3种远震P波到时拾取方法的比较及其参数优化

分析了自回归赤池信息准则（AR-AIC）、高阶统计量（HOS）和累积和（CUSUM）等3种到时拾取方法中参数对远震P波到时估计的影响,以450个远震P波信号为样本集,参考人工拾取到时,以网格搜索方式确定了每种方法的最优参数。之后重新选取信噪比处于[2,20]区间的100个远震P波信号,用确定最优参数后的3种到时拾取方法估计其P波初至时间,并比较了3种方法对低信噪比远震P波的拾取准确度。结果表明,AR-AIC方法和CUSUM方法对低信噪比远震P波的拾取准确度要优于HOS方法,CUSUM方法的计算速度最快,HOS方法由于其原理的限制更适用于信噪比较大、初动较尖锐的信号。      

地震信号处理中相位匹配滤波器的设计

相位匹配滤波器是一组线性滤波器,它的傅里叶相位与被检测信号的傅里叶相位相等。本文阐述了相位匹配滤波器的基本原理,并根据已获得的特定路径的频散曲线完成了理论设计,实现了对小震级事件面波信号的检测。使用该相位匹配滤波器对内华达地区的18次核爆事件的面波信号进行检测并计算了面波震级,与ISC公报给出的面波震级比较,相对误差很小。证明了本设计对面波信号的检测是有效的,并且可提高小震级面波信号的信噪比。     

Calibration of P/S amplitude ratios for seismic events in Xinjiang and its adjacent areas based on a Bayesian Kriging method

Correction maps of P/S amplitude ratios for seismic events distributed in Xinjiang, China and its adjacent areas were established using a Bayesian Kriging method for the two seismic stations WMQ and MAK. The relationship between correction maps and variations of along-path features was analyzed and the validity of applying the cor- rection maps to improve performances of P/S discriminants for seismic discrimination was investigated. Results show that obtained correction maps can generally reflect event-station path effects upon corresponding P/S dis- criminants; and the correction of these effects could further reduce scatters of distance-corrected P/S measurements within earthquake and explosion populations as well as improve their discriminating performances if path effects are a significant factor of such scatters. For example, as corresponding Kriging correction map was applied, the misidentification rate of earthquakes by Pn(2~4 Hz)/Lg(2~4 Hz) at MAK was reduced from 16.3% to 5.2%.     

点力源在横向各向同性介质中激发的弹性波

点力源在均匀横向各向同性介质中激发的弹性波可以用透射-反射矩阵法进行求解。假定点力源位于一假想的各向同性层中,并利用各向同性介质中等效于势函数的过源面间断,从而易于求出介质中各个点上的弹性波场;再令假想的各向同性层的厚度趋近于0,则可求出原始问题的解,即横向各向同性介质中的格林函数。最后得出的结果和假想的各向同性层的性质无关,表明这一方法用于求解点力源在各向异性介质中激发的弹性波场是可行的。     

区域震相初至估计

本在地震数据自动化处理中，给出一种基于自回归模型的Akaike information criteria(AIC)算法和信号平均幅值比的混合方法来估计地震信号的初至．用信号的AIC曲线和平均幅值比曲线构造一种叠加曲线，再进行类似于坐标旋转的校正，可以准确估计低信噪比记录中信号的初至，尤其对于震相类型比较复杂的后续震相(如S波、Lg波)的初至估计结果很好．通过对中国数字地震台网乌鲁木齐台记录到的23次天然地震中P波、S波和Lg波的初至估计，与人工分析结果相比，P波初至估计的均方误差为0．71s，后续震相(S波、Lg波)的均方误差为1．64s，优于传统AIC算法的估计结果．     

壳-幔过渡带首波传播特征

上地幔速度结构是影响Pn波几何衰减特征的主要因素,本文利用合成理论地震图方法,研究了壳-幔过渡带速度梯度对Pn波几何衰减特征的影响.结果表明,Pn波的衰减特征对上地幔的速度梯度十分敏感,如：1000 km处Pn波的振幅,在相当于将均匀上地幔经展平变换后的等效速度梯度(0.0013 s-1)模型下,约为在半无限空间上叠加一层的简单模型下的10倍;当震中距大于某一距离后,具有速度梯度模型下的Pn波振幅随震中距衰减的速度明显小于无速度梯度的半无限空间模型下Pn波振幅的衰减速度,速度梯度越大,衰减速度越慢,在某一距离范围内,振幅甚至有增大的趋势;当存在速度梯度时,Pn波的几何衰减随频率而变化.上述结果对深入理解Pn波在区域震中距范围内的衰减规律提供了理论依据.     

基于三分向台站波形的重复地下爆炸相关检测

在将相关检测方法应用于三分向台站记录数据时不能采用台阵数据检测时所使用的基于相关系数束慢度估计的虚假触发筛查方法来控制误检测.为此,本文根据重复事件的震中位置本身固定,各台站记录到的重复事件信号之间的到时差与相应参考事件的信号到时差基本相同的特性,根据两个以上三分向台站的相关检测触发到时差筛查相关检测虚假触发,从而解决了相关检测方法在应用于三分向台站数据时虚假触发过多的问题.利用新疆的三个三分向台站一个月的连续数据对该方法进行测试的结果表明,该方法能在接近零误检率的情况下对重复地下爆炸进行检测.     

岩石损伤对地下核爆炸震源特性影响研究

本文在考虑动态力源扰动的情况下,对岩石损伤对地震波辐射的影响及其震源表示进行了理论推导,证明了当有动态力源存在时,Ben-Zion和Ampuero于2009年给出的结果只是岩石非弹性响应对震源及相应地震波场的贡献,而非其全部.在此基础上,应用相关结果对岩石损伤破坏对地下核爆炸震源成分的影响进行了分析,给出了地下核爆炸情况下补偿线性偶极子源和构造应力释放与岩石损伤破坏之间的关系.结果表明,地下核爆炸补偿线性偶极子源主要来自于地表反射拉伸波和空腔回弹冲击波等造成的爆心上方锥形区域中的岩石破坏,而构造应力释放则主要来自于整个岩石破坏区内的构造应力松弛.      

甘肃洮河裂陷槽金矿成矿地质条件探讨

洮河裂陷槽位于西秦岭合作—岷县断裂和腊子口—武都断裂之间的过渡地区,是以三叠系浊流沉积碎屑岩建造为主的重要金矿成矿带,后期构造活动相对较弱。通过对区内地质背景、地球化学特征和典型矿床特征的对比,分析了裂陷槽内金矿床成矿地质条件。认为三叠系碎屑岩地层是金的矿源层,地球化学异常是寻找该类矿床的直接标志,EW向和NW向断裂交汇部位的局部小规模褶皱、断裂和小岩脉的发育程度是矿体富集的决定因素。     

用改进的相对幅值法反演震源机制及其在核爆炸地震事件识别中的应用

与波形反演方法相比,相对幅值法在利用短周期地震波反演震源机制时不需要高分辨率的地球模型,因此更适合于低震级地震事件的震源机制反演．本文以Pearce的传统相对幅值法为基础,引入一种新目标函数以量化特定震源机制解模型的直达P波与地表反射pP和sP波的理论相对幅值与实际观测之间的不吻合程度,由此提高了相对幅值法的容错能力．利用改进的相对幅值法,反演了吉尔吉斯斯坦伊赛克湖地区震级分别为mb4.9和mb3.8的两次天然地震震源断层面解．对于较大的地震,利用5个远震台阵上观测的pP/P和sP/P相对幅值得到的震源断层面解,与哈佛大学的CMT断层面解非常接近;对于哈佛大学没有给出CMT解的较小地震,利用同样方法得到的震源断层面解的走向与震中位置处主要断层的走向一致,而且利用该断层面解可以拟合和解释区域台站上的长周期波形和P波初动方向．最后,为了说明相对幅值法在地下核爆炸地震事件识别中的应用,利用改进的相对幅值法分析了朝鲜2006年10月9日核试验的远震P波波形,发现没有断层面解与远震台站上的P波波形特征相吻合．