防灾科技学院
毕业论文
题目中国南北带震源机制解的聚类分析
学生姓名杨凡学号125011132
系别地震科学系专业地球物理学
班级1250113
开题时间2016年3月14日答辩时间2016年5月28日指导教师盛书中职称讲师
摘要震源机制解是地震学和地球动力学研究的基础资料，随着地震观测台网的加
密，震源机制解资料非常丰富，对于大量震源机制解的科学分类是至关重要的，故本论文根据震源参数利用聚类法来对南北带地区震级5.0以上的375个震源机制解进行分类，探讨该地区震源机制解的分类情况及其成因，并以此探讨区域应力场环境。

关键词：震源机制解;聚类;南北带
1 南北地震带范围确定：
雍幼子在《中国南北地震带的划分及其意义》一文中指出，最早时期南北地震带由周光等人提出，其范围为东经103°至104°，南至云南东部，中部经过四川西北部的岷江，北到甘肃民乐东侧。

后经争论，中国科学院地质研究所在《中国地震地质概论》一书中指出，北起贺兰山，南经六盘山，穿越横亘东西的秦岭山地，后转而南下，直趋川西、滇东地区。

地跨宁、甘、川、滇四省，延伸长达2000多公里，总观大致呈南北走向。

并对其分为三段详述，北段指贺兰山-六盘山地震带，中段指天水-武都-文县-川西北地震带，南段指安宁河-滇东地震带。

后者的观点被大多数人们公认，因此本文选用中国科学院地质研究所所定的区域为研究目的区域。

2 南北地震带地质构造：
由于南北地震带大致分为三段即北段贺兰山-六盘山地震带，中段天水-武都-文县-川西北地震带，南段安宁河-滇东地震带。

因此此区域地震地质构造分为三段详述。

2.1 贺兰山-六盘山地震带地质构造：
贺兰山-六盘山地震带地理位置位于宁夏北部的银川、平罗至宁夏南部的固原、西吉、海原。

银川北部的平罗一带地势沉降较深，周围抬升,地壳上部地层呈
现勺状形态。

由资料可知,到现在为止，银川北部平罗一带的沉降带还有垂直和水平方向的运动,说明它尚在活动。

银川至平罗一带存在北北东向的上地慢高导层顶面隆起,造成地壳变薄。

由资料可知，银川地堑西海固地区上地幔高导层顶面等深线呈北西走向，该顶面由海原、固原向西吉呈现南西倾斜,倾角约33，与古浪海原断裂带中的南西华山大断裂的南西倾斜的断裂面方向一致。

2.2 天水-武都-文县-川西北地震带：
天水-武都地区从地表到地下17公里主要是东西向构造，而27公里以下变成近南北向构造。

通过浅、深部构造的比较，北段即银川地堑、西海固地区浅部构造和深部构造一致，中段天水-武都地区浅部构造和深部构造不一致。

因此南北带北段和中段可能通过此两段的深部近南北向构造连通在一起。

2.3 安宁河-滇东地震带：
南段地震构造以NW-NNW向和近SN为主，NE向构造亦有发育。

NW向和NE向以活动断层为主，大部分有拉张性质，而SN向的张性断裂为主，并且本段断裂大多数为继承性活动断裂，构造活动异常强烈。

3.1 震源机制解数据及来源
在本文的研究中，由于研究范围较大，因此选择中强震（ML5.0及以上）的震源机制解进行研究才会有意义。

通过阅读文献及查找，
筛选出由《南北地震带震源机制解与构造应力场特征》一文作者王晓山和通讯作者吕坚共提供1970年1月至2014年12月震级大于5.0以上的震源机制解374个，经纬度分布范围均在南北地震带范围之内（东经95°-110°，北纬20°-45°）。

3.2 震源机制解分布
使用GMT软件得到震源机制解分布情况，由此图看出南北地震带以走滑型地震为主，少部分为逆断层型地震。

3.3 聚类方法
聚类分析法是一种分类的多元统计分析方法。

按照个体或样品的特征将它们分类，使同一类别内的个体具有尽可能高的同质性而类别
之间则应具有尽可能高的异质性。

设有n 个样本，每个样本由m 个参量表示。

若将样本 1X ，2X ，
3X ............n X
作为m 维空间的n 个点，从几何学的角度看，可以定义这些点之间的距离。

用ij d 表示i X 和j X 之间的距离，一般要求符合以下4个条件: （1）0d ij =，i X 和j X 相等； （2）0d ij >，对一切i ，j ； （3）ji ij d d =，对一切i ，j ；
（4）三角不等式: dij 《dik+djk ，对于一切i ，j ，k 。

要衡量两个震源机制解之间的差异，可由p ，t 两个轴相应的夹角α，β表示。

为直观起见，定义两个震源机制解之间的距离:
d=α+β
这种距离满足上述4个条件。

3.4 聚类结果
根据数据量，分三类对其进行最短距离法和最长距离法分类，
3.5 结果分析
类别 最短法1类 最短法2类 最短法3类 最长法1类 最长法2类 最长法3类
震源机制解个数
373
1
1
162
148
148。