全球大型地震成核震相的震源参数研究

Source parameters (magnitude, location and focal mechanism) of intial part of large earthquakes are key to studying earthquake excitation, rupture process, and risk assesment.They can also provide scientific background for possible earthquake prediction and earthquake early warning. In this study, I propose to study the initial waveforms of nucleation phase from 77 Mw>=7.5 earthquakes since 2000. In order to remove global path effects caused by three-dimensional earth structure, I choose a few foreshocks and/or aftershocks with high signal-to-noise ratio as master event in the source region of each earthquake. Accurate source parameters will be obtained through modeling teleseismic waveforms. Then travel-time residuals and amplitude amplification factors at each station can be calculated by comparing synthetic waveforms with observed data at relative high frequency (0.8~2 Hz). These path effects can be applied to the nucleation phase of the large earthquakes to obtain their reliable source parameters. The relation between these parameters and the final earthquake size will also be analyzed.

大地震起始部分的震源参数（震级、位置和机制解等）不仅能为我们研究大地震的孕震机理、破裂过程以及进行灾害评估提供重要线索，还能为将来可能的地震预报及大地震的早期预警提供科学依据。本项目拟研究2000年以来全球77个Mw≥7.5的大地震起始部分的成核震相。为了消除高频（0.8~2Hz）下地球三维结构对反演结果的影响，对每个大地震选取其震源区信噪比较高的Mw~5前震或者余震作为参考地震，通过拟合其远震波形，得到它们较精确的震源参数。然后根据该震源参数计算参考地震在高频下全球远震路径的走时和振幅的校正因子。去除大地震的远震数据的路径效应以后，拟合成核震相的高频远震数据来获得它们的震级、机制解、震源时间函数、震源深度等参数，并分析大地震最终震级跟成核震相的震级和时间函数之间的关系。

大地震起始部分的震源参数（震级、位置和机制解等）为研究大地震的发震机制、破裂过程以及进行灾害评估提供重要线索，也能为将来可能的地震预报及大地震的早期预警提供科学依据，具有重要的社会意义。项目拟以77个Mw≥7.5的大地震震源区信噪比较高的Mw~5前震或者余震为参考地震，通过拟合其远震波形，得到它们较精确的震源参数，根据得到的震源参数计算该小地震在较高频率（0.8~2Hz）下全球远震路径的走时和振幅的校正因子；将参考地震全球路径上的走时和振幅校正因子应用到相同频率下的大地震成核震相，反演全球远震数据得到其震级、机制解、震源时间函数、震源深度等参数，分析大地震最终震级跟成核震相震级和时间函数的关系。本项目通过四年的研究工作，已完成项目计划内容：(1)反演了全球大型走滑地震成核震相的震源参数，细致分析了其中14个地震的起始过程的震源参数；(2)反演了全球大型逆冲地震成核震相的震源参数，以2011年M9.0日本大地震为典型细致分析了其起始过程的震源参数；(3)分析了起始事件与最终大地震的关系，包括其实事件数量，以及起始事件震级与最终震级的关系；(4) 基于波形的双差定位法对2014年景谷Ms6.6地震序列进行了重新定位，发现使用波形互相关数据能极大的提高地震定位精度，同时高精度的定位能更加准确显示地震序列的空间分布和发震构造；(5) 使用CAP方法对川滇地区4级以上的地震进行机制解反演，获得了大量地震的震源参数。地震震源参数的确定能够给出发震断层面的信息，进而对地震预警系统和地震灾害响应提供指导；(6)通过密集台阵获取了四川威远页岩气开采区诱发地震地震的活动性和机制解，发现诱发地震的分布和注水井的位置的关联性强且呈线性分布。项目共发表科技论文6篇，其中SCI论文5篇(3篇国际SCI，2篇国内SCI)，核心论文1篇。