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美国俄克拉何马(Oklahoma)州地震震源参数测定及地震成因初步分析

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摘要

震源参数（震源深度，断层走向、倾角和滑移角等）的准确测定对于地震成因的研究具有重要的指导意义。对于M3.0～M6.0级中等地震，可以采用点源近似进行研究。其中M3.0～M5.0级地震，在近台稀疏的情况一般采用近震深度震相如sPL等震相来确定深度，而在近台密集时则可以采用HYPO2000等走时反演方法确定地震深度;对于～M6.0级地震，其远震波形具有较好的信噪比，可以有效地弥补近台数据不足的缺陷，从而较好地反演震源机制解及震源深度。1994年，Zhao和Hemlberger提出的基于波形的CAP(Cut And Paste)方法，经过改进与发展，可以对近震数据及远震数据进行震源参数反演。对于中小地震事件，可以使用近震CAP方法反演其震源机制解以及震源深度;而对于较大地震，可以利用远震波形有效地反演震源机制解与震源深度。
　　本文对美国俄克拉何马（Oklahoma）州2010至2012年ML3.0～ML5.7级的17个地震的进行了研究。首先，基于近场波形，利用CAP方法对这些地震进行震源机制解和震源深度的反演，结果表明所研究的该地区的多数地震是走滑地震，部分地震为逆冲地震并含有少量走滑成分，且深度在3km～11.9km，其中16个地震深度集中在2km～6km，属于浅源地震。而对于其中2011年11月06日M5.6级地震，是该地区历史上的最大地震，利用了远震波形并结合近震波形对其进行了反演，结果表明近震、远震及近远震联合反演结果较一致，表明此次的M5.6级地震为走滑型地震，深度为5km左右。其次，对于CAP方法反演震源深度的准确性，我们选取16个事件中的部分地震并利用HYPO2000与深度震相sPL方法对其震源深度结果进行了验证。HYPO2000和深度震相sPL方法的结果表明所选取地震的震源深度与CAP方法反演结果一致，进一步验证了该地区的多数地震为浅源地震。
　　美国俄克拉何马(Oklahoma)州地震，可能与注水有关。例如已有研究表明2011年1月俄克拉何马(Oklahoma)州发生的一系列地震可能是由注水诱发的。而这些地震的波形与该地区其他地震波形不同，其P波振幅相对较弱、尾波能量较强，在水平和垂直分量上的能量较为接近，这与在本文研究中的结果一致。同时，本文的研究结果表明所研究的美国俄克拉何马(Oklahoma)州的地震多数为走滑型地震，少数为逆冲地震兼有少量走滑成分，其震源深度为3～11.9km。其中多数地震的震源深度分布在以3～6km范围内，这一深度范围与该地区注水井的深度范围接近，说明所研究地震可能由该地区页岩气开采过程中的注水过程诱发。

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