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地球物理大地测量联合反演理论与应用-W-Hpps-武汉大学
图5中,不仅联合了地震数据和大地测量的数据,而且加上了NUVEL-1A数据的约束。该模型与EQ-SCEC模型相比最大的差异在于近海区的NE-SW汇聚速率。尽管有学者已经讨论了SCEC速度场解与修正的NUVEL-1A模型相吻合,但是这种吻合仅仅是数量上的,而不是方向上的。如果NUVEL-1A模型和SCEC的GPS速度场的解都正确的话,在南加利福尼亚近海区将存在4-7mm/ yr的NE-SW汇聚。但是,这种高汇聚率不受地震学和地质学的支持。这表明SCEC速度场的解与NUVEL-1A模型存在着不一致。 解决SCEC与NUVEL-1A模型不一致性的一个方法是将参考框架作为一个变量一起反演。在EQ-NUVEL-SCEC-FREE模型中,我们仍然利用了NNUVEL-1A模型做约束和大地测量的数据,但是将参考框架作为一个自由变量来反演。该模型与EQ-NUVEL-SCEC模型最主要的区别在于南加利福尼亚近海区的汇聚速率和沙顿海东北部的扩张速率将减小一半。另外,用NUVEL-1A模型的限制作用,很好的解决了计算得到的模型的逆时针旋转的问题。 采用不同种(类)观测值联合反演模型进行反演需要考虑权重(比)的确定问题。本文利用地震数据(应变率)和大地测量的数据(速度)一般来说应该有不同的权重,这个权重可以通过方差-协方差阵表现出来。 应变率亏损 图7中,B、C、D、E,F,G区计算得 到的应变率比模型应变率大,说明存 在应变率的亏损,说明过去144年的地 震地壳形变与长期的地壳形变存在差 异,其主要原因可能是地震发生的随 机性。具体说来有三个方面原因: 1)无震形变造成的应变能的释放; 2)所选的时间窗口太短,所选地震目录的最早时间(1850年)之前恰好有地震发生并释放大量的能量被释放; 3)弹性能储存了起来,并没有表现为形变,或者表现为没有讨论的垂直形变。 应变是能量的表征,一个地方出现应变亏损,亏损的多少可以用一个相应震级的地震来表示。 应变亏损的表示 结论 利用地震矩张量数据估算了美国西部的地震地壳形变,同时还 结合GPS、VLBI数据及NUVEL-1A的约束,估算了北美西部的 速度场。主要结论如下: (1)利用地震矩张量数据得到的速度向量与NUVEL-1A模型相比角度偏差不超过5°,但是强度只有NUVEL-1A模型的62%,这个差异稍稍超过了 的范围; (2)对于应变率的计算,144年的时间已经够了。但是确定速率方面则144年的时间远远不够。 (3)在沿着Great Basin 的西部边界上的OVRO和Quincy两个地区,利用地震矩和近十年来VLBI求得的速度相同。它们较大的向西运动分量表明该地区的形变还受到除太平洋—北美板块还受其它因素的影响; (4)利用地震矩张量和大地测量数据联合反演得到的欧拉轴 与NUVEL-1A相比,西偏了12°,很难令人信服。利用 NUVEL-1A模型限制的联合反演模型在南加利福尼亚存 在较高的汇聚速率;(5)通过考查应变率亏损现象,安德烈斯断裂南部的San Jacinto 地区,圣安德烈斯的Cholame-San Juan Bautista 的 部分地区,圣弗兰西斯科湾的东部,Mojave 地区的中部 和南部等地区存在较高的发生7.0级地震的可能性。 Thank You * 地球物理反演理论 武汉大学 测绘学院 地球物理反演理论课程组 The Contemporary kinematics of the western United States determined from earthquake moment tensor, very long baseline interferometry, and GPS observations Bingming Shen-Tu , William E.Holt , A.J.Haines J. Geophys. Res., 103, 18,087-18,118, 1998 地球物理大地测量(联合)反演理论与应用之一 主要内容 一、基础知识 二、联合反演目标函数 三、反演结果分析 四、讨论 基础知识 1、如何利用地震资料计算水平应变速率 2、NUVEL-1A模型 3、连续速度场描述 如何利用地震资料计算水平应变速率 Kostrov求和公式: 式中 为水平应变率分量 ,μ为剪切模量,V为地震应变单元体积,τ为地震资料时间长度, 为第k个地震的地震矩张量( 为地震矩, 为单地震矩单位张量),n为
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