利用地震属性分析沉积环境的误区_以辽河盆地滩海东部凹陷东二段为例

辽河东部凹陷西斜坡中段砂砾岩储层研究【摘要】辽河东部凹陷西斜坡中段砂砾岩体受控于基底大断裂，沿断裂呈南北分布，断裂形成隆洼起伏，垒堑相间的构造格局，在沙三下段先后发现了五个大型的砂砾岩体，由于受古地貌制约，来自中央凸起的物源由于高能水流作用，将大量的砂砾岩碎屑物带入沟谷，紧临辽河中央凸起为其储集空间提供充足的物源，所以工作重心转移到对该地区的研究。

根据对砂砾岩体的综合评价结果，提出建议井位，在被采纳钻探的井中有两口见良好的油气显示，其中一口获工业油流，显示良好勘探前景。

【关键词】砂砾岩构造格局物源工业油流井辽河油田的油气勘探已进入隐蔽的地层岩性圈闭、构造圈闭和特殊岩性圈闭勘探阶段。

东部凹陷西斜坡中段已有多口井钻遇古地貌控制下沟谷中的砂砾岩储层，获得具有工业价值的油气流。

本文针对东部凹陷西斜坡中段砂砾岩做为勘探目标体，分析其成藏规律，综合评价，提出了下一步的勘探方向和目标。

1 东部凹陷西斜坡砂砾岩体研究及目标优选1.1 构造演化和沉积特征分析1.1.1 基底断裂和构造演化对于砂砾岩体的控制沙三段沉积时期是该凹陷内早第三系一次规模大，范围广的水进期，在经历沙四段沉积时期的隆起之后，逐渐强裂的断裂分割形式开始了沙三段沉积构造活动，形成了一系列北东和北西向的断裂，茨东断裂和惯穿南北的营口-佟二堡深大断裂强裂活动，使东部凹陷由北至南分别发育茨榆柁潜山，三界泡潜山，油燕沟潜山。

两侧分别形成长滩，于家房，驾东，二界沟等洼陷分布，地层厚度最大达5000米以上，为储层提供了充足的油源，受多期次火山岩活动的影响，使得该地区构造更加复杂化。

在西斜坡形成沟谷相间的构造格局。

为油气的运移储存提拱了良好的空间。

1.1.2 层序地层学研究层序格架的建立是建立地层等时界面的根本，正确的层序划分对构造岩性油气藏的寻找发现具有重要的作用。

东部凹陷西斜坡沙三段勘探程度相对较低，是本次研究的目的层段。

东部凹陷不同于辽河盆地其它凹陷，缺失沙四段沉积地层，沙三段作为东部凹陷新生代的初始沉积体，根据与上下地层的接触关系，可以分为一个独立完整的二级层序，通过局部不整合特征和岩性组合特征，可以划分为三个三级层序-沙三一段、沙三二段、和沙三三段。

7CPCI中国石油和化工地质勘探辽河滩海东部沙一段储层预测研究董德胜（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院　辽宁盘锦　124000）摘 要：本文综合利用岩心、测井、地震等资料，对辽河滩海东部沙一段开展储层预测研究。

通过古地貌和重矿物组合特点分析确定滩海东部的物源方向；通过单井相及地震相结合分析确定沉积相类型及沉积体系展布特征。

在综合地质研究的基础上，充分挖掘地震资料波组、波形、振幅信息，并结合波阻抗反演，预测储层发育特征，为井位部署提供依据。

关键词：滩海东部　地震相　储层预测　地震反演引言滩海东部地区包括葵花岛、望海山、盖南、龙王庙等多个构造单元，面积约800km 2。

其沙一段勘探程度低，勘探潜力大。

目前主要勘探潜力区葵花岛构造带有3口探井钻遇沙一段，由于完钻探井较少，储层预测难度大。

因此，对该地区储层预测的研究思路是在充分利用已有资料基础上，挖掘地震资料波组、波形、振幅信息，并结合波阻抗反演，开展储层预测工作。

1 沉积体系与沉积相研究1.1 物源分析从古地貌分析，在沙一期，滩海东部地区物源主要来自东部凸起和中央凸起两个物源区，其沉降中心位于研究区的中南部，盖南2井与葵花18井之间（图XX ）。

东部凸起物源供给能力强，在燕南断裂西侧太阳岛构造带、葵花岛构造带发育规模相对较大的扇三角洲沉积体系；中央凸起物源供源能力相对较弱，在盆缘局部发育规模相对小的扇三角洲沉积[1-2] 。

从重矿物组合特点分析，葵花岛构造带的葵花18井在沙一段其矿物主要以高石榴子石、白钛矿和低钛磁铁矿为主，母岩类型主要为变质岩和少量岩浆岩；荣南构造的荣22井在沙一段钛磁铁矿含量偏高，这说明其母岩以岩浆岩为主。

矿物组分的差异性说明来自东部凸起的物源存在多支，荣南构造与葵花岛构造具有不同的物源体系。

1.2 单井相分析葵花18井位于研究区中南部。

该井揭示了沙一二段部分地层，其主要岩性为大套灰白色、浅灰色砂砾岩、细砂岩夹薄层灰、紫红色、深灰色泥岩。

第５８卷第２期２０１５年２月地　球　物　理　学　报ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳＶｏｌ．５８，Ｎｏ．２Ｆｅｂ．，２０１５郑建常，林眉，王鹏等．２０１５．ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例．地球物理学报，５８（２）：４５３－４６２，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１５０２０９．Ｚｈｅｎｇ　Ｊ　Ｃ，Ｌｉｎ　Ｍ，Ｗａｎｇ　Ｐ，ｅｔ　ａｌ．２０１５．Ｅｒｒｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｆｒｏｍ　ＣＡＰ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ：Ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｏｆ　２ｍｏｄｅｒａｔｅ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ　ｉｎ　Ｊｉａｏｄｏｎｇ　Ｐｅｎｉｎｓｕｌａ．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），５８（２）：４５３－４６２，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１５０２０９．ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例郑建常，林眉，王鹏，徐长朋山东省地震局，济南　２５００１４摘要　利用区域波形数据使用ＣＡＰ方法反演中强地震的震源机制正逐渐得到广泛应用．本文以胶东半岛近期发生的两次显著中等地震为例，讨论了使用ＣＡＰ方法反演震源机制时的误差估计，展示了反演结果的不确定性分析过程．２０１３年１１月２３日和２０１４年１月７日在山东莱州和乳山分别发生了Ｍ４．６和Ｍ４．３级中等地震，两次事件均造成了较大影响．我们基于ＣＡＰ方法，使用自助抽样（ｂｏｏｔｓｔｒａｐ）技术多次重复反演过程，得到大样本量的震源机制解数据；基于这些数据，使用粒子群算法和聚类分析技术给出了优化解，估计了震源机制解的误差范围，并利用震源机制解的Ｐ、Ｔ轴给出了震源球上的概率密度分布．关键词　莱州地震；乳山地震；波形反演；聚类分析；不确定性ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１５０２０９中图分类号　Ｐ３１５收稿日期２０１４－０２－２７，２０１４－０７－２４收修定稿基金项目　国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＫ１９Ｂ０４－０１－０５）、山东省自然科学基金（ＺＲ２０１２ＤＱ００６）及中国地震局监测预报司震情跟踪工作专项（２０１４０２０１０３）资助．作者简介　郑建常，１９７８年生，山东临清人，副研，２０１１年于中国地震局地球物理研究所获博士学位，主要从事地震活动性及数字地震学研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｊｃｍａｉｌ＠ｙｅａｈ．ｎｅｔＥｒｒｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｆｒｏｍ　ＣＡＰ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ：Ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｏｆ　２ｍｏｄｅｒａｔｅ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ　ｉｎ　Ｊｉａｏｄｏｎｇ　ＰｅｎｉｎｓｕｌａＺＨＥＮＧ　Ｊｉａｎ－Ｃｈａｎｇ，ＬＩＮ　Ｍｅｉ，ＷＡＮＧ　Ｐｅｎｇ，ＸＵ　Ｃｈａｎｇ－ＰｅｎｇＥａｒｔｈｑｕａｋｅ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｊｉ′ｎａｎ　２５００１４，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ　Ａｓ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ，ＣＡＰ（Ｃｕｔａｎｄ　Ｐａｓｔｅ）ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ．Ｉｔｓ　ｑｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｒｒｏｒ　ｌｅｖｅｌ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｅｖａｌｕａｔｅｄｆｏｒ　ｓｕｃｈ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ　ｒｅｔｒｉｅｖｅｄ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ｈａｎｄ，ｗｈｅｎ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ＣＡＰ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｏｓｅ　ｐｈａｓｅｓ　ｗｈｉｃｈ　ｆｉｔｔｅｄ　ｗｅｌｌ　ａｒｅ　ｕｓｕａｌｌｙ　ｃｈｏｓｅｎ　ｆｏｒ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ｐｈａｓｅｓ　ｗｈｉｃｈ　ａｒｅｔｈｏｕｇｈｔ‘ｂａｄ’ｏｒ　ｆｉｔｔｅｄ　ｎｏｔ　ｓｏ　ｇｏｏｄ　ａｒｅ　ｉｇｎｏｒｅｄ．Ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｔａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ　ｗｉｌｌ　ｌｅａｄ　ｔｏ　ｖａｒｉｅｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｉｔｈ　ｕｎｎｅｇｌｅｃｔａｂｌｅ　ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｉｅｓ．Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｓｐｅａｋｉｎｇ，ｉｎａ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ，ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌｙ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｉｌｌ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ　ｉｎ　ｆｉｎａｌｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅ　ｇｒｉｄ　ｓｅａｒｃｈ　ｓｃｈｅｍｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＣＡＰ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｅｖｅｎｌｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｏｎ　ｆｏｃａｌ　ｓｐｈｅｒｅ，ｗｅ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｇｉｖｅ　ａ　ｃｏｎｖｉｎｃｉｎｇ　ｐｒｏｏｆ　ｔｏ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅ　ｔｈａｔ　ｗｈｅｔｈｅｒ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｂａｄｌｙ－ｆｉｔｔｅｄ　ｗａｖｅｆｏｒｍｓｃｏｍｅｓ　ｆｒｏｍ　ｄａｔａ　ｅｒｒｏｒ　ｏｒ　ｆｒｏｍ　ｕｎ－ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｓｅａｒｃｈｅｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｔｗｏ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ　ｏｆ　Ｍ４．６ａｎｄ　Ｍ４．３ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｉｎ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｅｎｉｎｓｕｌａ　ｏｎ　２３Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　２０１３地球物理学报（Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５８卷　ａｎｄ　７Ｊａｎｕａｒｙ　２０１４，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｆｏｒｍｅｒ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅｓｔ　ｅｖｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　ａｒｅａ　ｓｉｎｃｅ１９９５．Ｆｏｒ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ，ｗｅ　ｌａｂｅｌ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍｅｒ　ｅｖｅｎｔ　ａｓ　ｔｈｅ　Ｌａｉｚｈｏｕ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌａｔｔｅｒ　ａｓ　ｔｈｅＲｕｓｈａｎ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅｉｒ　ｅｐｉｃｅｎｔｅｒｓ．Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅｓｅ　ｔｗｏ　ｅｖｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｅｒｒｏｒ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ＣＡＰ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒａｌｓｏ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ａｎ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｂｒｉｅｆｌｙ，ａ　ｂｏｏｔｓｔｒａｐ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｉｓ　ａｄｏｐｔｅｄ，ｗａｖｅｆｏｒｍｓ　ａｒｅ　ｒａｎｄｏｍｌｙ　ｓａｍｐｌｅｄ　ｗｉｔｈ　ｅｑｕａｌｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｆｒｏｍ　ｏｒｉｇｉｎ　ｄａｔａｓｅｔ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｄａｔａ　ｆｏｒ　ａ　ｒｅｐｅａｔｉｎｇ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．Ａｆｔｅｒ　ａｌａｒｇｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｓ，ｅ．ｇ．，１０００ｔｉｍｅｓ，ｗｅ　ｆｉｎａｌｌｙ　ｇｅｔ　ｂｏｏｔｓｔｒａｐ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ　ｏｆ　１０００ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅｓｅ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｗｅ　ｃｏｎｄｕｃｔ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｗｏｒｋ．（１）Ｗｅ　ｅｍｐｌｏｙ　ａ　ＰＳＯ（ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｗａｒｍ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｔｏ　ｓｅａｒｃｈ　ａ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｏｆ　ｗｈｉｃｈｔｈｅ　Ｋａｇａｎ　ａｎｇｌｅ　ｉｓ　ｍｉｎｉｍａｌ　ｔｏ　ａｌｌ　ｔｈｅ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｏｕｐｌｅ　ｍｏｄｅｌｓ，ａｎｄ　ｕｓｅ　ｉｔｓ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ａｓ　ｔｈｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｒａｎｇｅ．Ｔｈｅ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｏｆ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｌａｉｚｈｏｕ　ｅｖｅｎｔ　ｉｓ±２３．７°；ｆｏｒＲｕｓｈａｎ　ｅｖｅｎｔ，ｉｓ±６．４°．Ｔｈｅｓｅ　ｔｗｏ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ　ａｓ‘Ａ’ｌｅｖｅｌ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅＨａｒｄｅｂｅｃｋ′ｓ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｑｕａｌｉｔｙ．（２）Ａ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｂｏｏｔｓｔｒａｐ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｒｕｓｈａｎ　ｅｖｅｎｔ，ｔｈｅ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｃｅｎｔｅｒ　ｉｓ　ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ＰＳＯ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｌａｉｚｈｏｕ　ｅｖｅｎｔ，ｓｅｖｅｒａｌ　ｃｅｎｔｅｒｓ　ａｒｅｆｏｕｎｄ　ｉｎ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ，ｄｅｓｐｉｔｅ　ｉｓｏｌａｔｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｔｗｏ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ｃｅｎｔｅｒｓ，ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｄａｔａ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｂｏｕｔ　９８．７ｐｅｒｃｅｎｔ．（３）Ｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇ　Ｐａｎｄ　Ｔａｘｅｓ　ｏｆ　ｂｏｏｔｓｔｒａｐ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｎｔｏ　ａ　ｆｏｃａｌ　ｓｐｈｅｒｅ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｉｔｓｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ，ｗｅ　ｇｅｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｏｃａｌｓｐｈｅｒｅ．Ｔｈｅｎ　ｗｅ　ｃａｎ　ｇｉｖｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ　ｉｎｔｅｒｖａｌ　ｏｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｅｖｅｌｓ　ｆｏｒ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｃｏｎｆｉｎｅｄ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｉｎｇ　ｍｏｒｅ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ｆｏｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ｏｂｔａｉｎｉｎｇ　ｒａｔｉｏｎａｌ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ，ｗｈｉｌｅ　ｉｔ　ｃａｎ　ａｌｓｏ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｅｘｃｌｕｄｅ　ｉｓｏｌａｔｅ　ａｎｄｉｎｃｏｒｒｅｃｔ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ　ａｖｏｉｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄａｔａ　ｆｒｏｍ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｌａｒｇｅｒ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｉｎｖｅｒｔ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ　ａｆｔｅｒｍｏｄｅｒａｔｅ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ　ｏｃｃｕｒ．Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ　ｂｙ　ｐｏｗｅｒｆｕｌ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ，ｗｅ　ｃａｎ　ｇｅｔ　ｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｍａｎｕａｌ　ｗｏｒｋ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｌａｉｚｈｏｕ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ；Ｒｕｓｈａｎ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ；Ｗａｖｅｆｏｒｍ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ；Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ１　引言据山东台网测定，２０１３年１１月２３日１３时４４分在山东省莱州市（３７．１０°Ｎ，１２０．０２°Ｅ）发生Ｍ４．６级地震，这次地震是山东陆地地区自１９９５年苍山５．２级地震后发生的最大地震，影响范围广，山东东部市地普遍有感；２０１４年１月７日２２时２４分在山东乳山（３６．８０°Ｎ，１２１．７０°Ｅ）发生Ｍ４．３级地震，这次地震也造成胶东地区大面积有感．这两次事件是１９７０年以来胶东半岛陆地及近海地区发生的最强烈的地震活动，其中莱州地震震中区在１９７０年以来的小震目录上属于典型的少震、弱震区，活动水平不高，很少有ＭＬ≥３．０地震发生，仅在１９９１年２月以及２０１２年７月分别发生最大ＭＬ３．８级小震序列各一次；乳山地震震中区历史上曾发生公元１０４６年岠嵎山５１／２级和１９３９年乳山下初５１／２级地震．虽然这两次地震的震中区历史上没有强烈地震活动，但胶东半岛北部近海曾发生多次６、７级强震，如１５４８年渤海海峡７．０、１９４８年威海近海６．０以及１９６９年渤海７．４级等．因此确定这两次显著中等地震的震源机制对于研究区域地质构造的活动特征，以及研判该地区的地震危险性等具有重要的科学价值．我们使用近年来在国内得到广泛使用的ＣＡＰ（Ｃｕｔ　ａｎｄ　Ｐａｓｔｅ）方法反演这两次地震的震源机制．为了得到更准确的解，并且合理地估计反演结果的４５４　２期郑建常等：ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例不确定性，我们使用自助抽样法（ｂｏｏｔｓｔｒａｐ）对反演过程随机重复，在大样本量的反演结果基础上，使用粒子群算法搜索优化解，利用动态聚类技术对结果进行聚类分析，从而得到了更加稳定可靠的断层面解，给出了可能的误差范围，并进一步给出了震源球上Ｐ、Ｔ轴的概率密度分布．２　理论与方法２．１　ＣＡＰ方法反演震源机制震源机制和传播效应决定了观测波形的变化．如果地壳模型已知，可以准确地计算波形传播过程中的效应，因此我们可以通过理论波形ｓ（ｔ）和观测波形ｕ（ｔ）的拟合来估计震源的断层面参数．双力偶震源产生的理论位移ｓ（ｔ）可以表示为（Ｚｈｕ　ａｎｄ　Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ，１９９６）：ｓ（ｔ）＝Ｍ０∑３ｉ＝１Ａｉ（φ－θ，δ，λ）Ｇｉ（ｔ），（１）其中，ｉ＝１，２，３对应三种基本断层响应，即：垂直走滑、垂直倾滑以及倾角为４５°的倾滑；Ｇｉ为格林函数，Ａｉ是辐射系数，φ是台站方位角，Ｍ０为标量地震矩．θ，δ，λ分别为断层的走向、倾角、滑动角．系数Ａｉ由６个矩张量分量和台站方位角表示如下（Ｊｏｓｔａｎｄ　Ｈｅｒｒｍａｎｎ，１９８９）：Ａ１＝１２（Ｍｙｙ－Ｍｘｘ）ｃｏｓ２φ＋Ｍ１２ｓｉｎ２φ，Ａ２＝Ｍｘｚｃｏｓφ＋Ｍｙｚｓｉｎφ，Ａ３＝－１２（Ｍｘｘ＋Ｍｙｙ），Ａ４＝１２（Ｍｘｘ－Ｍｙｙ）ｓｉｎ２φ－Ｍｘｙｃｏｓ２φ，Ａ５＝－Ｍｙｚｃｏｓφ＋Ｍｘｚｓｉｎφ．（２） 走向θ、倾角δ、滑动角λ，以及标量地震矩Ｍ０等可以通过求解以下方程进行估计：ｕ（ｔ）＝ｓ（ｔ）．（３） 波形反演可以使用全波形数据，也可以单独使用体波或面波震相进行拟合．ＣＡＰ方法是一种联合使用体波和面波进行反演的方法，近年来在国内得到了广泛的应用（吕坚等，２００８；黄建平等，２００９；郑勇等，２００９；龙锋等，２０１０；韩立波等，２０１２），由于该方法分别截取波形的Ｐｎｌ部分和面波部分分别拟合（Ｚｈａｏ　ａｎｄ　Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ，１９９４；Ｚｈｕ　ａｎｄ　Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ，１９９６），并在反演的过程中允许它们在适当的时间变化范围内相对移动，在一定程度上避免了因为地壳模型不准确而引起的震相到时的误差因素，对速度模型和地壳横向变化的依赖性较小，因此在实际的区域地震震源机制求解中有明显的优势．ＣＡＰ方法使用频率Ｆ－波数Ｋ法（Ｚｈｕ　ａｎｄ　Ｒｉｖｅｒａ，２００２）计算格林函数，使用网格搜索方法搜寻最优震源机制参数和震源深度．考虑到波形随震中距的衰减，方法定义误差函数如下：ｅ＝‖ｒｒ（）０ｐ‖·‖ｕ－ｓ‖，（４）式中，ｒ为台站震中距，ｒ０为选定的参考震中距，ｐ为指数因子．参考有关研究，对体波ｐ＝１，面波ｐ＝０．５（韩立波和蒋长胜，２０１２）．２．２　ＣＡＰ方法的优化解及其不确定性估计地球内部的任意震源可以表示为６个独立分量的矩张量，由于ＣＡＰ方法限制震源为双力偶模型，并且无需发震时刻的对齐，因此只需对震源模型的三个角度，即走向θ、倾角δ、滑动角λ，以及标量地震矩Ｍ０进行搜索，理论上而言，仅需要２个台站的三分向波形就可以求解；虽然研究显示，对于大多数３个三分向台的组合，使用波形反演就可以得到相对准确的震源机制，但实际情况也显示，不同的台站组合波形反演得到的解之间仍然存在一定的差异（Ｇｏｄａｎｏ　ｅｔ　ａｌ．，２００９；郑建常和陈运泰，２０１２）．目前国内台网密度已经达到相当水平，在东部地区，一个中等地震通常有数十甚至上百个宽频带台能够记录到清晰的波形，以此次莱州地震为例，通过对原始波形进行去均值、去趋势、积分等简单变换后，根据直观的观察，震中距３００ｋｍ范围内，采样率１００Ｈｚ的宽频带三分向波形有近４０个台站的资料可用．在使用ＣＡＰ方法求解震源机制时，一般的做法是选择部分波形拟合较好的台进行反演，删去拟合不好的台或者震相；有些情况下，甚至仅使用面波部分而删除体波震相，需知面波尤其是径向和切向分量，很容易受到台站下方浅层地壳结构的影响．由于ＣＡＰ方法是采用网格搜索的方法，因而这种人为的选择，必然会为反演结果增加主观的不确定性因素．我们无法令人信服地说明，拟合不好的波形究竟是数据本身确实存在干扰，还是说搜索到的解无法满足该条数据．另外，ＣＡＰ方法虽然可以在最后的输出结果中给出断层面参数的不确定性，但该估计值只是面向所使用的台站数据的结果，在上述的人为选择下，该不确定性估计能够在多大程度上客观地反映最终解的整体不确定性，是无法说明的．为了求得更加稳定可靠的解并且合理客观地给出解的误差估计，我们在相对丰富的观测数据基础５５４地球物理学报（Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５８卷　上，采用自助抽样统计方法进行分析．具体方法是在可用的观测台站中可重复地随机抽取一定数量的台站组成新的台站组合，使用该台站组合的观测数据重复反演过程．在大量的重复计算后（例如，超过１０００次），可以有效地排除观测质量不高或存在较大干扰误差的数据的影响，从而得到更加接近真实解的结果，并且可以有效地给出解的不确定性．另外，由于ＣＡＰ方法在搜索断层面解时采用的是网格搜索的方法，然后通过插值计算误差函数ｅ的最小值，并且由于固定步长的走向、倾角、滑动角的尝试位置在震源球上的分布是不均匀的（许向彤等，１９９５），因此在最终解中可能会有空缺（ｇａｐ）的存在．为了求解优化解，我们进一步使用Ｋａｇａｎ（１９９１）定义的双力偶模型最小空间旋转角，对上面自助抽样得到的大量满足条件的震源机制结果进行分析，定义与所有解的空间偏转角度和为目标函数，使用粒子群非线性优化方法搜索该目标函数最小的结果，视为最优解．２．３　聚类分析在震源机制求解中，常见的情况是在震源球上存在几簇相对集中分布的解，对这些可能的解直接取数学平均是不甚合理的，并且在数据存在较大误差或干扰的情况下，满足条件的可能解的分布范围也许会相当大．因此针对这一现象，刁桂苓等（１９９２）、俞春泉等（２００９）分别使用系统聚类和动态聚类技术，对所有的可能解进行聚类分析，求取聚类中心作为反演的优化解，数值试验和实际应用都有很好的效果．聚类分析可以很好地排除孤立解和错误解，从而在大量的数据中获取更加接近真实解的结果．本文在使用不同台站组合重复进行波形反演后，同样得到了大量的震源机制解数据，受台站布局和数据误差的影响，这些解或多或少存在差别，因此对这些结果进行聚类分析是很有必要的．３　数据与资料本文使用了山东台网提供的波形资料，其中还包括了邻省如辽宁、河北、江苏等省交换资料的部分台站．图１给出了本项研究使用的台站分布，其中个别台如ＪＩＭ、ＺＳＬ、ＨＵＤ等为短周期台，在波形反演中没有使用．本文研究中，首先由观测记录直接读取初动符号，用于约束波形反演；然后将观测数据扣除仪器响应，经过去均值、零漂等预处理后积分至位移记录，旋转到Ｚ－Ｒ－Ｔ坐标系，对观测波形和理论波图１　本文研究的两次地震震中及山东台网台站分布图Ｆｉｇ．１　Ｍａｐ　ｏｆ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｎｅｔｗｏｒｋａｎｄ　ｔｗｏ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｒｅｄ　ｃｉｒｃｌｅｓ　ｄｅｎｏｔｅ　ｅｐｉｃｅｎｔｅｒ，ｔｒｉａｎｇｌｅｓ　ａｒｅｓｔａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ　ｓｏｌｉｄ　ｂｌａｃｋ　ｌｉｎｅｓ　ａｒｅ　ｆａｕｌｔｓ．形同样进行带通滤波，然后用于反演．使用Ｃｈａｎｇ等（２００６）给出的朝鲜半岛南部至黄海地区的中上地壳速度结构模型用于本文的震源机制反演．相关地质资料显示，胶东半岛、南黄海以及朝鲜半岛南部在大地构造分区上都属于下扬子地块，地质构造属性相对较为一致（Ｒｅｅ　ｅｔ　ａｌ．，１９９６）．４　结果与分析４．１　乳山Ｍ４．３震源机制选择震中距在２５０ｋｍ以内的１５个台站的宽频带波形记录进行反演，Ｐｎｌ和面波的反演波段分别选择０．０５～０．１５Ｈｚ和０．０３３～０．０６７Ｈｚ频段．图２给出了不同深度的最佳双力偶解，及拟合误差随不同深度变化的关系，由图可见，震源深度在４ｋｍ时观测波形和理论波形的错配值最小，说明事件的震源深度较浅．由ＣＡＰ方法反演得到的最佳震源机制：节面Ａ的参数为：走向２０２°、倾角７５°、滑动角１５３°；节面Ｂ的参数为：走向２９９．５°、倾角６４°、滑动角１６．７°；参考乳山序列的双差定位结果（李冬梅和郑建常，２０１４）分析认为，节面Ｂ可能是乳山地震的发震断层；震源机制显示为左旋走滑型，反演得到此次地震的矩震级ＭＷ＝４．２．６５４　２期郑建常等：ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例图２　２０１４年１月７日乳山Ｍ４．３级地震不同震源深度的波形拟合误差及最佳震源机制解Ｆｉｇ．２　Ｗａｖｅｆｏｒｍ　ｆｉｔ　ｅｒｒｏｒｓ　ａｎｄ　ｂｅｓｔ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ａｓｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｅｐｔｈ　ｆｏｒ　Ｊａｎ．７，２０１４Ｒｕｓｈａｎ　Ｍ４．３ｅｖｅｎｔ 图３给出了对应最优解的理论波形和观测波形的拟合情况．１５个台一共７５个震相，其中理论波形与观测波形相关系数大于０．９的有３９个，超过５０％；相关系数大于０．６（相关性较好）的有６７个，约占８９．３％；最佳解的方差减少（ｖａｒｉａｎｃｅ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）为７０．３％，说明理论波形很好地拟合了观测波形，反演结果是可靠的．个别台（如ＷＥＨ）平均相关系数较差，可能与台站位于震源机制解的节面线附近，振幅相对较小所致；另外如ＣＨＤ台的拟合程度不好，可能与该台处于海域、噪声干扰较大有关．使用自助抽样的统计方法，对乳山地震震源机制解的不确定性进行估计．选用震中距在３００ｋｍ以内的采样率为１００Ｈｚ的２２个三分向宽频带台的观测波形组成原始数据集，为了保证用于反演的数据的样本量，设用于反演的台站数为２０个，对原始数据集进行每个台站等概率、可重复地随机抽取，抽取出的台站波形组成新的数据集，然后用于ＣＡＰ方法的波形反演．对上述的抽取台站反演过程重复１０００次，将反演得到的震源机制的断层节面解和Ｐ、Ｔ轴绘制在一个震源球上，见图４．可以看出，反演中除去个别反演过程的断层面解出现一定程度的偏离外，其余结果集中分布，均显示为近走滑的机制；图４中的Ｐ、Ｔ轴位置和断层节面线集中成丛，大致显示出断层面解的误差范围．使用粒子群非线性优化方法，以与自助抽样给出的１０００个机制解（图４）的Ｋａｇａｎ角之和为目标函数，搜索最优解．结果显示最优解为，节面Ａ：走向２０８．４°，倾角８９．７°，滑动角１５４．３°；节面Ｂ：走向２９８．５°，倾角６４．３°，滑动角０．３°；最优解与图４所示表１　波形反演乳山Ｍ４．３地震震源机制解结果Ｔａｂｌｅ　１　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｆｒｏｍ　ｗａｖｅｆｏｒｍｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｊａｎ．７，２０１４Ｒｕｓｈａｎ　Ｍ４．３ｅｖｅｎｔ方法节面Ａ节面Ｂ走向（°）倾角（°）滑动角（°）走向（°）倾角（°）滑动角（°）ＣＡＰ　２０２　７５　１５３　２９９．５　６４．０　１６．７粒子群优化２０８．４　８９．７　１５４．３　２９８．５　６４．３　０．３聚类分析２０８．０　８９．３　１５４．１　２９８．４　６４．１　１．８１０００个解的平均夹角４．３７°，以其与所有解Ｋａｇａｎ角的２倍标准差为震源机制解的误差范围，结果显示不确定性为６．４４°（图５）．对自助抽样结果进行动态聚类分析，结果显示最优解为：节面Ａ：走向２０８．０°，倾角８９．３°，滑动角１５４．１°，节面Ｂ：走向２９８．４°，倾角６４．１°，滑动角１．８°，与粒子群优化解非常一致（见表１）．将自助抽样结果中的Ｐ、Ｔ轴投影到震源球上（图４），对其进行概率密度统计分析，结果见图６．４．２　莱州Ｍ４．６震源机制使用ＣＡＰ方法对２０１３年１１月２３日莱州Ｍ４．６地震进行反演（郑建常等，２０１５），同样进行ＣＡＰ反演情况的自助抽样统计分析．选用震中距在２７０ｋｍ以内的采样率为１００Ｈｚ的２２个三分向宽频带台的观测波形组成原始数据集，采用全样本随机抽取方法，自助抽样反演１０００次，图７给出了反演得到的震源机制的断层节面解和Ｐ、Ｔ轴在震源球上的分布情况．结果显示，莱州地震的自助抽样结果同样很好地显示出了反演得到震源机制解的误差范围，相对于乳山地震，出现了极个别反演过程的结果偏离较大的情况．使用粒子群非线性优化方法，搜索与自助抽样结果的旋转角最小的解．结果显示最优解为，节面Ａ：走向２３６．９°，倾角７６．２°，滑动角－１６９．３°；节面Ｂ：走向１４４．３°，倾角７９．６°，滑动角－１４．０°；与所有自助抽样解的平均偏转角１７．４°（图８），以其与所有解Ｋａｇａｎ角的２倍标准差（图８红色虚线所示）为误差范围，结果显示震源机制解的不确定性为２３．７°．从自助抽样得到的所有机制解在震源球上的分布情况（图７）可以直观地看出，断层节面线尤其是北西向节面呈现出两组集中．由于我们定义的粒子群优化的目标函数是搜索与所有自助抽样解的空间旋转最小，因此从图７可以看出，最优解的节面位置处于其中一组的边缘位置，在此情况下，对自助抽样结果进行聚类分析是有意义的．７５４地球物理学报（Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５８卷图３　２０１４年１月７日乳山Ｍ４．３地震最优解的理论波形（红）与观测波形（黑）波形图下方第一行数字为各段理论地震波形相对实际观测波形的移动时间，正值表示理论波形相对观测波形超前．第二行数字为理论波形与观测波形的相关系数（百分比）．波形图左侧字母为台站，其下数字分别为台站震中距（ｋｍ）和方位角（°）．图左侧的震源球上红色区域代表压缩区，白色代表拉张区，震源球采用下半球投影．震源球上标注的“＋”和“－”表示反演使用台站的Ｐ波初动．Ｆｉｇ．３　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓ（ｒｅｄ）ａｎｄ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ（ｂｌａｃｋ）ｓｅｉｓｍｏｇｒａｍｓ　ｏｆ　Ｊａｎ．７，２０１４Ｒｕｓｈａｎ　Ｍ４．３ｅｖｅｎｔＴｈｅ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｒ　ｌｅｆｔ　ｓｉｄｅ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｓｅｉｓｍｏｇｒａｍ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｓｈｉｆｔｓ（ｕｐｐｅｒ）ａｎｄ　ｃｒｏｓｓ－ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｉｎ　ｐｅｒｃｅｎｔ（ｌｏｗｅｒ）．Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｔｉｍｅ　ｓｈｉｆｔｓ　ｍｅａｎ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｄａｔａ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｄｅｌａｙｅｄ．Ｔｈｅ　ｌｅｔｔｅｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｅｆｔ　ｓｉｄｅ　ａｒｅ　ｓｔａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ｂｅｌｏｗ　ｉｔ　ａｒｅｅｐｉｃｅｎｔｒａｌ　ｄｉｓｔａｎｃｅ（ｉｎ　ｋｍ）ａｎｄ　ａｚｉｍｕｔｈ（ｄｅｇｒｅｅ）．Ｔｈｅ　ｒｅｄ　ｃｏｌｏｒ　ｉｎ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ　ｄｅｎｏｔｅｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ａｒｅａ，ｗｈｉｌｅ　ｗｈｉｔｅ　ｉｓ　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ．Ｔｈｅ‘＋’ａｎｄ‘－’ｓｉｇｎｓ　ｏｎ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｐｏｌａｒｉｔｉｅｓ　ｏｎ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｕｓｅｄ　ｓｔａｔｉｏｎｓ．Ｌｏｗｅｒ　ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｕｓｅｄ．８５４　２期郑建常等：ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例图４　自助抽样得到的１０００次乳山地震震源机制解及粒子群最优解（下半球极射投影）震源球上黑色细线条表示自助抽样结果的断层节面线，红色线条表示粒子群优化解的节面线．Ｆｉｇ．４　１０００ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｆ　Ｒｕｓｈａｎ　Ｍ４．３ｅｖｅｎｔｒｅｔｒｉｅｖｅｄ　ｂｙ　ａ　ｂｏｏｔｓｔｒａｐｐｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｌｌ　ｎｏｄａｌ　ｌｉｎｅｓ（ｂｌａｃｋ）ａｎｄ　Ｐ，Ｔａｘｅｓ（ｂｌｕｅ　ａｎｄ　ｒｅｄ　ｐｏｉｎｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）ａｒｅｐｌｏｔｔｅｄ　ｏｎ　ｏｎｅ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ．Ｔｈｅ　ｒｅｄ　ｌｉｎｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌｓｈｏｗ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｇｉｖｅｎ　ｂｙ　ａ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ　ＳｗａｒｍＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔｓ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　Ｐ，Ｔａｘｅｓ　ａｒｅ　ａｌｓｏｄｉｓｐｌａｙｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ（ｙｅｌｌｏｗ　ａｎｄ　ｇｒｅｅｎ　ｐｏｉｎｔ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）．Ｌｏｗｅｒ　ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｕｓｅｄ．图５　乳山地震自助抽样结果与粒子群优化解的Ｋａｇａｎ角分布Ｆｉｇ．５　Ｋａｇａｎ　ａｎｇｌｅｓ　ｏｆ　ｂｏｏｔｓｔｒａｐ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｔｏｔｈｅ　ＰＳＯ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｒｕｓｈａｎ　ｅｖｅｎｔ 以两个震源机制解之间的最小空间旋转角（即Ｋａｇａｎ角）为距离的定义，对１０００次自助抽样结果进行聚类分析，图９给出了聚类谱系图（由于完整的聚类树过于密集和庞大，因此我们只显示了Ｋａｇａｎ＞７°的部分），以５０°为阈值，可以将结果分为５类．图１０给出了聚类分析的结果，属于Ⅰ类的数据占３２．１％，Ⅱ类６６．６％，其余三类数据合计仅有１．３％．由图６　乳山地震自助抽样结果的震源球概率密度分布俯视图（未进行极射投影）色标中正值表示Ｔ轴的概率密度分布，负值表示Ｐ轴的概率密度分布．Ｆｉｇ．６　Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｏｎｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ（ｔｏｐ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｌｏｗｅｒ　ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ，ｗｉｔｈｏｕｔ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｖａｌｕｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｌｏｒ　ｓｃａｌｅ（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｄ　ａｒｅａｏｎ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ）ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｔ　ａｘｉｓ，ｗｈｉｌｅ　ｎｅｇａｔｉｖｅｖａｌｕｅｓ（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｏ　ｂｌｕｅ　ａｒｅａ）ｍｅａｎ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｐａｘｉｓ．图７　自助抽样得到的莱州地震震源机制解及粒子群最优解（下半球极射投影）黑色节面线为自助抽样得到的震源机制解；红色节面线为粒子群最优解．Ｆｉｇ．７　１０００Ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｆ　Ｌａｉｚｈｏｕ　Ｍ４．６ｅｖｅｎｔｒｅｔｒｉｅｖｅｄ　ｂｙ　ａ　ｂｏｏｔｓｔｒａｐｐｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｌｌ　ｎｏｄａｌ　ｌｉｎｅｓ（ｂｌａｃｋ）ａｎｄ　Ｐ，Ｔａｘｅｓ（ｂｌｕｅ　ａｎｄ　ｒｅｄ　ｐｏｉｎｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）ａｒｅ　ｐｌｏｔｔｅｄ　ｏｎ　ｏｎｅ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ．Ｔｈｅ　ｒｅｄ　ｌｉｎｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ　ｓｈｏｗ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｇｉｖｅｎ　ｂｙ　ａ　ＰＳＯ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔｓ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　Ｐ，Ｔａｘｅｓ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｐｌａｙｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ（ｃｙａｎ　ａｎｄ　ｙｅｌｌｏｗ　ｐｏｉｎｔ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）．Ｌｏｗｅｒｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｕｓｅｄ．图１０可以看出，其余三类的断层节面线和Ｐ、Ｔ轴位置明显偏离集中区且机制解类型与绝大部分结果（走滑型）不一致，是典型的孤立解．孤立解（或错误解）的出现，可能说明我们使用的数据中个别台站（或分向）存在较大干扰．使用俞春泉等（２００９）的方法求取了四类解的聚类中心，其中Ｉ类解的聚类中９５４地球物理学报（Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５８卷图８　莱州地震自助抽样结果与粒子群优化解的Ｋａｇａｎ角分布Ｆｉｇ．８　Ｋａｇａｎ　ａｎｇｌｅｓ　ｏｆ　ｂｏｏｔｓｔｒａｐ　ｒｅｓｕｌｔｓｔｏ　ｔｈｅ　ＰＳＯ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｌａｉｚｈｏｕ　ｅｖｅｎｔ图９　莱州地震自助抽样结果的聚类谱系图Ｆｉｇ．９　Ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ　ｐｌｏｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｂｉｎａｒｙ　ｃｌｕｓｔｅｒ　ｔｒｅｅ　ｆｏｒ　Ｌａｉｚｈｏｕ　ｅｖｅｎｔ图１０　莱州地震自助抽样结果的聚类分析（ａ）断层节面线的分类显示；（ｂ）机制解Ｐ（＋）、Ｔ（⊙）轴位置的分类显示．断层节面线和Ｐ、Ｔ轴颜色表示分类，与图９分类颜色一致．Ｆｉｇ．１０　Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｆｒｏｍ　ａ　ｂｏｏｔｓｔｒａｐ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　Ｌａｉｚｈｏｕ　ｅｖｅｎｔＴｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｌｏｒｓ　ｏｆ　ｎｏｄａｌ　ｌｉｎｅｓ　ａｎｄ　Ｐ（“＋”ｓｉｇｎ　ｉｎ　ｒｉｇｈｔ　ｐａｎｅｌ），Ｔ（“⊙”ｉｎ　ｒｉｇｈｔ　ｐａｎｅｌ）ａｘｅｓｄｅｎｏｔｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｌａｓｓｅｓ，ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｏ　ｃｏｌｏｒｓ　ｓｈｏｗｎ　ｉｎ　Ｆｉｇ．９心的断层面参数（设北东向节面为发震断层面）为：走向２３１．６°，倾角８８．７°，滑动角－１６８．２°；Ⅱ类解的聚类中心为：走向２３８．５°，倾角７４．１°，滑动角－１６４．８°．将自助抽样结果中的Ｐ、Ｔ轴投影到震源球上，对其进行概率密度统计分析，结果见图１１．可见，同聚类分析的结果一致，Ｐ轴位置的概率密度在震源球上出现了两个极值区，分别对应Ⅰ类和Ⅱ类两个聚类中心．５　讨论与结论基于山东省宽频带数字地震波形资料，本文首先使用ＣＡＰ方法反演了近期胶东半岛地区发生的两次显著中等地震活动的震源机制，讨论了如何合理地估计ＣＡＰ方法反演震源机制的误差范围以及如何确定优化解的问题．我们首先使用自助抽样方法，对原始数据进行等概率随机抽样，多次重复波形反演过程，排除了人为选择数据的干扰，得到大样本量的震源机制解数据；在此基础上，我们（１）使用了粒子群优化算法从中搜索与这些机制解空间偏转角最小的解当作优化解，以Ｋａｇａｎ角的二倍标准差作为反演结果的不确定性范围，结果显示：乳山地震的粒子群优化解为：走向２９８．５°，倾角６４．３°，滑动角０．３°，不确定性为±６．４°；莱州地震的优化解为：走向２３６．９°、倾角７６．２°、滑动角－１６９．３°，不确定性为±２３．７°．（２）对自助抽样结果进行聚类分析，其中：乳山地震结果的聚类中心与粒子群优化解基本一致；莱州地震结果存在多个聚类，排除孤立解后，有两个聚类中心，其对应两类数据合计占结果的９８．７％，说０６４　２期郑建常等：ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例图１１　莱州地震自助抽样结果的震源球概率密度分布（ａ）下半球俯视图（未进行极射投影）；（ｂ）东南方向，４５°三维侧视图．色标说明同图６．Ｆｉｇ．１１　Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ（ａ）Ｔｏｐ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｌｏｗｅｒ　ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ，ｗｉｔｈｏｕｔ　ａｎｙ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ；（ｂ）Ｓｉｄｅ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｗｈｏｌｅ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ，ｆｒｏｍ　ｓｏｕｔｈ－ｅａｓｔ　４５°ｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｖａｌｕｅｓｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｌｏｒ　ｓｃａｌｅ（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｄ　ａｒｅａ　ｏｎ　ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ）ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｔａｘｉｓ，ｗｈｉｌｅ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｖａｌｕｅｓ（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏ　ｂｌｕｅ　ａｒｅａ）ｍｅａｎ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｐａｘｉｓ．明此次地震的真实解在这两类数据范围内．（３）将自助抽样结果中的Ｐ、Ｔ轴投影到震源球，对其进行概率密度统计，给出了机制解在震源球上的概率密度分布图．本文方法不单可以得到更准确的震源机制优化解、给出科学合理的误差估计，而且可以有效地排除孤立解和错误解，克服存在较大干扰台站的数据的影响，因此在震后应急的震源机制自动化求解中可以发挥作用．在强大计算能力的支持下，无须人工干预即可得到准确可靠的震源机制结果，从而为震害评估、趋势分析等提供重要的科学依据．自助抽样结果显示乳山地震震源机制解的不确定性要小于莱州地震，笔者推测可能有莱州地震使用的台站中个别台的干扰较大的原因，另外也无法排除莱州地震的震源破裂过程可能更加复杂的可能．ＣＡＰ方法中用于计算格林函数的Ｆ－Ｋ方法使用狄拉克－Ｄｅｌｔａ函数作为震源时间函数（Ｚｈｕ　ａｎｄＲｉｖｅｒａ，２００２），对于小震级的事件该简化方案更为适用，莱州地震（Ｍ４．６）与乳山地震（Ｍ４．３）震级相差不大，但莱州地震的自助抽样结果出现了两个概率较高的聚类中心，在使用大部分相同台站的情况下，这可能意味着莱州地震的震源破裂随时间的变化可能与狄拉克－Ｄｅｌｔａ函数存在一定的偏离．Ｒｏｄｒíｇｕｅｚ－Ｌｏｚｏｙａ等（２００８）的研究显示，区域中等地震也可能有复杂的震源破裂过程，在该问题上的深入研究需要更进一步的工作．致谢　感谢两位匿名审稿专家提出的宝贵意见．聚类分析中使用了俞春泉等（２００９）提供的部分开放代码，粒子群搜索使用了Ｓ　Ｃｈｅｎ给出的Ｍａｔｌａｂ软件包，在此一并表示感谢！ＲｅｆｅｒｅｎｃｅｓＣｈａｎｇ　Ｓ　Ｊ，Ｂａａｇ　Ｃ　Ｅ．２００６．Ｃｒｕｓｔａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｎ　Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ｋｏｒｅａｆｒｏｍ　ｊｏｉｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｂｒｏａｄｂａｎｄ　ｗａｖｅｆｏｒｍｓ　ａｎｄ　ｔｒａｖｅｌｔｉｍｅｓ．Ｂｕｌｌ．Ｓｅｉｓｍ．Ｓｏｃ．Ａｍｅｒ．，９６（３）：８５６－８７０．Ｄｉａｏ　Ｇ　Ｌ，Ｙｕ　Ｌ　Ｍ，Ｌｉ　Ｑ　Ｚ．１９９２．Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ　ｔｈｅ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ－Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｈａｉｃｈｅｎｇ　ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＳｅｑｕｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｅｘａｍｐｌｅ．Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），８（３）：８６－９２．Ｇｏｄａｎｏ　Ｍ，Ｒｅｇｎｉｅｒ　Ｍ，Ｄｅｓｃｈａｍｐｓ　Ａ，ｅｔ　ａｌ．２００９．Ｆｏｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｆｒｏｍ　ｓｐａｒｓｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ　ｂｙ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆａｍｐｌｉｔｕｄｅｓ：ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｔｅｓｔｓ　ｏｎ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ａｎｄ　ｒｅａｌ　ｄａｔａ．Ｂｕｌｌ．Ｓｅｉｓｍ．Ｓｏｃ．Ａｍｅｒ．，９９（４）：２２４３－２２６４．Ｈａｎ　Ｌ　Ｂ，Ｊｉａｎｇ　Ｃ　Ｓ，Ｂａｏ　Ｆ．２０１０．Ｓｏｕｒｃｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆ　２０１０Ｔａｉｋａｎｇ　ＭＳ４．６ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），５５（９）：２９７３－２９８１，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１２．０９．０１６．Ｈａｎ　Ｌ　Ｂ，Ｊｉａｎｇ　Ｃ　Ｓ．２０１２．Ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　８Ｊｕｎ　２０１１Ｔｏｋｓｕｎ　ＭＳ５．３ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ．Ａｃｔａ　Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），３４（３）：４１５－４２２．Ｈｕａｎｇ　Ｊ　Ｐ，Ｎｉ　Ｓ　Ｄ，Ｆｕ　Ｒ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．２００９．Ｓｏｕｒｃｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ２００６　ＭＷ５．１Ｗｅｎ′ａｎ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｆｒｏｍ　ａ　ｊｏｉｎｔ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ１６４地球物理学报（Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５８卷　ｌｏｃａｌ　ａｎｄ　ｔｅｌｅｓｅｉｓｍｉｃ　ｂｒｏａｄｂａｎｄ　ｗａｖｅｆｏｒｍ　ｄａｔａ．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），５２（１）：１２０－１３０．Ｊｏｓｔ　Ｍ　Ｌ，Ｈｅｒｍａｎｎ　Ｒ　Ｂ．１９８９．Ａ　ｓｔｕｄｅｎｔ′ｓ　ｇｕｉｄｅ　ｔｏ　ａｎｄ　ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆｍｏｍｅｎｔ　ｔｅｎｓｏｒｓ．Ｓｅｉｓｍ．Ｒｅｓ．Ｌｅｔｔ．，６０（２）：３７－５７．Ｋａｇａｎ　Ｙ　Ｙ．１９９１．３－Ｄ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ－ｃｏｕｐｌｅ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．Ｊ．Ｉｎｔ．，１０６（３）：７０９－７１６．Ｌｉ　Ｄ　Ｍ，Ｚｈｅｎｇ　Ｊ　Ｃ．２０１４．Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｏｃｔ．１，２０１３Ｒｕｓｈａｎ　ｓｗａｒｍｓ．Ｑｉｌｕ　Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），１０（１）：２６－２８．Ｌｏｎｇ　Ｆ，Ｚｈａｎｇ　Ｙ　Ｊ，Ｗｅｎ　Ｘ　Ｚ，ｅｔ　ａｌ．２０１０．Ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＭＬ≥４．０ｅｖｅｎｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＭＳ６．１Ｐａｎｚｈｉｈｕａ－Ｈｕｉｌｉｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ａｕｇ　３０，２００８．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），５３（１２）：２８５２－２８６０，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１０．１２．００８．ＬüＪ，Ｚｈｅｎｇ　Ｙ，Ｎｉ　Ｓ　Ｄ，ｅｔ　ａｌ．２００８．Ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ａｎｄｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＭＳ５．７ａｎｄ　ＭＳ４．８Ｊｉｕｊｉａｎｇ－Ｒｕｉｃｈａｎｇ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ　ｏｆ　Ｎｏｖ．２６，２００５．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），５１（１）：１５８－１６４，ｄｏｉ：１０．３３２１／ｊ．ｉｓｓｎ：０００１－５７３３．２００８．０１．０２０．Ｒｅｅ　Ｊ－Ｈ，Ｃｈｏ　Ｍ，Ｋｗｏｎ　Ｓ－Ｔ，ｅｔ　ａｌ．１９９６．Ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｅａｓｔｗａｒｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　ｂｅｌｔ　ｉｎ　Ｓｏｕｔｈ　Ｋｏｒｅａ：ＴｈｅＩｍｊｉｎｇａｎｇ　ｂｅｌｔ．Ｇｅｏｌｏｇｙ，２４（１２）：１０７１－１０７４．Ｒｏｄｒíｇｕｅｚ－Ｌｏｚｏｙａ　Ｈ　Ｅ，Ｑｕｉｎｔａｎａｒ　Ｌ，Ｏｒｔｅｇａ　Ｒ，ｅｔ　ａｌ．２００８．Ｒｕｐｔｕｒｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｆｏｕｒ　ｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ　ｔｈａｔｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｇｕｌｆ　ｏｆ　Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ．Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ．，１１３（Ｂ１０３０１），ｄｏｉ：１０．１０２９／２００７ＪＢ００５３２３．Ｘｕ　Ｘ　Ｔ，Ｘｕ　Ｚ　Ｈ，Ｚｈａｎｇ　Ｄ　Ｎ．１９９５．Ａ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ　ｇｒｉｄ　ｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｕｓｉｎｇ　Ｐ－ｗａｖｅ　ｏｎｓｅｔ　ｐｏｌａｒｉｔｙ　ｄａｔａ．Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ＧｅｏｍａｇｎｅｔｉｃＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），１６（４）：３４－４２．Ｙｕ　Ｃ　Ｑ，Ｔａｏ　Ｋ，Ｃｕｉ　Ｘ　Ｆ，ｅｔ　ａｌ．２００９．Ｐ－ｗａｖｅ　ｆｉｒｓｔ－ｍｏｔｉｏｎ　ｆｏｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），５２（５）：１４０２－１４１１，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２００９．０５．０３０．Ｚｈａｏ　Ｌ　Ｓ，Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ　Ｄ　Ｖ．１９９４．Ｓｏｕｒｃｅ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｂｒｏａｄｂａｎｄｒｅｇｉｏｎａｌ　ｓｅｉｓｍｏｇｒａｍｓ．Ｂｕｌｌ．Ｓｅｉｓｍ．Ｓｏｃ．Ａｍｅｒ．，８４（１）：９１－１０４．Ｚｈｅｎｇ　Ｊ　Ｃ，Ｌｉ　Ｄ　Ｍ，Ｗａｎｇ　Ｐ，ｅｔ　ａｌ．２０１５．Ｆｏｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ａｎｄｓｅｉｓｍｉｃ　ｔｅｃｔｏｎｉｃ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　２０１３Ｌａｉｚｈｏｕ　Ｍ４．６ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｅｑｕｅｎｃｅ．Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｇｅｏｌｏｇｙ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），ｉｎ　ｐｒｅｓｓ．Ｚｈｅｎｇ　Ｊ　Ｃ，Ｃｈｅｎ　Ｙ　Ｔ．２０１２．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｐａｒｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｄａｔａｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｆｏｒ　ｄｅｖｉａｔｏｒｉｃ　ｍｏｍｅｎｔ　ｔｅｎｓｏｒ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｇｉｏｎａｌｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ．Ａｃｔａ　Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），３４（１）：３１－４３．Ｚｈｅｎｇ　Ｙ，Ｍａ　Ｈ　Ｓ，ＬüＪ，ｅｔ　ａｌ．２００９．Ｓｏｕｒｃｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｓｔｒｏｎｇａｆｔｅｒｓｈｏｃｋｓ（Ｍｓ≥５．６）ｏｆ　ｔｈｅ　２００８／０５／１２Ｗｅｎｃｈｕａｎ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ａｎｄｔｈｅ　ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｓｅｉｓｍｏｔｅｃｔｏｎｉｃｓ．ＳｃｉｅｎｃｅｉｎＣｈｉｎａＳｅｒｉｅｓＤ：Ｅａｒｔｈ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，５２（６）：７３９－７５３．Ｚｈｕ　Ｌ　Ｐ，Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ　Ｄ　Ｖ．１９９６．Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｓｏｕｒｃｅ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｕｓｉｎｇ　ｂｒｏａｄｂａｎｄ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｓｅｉｓｍｏｇｒａｍｓ．Ｂｕｌｌ．Ｓｅｉｓｍ．Ｓｏｃ．Ａｍｅｒ．，８６（５）：１６３４－１６４１．Ｚｈｕ　Ｌ　Ｐ，Ｒｉｖｅｒａ　Ｌ　Ａ．２００２．Ａ　ｎｏｔｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ａｎｄ　ｓｔａｔｉｃｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ　ｆｒｏｍ　ａ　ｐｏｉｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｉｎ　ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｅｄ　ｍｅｄｉａ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．Ｊ．Ｉｎｔ．，１４８（３）：６１９－６２７．附中文参考文献刁桂苓，于利民，李钦祖．１９９２．震源机制解的系统聚类分析———以海城地震序列为例．中国地震，８（３）：８６－９２．韩立波，蒋长胜，包丰．２０１２．２０１０年河南太康ＭＳ４．６地震序列震源参数的精确确定．地球物理学报，５５（９）：２９７３－２９８１，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１２．０９．０１６．韩立波，蒋长胜．２０１２．２０１１年６月８日新疆托克逊ＭＳ５．３地震震源机制解反演．地震学报，３４（３）：４１５－４２２．黄建平，倪四道，傅容珊等．２００９．综合近震及远震波形反演２００６文安地震（ＭＷ５．１）的震源机制解．地球物理学报，５２（１）：１２０－１３０．李冬梅，郑建常．２０１４．２０１３年１０月１日乳山震群重新定位结果分析．齐鲁地震科学，１０（１）：２６－２８．龙锋，张永久，闻学泽等．２０１０．２００８年８月３０日攀枝花—会理６．１级地震序列ＭＬ≥４．０事件的震源机制解．地球物理学报，５３（１２）：２８５２－２８６０，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１０．１２．００８．吕坚，郑勇，倪四道等．２００８．２００５年１１月２６日九江－瑞昌ＭＳ５．７，ＭＳ４．８地震的震源机制解与发震构造研究．地球物理学报，５１（１）：１５８－１６４，ｄｏｉ：１０．３３２１／ｊ．ｉｓｓｎ：０００１－５７３３．２００８．０１．０２０．许向彤，许忠淮，张东宁．１９９５．求震源机制Ｐ波初动解的格点尝试概率法．地震地磁观测与研究，１６（４）：３４－４２．俞春泉，陶开，崔效锋等．２００９．用格点尝试法求解Ｐ波初动震源机制解及解的质量评价．地球物理学报，５２（５）：１４０２－１４１１，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２００９．０５．０３０．郑建常，王鹏，李冬梅等．２０１５．２０１３年莱州Ｍ４．６地震序列震源机制与发震构造初探．地震地质，待刊．郑建常，陈运泰．２０１２．稀疏台网反演区域地震偏量矩张量解的稳定性．地震学报，３４（１）：３１－４３．郑勇，马宏生，吕坚等．２００９．汶川地震强余震（Ｍｓ≥５．６）的震源机制解及其与发震构造的关系．中国科学Ｄ辑：地球科学，３９（４）：４１３－４２６．（本文编辑　何燕）２６４。

基于应力场分析的辽河滩海地区油气运移规律研究【摘要】本文通过对辽河滩海地区地质构造条件的调查，应用基于应力场分析的数值方法，分析了辽河滩海地区油气分布规律，得出控制辽河滩海地区油气成藏的主要因素，对于研究该区域油气勘探开发技术和油气成藏及演化提供重要理论依据。

【关键词】地应力有限元应力场模拟油气运移辽河滩海地区位于辽东湾北部，西起葫芦岛，东到鲅鱼圈连线北侧，包括水深5米以下的浅海、海滩及陆滩区域，属渤海湾盆地滩海地区的重要组成部分。

经勘探其储藏了大量的油气资源。

油气运移是指石油和天然气在地壳中因各种自然因素的作用而发生的流动。

油气运移过程通常包括初次运移和二次运移两个阶段，油气在生油层分布较零散，在地层静压力、热力等作用下向邻近的储油层运移，被称为初次运移。

进入储油层后因环境条件的变化而产生的油气运移统称为二次运移。

本文通过对辽河滩海地区地质条件概况的深入分析，基于有限元方法计算该地区地应力场和油气运移的主要指标，预测该地区的主要含油区及易采区，为油田注采方案的制订提供可靠依据。

1 地质构造分析辽河滩海地区的地理条件很复杂，由多条河道、沙洲及滩涂由于的东部凹陷盆地，同时因处于渤海弯，海潮活跃，是一个中、新生代呈“三凸两凹”的构造格局的断陷型盆地。

主要分布9个正向二级构造带：东部正向构造带即太阳岛-葵花岛断裂背斜构造带和燕南潜山带；西部正向构造带即西部斜坡带、笔架岭构造带和葫东构造带；中部正向构造带发育有仙鹤-月牙断鼻构造带、海南-月东披覆构造带、海南东坡超覆构造带与盖州滩断鼻构造带[2]。

以及海南洼陷与盖州滩洼陷2个负向构造带。

该地区的地层由古生界、中生界和新生界古近系沙河街组、新近系馆陶组及东营组等多个含油气层系组成，其中主要有沙一、沙三及东三段烃源岩，上覆有良好的泥岩盖层，具有良好的封闭能力。

另外太阳岛断裂背斜构造带内分布多个局部构造和圈闭，如葵花岛构造和太阳岛构造等。

2 基于应力场的油气运移数值分析近来针对油气运移研究主要为动力耦合系统研究，主要的研究方法有：地质构造及其演化分析、物理模拟实验、地应力现场实测和计算机数值模拟四种[3]。