用尾波干涉法监测介质波速变化研究进展

多次散射形成的尾波由于在介质内部重复采样、迭加和放大的作用,对介质的微小变化十分敏感。尾波干涉法利用尾波的这一特点检测介质的微小变化。近年来利用尾波干涉法高精度检测介质波速变化已经广泛应用到地震学领域和材料无损检测中。本文从尾波干涉法的原理和方法及研究进展两方面进行介绍,着重介绍了重复地震、噪声和人工源在研究介质速度变化中取得的成果。利用尾波干涉法,可以更精细地了解介质动态演化过程。     

尾波干涉法在汶川地震余震定位中的应用

中小地震的震源位置及其变化对于研究地震构造、 断层性质以及地震应力场的演化等问题都有极为重要的意义。 然而以HypoDD双差定位法为代表的常规定位方法对地壳速度结构要求很高, 且受台站分布影响较大。 而尾波干涉法不需要了解速度模型的精细结构, 只要求速度结构中存在各向不均一性散射体即可, 且对台站分布要求低, 因此适合应用在中小地震的相对位置变化的研究上。 本文以汶川地震余震为例, 研究利用尾波干涉法确定相似地震相对位置的可行性及其稳定性, 并将其结果与双差法进行了比较。 发现当台站分布较好时, 其结果与双差法所得结果较为一致, 而当台站分布较差时, 尾波干涉法所得结果更为可靠。     

灵武地震尾波频率特性及介质参数的测定

本文提出了一种利用地方震尾波测定地壳介质相关长度和 Q 值的方法.该方法基于全面考虑了震源谱、介质散射特性和仪器响应诸因素对尾波优势频率的影响,得到公式t*=2/[1/f(1+12f2+1/f(1+22f2-1/f+1/2 d/df In I(f)] 其中t*=t/Q,f 为尾波优势频率,1,2分别为由介质相关长度和震源拐角频率确定的参数,I(f)为仪器响应.当给定震源参数(2)时,可通过对已测尾波 f-t 曲线反演计算求解相关长度和Q 值,应用这一方法,我们处理了灵武地区1982至1989年期间40余次地震的尾波资料.测定了相关长度和 Q 值,并对中强地震前后介质相关长度的时间变化作了初步研究.结果表明,震前介质相关长度表现出减小的迹象.      

震源、衰减和场地因子的单台尾波解法

根据尾波观测的经验公式,选用了北京遥测台网昌黎台1989～1991年间所记录33个ML为2.1～3.5地震的数字化资料,采用单台尾波解法,得到该台站所在地区的尾波Q值和各地震的震源因子．进一步假设一定的震源模型,可得台站所在场地的频率响应和震源谱及其拐角频率、地震矩和应力降等震源参数;并试用于监测其在较大的地震前后的变化情况．由于尾波方法能较有效地消除震源辐射因子和单一路径的影响,故易于得到较多的信息和较高的精度,为研究震源的性质及探索震源参数在大地震前的变化提供了一个可能的方法．      

新疆北天山地区中强震前单台地震波参数异常特征研究

强地震的孕育过程也是孕震介质的形成过程,在强震前震源附近小地震的地震波运动学,动力学特征的变化过程,则反映了孕震介质的变化过程,为研究地震的孕育,发展和发生的过程,采用单台地震波振幅比,尾波持续时间比,尾波衰减系数这３项地震波参数作为地震学短期前兆指标,分析其震兆特征,从而达到监测孕震介质变化的目的,研究结果表明,单台地震波参数能够有效地发现地震的前兆,但地震波参数的前兆图像复杂多变,不具有统一的     

地震干涉技术的三维震源定位方法

快速、精确地进行震源定位是地震学的基础性研究课题之一.为了满足目前相关地震工作的需要,找到一种与实际情况相适应的有效震源定位方法具有切实意义.本文研究了干涉成像方法,根据地下介质构造以及对应传播速度,利用干涉的方法对震源位置进行成像.这种算法对地震记录的要求较低,不需要精确的初至时间,适应于多震源延时激发且信噪比较低的微震定位.基于二维干涉定位我们得到了三维干涉定位方法,确定了对应的成像理论.首先在二维水平层状介质模型中测试,定位结果趋近模拟位置.之后建立了三维均匀介质模型,进行三维弹性波场的数值模拟,对接收到的数据进行互相关运算,利用结果进行干涉成像,可以得到较为精确的水平位置,再结合二维模型中的方法确定深度,定位结果与模拟震源相符.最后根据三维模型下的微震数据同时定位出多个微震震源,证实了算法在微震定位中切实有效.     

运用尾波干涉技术监测2014年盈江双震期间地壳介质状态的变化

2014云南盈江区域5月下旬接连发生了M_S5.6和M_S6.1级两个地震(双震),双差定位结果显示这次的盈江双震及其余震序列呈明显的时空聚集分布特征.本文基于波形互相关计算方法,挑选了盈江双震期间研究区内的重复地震事件,利用尾波干涉技术,分析地震序列持续期间地壳介质的物性变化.结果显示,在距离震源区较近的台站发现了盈江地震期间走时延迟的变化特征,随着流逝时间的不同,走时延迟变化复杂不一,这种变化可能源于不同路径上散射体的不同变化.其中,S波早期的尾波部分呈现明显的线性变化,可能是震源区附近地壳介质的波速变化所引起.研究发现,在两个主震之间和第二个主震之后走时延迟变化的特点不同,可能表示因不同地壳应力变化导致的介质性质变化.     

尾波干涉法监测火山介质的快速瞬态变化

近震波形尾波的早期部分通常以多次散射波占优势。地下介质的微小变化对初至的影响无法检测出，但多次散射波可放大这些变化，进而可在尾波中观察到这些变化。根据这一想法本文使用尾波干涉法来监测南极埃里伯斯火山的瞬态变化。埃里伯斯火山是地球上少数几个拥有长时间对流岩浆湖的火山之一。析出的巨大气泡的破裂造成斯通博利式的喷发，这些爆发活动提供了使得地震能量沿极为松散的火山介质传播的重复的震源。我们检查了1999年12月到2000年2月持续2个月喷发活动的信号，发现在整个喷发期间，地震图的开始部分高度地重复。第一个月里，尾波部分也是如此，但大约过了一半时间，地震尾波在几天的时间内变得不相关。这表明火山散射特性的快速变化，很可能反映了用直接或单次散射地震波理论无法识别的火山顶岩浆管道系统细微的变化。     

地壳介质破裂的尺度理论在研究山丹-民乐6.1级地震的地震学前兆特征中的应用

介绍了Allegre的地壳介质破裂的尺度理论和根据该理论建立一种预测地震发生时间方法的可能性. 作为震例研究了甘肃山丹——民乐6.1级地震的地震学前兆（地震空间相关长度和尾波Qc值）特征. 结果表明，地震空间相关长度和尾波Qc值在震前都呈增长趋势，用幂次率关系拟合了这两种参数的上升变化形态. 这为利用地震空间相关长度和尾波Q值的监测资料建立一种预测地震发生时间的方法和找到预测指标打下了基础.      

尾波干涉技术在2017年重庆武隆MS 5.0地震后震源区地壳介质变化的应用

2017年11月23日,重庆武隆发生M_S 5.0地震,震后1个月内发生107次M_L≥1.0地震,双差定位结果显示,主震震源深度约10 km,破裂面呈近SW向单侧破裂。选取震中附近布设的3个流动台地震波形及观测资料记录,利用波形互相关技术,挑选武隆M_S 5.0地震后符合条件的重复地震事件,利用尾波干涉技术,分析震源区震后地壳介质变化。结果显示：①S波早期尾波部分呈明显的线性变化,可能由震源区附近地壳介质的波速变化所引起;②由震中距最小的重复地震计算的相对波速变化最大;③在P波尾波发现走时延迟和不相关系数均存在1个短周期“尖峰”变化,可能与震后地下介质中散射体的运移有关;④震后局部地区的地震波速度存在上升—下降的恢复过程。     

利用重复地震观测地壳介质变化

利用天然重复地震观测地壳介质速度随时间的变化, 其精度主要受地震定位精度、 重复地震位置不一致以及震相读取误差等影响, 这限制了其在实际中的应用。 文中提出利用射线追踪方法对重复地震进行位置归一处理, 并且采用波形互相关技术消除震相读取误差影响, 从而达到提高精度的目的。 根据上述方法原理, 利用大姚地区重复地震观测该地区地壳介质随时间的变化。 结果表明, 该方法能够有效地提高测量的精度, 并且显示在2003年大姚6.2级、 6.1级地震前出现了短期的地壳介质速度明显升高的现象。     

Numerical simulation of precursors of Gonghe M 7.0 earthquake in Qinghai Province

Based on a simplified media model of Gonghe area, the precursor characteristics of Gonghe M7.0 earthquake in 1990 are simulated in this paper by using the constitutive relationship of binary medium (solid and water). The results show that the simulated state distribution and extension variation of media are identical with the spatial and temporal distribution of reliable anomalies before Gonghe earthquake. The study also suggests that the development of the Gonghe earthquake has experienced a series of processes such as elastic deformation of large scale, early nonelastic dilatation, strain softening and elastic recovery in the neighbour region of Xining, nonelastic dilatation of high dense block near seismic source and earthquake occurrence. Therefore, it can be concluded that this earthquake development is neither a simple process for fissures developing and linking up with one another, nor a process of nonelastic volume expansion and water flowing into medium around seismic source, contrary, it is a complicated medium state changing process, and the style of such changing depends on geological structure environment of seismic source and its neighbour region. It is considered that different earthquakes are accompanied by different geological conditions, the spatial and temporal behavior of their precursors are certainly different.     

利用重复地震研究广东阳江地区地壳介质变化

利用射线追踪方法对广东阳江地区的重复地震进行位置归一处理, 提高走时精度以达到观测地壳介质变化的目的。 文中计算了阳江地区2002年1月至2007年9月M_L≥2.0重复地震序列经射线追踪法校正后的P波走时差。 结果显示, 在2004年阳江4.9级地震前信宜台、 湛江台、 肇庆台的记录观察到该地区短期的地壳介质速度明显升高的现象。     

Fracture characteristics of the 1997 Jiashi, Xinjiang, China, earthquake swarm inferred from source spectra

Broadband P and S waves source spectra of 12 MS5.0 earthquakes of the 1997 Jiashi, Xinjiang, China, earthquake swarm recorded at 13 GDSN stations have been analyzed. Rupture size and static stress drop of these earthquakes have been estimated through measuring the corner frequency of the source spectra. Direction of rupture propagation of the earthquake faulting has also been inferred from the azimuthal variation of the corner frequency. The main results are as follows: ①The rupture size of MS6.0 strong earthquakes is in the range of 10～20 km, while that of MS=5.0～5.5 earthquakes is 6～10 km.② The static stress drop of the swarm earthquakes is rather low, being of the order of 0.1 MPa. This implies that the deformation release rate in the source region may be low. ③ Stress drop of the earthquakes appears to be proportional to their seismic moment, and also to be dependent on their focal mechanism. The stress drop of normal faulting earthquakes is usually lower than that of strike-slip type earthquakes. ④ For each MS6.0 earthquake there exists an apparent azimuthal variation of the corner frequencies. Azimuthally variation pattern of corner frequencies of different earthquakes shows that the source rupture pattern of the Jiashi earthquake swarm is complex and no uniform rupture expanding direction exists.     

利用重复地震研究山东乳山地区地壳介质波速变化

利用2013年10月—2015年6月山东乳山震群的地震波形资料,基于距离乳山震群最近的3个台站所记录的地震波形互相关系数c≥0.9的地震即为重复地震的原则,识别了乳山震群的重复地震．利用波形互相关时延法,计算分析了文登台和招远台这两个固定台站的走时差随时间的变化特征．结果表明:乳山震群的地震相似性很好,且震中位置较为集中,重复地震的时间跨度较大,有利于提高观测结果的时间分辨率;乳山震群中3次M_S＞4.0地震前均出现了短期的走时差低值异常现象,反映了乳山震群震源区在中强震前会出现短期地壳介质速度明显升高的过程,可以为该区域的中强震预测提供一定依据．      

震源硬化模型的理论、实验及观测事实依据

从前兆异常共性特征、有关理论分析及岩石实验结果等方面,论证了震源硬化模型的科学性和合理性。     

吉林省地电阻率震兆异常分析研究

应用吉林省内榆树、 四平两个地电阻率台站观测资料, 采用形态法、 归一化变化速率法和各向异性度法, 分析研究了1999年汪清M_S7.0深震以及2006年乾安—前郭M_S5.0浅源地震前的地电阻率异常变化. 结果表明, 震前地电阻率出现长趋势下降变化或短临异常变化, 表现为: ① 汪清M_S7.0深震前, 榆树台和四平台地电阻率月均值曲线上均显示出震前持续2年尺度的中期下降异常; ② 汪清M_S7.0深震以及乾安—前郭M_S5.0浅源中强震前, 榆树台和四平台地电阻率变化速率均大于异常指标; ③ 乾安—前郭M_S5.0地震前, 四平台地电阻率各向异性度曲线显示出明显的低值异常变化, 而榆树台各向异性度S曲线则出现破年变变化. 上述异常变化的原因可能为, 太平洋板块向NW方向挤压, 导致震源区及附近最大主压应力方位(或近于该方位)NW向的挤压作用突出, 引起介质内部导电流体快速进入或重新分布, 从而使地电阻率出现长趋势下降变化和各向异性变化.      

川滇地区7级大震前中强震震源机制变化

分析了 70年代以来 ,川滇地区发生的 8次 7级大震前 5年内 ,发生在大震孕震区和震源区内的中强震震源机制解时空分布。结果表明 ,最早中强震发生在大震震源区或其附近 ,其发震应力场与区域构造应力场一致 ,与大多数大震发震应力场一致或接近。大多数中强震震源破裂特征与大震明显不同。之后有多次中强震发生在距大震震源区较远的大震孕震区内其他地方 ,它们的发震应力场往往经历了与区域构造应力场和大震应力场一致与不一致的多次交替变化。大震前最后 1个中强震也发生在距大震震源区较近的地方 ,其发震应力场与大震发震应力场明显不一致 ,偏转了 30°～ 5 0° ,或更多 ,大多数也与区域构造应力场不一致 ,有的中强震发震断裂破裂特征与大震不一致。大震前中强震震源机制的变化 ,反映了大震孕育过程的不同阶段 ,区域构造应力场的时空调整变化和增强过程 ,以及由此引发的构造断裂异常活动 ,揭示出与大震发生有关的应力场和震源破裂特征信息     

对加强地震政府网站地震突发事件信息保障工作的思考

地震政府网站是地震行业面向社会宣传防震减灾工作、服务公众的重要窗口.汶川、玉树地震后,地震工作越来越受到社会的关注,地震政府网站已成为社会公众和主流媒体、网站获取地震信息的重要平台,在抗震救灾中发挥着越来越重要的作用.本文通过地震政府网站在汶川、玉树等地震突发事件中信息保障工作的实践,从网站应急制度建设、编制网站应急预...