山西数字地震台网震源参数的测定——以2015年6月2日山西太原M3.2级地震为例

彭利媚，梁向军 ，陈祥开

(1.海南省地震局，海南海口　570203；　2.山西省地震局，山西太原　030000)



山西数字地震台网震源参数的测定
——以2015年6月2日山西太原M3.2级地震为例

彭利媚1，梁向军2，陈祥开1

(1.海南省地震局，海南海口570203；2.山西省地震局，山西太原030000)

计算山西数字地震台网2015年1月至12月ML≥2.0 级地震的震源新参数和用Seis_CAP方法反演了2010年1月至2015年12月M≥3.0级25个地震的震源机制解，并将此结果与用SNOKE方法进行对比，显示2种方法结果基本一致，得到预期的效果。以2015年6月2日发生在山西太原的M3.2级地震为例，对山西台网的震源参数测定结果进行探讨，为今后山西地震台网的震源参数的日常测定工作提供参考。

山西台网；新参数；Seis_CAP方法；震源机制解

0　引　言

山西数字地震台网目前有72个实时记录的台站，其中本省57个，邻省 15个。所有台站均建基岩上，均为三分向宽频带或甚宽频带地震计，全部采用24位数据采集器，采样率均为100 sps。全省范围内地震监测能力达到ML2.0级，局部地区达到ML1.0～1.5级[1]。在震源参数的前期测定工作中，计算了山西地区的Q值(Q(f)=473.5f0.323 4)和61个台站的场地响应。山西地震台网作为测震台网震源参数目录日常产出全国首批10个试点台网之一，计算了山西数字地震台网2015年1月至12月44个ML≥2.0级地震的符合测定条件的震源新参数(表1)。用Seis_CAP[2-3]方法反演了2010年1月至2015年12月M≥3.0级25个地震的震源机制解(图1)，并将反演结果与初动方法计算结果进行了对比(图2)，其结果比较一致。本文以2015年6月2日发生在山西中部太原地区M3.2级地震为例，从最基本的波形特征探讨，测定其震源参数和震源机制解，并探讨其结果的稳定性。

图1用SeisCAP 方法反演25个地震的震源机制结果

图2　两种方法同一参数不同等级差异对比

1　山西太原M3.2级地震的波形特征及定位结果

在计算震源参数之前，首先看此次地震记录台站的情况。此次地震是山西地区最典型的地震，基本上所有的台站均有记录，台站包围的很好，空隙角为26°。从图3可以看出，台站波形记录很清晰，距震中近的台站较多，100 km之内的台站有12个，200 km之内的台站有23个，在震中距187 km处的XIX台开始出现清晰的首波。

在地震编目时，用了56个台站的震相，定位精度也较高，在I类精度(t<0.5 s)范围内。各台站的震级与平均震级误差也不大，震级最大的台站为陕西台网的YULG台，震级为M3.9级，震中距为212 km，震级最小的台站是山西台网的JIC台，震级为M1.9级，此台距离震中最近，震中距为14 km。单台最大震级与最小震级相差2.0级。从定位结果看，ML震级与Ms震级基本接近[4]。从震级残差随震中距的变化台站的曲线可以看出，震级的偏差值都很小，除了最近的JIC台的震级残差超出了均方差临界线(3倍均方差)外，其余台站的震级残差均在3倍均方差内。

2　山西太原M3.2级地震的震源新参数测定结果

在测定震源新参数结果时，要求参与计算的台站必须同时标注初至P波(Pn或Pg波)和初至S波(Sn或Sg波)到时，而且尽量选择围绕震中分布的台站，台站最大张角要小于180，信噪比大于2的台站数超过3个。按照上述要求计算完成后，参照台站挑选界面，根据台站分布优化台站选择，重新计算，直到计算结果的ΔU和震源谱拟合误差达到尽可能小，选取ΔU均小于0.5，震源谱拟合误差小于1。通过计算调整，最终从编目所用的55个台站中遴选出22个台站参加计算，计算出此次地震的震源新参数结果见表1所示。从结果看出，台站间的最大张角为64，计算出的震级与矩震级相等，其他的参数值也都在正常范围内，ΔU的值和震源谱拟合误差都符合要求(图3～图5)。

图3　2015年6月2日山西太原M3.2级地震的部分台站记录波形

图4　 2015年6月2日山西太原M3.2级地震参与定位台站的震级偏差

图52015年6月2日山西太原M3.2级地震的震源新参数

3　山西太原M3.2级地震的震源机制解

本文用Seis_CAP方法反演此次地震的震源机制解，在该方法反演时，对台站的要求比较严格，必须符合以下条件：①参与反演台站的波形数据不能有断记、限幅；②初至P波(Pn或Pg波)到时一定要标注正确；③参加反演的台站的震中距小于200 km；④各个台站记录的信噪比大于1.2；⑤台站一定要包围震中，对于发生在边界的地震，一定要借用邻省的台站，使网缘地震变成网内地震。

根据上述条件，对此次地震满足条件的台站进行震源机制解计算，最后用筛选出的14个台站反演出震源机制解，如图6所示。通过反演，在震源深度20 km处得到最佳震源机制解，节面I的解为：走向299°，倾角74°，滑动角-18°；节面Ⅱ的解为：走向34°，倾角73°，滑动角-163°。从图6(a)可以看出：震源机制解的拟合曲线光滑，没出现多解或突跳的情况，从图6(b)发现：参加反演的台站也能很好的包围震中。图6(c)显示以20 km为最佳震源深度计算出的理论波形与实际记录波形匹配较差一些，在这14个台站中，台站的波形拟合互相关系数大于50%的占85%，波形拟合效果理想，且结果稳定、可靠。将此结果与用初动+振幅比的SNOKE方法[5]计算得到的震源机制解(图7)相比较，其结果有很好的一致性(表2)。

(c)参与计算台站的波形拟合图(红色波形是理论波形，黑色波形是观测波形，波形左侧为台站名。台站名下方：

图7　2015年6月2日山西太原M3.2级地震的震源机制解图(SNOKE方法)

表2 两种方法震源机制解对比结果

4　结论与讨论

(1)本文计算山西台网2015年1月至12月ML≥2.0级地震的震源新参数，最终得到44次地震的满足要求的新参数结果，其结果可靠，计算的参数值可为地震预测和地震危险性研究提供一定的参考。

(2)用全国各个台网普及的Seis_CAP方法反演了2010年1月至2015年12月M≥3.0级25个地震的震源机制解，并将反演结果与初动计算震源机制解方法计算结果进行了对比，具有较好的一致性。震源机制解的结果稳定、可靠，可为发震断层构造的判定提供一定的参考依据。

(3)根据上述计算经验，以2015年6月2日发生在山西中部太原地区M3.2级地震为例，讨论此次地震的波形特征和定位结果，测定此次震源新参数和震源机制解，并对结果进行详细的探讨，其结果均符合要求，结果可直接应用于地震预测、预报工作。

(4)震源新参数的工作即将纳入正规，此研究在实际工作中具有一定的借鉴作用。

[1]张玲，梁向军，董春丽,等.山西数字地震台网监测能力分析[J]，山西地震，2010(4):11-16.

[2]Zhao L.S.,Helmberger D.V. Source Estimation From Broadband Regional Seismograms[J].Bull. Seism. Soc. Amer.,1994,84(1):91-104.

[3]Zhu L.P., HelmbergerD.V.Advancement In Source Estimation Techniques Using Broadbang Regional Seismograms[J].Bull.Seism.Soc.Amer.,1996,86(5):1634-1641.

[4]孟小琴，梁向军，吴叔坤,等.山西大同—阳高4.5级地震的数字化波形记录特征及地震矩张量解，山西地震，2015 (2)：6-11.

[5]Snoke J.A. Earthquake Mechanism [A]//James D.E. Encycolpedia Of Geophysics [C]. New York: Van Nostrand Reinhold Company, 1989:239-245.

DETERMINATON OF FOCAL PARAMETERS OF SHANXI DIGITAL SEISMIC NETWORK——TAKING TAIYUANM3.2 EARTHQUAKE IN SHANXI ON JUNE 2, 2015 FOR AN EXAMPLE

PENG Limei1，LIANG Xiangjun2，CHEN Xiangkai1

(1.EarthquakeAdministrationOfHainanProvince,Haikou572900,China;2.EarthquakeAdministrationOfShanxiProvince,Taiyuan030000,China,)

The source parameters in Shanxi digital seismic network from January to December in 2015ML≥2.0 earthquakes are calculated, and theM≥3.0 twenty-five seismic focal mecthanism solutions are inversed by Seis_CAP method from January in 2010 to December in 2015. The calculation result is compared with that of SNOKE method, and the two results are mainly agreed. This articl takes TaiyuanM3.2 earthquake in Shanxi on June 2, 2015 for an example, the result of seismic source parameter determination of Shanxi seismic network is discussed and reference for the daily work of focal parameters in Shanxi seismic network.

Shanxi network; New parameters; Seis_CAP method; Focal mechanism solution

2016-01-29

彭利媚(1978—)，女，福建古田人，工程师，从事地震监测及编目工作。E-mail：623294290@qq.com。

梁向军(1978—)，女，山西孝义人，高级工程师，从事地震监测及编目工作。E-mail：liang_xj2005@163.com。

P315.3

A

1005-586X(2016)03-0001-08