利用重复地震Pms横波分裂检测红河断裂带及邻区壳内形变的时变特征

The temporal variations of shear wave splitting parameters are closely related to the dynamic adjustment course of the stress-strain field. The Red-River fault and its surrounding areas located in the active region of crustal movement near the southeast margin of Qinghai-Tibet plateau, is an ideal area to study the crustal anisotropy. In this study, using the data of global repeated earthquakes recorded by earthquake stations in western Yunnan from 2001 to 2012 and choosing proper Gaussian parameters, receiver function pairs of radial- and transverse- components of teleseismic P-waves will be calculated by a time-domain iterative deconvolution. Receiver function pairs with high signal-to-noise ratio and unambiguous Moho converted Ps phases (Pms) will be selected to measure the Pms splitting owing to the crustal anisotropy. The technique of extracting temporal variations of shear wave splitting will be developed by frequency-dependent Pms shear wave splitting. To analyze whether shear wave splitting parameters changes before and after big earthquakes, dynamic events which led to significant changes in the crust structure within the period will be searched, such as Sumatra earthquakes, Wenchuan earthquake and Yushu earthquake, and then the research in single station will be expanded to all stations in the whole study area. Furthermore, the relationship between temporal variations of shear wave splitting parameters in a characteristic frequency band and the geodynamic processes will be investigated.

地震横波分裂参数随时间的变化与应力应变场的动态调整过程密切相关. 红河断裂带及邻区位于青藏高原东南缘地壳运动的关键区域, 是研究地壳各向异性随时间变化的理想场所. 本研究拟采用2001-2012年期间滇西地区密集台网记录的重复地震资料, 选择合适的高斯参数, 利用时间域迭代反褶积法求取高信噪比、稳定可靠的远震接收函数. 提取Moho面转换横波(Pms)分裂参数, 并考虑其频率依赖性, 发展可准确获取横波分裂参数随时间变化特征的技术. 寻找数据时间段内导致介质结构发生显著变化的动力学事件, 如苏门答腊地震、汶川地震、玉树地震等, 分析大地震前后横波分裂参数是否存在变化, 并将单台的研究推广到整个区域, 探讨横波分裂参数在特征频段的系统性时变特征与红河断裂带及邻区地壳深部应力应变场动态调整过程之间的关系.

地震横波分裂参数的时变特征与应力应变场的动态调整过程密切相关，红河断裂带及邻区块体挤出运动明显、深部作用过程剧烈，是研究横波分裂参数随时间变化的理想区域。本项目利用2007—2015年云南省区域数字地震台网固定台站和中国地震局地壳应力研究所在云南地区布设的21个宽频带流动地震台站记录的事件波形，采用时间域迭代反褶积方法求取高信噪比、稳定可靠的远震接收函数，并提取Moho面转换横波（Pms）分裂参数，最终得到红河断裂带及邻区地壳各向异性特征。结果显示，各向异性强度在0.075s到0.425s之间, 平均值为0.28s, 其强弱分布与地表地质构造存在一定的相关性; 从各向异性方向来看, 多数台站下方各向异性快波偏振方向与断裂带走向一致. Pms震相的各向异性参数主要反映下地壳形变，将研究区内快波偏振方向和快、慢波时间延迟进行插值，结果显示下地壳变形整体上呈近NS向。选取2007年8月1日--2015年7月31日期间，震级Ms≥5.8级，震中距离研究区30-95°的远震事件，在地震活动频繁地区，如日本岛弧、菲律宾群岛和汤加群岛，识别后方位角和射线参数在一定取值范围内的重复地震。由重复地震事件波形获取的地壳各向异性参数，无论是快、慢波延迟时间还是快波偏振方向，均未呈现明显的随时间变化特征，可能与可识别的重复地震数量较少有关，这有待于数字地震资料的积累和研究方法的改进。利用重复地震研究地壳介质随时间的变化还受地震定位精度的影响，因此本项目还开展了大量的地震重定位方面的研究工作，为后续工作的开展打下了良好的基础。