Insights into a tectonic swarm-like seismic Sequence related to a Low Angle Normal Fault system from a Seismic Catalog enhanced by Template Matching
Authors: Essing David , Poli Piero , Cougoulat Glenn 
Published: March 2021

&lt;p&gt;&lt;strong&gt;The Alto Tiberina fault (ATF) system &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;(Northern Apennines, Italy) &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;is dominated by a&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;low-angle&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;normal fault with syn- and antithetic splay faults located in the hanging wall. &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;Starting i&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;n &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;August&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; 2013 the hanging wall has been affected by a &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;swarm-like sequence &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;that lasted until the end of 2014. &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;Within this period &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;more than ~20&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;k&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; events &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;are listed to have nucleated along the same fault segment with the largest &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;events&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; having &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;magnitudes of &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;~&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;Mw 3.9&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;.&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;strong&gt;In this study we aim to constrain the physical forces driving &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;the&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; swarm-like &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;sequence&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;(e.g. pore pressure diffusion, transient slow slip) &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;in this &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;fault segment &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;by combining a template matching approach &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;with &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;continuous seismic data from a borehole array deployed &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;in the near field&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;of the ATF&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;. &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;T&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;h&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;is&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; array &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;approach &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;helps us &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;to&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; identify small &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;events&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;which are hidden in the &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;background noise &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;and&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; usually undetected with conventional picking approaches&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;.&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;strong&gt;We are able to extend&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;the&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; preexisting catalog by a factor &gt; 5. &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;The new detected events&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; decrease &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;the&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; magnitude of completeness and &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;the&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; inter-event time resolution. &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;We &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;use the extended catalog &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;to &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;analyze&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;the&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;spatio-temporal &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;evolution&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;,&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;scaling properties&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;and statistical &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;behavior&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;to &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;enhance insights on the&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;physical &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;forces&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt; &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;driving &lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;this swarm like sequence&lt;/strong&gt;&lt;strong&gt;.&lt;/strong&gt;&lt;/p&gt;