解耦爆炸中震源位置偏离对激发S波的影响

对球形空腔偏心解耦爆炸进行了数值模拟,得到了不同方向和不同爆心距节点的S波和P波速度曲线以及岩石单元中拉伸应力的传播过程。结果表明：空腔偏心解耦爆炸激发的S波具有方向性,S波幅值与对应P波幅值相当,激发S波的物理机制是振荡的拉伸应力,它等效于偶极子震源。     

岩石破裂孕育过程中的几种Q值变化

采用脉冲传播谱振幅比法、能量法和尾波法分别测定片麻岩破裂孕育过程中的Ｑ值变化．结果表明:谱振幅比法所得Ｑ值呈现相对平稳值——升高至甚高值(极大值)——回降——破裂的变化形式；能量法所得Ｑ值变化形态与上述相反，即平稳值——低值——回升——破裂；而尾波法所得Ｑ值，主频Ｑ值呈现相对高值——下降至低值(极小)——回升——破裂，与能量法Ｑ值变化大体一致．而对于高频(大于主频)Ｑ值则呈现平稳值——升高至极大值——回降——破裂．同时尾波振幅谱还表明:应力达70％破裂应力后，首先是高频Ｓ波迅速减少(QC)变大)，临近主破裂时主频Ｓ波则大幅度减少(QC回升)，这可能是两种尾波QC变化形态不同的原因所致．而P，S波(初至波)振幅谱也表明，随着裂隙出现，Ｓ波频带变窄，高频成分迅速减少．即S波谱变化不同．这使采用不同方法所得的QS的变化特征不同．      

2022年1月15日汤加火山海啸对中国沿海的影响分析

2022年1月15日12:15(北京时间),汤加附近的洪阿-汤加-洪阿哈派(Hunga Tonga-Hunga Ha′apai)火山喷发,造成了剧烈的气压扰动并激发了大气兰姆波,后者通过海气界面引发了胁振水波.胁振波与兰姆波以约306m/s的平均速度在洋盆传播,自由海啸波以速度较慢的重力波速度跟随其后.中国沿岸26个验潮站水位显示,台湾岛东部验潮站在15日约20:00记录到了与大气兰姆波几乎同时到达的胁振波;然而,大陆验潮站在兰姆波到达至少2h之后,才监测到海啸波.理论分析和数值试验表明,在胁振波从琉球群岛和吕宋海峡外侧入射大陆沿海的过程中,面对逐渐变浅且宽广的陆架,胁振波逐渐与兰姆波相位分离,演变成了浅水重力波.后续到达的自由海啸波与演变的浅水重力波叠加,造成中国沿海超过36h的水位波动.台湾岛东部监测到的最大波幅为乌石站44cm,大陆东部沿海和华南沿海最大波幅分别为石浦站22cm和珠海站13cm.采用谱方法对波能进行分析,结果显示,影响台湾岛东部的海啸主成分为自由海啸波;而对大陆沿海而言,演变的重力波与自由海啸波能量几乎相当,这是由于前者周期更长,能量更加不易耗散,浅水效应也更加显...     

单裂缝不同传播方向Krauklis波振幅变化的实验研究

裂缝广泛分布于地壳岩石中并具有多尺度的特点,研究地震波在裂缝介质中的传播规律具有重要的科学意义和应用价值.含流体的裂缝中传播的Krauklis波(也曾被称为慢流体波、裂缝波、斯通利导波等)近年来逐渐成为地球物理学界的研究热点之一.本研究利用地震物理模型技术研究横波在单裂缝样品中传播时随传播方向变化的响应特征,在实验室用环氧树脂为基质构建模型样品,一个为不含裂缝的参考样品,一个为含直径30 mm、厚度0.2 mm的薄币状单裂缝的模型,利用0.5 MHz换能器测试了横波在模型中传播时透射信号的特征.实验结果显示在单裂缝样品中透射横波发生了波形的畸变和振幅降低,振幅谱显示透射信号的主频明显降低,在初至横波之后为具有一定能量的尾波.对尾波进行时频分析,发现在方位角较小时尾波能量较弱而方位角较大时尾波能量较强,尾波中信号的主频在0.1 MHz左右,与前人理论和实验研究结果一致.     

大容量气枪震源地震动衰减特性分析

为进一步加深对大容量气枪震源激发的地震波传播特性的认知,利用福建海陆多个气枪震源固定激发点重复激发的实验数据,通过线性叠加和仿真技术得到等效单次激发高信噪比速度和位移记录,然后利用不同震中距的位移峰值计算不同固定点气枪激发的等效震级,进而建立等效震级、震中距和速度峰值的衰减关系。结果表明:(1)震中距为0~270km时,大容量气枪单次激发得到的速度峰值为700~4nm/s,位移峰值为200~0.2nm;(2)总容量为8000 in~3的气枪震源P波等效震级为0.181~0.760,S波等效震级为0.294~0.832,总容量为12000 in~3的气枪震源P波等效震级为0.533~0.896,S波等效震级为0.611~0.946,气枪震源激发产生的S波能量大于P波能量,激发环境不同,激发效能相差较大;(3)速度峰值随等效震级增大而增大,随震中距增大而减小,P波速度峰值三分量中垂直分量最大,S波相反,其垂直分量最小,二者水平分量相近。研究结果可为定量判断气枪震源激发的地震波的传播能力以及利用气枪震源进行深部探测或监测的观测系统的设计提供重要依据。     

气枪主动源与天然地震信号的传播特征对比研究

应用S变换对比分析云南宾川地震信号发射台单次气枪激发信号与同当量天然地震信号在传播过程中的波形和频率特征,并基于参考台聚类分析结果,对其他接收台站的地震信号进行线性叠加和相位加权叠加,研究结果表明:(1)气枪信号传播过程中主频为3~6 Hz,可以在距离为151 km的台站检测到信号,传播过程中能量衰减较慢。天然地震信号主频较高,在传播7.7 km时的主频为10~20 Hz,传播距离约为60 km,传播过程中能量衰减较快;(2)经过2 000余次的线性叠加和相位加权叠加,可以分别在距离为225 km和350 km的台站检测到气枪信号。与天然地震信号相比,气枪信号数据丰富、衰减慢、传播距离远,利用气枪数据可以研究更大范围的地壳介质结构。     

粘弹性VTI介质地震波模拟特征分析

本文首先利用有限差分法分别对弹性和粘弹性VTI介质进行地震波传播数值模拟，并针对波场快照和波场记录特征，分析不同品质因子组合对波场能量衰减和频率吸收作用的影响.结果表明：对应于膨胀滞弹性形变的品质因子变化主要影响qP波的能量衰减；对应于剪切滞弹性形变的品质因子变化主要影响qSV波的能量衰减；对于qSH波，两个品质因子分别对应于垂直和水平方向的能量衰减；品质因子较小时，qSV波和qSH波的频率向低频方向移动，qP波频率变化不明显.     

上地幔过渡带S—P和P—S转换的全球研究

本文研究了1984年至1986年3年期间全球数字地震台网(GDSN)记录的长周期数据,以讨论作为远震S前驱波的上地幔过渡带产生的S—P和P—S转换波的存在,这类转换波已在大量单台站记录上得到证实,许多记录的简单叠加加强了转换相位的出现,并证明不同板块区域之间过渡带性质没有重要的横向变化。400km间断面的S—P和P—S转换波在70°至85°之间距离上得到很好的观测,而670km间断面的转换波在87°以上距离观测得很好。已发表的震源机制分析和与合成地震图比较说明,转换震相的形态主要由地震辐射图型所控制,接收点下方经历S—P转换的震相可以从倾滑事件观测到。这些事件沿台站方向上辐射强SV和弱P波。在另一方面震源区域下方P—S转换经常可以从沿台站方向激发强P波和很小的SV波能量的事件中观测到,同时也从一些走滑事件中观测到。观测资料与合成地震图比较表明,Dziewonski和Anderson(1981)的PREM模型可以解释绝大部分观测数据。然而,从670km间断面上观测到的S—P和P—S转换波经常比合成地震图的振幅强。转换波和P波尾波的加强干涉,震源辐射的影响以及比在PREM模型中更高的670km间断面的速度反差都可能成为这一偏差的原因。     

地震与爆破的小波包识别判据研究

利用sym5小波包基函数对小震级天然地震和人工爆破波形进行4层小波包分解并绘制了时频谱图.通过时频谱图可直观得出, 爆破频率成分简单, 时频谱聚集性较好. 为寻求定量的识别指标, 综合P波和S波小波包变换结果, 提出并定义了P/S能量比. 分析识别效果较好的 P/S能量比判据得出爆破的P波主频集中在频段3.125—9.375 Hz处, 地震频率成分较复杂, S波在高频12.5—23.4375 Hz处也较发育, 在这些频段上, 爆破的P波与S波差异要大于地震的P波与S波差异. 作为小波包判据研究的补充, 文中也提取分析了P波的能量比与S波的能量比. 能量比判据识别结果表明, 人工爆破与天然地震的频率成分存在差异, 通过小波包变换能够提取有效的识别判据.      

大容量气枪阵列子波时频特性及其影响因素

通过分析福建街面水库气枪实验的OBS竖向速度记录,研究大容量气枪阵列子波时频特性及其受气枪数量和枪阵尺寸的影响。数据分析结果表明:(1)气枪子波由主脉冲和气泡脉冲组成,同时伴随有水面虚反射引起的负脉冲。主脉冲振幅大、持时短、频带宽,通常应用于浅部探测;气泡脉冲能量集中在低频段,垂直穿透深,水平传播远,通常应用于深部探测。在频谱上可以看到气泡振荡引起的频谱波动和虚反射引起的陷波点。(2)气枪数量增加,主脉冲振幅和气泡脉冲振幅相应增加,初泡比震荡变小,气泡周期和低频段主频主要受单枪容量影响,变化很小,频谱形状较为一致。(3)街面水库气枪阵列的枪阵尺寸远大于单枪气泡半径,各枪子波之间相互作用很小,枪阵子波近似为各枪子波线性叠加,子波参数随枪阵尺寸变化影响不大。     

利用SV分量接收函数反演地壳横波速度结构

详细讨论了远震体波SV分量接收函数的特点及其在反演地壳S波速度结构中的优势．与径向接收函数类似，SV分量接收函数可通过对远震体波的SV分量直接反褶积P分量获得．研究分析表明:与径向接收函数相比，SV分量接收函数的振幅随震中距的变化更加稳定，波形简单且突出了对结构最敏感的PS转换波信息．理论数值实验显示:在反演地壳S波速度结构时，SV分量接收函数比径向接收函数具有更好的收敛性．作为实例，利用SV分量接收函数反演方法反演了海拉尔台下的S波速度结构．      

玛沁-靖边剖面S波资料研究与探讨

对玛沁——靖边剖面深地震测深S波资料处理解释，获得本区S波二维地壳速度结构和波速比结构．结果表明，该区S波二维速度结构和波速比结构，沿剖面存在着明显的差异．剖面西段和海原地区下方呈现S波速度偏低，而波速比偏高的结构特征；剖面中段和东段的S波速度和波速比正常．根据S波速度结构和波速比结构的横向变化特征，讨论了两大异常区岩性的变化．推测海原大地震孕育发生不仅与构造活动有关，而且与该区的岩石性质有关．      

接收函数方法及研究进展

远震P波波形数据中包含了大量在台站下方地壳上地幔速度间断面所产生的P-S转换波及其多次反射波的信息，是研究台站下方局部区域S速度分布理想的震相，由此产生的接收函数方法是反演台站下方S波速度结构的有效手段。接收函数方法可以通过波形反演拟合接收函数的径向分量，对观测台站下方地球介质的S波速度结构进行估计，也可以通过偏移叠加获得的接收函数道集（地震剖面图）追踪速度间断面。这种方法避免了对天然地震震源及其附近结构混响效应等复杂因素的影响，对S波速度的垂向分布敏感，垂向分辨率高。由于宽频带流动地震台阵的发展，用此方法还可获得研究区域速度结构的横向变化，横向分辨能力主要取决于台站的间距。本文回顾20年来接收函数研究的进展，探讨了方法研究的发展趋势，介绍了对地壳-上地幔结构的部分研究结果。     

克希霍夫法VSP多波联合成像

VSP 转换波跟VSP 纵波或常规地面转换波相比,具有较高的分辨率和信噪比,但传统的VSP成像方法只利用了反射P波信息,而把转换波（反射S波、透射S波）以及透射P波当作影响成像质量的噪音.本文给出了一种VSP共炮点道集多分量地震资料克希霍夫法偏移成像的方法.本方法充分利用了多波（反射P波、反射S波、透射P波、透射S波）信息,根据转换点处四种波同时起跳,能量叠加最大的原理,从接收点分别用向绕射点延拓它们的能量,并将其叠加起来,求得的和最大的一点即反射点.通过模型试算和实际资料处理表明,此法成像精度高,信噪比高,且有利于改善剖面的频率特性.     

凹陷地形对Rayleigh面波传播影响的研究

利用局域离散波数法，研究了地形对近地表爆炸源产生的Rayleigh面波的影响，展示了Rayleigh面波穿越地形过程中波的传播进程，研究了穿越地形前后Rayleigh面波能量、频率的变化，并讨论了该变化与地形起伏程度的关系，从中可见，Rayleigh面波穿越地形时，激发出新的体波和面波，并且越陡的地形对面波传播的阻碍性越强，且面波高频部分能量损失的越多.     

地下爆炸Rg波低谷点激发机理

目前普遍认为Rg_S散射是地下核爆炸短周期Lg波的主要能量来源,其主要依据为由线性偶极补偿源（CLVD）激发的Rg波谱的低谷点随深度变化的特征与区域震相Lg波谱的低谷点随深度变化的特征具有一致性. 本文利用简正振型理论,分析了Rg波谱中低谷点的形成机理,给出了各种速度模型下CLVD源深度与低谷点频率之间的关系,并分析了利用公式hCLVD=V/(16fNull)估计震源深度的局限性. 本文的研究结果进一步支持了CLVD源是激发Lg波的主要因素的观点,并得到重要结论：CLVD源形式下的本征位移函数及其导数的叠加所形成的极小值,即源的空间分布特征,是形成Rg波低谷点的原因,而不能仅用水平向基频本征位移函数过零点来解释.     

τ-p变换在隧道反射地震超前预报波场分离中应用的数值模拟研究

本文基于二维有限元数值方法,模拟了复杂条件下隧道内的地震全波波场,分析了隧道地震超前预报中的反射记录中的多方向和多波反射波特征,证实了分离前方有效反射波和其它方向的干扰反射波,以及有效反射波的P波、S波分离在预报准确性中的重要性.基于多个数值模型,研究了τ-p变换进行波场分离的有效性和影响因素.研究结果表明:在隧道前方反射层倾向与隧道轴线交角变化较大范围内(90°～45°),τ-p变换都可以有效的分离多方向和多波反射事件,提取主要来自掌子面前方的有效反射波剖面.来自隧道项、底的缓倾界面的具有双曲时距曲线特征的干扰波和S波的高视速度会对P波的波场分离产生较大干扰;而由于S波的低速和强能量特征,其波场分离受具有双曲时距曲线特征的干扰波的视速度影响较小,且不受P波的影响.     

接收函数方法的研究综述

从远震体波波形数据中提取的P波接收函数和S波接收函数已经成为研究台站下方地壳上地幔速度间断面的最有效的方法之一.P波接收函数已经被广泛应用于获取地壳内部S波速度结构、地壳厚度及物质成分组成、地幔过渡带的厚度变化以及岩石圈地幔的间断面等,而S波接收函数是P波接收函数的一个很好的补充,因为在Moho和地幔过渡带之间的深度范围内,Sp转换波比来自浅部间断面的多次波到达早,而在P波接收函数中,相同深度范围的间断面的Ps转换波往往被来自浅部间断面的多次波干扰或者淹没,因此S波接收函数是目前获取岩石圈地幔深度范围内速度间断面结构(如Moho和LAB)的比较有效的方法,比面波观测具有更高的分辨率.本文详细阐述了P波接收函数和S波接收函数的方法原理以及在地壳上地幔速度间断面的研究中所采用的研究思路.     

利用接收函数方法确定青藏高原东北缘近地表S波速度

公式推导和数值实验都表明远震接收函数直达波幅度对近地表S波速度比较敏感,可以用于确定近地表（如沉积层）的S波速度值.本文利用该方法分析了青藏高原东北缘区域数字地震台网36个台站的远震资料,得到了研究区近地表S波速度分布特征.研究结果表明：在深度5±2.5 km范围内,祁连山—河西走廊区域近地表S波速度均值较小;位于地形梯度带的甘东南区域近地表S波速度呈现较为复杂的分布.通过与该区域沉积层厚度结果对比,发现近地表S波速度与沉积层厚度呈现较好的负相关.本研究是对目前接收函数方法的有效补充,在探测研究近地表速度结构方面,相比人工地震方法其成本几乎可忽略且环保.在目前地震波观测数据海量增长的背景下,该方法对于确定不同区域近地表结构具有较大潜力.     

利用中国地震台网（CSN）记录到的PKP波研究中太平洋下地幔底部的小尺度P波速度变化

PKP震相包含了下地幔底部P波速度结构的重要信息.中国地震台网（CSN）台站记录到的南美洲地震的PKP波的射线，对中太平洋下的D″层有很好的采样.本研究采用这些PKP波的AB和DF两个分支的走时差，研究了中太平洋下地幔底部P波速度的小尺度变化.AB DF的走时差减小了上地幔横向不均匀性的影响，而对下地幔底部P波速度的横向变化十分敏感.与此同时，AB DF的走时差也减小了地震定位误差的影响，消除地震发震时间测定误差的影响.本研究的结果表明，在中太平洋的地幔底部存在着大范围的AB DF走时正残差，也即低速异常区，这可能是太平洋下超大地幔热柱的源处.观测到的P波速度异常的空间分布总体上与Grand通过层析成像得到的CMB的S波的速度异常相一致，并在变化的幅度上很好地相关，P波速度的扰动值（在D″层大约为2%）是Grand 速度模型中的S波异常的36%.这一结果有助于太平洋下超大地幔热柱的结构和性质的进一步研究.