基于分布式矩-位错-张量解的地震断层光滑曲面重建
地球物理
2026-03-24 v3 应用统计
摘要
地震运动观测到的地震断层主要表现为弹性连续体内的位移不连续性。这种理想化地震源的位移不连续性和表面法向量（n-向量）由位错张量测量，位错张量是地震矩除以刚度。本研究构建了一个反问题，以从位错张量的面密度场重建光滑的3D断层曲面。这里，曲面由高程场表示，而位错密度的节面表示曲面法向（n-向量）场，将问题简化为n-向量到高程的变换。尽管此变换在2D中是一一映射，但在3D中变得超定，因为n-向量有两个自由度而标量高程只有一个，通常无解。这种超定性源于将具有六个自由度的位错密度（非弹性应变）建模为具有五个自由度的位移不连续性。虽然这种超定性在点位错源中表现为违反行列式为零的约束，但在面位错密度中，它引发了与n-向量场全局一致性的冲突。认识到位错密度描述与位移不连续性不相容的非弹性应变的能力，我们引入了一个先验约束，将断层定义为最佳近似非弹性应变为位移不连续性的光滑曲面。我们推导了此公式的解析解，并展示了其从含噪合成n-向量重建3D曲面的能力。我们将此公式整合到位错密度张量反演中，并将其应用于2013年俾路支地震。估计的3D几何形状与观测到的断层迹线相比，比先前的准2D方法具有更好的一致性，验证了我们的提议。
引用
@article{arxiv.2506.14082,
title = {Smooth surface reconstruction of earthquake faults from distributed moment-potency-tensor solutions},
author = {Dye SK Sato and Yuji Yagi and Ryo Okuwaki and Yukitoshi Fukahata},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.14082},
year = {2026}
}
备注
46 pages, 13 figures