利用ML振幅研究地壳横波Q值Ⅱ:Q横向变化特征

利用中国地震年报(1984～2004年)测定M_L所用的54000余条区域地震最大振幅数据,采用二维层析成像方法反演中国大陆地壳介质品质因子Q₀结构.反演结果表明,中国大陆地壳介质品质因子Q₀平均为370,Q₀横向变化量可达±200.在整个研究区解的分辨率能够达到3°×3°,大部分地区能够达到2°×2°.Q₀的变化显示出与地质构造分区相关的特征：低衰减 (高Q₀值) 异常区主要分布在塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯高原及华南地区,鄂尔多斯高原北部Q₀值最高;高衰减异常区(低Q₀值)主要分布在青藏高原以东的川滇地区、华北平原、渤海湾,最低Q₀值在渤海湾地区,天山、祁连山和汾渭地堑Q₀也呈较低异常变化.总体看来,构造上稳定的克拉通地台的介质品质因子Q₀较高,而构造上活动的地区往往Q₀较低,显现出区域的衰减变化特征与地壳结构和区域构造之间的密切关系.     

利用ML振幅研究地壳横波Q值Ⅱ:Q横向变化特征

利用中国地震年报(1984～2004年)测定M_L所用的54000余条区域地震最大振幅数据,采用二维层析成像方法反演中国大陆地壳介质品质因子Q₀结构.反演结果表明,中国大陆地壳介质品质因子Q₀平均为370,Q₀横向变化量可达±200.在整个研究区解的分辨率能够达到3°×3°,大部分地区能够达到2°×2°.Q₀的变化显示出与地质构造分区相关的特征：低衰减 (高Q₀值) 异常区主要分布在塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯高原及华南地区,鄂尔多斯高原北部Q₀值最高;高衰减异常区(低Q₀值)主要分布在青藏高原以东的川滇地区、华北平原、渤海湾,最低Q₀值在渤海湾地区,天山、祁连山和汾渭地堑Q₀也呈较低异常变化.总体看来,构造上稳定的克拉通地台的介质品质因子Q₀较高,而构造上活动的地区往往Q₀较低,显现出区域的衰减变化特征与地壳结构和区域构造之间的密切关系.     

中国东北及周边地区地壳横波衰减的成像研究

利用146个台站记录的中国地震年报及黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古四省地震台网观测报告的6371个近震46652条横波振幅与周期资料,采用二维层析成像方法反演东北地区地壳介质品质因子Q0空间分布图像.在绝大部分研究区都可达到2°×2°的分辨率.结果表明,东北及周边地区地壳介质品质因子Q0平均值为323,其Q0值分布及其所揭示的衰减变化特征与研究区的地表构造具有明显的相关性,如华北平原、松辽盆地和海拉尔平原等沉积层较厚的区域通常呈现为低Q0值;而燕山、太行、兴蒙褶皱带等沉积层薄或基岩出露的区域则呈现为相对高的Q0值.整个东北地区呈现高低衰减带相间分布.     

川滇及周边地区地壳横波衰减的成像研究

利用由149个台站记录的中国地震年报、四川和云南区域地震台网观测报告的5897个近震的27530条横波振幅与周期资料,反演得到川滇地区及周边的地壳衰减Q0值（频率为1 Hz时的Q值）空间分布图像、台站的场地响应以及由于介质衰减不同造成的震级偏差.结果表明,川滇及周边地区的地壳横波衰减Q0值在200～600范围内变化,平均值为400,横向变化显著.在川西-滇西北-保山地区、云贵交界-昆明-思茅地区以及海原-祁连、汾渭和东昆仑等活动块体边界带的Q0值明显较低,这些地区地震和构造活动相对活跃;而构造相对稳定的四川盆地、马尔康块体、桂西滇东断块以及鄂尔多斯、秦岭-大别等地区的Q0值则明显较高.此外,川滇地区大多数台站的场地响应都在1附近,仅有少数增益或衰减较大,达到2倍左右,且其分布无明显规律性.该区观测报告给出的大多数地震震级偏差不大于0.3,但也有少数震级偏差达0.4,其分布与介质品质因子Q0值分布相关,说明震级测定可能受地壳介质衰减横向变化的影响.     

foF2月中值太阳循环变化及单站谱模型研究

利用我国9个电离层观测站第21和22太阳周大约20年的f_oF₂月中值数据,分析太阳活动和地磁活动对电离层f_oF₂的影响,结果显示白天和夏季夜间f_oF₂和太阳黑子数R之间存在着明显非线性关系,并且随着纬度的降低逐渐增强．当回归分析加入地磁Ap指数时,多重回归模型与实测值误差进一步减小,说明同时考虑太阳活动和地磁活动的非线性影响能够更好地描述f_oF₂的变化．基于f_oF₂太阳黑子数R及地磁指数Ap之间的非线性统计关系,利用Fourier 级数建立9个单站谱模型,并与国际参考电离层IRI进行了比较,精度有一定提高．     

利用天然地震研究地壳Q值的方法和进展

从地震波衰减品质因子(Q值)的含义及其研究意义出发,介绍了国内外利用天然地震的体波、尾波、Lg波开展地壳介质品质因子Q值研究的方法和动态,阐述了各种方法的方法原理及应用范围等,并展望了利用天然地震研究介质Q值的趋势。     

青海地区S波非弹性衰减Q值、场地响应特征研究

根据地质构造及地震台网分布特征,将青海地区分为柴达木盆地、青海东北部、青海东南部3个区域,运用青海地震台网记录的112条数字地震波形资料,利用Atkinson方法得到3个区域的非弹性衰减Q值随频率的关系,结果表明,柴达木盆地Q值最大,青海东南部Q值最小。采用Moya方法反演得到3个区域24个地震台的场地响应,其中15个台站的场地响应在频率域不平坦,9个台站稳定性相对较好,GOM(格尔木)作为国家基准地震台,具有良好的观测环境,场地响应曲线稳定。     

利用S波高频衰减对天山中东段地区地壳Q值成像

利用天山中东段地区25个数字地震台站记录到的2009~2014年底5076个近震波形资料以及新疆地震台网提供的观测报告,采用遗传算法对S波位移谱的高频衰减进行拟合,得到19140条衰减算子t~*数据。根据这些t*数据,反演得到该区地壳Q_s值分布。结果表明,天山中东段地区平均Q_0值为520,其Q_s值分布及其所揭示的衰减变化特征与研究区的地表构造明显相关。天山南北两侧的山区盆地交汇部位Q_s值较低,而高Q_s值较为集中地分布于天山造山带内部。1900年以来天山中东段地区6级以上强震大多位于低Q_s值区域,该区24个高热流点也大多位于上述天山南北两侧的低Q_s值区域,热流值与衰减值呈负相关;此外,研究区的速度结构与衰减结构也呈一定的正相关,反映了二维衰减结构特征与速度结构、二维密度结构的一致性。     

利用Lg波Q值反双台层析成像方法研究青藏高原南部地区的地壳衰减

首次基于2017—2019年西藏自治区区域台网27个宽频带固定台站记录的757次地震的波形资料,利用反双台法开展了青藏高原南部地区1 Hz的Lg波Q值层析成像研究.研究中采用3.5—2.4 km/s的速度窗截取了1981条Lg波,计算得到13543条路径上的Q值,测试了1°×1°和0.5°×0.5°网格下的棋盘格恢复情...     

（T2,D）二维核磁共振测井识别储层流体的方法

当地层孔隙中油气和水同时存在时,在核磁共振T₂分布上不同流体信号往往重叠,很难有效识别.本文采用改变回波间隔测量多组自旋回波串序列实现了（T₂,D）二维核磁共振方法,为有效识别储层流体提供了基础.通过数值模拟系统研究了（T₂,D）方法在不同储层、不同测量信噪比以及不同外加磁场梯度条件下识别流体的效果.结果表明：（T₂,D）方法识别中、低黏度油层具有优势,随着信噪比增加和外加磁场梯度加大,分辨油和水的效果将变好.在气层,对磁场梯度有一定要求,并且,测量数据的信噪比越高,分辨气与水的效果越好,当测量数据信噪比低于70时（T₂,D）方法在气层可能失效.在2MHz共振频率下,利用MARAN核磁共振岩芯分析仪器,对含顺磁性物质的饱和流体岩样进行了实验测量,验证了（T₂,D）方法的有效性.     

川滇地区横波Q值动态变化

Q值的动态变化能够反映地壳应力、裂隙、地下流体等的变化趋势,为进一步理解地震的孕育发生提供证据.文中尝试将选自中国地震年报、四川省地震台网观测报告及云南省地震台网观测报告的数据分成6个时间段,分别对每个时间段的数据进行成像,来获得Q值的动态变化图像.首先选择一个具有超过14000条射线数据的时间段,通过原始数据加噪音的方法和Bootstrap方法对ML振幅成像的结果进行误差和可信度分析,然后在误差可接受的基础上,再对每个时间段的数据进行成像.研究结果发现:(1)原始数据的观测误差和忽略震源辐射花样对成像结果的影响比较小,40%的噪音所造成的结果误差最大不超过6%.(2)用Bootstrap方法获得的结果最大误差不超过平均Q值的8%,说明振幅层析成像方法在川滇地区的应用因采用大量数据所获得的结果是稳定可靠的,误差是比较小的.(3)分辨率测试发现,川滇地区在射线超过50条的区域,分辨率能够达到20'.(4)分别对每个时间段进行成像,从而获得Q值变化的动态图像.每个时段的区域平均Q值与中强地震的个数有明显的正相关关系,即地震个数越多,则区域平均Q值越大,这可能是区域整体应力变化的结果.通过分析地震的分布和Q值动态变化的关系还发现,大多数中强地震不是分布在Q值变化最大的区域,而是分布在Q增加和降低最大区域之间的过渡区域,这可能是由于差应力变化在过渡区最大,更容易触发地震造成的.     

川滇地区Lg波Q值层析成像

利用云南和四川数字地震观测台网记录的数字化地震资料,开展了川滇地区不同频率的Q_Lg层析成像研究,反演结果的空间分辨率小于100 km.反演结果表明,川滇地区介质的横向不均匀性强烈,Q_Lg高低值差异显著.川滇地区显著的高衰减区有川滇菱形块体的东南边界（即沿鲜水河至安宁河以及思茅—澜沧—普洱区）,滇西北地区、龙门山断裂以西松潘—茂文地区、巴塘及理塘强震区等,Lg波高衰减区的分布与构造活动强烈、强震活动或大震破裂造成介质破碎区、低速区等相关,表明构造活动强烈或大震破裂造成的介质破碎、热物质沿活动断裂上涌等可能是川滇地区低Q_Lg的主要成因.显著的低衰减区有川东盆地、滇东南地区以及金沙江、怒江断裂的中段区域,滇中块体内部也呈现出相对的低衰减特征.Lg波低衰减区与地震活动性弱、速度正异常等相关,表明川滇地区Lg波的低衰减区与地壳变形、地震活动性及水热活动弱、块体稳定等有关.     

Tomography for Q of the Eastern Section of the Tianshan Area from High-frequency Attenuation of S-wave

Based on the waveform data of 5,076 local earthquakes recorded at 25 stations in Xinjiang during the period from 2009 to 2014 and the observation reports provided by the Xinjiang Digital Seismic Network,a data set of 19,140 attenuation factors t*is obtained by fitting the high-frequency attenuation of S-wave spectra with a genetic algorithm. The spatial distribution of Q_S is determined by inverting the t*data with seismic tomography. The results show that the average Q0 in eastern Tianshan is 520,and there is a significant correlation between the Q_S value distribution or attenuation characteristics it disclosed and the surface structure of the study area. The Q_S value is lower in the intersection area of the mountain basin which is located on the north and south sides of the Tianshan Mountains,and the high Q_S distribution is more concentrated inside the Tianshan orogenic belt. The M≥6. 0 earthquakes have been basically located in the Low-Q_S region since 1900. 24 high heat flow points in eastern Tianshan are located at the north and south of Tianshan Mountains where low Q_S exists,indicating a negative correlation. In addition,there is a positive correlation between the velocity structure and the attenuation structure in the study area,which reflects the consistency of the 2-D attenuation structure with the velocity structure and the two-dimensional density structure.     

Q value of anelastic S-wave attenuation in Yunnan region

The study of seismic attenuation property is a major subject in seismology. Seismic waves recorded by seismic stations （seismographs） contain source effect, seismic wave propagation effect, site response of seismic stations and instrumental response. The path effect of seismic wave propagation, site response of seismic stations and instrumental response must be taken out in the study of source property with seismic data. The path effect of seismic wave propagation （seismic attenuation） involves an important influential factor, the anelastic attenuation of medium, which is measured with quality factor Q, apart from geometric attenuation with the distance. As a basic physical parameter of the Earth medium, Q value is essential for quantitative study of earthquakes and source property （e.g. determination of source parameters）, which is widely used in earthquake source physics and engineering seismology.     

Crustal velocity structures and their tectonic implications in different tectonic block regions of the Chinese mainland

In this paper,the typical velocity structures and average velocities of the crust in six different active tectonic block regions are presented on the basis of previous studies and their tectonic implications are discussed. The results show that different tectonic units have different features of crustal velocity structures. In general,there are low velocity distributions in the crust in regions with strong tectonic activities,and the scales of low velocity distributions are related to the tectonic activitie...     

温州珊溪水库地震S波分裂研究

通过对温州珊溪水库地震序列开展了近一年的近场源剪切波分裂参数研究,在进行精确定位并确保所用资料满足剪切波窗要求的基础上,采用互相关系数法,借助遗传算法与人工判读相结合,测量了地震序列的快剪切波偏振方向和快慢剪切波的时间延迟.结果表明,地震序列的S波分裂现象明显,台站记录到的地震快剪切波平均偏振方向与区域最大水平主压应力方向基本一致;温州珊溪水库地区快剪切波平均偏振方向在近N-S向;S波分裂快剪切波偏振方向所表现出的离散和空间差异性,认为可能是由于局部构造影响;目前库区应力场稳定,应力调整已经结束,未来发生强余震的可能性较小.     

华北不同构造块体地壳结构及其对比研究

华北古大陆块体经多期构造运动的改造使地壳构造具有明显的分块特征. 利用华北地区近30条、共约两万公里的深地震测深资料及成果,进一步研究华北各次级块体内部地壳细结构,对比分析各块体的结构差异. 根据不同的地壳结构特征,华北地壳可分为三大类：西部鄂尔多斯盆地地壳结构简单,基底结构完整,为稳定古大陆地壳;华北中部隆起区太行山及北部阴山、燕山隆起区地壳结构相对简单,中部地壳和下地壳局部区域轻微速度逆转,可能与该区域地壳增厚隆升的壳内介质解耦形变有关;华北东部裂陷盆地地壳结构复杂, 基底下陷、破碎,壳内介质松散、速度低,Moho上隆、地壳减薄,横向结构差异明显,显示了新生地壳构造特征. 在此基础上,综合研究、探讨了华北地壳分块构造以及与之相关的动力学演化.     

汶川MS8.0地震：地壳上地幔S波速度结构的初步研究

2008年5月12日我国四川省汶川地区发生了震惊世界的M_S8.0地震.历史上,同类地震在大陆内部极为罕见.该地震深部构造背景的研究对理解其成因极为重要.本文利用中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室在川西地区布设的大规模密集流动宽频带地震台阵记录的远震P波波形数据和接收函数非线性反演方法,得到了沿北纬31°线的19个台站下方120 km深度范围内的S波速度结构及台站下方地壳的平均泊松比.该观测剖面穿越了主震区,总长度约为420 km. 我们的结果揭示了川滇地块、松潘-甘孜地块和四川盆地三个不同地块构造差异.上述三个地块的地壳结构特征可以概括为：（1）四川盆地前陆壳幔界面向西侧倾斜并有较为明显的横向变形,地壳厚度存在46～52 km的横向变化,中下地壳S波速度存在横向变化,地壳平均泊松比值较高（0.28～0.31）,但在龙门山断裂带附近,显示了坚硬地壳的特征,地壳平均泊松比仅为0.2;（2）松潘-甘孜地块地壳厚度由西侧靠近鲜水河断裂的60 km,向东减薄为52 km,在14～50 km深度范围内存在S波速度2.75～3.15 km/s的楔状低速区,其厚度由西侧的～30 km向东逐渐减薄为～15 km,相应区域的地壳平均泊松比高达0.29～0.31; （3）鲜水河断裂西侧,川滇地块地壳结构相对简单,地壳厚度为58 km,并在26 km深度存在约10 km厚度的高速层,地壳内平均泊松比约为0.25;（4）汶川大震区在12～23 km深度上具有近乎4.0 km/s的S波高速结构,而其下方的地壳为低速结构,地壳平均泊松比0.31～0.32,汶川大震的余震序列主要分布在高速介质区域内. 本文的结果表明松潘-甘孜地块的地壳相对软弱;而且并不存在四川盆地向西侧的俯冲.我们认为在青藏高原东向挤压的长期作用下,四川盆地强硬地壳的阻挡作用可导致松潘-甘孜地块内部蓄积很大的应变能量以及上、下地壳在壳内低速层顶部边界的解耦,在龙门山断裂带附近形成上地壳的铲形逆冲推覆.汶川大地震及其邻近区域所具有的坚硬上地壳和四川盆地的阻挡作用为低应变率下的高强度应力积累创造了必要条件,而松潘-甘孜地块长期变形积累的高应变能构成了孕育汶川大地震的动力来源.     

Sediment non-linearity and attenuation of seismic waves: a study of accelerograms from Lefkas, western Greece

We investigate the dependence of the S-wave high-frequency spectral-decay parameter, κ (“kappa”) — a measure of wave attenuation — on ground-motion amplitude. 21 three-component accelerograms from two adjacent sediment sites in the town of Lefkas, western Greece, are used, representing 17 earthquakes with magnitudes M_w 4.7–7.0 and hypocentral distances 12–93 km. Recorded peak horizontal ground accelerations (PGA) and velocities (PGV) are 22–540 cm/s² and 1.3–54.5 cm/s.Fourier amplitude spectra are computed for S-wave windows, and the frequency range is visually determined where the high-frequency spectral decay can be approximated by a straight line on the linear-log plot; its slope (and hence κ) is computed by linear regression. κ is found to depend on hypocentral distance as κ=0.108+0.058R (r=0.518).As PGV increases from 1.3 to 54.5 cm/s, κ₀ (κ at 0 km, characterising inelastic attenuation in the site's subsurface geology) varies between 0.060 and 0.160 s. κ₀ is found to correlate very strongly with log MGA (r=0.645) (MGA — mean horizontal acceleration in the S-wave window) but also with log PGA (r=0.447) and log PGV (r=0.627). We attribute this behaviour to sediment non-linearity (shear-modulus degradation), resulting in the decrease of the site's dominant-resonance frequency (from about 3.5 to 2.4 Hz) and leading to the increase of κ₀. Our results imply that at sediment sites, an important contribution to κ comes from wave attenuation (damping) in the softest sediments and show that κ₀ is amplitude dependent, thus being a measure of sediment non-linearity.