study. The parameters of earthquake fault plane are then fitted in different segments, the strike and dip of north-segment Tangshan fault is 213.4° and 81.9°, and the strike and dip of south-segment Tangshan fault is 231.4° and 89.1°. The strike and dip of Luanxian-segment is 125.1° and 76.2°, the strike and dip of Lulong fault is 46.1° and 89.3°, and the strike and dip of Ninghe fault is 246.6° and 81.8°. The comparative analysis of the published results of Tangshan earthquake and the error level of the present focal mechanism solution parameters suggest that our results are acceptable, indicating that the seismic catalogue of China Earthquake Networks can be directly used to determine the parameters of earthquake fault plane in areas with abundant seismic data and high-precision seismic location. -
图 2 小震深度（a）和震级分布图（b）
Figure 2. Histogram of depth (a) and magnitude (b) of small earthquakes
图 3 唐山断裂北段小震拟合结果
Figure 3. The fitting result by using small earthquakes along the north segment of Tangshan fault
图 4 同一地震断层走向（a）和倾角（b）差异值统计
Figure 4. The differences of fault strike (a) and dip (b) of the same earthquake by different studies
表 1 运用小震资料求得的唐山地震序列各段断层面走向、倾角、标准差和位置
Table 1. Fault plane parameters determined by using small earthquake for segments in Tangshan earthquake
断层名 小震个数 走向/° 倾角/° 顶点位置（纬度/°N，经度/°E，深度/km） 数据来源 值 标准差 值 标准差 宁河断裂段 61 246.6 4.0 81.8 4.2 （39.32，117.94，3.8），（39.35，117.93，21.7）
（39.29，117.75，21.7），（39.27，117.77，3.8）本文结果 33 253.3 3.9 66.0 5.0 （39.31，117.96，10.0），（39.37，117.94，24.6）
（39.32，117.74，24.6），（39.27，117.76，10.0）万永革等（2008） 唐山断裂南段 250 213.4 0.8 81.9 1.5 （39.57，118.18，3.8），（39.58，118.15，22.0）
（39.33，117.94，22.0），（39.31，117.96，3.8）本文结果 98 210.1 1.2 73.7 2.8 （39.57，118.18，6.4），（39.59，118.13，22.9）
（39.33，117.94，22.9），（39.31，117.99，6.4）万永革等（2008） 唐山断裂北段 1646 231.4 0.3 89.1 0.6 （39.78，118.49，4.0），（39.78，118.49，19.0）
（39.60，118.19，19.0），（39.60，118.19，4.0）本文结果 665 233.1 0.5 89.1 1.3 （39.78，118.49，7.7），（39.78，118.49，21.8）
（39.61，118.19，21.8），（39.61，118.19，7.7）万永革等（2008） 卢龙断裂段 694 46.1 0.6 89.3 1.5 （39.86，118.82，4.0），（39.86，118.83，16.9）
（39.72，118.62，16.9），（39.71，118.62，4.0）本文结果 176 39.0 0.9 86.7 1.3 （39.72，118.62，7.8），（39.72，118.63，22.6）
（39.86，118.78，22.6），（39.86，118.77，7.8）万永革等（2008） 滦县断裂段 404 125.1 1.6 76.2 1.8 （39.75，118.70，4.2），（39.73，118.68，13.5）
（39.67，118.80，13.5），（39.70，118.81，4.2）本文结果 160 118.4 1.9 76.9 2.0 （39.75，118.70，8.4），（39.73，118.68，20.3）
（39.68，118.80，20.3），（39.70，118.81，8.4）万永革等（2008） 
下载: 导出CSV
表 2 地震断层面参数研究结果差异统计
Table 2. Statistical results of the differences in seismic fault plane parameters
地震事件 主节面/° 走向差异/° 倾角差异/° 数据来源 走向 倾角 最大值 最小值 最大值 最小值 2001年2月23日四川雅江MS 6.0地震 123 25 31 6 17 8 龙思胜（2004） 117 42 美国地质勘探局（USGS） 92 34 哈佛大学（HRV） 2003年9月27日中俄蒙边界MS 7.9地震 131 71 4 1 14 6 全球矩心矩张量（gCMT） 130 85 美国地质勘探局（USGS） 127 79 赵翠萍等（2005） 2006年12月26日中国台湾南部滨海MS 7.2地震 330 58 11.5 4 25 5.1 全球矩心矩张量（gCMT） 334 83 美国地质勘探局（USGS） 341.5 77.9 郭志等（2008） 2008年5月12日四川汶川MS 8.0地震 357 68 23 2 22 2 全球矩心矩张量（gCMT） 15 60 美国地质勘探局（USGS） 7 55 地球物理研究所（CEA-IGP） 5 48 郭祥云等（2010） 352 70 郑勇等（2009） 2008年10月5日新疆天山-帕米尔MS 6.7地震 82 53 24.8 7.8 10.3 2.3 全球矩心矩张量（gCMT） 65 45 美国地质勘探局（USGS） 57.2 42.7 苏金蓉等（2013） 2010年4月14日青海玉树MS 7.1地震 300 88 6.4 1 10 0 全球矩心矩张量（gCMT） 301 86 美国地质勘探局（USGS） 209 88 中国地震台网中心（CENC） 294.6 78 盛书中等（2014） 2012年5月3日甘肃金塔MS 5.4地震 162 80 13 1 16 2 全球矩心矩张量（gCMT） 163 74 地球物理研究所（CEA-IGP） 159 78 地震预测研究所（CEA-IES） 172 64 张辉等（2012） 2013年4月20日四川芦山MS 7.0地震 210 38 12 0 14 1 全球矩心矩张量（gCMT） 198 33 美国地质勘探局（USGS） 210 47 地震预测研究所（CEA-IES） 216 45 谢祖军等（2013） 209 46 吕坚等（2013） 2013年8月28日云南德钦MS 5.9地震 292 43 14 7 10 0 全球矩心矩张量（gCMT） 285 53 地球物理研究所（CEA-IGP） 299 53 罗钧等（2015） 2014年2月12日新疆于田MS 7.3地震 242 82 3 0 4 0 美国地质勘探局（USGS） 239 82 中国地震局（CEA） 242 78 中国地震台网中心（CENC） 2014年5月30日云南盈江MS 6.1地震 80 83 20 2 3 0 美国地质勘探局（USGS） 82 85 全球矩心矩张量（gCMT） 260 82 地球物理研究所（CEA-IGP） 85 83 赵旭等（2014） 2014年8月3日云南鲁甸MS 6.5地震 162 86 2 0 4 0.9 美国地质勘探局（USGS） 160 90 全球矩心矩张量（gCMT） 160 87 地球物理研究所（CEA-IGP） 160 89.1 刘丽芳等（2014） 2016年1月21日青海省门源县MS 6.4地震 143 35 34 2 11 2 中国地震台网中心（CENC） 141 38 地球物理研究所（CEA—IGP） 134 43 哈佛大学（HRV） 157 34 李启雷（2016） 129 45 李晓峰（2017） 2017年8月8日四川九寨沟MS 7.0地震 153 84 6 0 10 1 美国地质勘探局（USGS） 150 78 全球矩心矩张量（gCMT） 156 79 易桂喜等（2017） 150 80 杨宜海等（2017） 152 74 谢祖军等（2018） 2017年11月18日西藏米林M 6.9地震 132 55 8.3 1 12.4 2.4 美国地质勘探局（USGS） 124.7 59 地震预测研究所（CEA-IES） 133 46.6 吴宝峰（2017） 2018年9月8日云南墨江5.9级地震* 129 81 6 1.8 2 1 赵博等* 123 79 郭祥云等* 124.8 80 地震预测研究所（CEA-IES） 2018年9月12日陕西宁强5.3级地震* 171 67 6 4.1 18 0 中国地震台网中心台网部应急组* 165 85 赵博等* 165 85 郭祥云等* 169.1 78 地震预测研究所（CEA-IES） 2018年9月28日西藏日土5.1级地震* 323 71 28 5 28 2 中国地震台网中心台网部应急组* 304 76 赵博等* 295 61 郭祥云等* 318 59 地震预测研究所（CEA-IES） 309 48 地球物理研究所（CEA—IGP） 注：加*地震数据来源于中国地震台网中心的地震监测人微信公共号及微信公众平台。
下载: 导出CSV
-
陈运泰, 林邦慧, 王新华等, 1979.用大地测量资料反演的1976年唐山地震的位错模式.地球物理学报, 22(3):201-217. doi: 10.3321/j.issn:0001-5733.1979.03.001 杜晨晓, 谢富仁, 张扬等, 2010. 1976年MS 7.8唐山地震断层动态破裂及近断层强地面运动特征.地球物理学报, 53(2):290-304. doi: 10.3969/j.issn.0001-5733.2010.02.007 郭祥云, 陈学忠, 李艳娥, 2010. 2008年5月12日四川汶川8.0级地震与部分余震的震源机制解.地震, 30(1):50-60. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/diz201001006 郭志, 高星, 王卫民, 2008. 2006年12月26日台湾南部滨海MS 7.2级地震破裂过程研究.地球物理学报, 51(4):1103-1113. doi: 10.3321/j.issn:0001-5733.2008.04.019 虢顺民, 李志义, 程绍平等, 1977.唐山地震区域构造背景和发震模式的讨论.地质科学, 12(4):305-320. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DZKX197704000.htm 胡新亮, 刁桂苓, 高景春等, 2001.华北、西南一些地区地震发生在地壳浅部的证据.地震学报, 23(4):427-435. doi: 10.3321/j.issn:0253-3782.2001.04.011 胡幸平, 崔效锋, 2013.华北地区中部地震精定位与构造应力场研究.震灾防御技术, 8(4):351-360. doi: 10.3969/j.issn.1673-5722.2013.04.002 黄文辉, 康英, 苏柱金等, 2016.全国统一编目系统设计与实现.地震地磁观测与研究, 37(4):170-175. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dzdcgcyyj201604031 李红光, 王利亚, 孙刚等, 2015.华北地区中小地震重新定位和地震活动特征研究.地震, 35(1):28-37. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/diz201501004 李启雷, 李玉丽, 马丽等, 2016. 2016年青海门源MS 6.4地震震源机制与震源深度计算.地震研究, 39(S1):55-61. http://www.cqvip.com/QK/92873A/201704/673165989.html 李钦祖, 张之立, 靳雅敏等, 1980.唐山地震的震源机制.地震地质, 2(4):59-67. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dizhen201604009 李晓峰, 2017. 2016年1月21日青海门源MS 6.4地震震源机制解及发震构造初步探讨.地震工程学报, 39(4):657-661. doi: 10.3969/j.issn.1000-0844.2017.04.0657 李迎秋, 刘鑫, 万永革, 2011.利用智利地震震源分布确定智利地区主震断层面.防灾科技学院学报, 13(2):51-56. doi: 10.3969/j.issn.1673-8047.2011.02.010 刘白云, 袁道阳, 张波等, 2012. 1879年武都南8级大地震断层面参数和滑动性质的厘定.地震地质, 34(3):415-424. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.03.003 刘丽芳, 徐甫坤, 2014.利用精确定位余震资料确定2014年云南鲁甸6.5级地震的断层面参数.地震研究, 37(4):489-494. doi: 10.3969/j.issn.1000-0666.2014.04.001 龙思胜, 2004. 2001年四川雅江6.0级地震序列的破裂特征及发震构造.中国地震, 20(1):1-11. doi: 10.3969/j.issn.1001-4683.2004.01.001 罗钧, 赵翠萍, 周连庆, 2015. 2013年8月香格里拉德钦-得荣MS 5.9地震序列震源机制与应力场特征.地球物理学报, 58(2):424-435. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DQWX201502007.htm 吕坚, 王晓山, 苏金蓉等, 2013.芦山7.0级地震序列的震源位置与震源机制解特征.地球物理学报, 56(5):1753-1763. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dqwlxb201305033 潘睿, 盛书中, 万永革, 2015. 2009年姚安地震断层面参数的确定.华北地震科学, 33(2):63-68. doi: 10.3969/j.issn.1003-1375.2015.02.011 盛书中, 万永革, 王未来等, 2014. 2010年玉树MS 7.1地震发震断层面参数的确定.地球物理学进展, 29(4):1555-1562. 苏金蓉, 郭志, 2013.西南天山-帕米尔2008年10月5日MS 6.7级地震震源机制研究.地球物理学报, 56(2):504-512. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dqwlxb201302014 万永革, 沈正康, 刁桂苓等, 2008.利用小震分布和区域应力场确定大震断层面参数方法及其在唐山地震序列中的应用.地球物理学报, 51(3):793-804. doi: 10.3321/j.issn:0001-5733.2008.03.020 王椿镛, 吴庆举, 段永红等, 2017.华北地壳上地幔结构及其大地震深部构造成因.中国科学:地球科学, 47(6):684-719. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgkx-cd201706004 王福昌, 靳志同, 钱小仕等, 2012.由余震分布确定大地震子断层及其参数的模糊聚类方法.地震学报, 34(6):793-803. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2012.06.006 王福昌, 万永革, 钱小仕等, 2013.由地震分布丛集性给出断层参数的一种新方法.地球物理学报, 56(2):522-530. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dqwlxb201302016 王景明, 郑文俊, 陈国顺等, 1981.唐山地震地面主破裂带及地震成因探讨.地震研究, 4(4):437-450. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DZYJ198104010.htm 王鸣, 王培德, 1992. 1989年10月18日大同-阳高地震的震源机制和发震构造.地震学报, 14(4):407-415. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=HY000001807747 吴宝峰, 2017. 2017年11月18日西藏米林6.9级地震震源机制.地震地磁观测与研究, 38(6):26-29. doi: 10.3969/j.issn.1003-3246.2017.06.005 谢祖军, 金笔凯, 郑勇等, 2013.近远震波形反演2013年芦山地震震源参数.中国科学:地球科学, 43(6):1010-1019. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgkx-cd201306008 谢祖军, 郑勇, 姚华建等, 2018. 2017年九寨沟MS 7.0地震震源性质及发震构造初步分析.中国科学:地球科学, 48(1):79-92. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgkx-cd201801006 杨超群, 孟凡顺, 万永革, 2013.采用精确定位小震资料反演伽师地震断层面.地球物理学进展, 28(6):2865-2871. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dqwlxjz201306007 杨宜海, 范军, 花茜等, 2017.近震全波形反演2017年九寨沟M 7.0地震序列震源机制解.地球物理学报, 60(10):4098-4104. doi: 10.6038/cjg20171034 易桂喜, 龙锋, 梁明剑等, 2017. 2017年8月8日九寨沟M 7.0地震及余震震源机制解与发震构造分析.地球物理学报, 60(10):4083-4097. doi: 10.6038/cjg20171033 尤惠川, 徐锡伟, 吴建平等, 2002.唐山地震深浅构造关系研究.地震地质, 24(4):571-582. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2002.04.012 于湘伟, 张怀, 陈运泰, 2010.华北地区地震重新定位结果分析.大地测量与地球动力学, 30(2):29-33. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dkxbydz201002007 张宏志, 刁桂苓, 陈祺福等, 2008. 1976年唐山7.8级地震震区现今地震震源机制分析.地震研究, 31(1):1-6. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dzyj200801001 张辉, 王熠熙, 2012. 2012年5月3日金塔-阿拉善盟5.4级地震震源机制解.西北地震学报, 34(2):205-206. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbdzxb201202017 张之立, 李钦祖, 谷继成等, 1980.唐山地震的破裂过程及其力学分析.地震学报, 2(2):111-129. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=HY000001790762 赵博, 高原, 石玉涛, 2013.用双差定位结果分析华北地区的地震活动.地震, 33(1):12-21. doi: 10.3969/j.issn.1000-3274.2013.01.002 赵翠萍, 陈章立, 郑斯华等, 2005. 2003年9月27日中、俄、蒙边界MS 7.9地震震源机制及破裂过程研究.地震学报, 27(3):237-249. doi: 10.3321/j.issn:0253-3782.2005.03.001 赵旭, 黄志斌, 房立华, 2014. 2014年云南盈江MS 6.1地震震源机制研究.中国地震, 30(3):462-473. doi: 10.3969/j.issn.1001-4683.2014.03.019 郑勇, 马宏生, 吕坚等, 2009.汶川地震强余震MS(≥ 5.6)的震源机制解及其与发震构造的关系.中国科学D辑:地球科学, 39(4):413-426. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgkx-cd200904003 Butler R., Stewart G. S., Kanamori H., 1979. The July 27, 1976 Tangshan, China earthquake-a complex sequence of intraplate events. Bulletin of the Seismological Society of America, 69(1):207-220. http://d.old.wanfangdata.com.cn/OAPaper/oai_pubmedcentral.nih.gov_3592653 Nábělek J., Chen W. P., Ye H., 1987. The Tangshan earthquake sequence and its implications for the evolution of the North China basin. Journal of Geophysical Research, 92(B12):12615-12628. doi: 10.1029/JB092iB12p12615 Ouillon G., Ducorbier C., Sornette D., 2008. Automatic reconstruction of fault networks from seismicity catalogs:three-dimensional optimal anisotropic dynamic clustering. Journal of Geophysical Research, 113(B1):B01306. http://d.old.wanfangdata.com.cn/OAPaper/oai_arXiv.org_physics%2f0703084 Wang X. S., Feng X. D., Xu X. W., et al., 2014. Fault plane parameters of Sanhe-Pinggu M 8 earthquake in 1679 determined using present-day small earthquakes. EarthqButler R., Stewart G. S., Kanamori H., 1979. The July 27, 1976 Tangshan, China earthquake-a complex sequence of intraplate events. Bulletin of the Seismological Society of America, 69(1):207-220. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dizhen-e201406004 Nábělek J., Chen W. P., Ye H., 1987. The Tangshan earthquake sequence and its implications for the evolution of the North China basin. Journal of Geophysical Research, 92(B12):12615-12628. doi: 10.1029/JB092iB12p12615 Ouillon G., Ducorbier C., Sornette D., 2008. Automatic reconstruction of fault networks from seismicity catalogs:three-dimensional optimal anisotropic dynamic clustering. Journal of Geophysical Research, 113(B1):B01306. http://d.old.wanfangdata.com.cn/OAPaper/oai_arXiv.org_physics%2f0703084 Wang X. S., Feng X. D., Xu X. W., et al., 2014. Fault plane parameters of Sanhe-Pinggu M 8 earthquake in 1679 determined using present-day small earthquakes. Earthquake Science, 27(6):607-614. doi: 10.1007/s11589-014-0099-3 Zhou C. Y., Diao G. L., Geng J., et al., 2010. Fault plane parameters of Tancheng M 81/2 earthquake on the basis of present-day seismological data. Earthquake Science, 23(6):567-576. doi: 10.1007/s11589-010-0756-0 -
点击查看大图
图(4) / 表(2)
计量
- 文章访问数: 115
- HTML全文浏览量: 17
- PDF下载量: 4
- 被引次数: 0
