小江断裂带及相邻区域微震与断层蠕动信号密集台阵观测及断裂带地震活动性动力学模拟

Taking 23.5°-27.2°N and 102.0°-103.5°E as the research region and taking Xiaojiang Fault as the main object of our research. Spatially dense seismic and Global Positioning System (GPS) networks are planned to cover this fault. Through the seismic and geodetic joint network, we can conduct observations on micro-events, inverse the velocity structure and detect the tecto-genesis of the Xiaojiang Fault and its neighboring areas. Based on those basic works, numerical simulation of the interaction between the shallow and deep tectonic motions can be calculated. We can also study the slow slip events’ (creep) effects on triggering large rupture inducing strong earthquakes in the fault zone region. The studies can be specified by the following three aspects:..Based on the records of the seismic array, matched filter technique can be adopted to recognize micro-earthquakes, detect and locate slow slip events (or creep). Through this way, we can explore the features of the fault zone’s deep tectonic motions. ..Based on the records of the seismic array, we can precisely locate the micro-earthquakes and determine their earthquake mechanisms. Through the phase-pick data and the arrivals of the head waves relating to the fault zone, inversion of the fault zone’s velocity structure can be conducted. ..Based on the works described above, we can construct a fault model and assess the effects exercised by the shallow creep of the Xiaojiang Fault on its deep tectonic stress. Furthermore, we can study the triggering effects of slow slip events on large earthquakes. Finally, we can conduct simulations of earthquake seismicity to quantitatively assess the strong earthquake hazard and predict its probable area in the fault zone region.

以北纬23.5—27.2度，东经102.0-103.5度为研究区，以小江断裂为主要研究对象。通过在研究区架设密集地震台阵与GPS测线。开展小江断裂及相邻区域微震活动观测、断裂带速度结构反演与断层构造运动探测，并在此基础上开展小江断层系深浅构造运动相互作用的数值模拟计算，研究断裂带慢滑移（或蠕动）对触发断裂带大规模破裂发生强震的影响。具体如下：.1）.基于台阵记录，用模版识别法开展研究区微震识别、断裂带慢滑移（或蠕动）事件探测与定位研究，探测断裂带深部构造运动行为特性。.2）.基于台阵记录，开展断裂带小震精确定位与震源机制解，开展断层波震相识别与走时读取，进行断层首波断裂带速度成像，探测断层面物性空间分布图像。 .3）.基于上述工作，构建断层模型，计算小江断裂系浅部滑移对深部构造应力的影响，研究慢滑移对地震的触发作用。开展断裂带地震活动数值模拟，定量估计断裂带发生强震的危险性及可能位置。

按课题设计要求，完成了研究区15套地震仪组成的地震台阵及15套双频GPS组成的跨小江断裂GPS测线的架设及2年的连续观测工作。开展了小江断裂带微震、慢滑移事件的检测与定位、断裂带结构断层首波成像等研究，获得了小江断裂带强度分布及构造运动模型，对小江断裂带未来强震发生的地点进行了估计。完成了课题设定的研究任务。.课题在地震观测与海量地震观测资料分析处理技术上取得了创新性成果。主要有：1）基于SAC与ObsPy开发了一套地震数据自动化预处理脚本（https://github.com/YijianZhou/Seismic-Data-Preprocess）并开源供国内外同行使用，定期将查台数据进行预处理与归档，并进行异地备份，保证数据安全性；2）开发了基于震相拾取（phase Picking）与震相关联（phase Association）的地震事件自动检测（earthquake Detection）算法PAD （https://github.com/YijianZhou/PAD），并开源供国内外同行使用，国内已有好几个研究团队使用我们的程序开展相关研究，相关方法原理及方法的有效性检测结果已投国际学术期刊JGR；3）基于能量变化，提出了一种适用于海量数据、主观因素影响小的动态触发事件自动检测方法——能量差法（HIFI），相关方法原理及方法的有效性检测结果已在国际学术期刊发表。.开展了研究区震情跟踪及强震危险性预测研究，先后8次参加中国地震局地震预测研究所（2017，2018），中国地震局台网中心（2018，2019），河北省地震局（2019）、云南省地震局（2017，2019）、四川省地震局（2020）组织的大震形势分析、年度会商会，都作了研究报告。课题执行期间，培养研究生8名（其中博士生6名，硕士生2名），已发表SCI论文7篇,接受论文1篇，1篇投稿。