基于地震空间聚类确定的断层网络分割

我们提出了一种应用于地震目录的数据聚类新方法，旨在重建断层网络的地震活动部分。我们首先使用一种原创方法，利用原始和随机化地震目录中由最近邻事件定义的四面体体积分布，将聚类事件与非相关地震活动分离。然后，通过将断层定义为概率各向异性核，考虑了断层网络复杂几何形状的空间无序性，其结构动机源于不连续构造变形的性质以及先前对多时空尺度下断层几何形状和地震簇的经验观察。将这一先验知识与信息论论证相结合，我们提出了在期望最大化（EM）过程中实现的高斯混合方法。随后使用交叉验证方案，确定了用于对目录进行最优数据聚类的核数量。这种三步法被应用于加利福尼亚州 1986 年 Mount Lewis（$M_l=5.7$）事件后的高质量重定位地震目录，结果显示事件沿约 2 km$^2$ 的平面块体聚集，即与主事件的大小相当。这些簇的有限厚度（约 290 m）表明，事件并非发生在定义明确的欧几里得断层核表面上，而是断层周围的损伤带可能在深部发生地震活动。最后，基于 Mount Lewis 地区震源集约为 1.8 的空间分形维数推导，我们提出了我们的方法与多尺度空间分析之间的联系，这与最近对重定位目录的观察结果一致。