四川盐源盆地短周期密集台阵背景噪声分布特征分析

短周期密集台阵的高频背景噪声互相关函数(NCF)是探查地球浅层精细结构的重要数据.然而高频背景噪声成分复杂且容易分布不均,分析其对NCF信号提取的影响,有助于获取可靠成像结果.本文基于布设于川滇地区盐源盆地的209个短周期台站组成的盐源台阵,利用密集台阵的噪声水平评估以及基于NCF的相干噪声分析两种方法,分析了其记录到的噪声波场特征及其对NCF的影响.结果表明,盐源台阵的整体噪声水平呈现北低南高的不均匀分布,高频噪声水平的强弱受控于当地的人类活动,亦受到浅部松散沉积层的影响.台阵垂直分量NCF中主要信号为基阶Rayleigh波,且产生该信号的相干噪声源的优势方位在不同频带具有较大区别:0.3～0.5Hz的噪声源强度较强且随时间变化较为稳定,主要能量来自台阵的南侧;0.5～1Hz的相干噪声源强度较低,有两个优势方向,其中较强的一个来自于台阵南侧,可能与0.3～0.5 Hz的噪声同源,较弱的一个来自于台阵北偏东方向;1～1.5Hz的背景噪声有四个较弱的优势方向,在台阵的不同区域有不同的优势方向,可能受到不同的局部噪声源的控制.垂向NCF中Rayleigh波的信噪比主要受控于波场的复杂程度,台阵南部受人文活动及沉积层影响,噪声水平较高,且由于盆山边缘复杂的反射、散射作用,其NCF波形复杂,信噪比偏低.受高频噪声源分布不均与及复杂地质结构的共同影响,盐源台阵的高频NCF中的信号复杂,后续对面波频散特征的提取应充分考虑噪声源对NCF的影响以获取可靠结果.     

漳州地震台阵背景噪声的特性研究

对2007年10~12月在福建省漳州地区进行的勘址观测数据进行了分析,采用了均方根、功率谱、相干函数等方法对漳州地区的地震背景噪声水平进行了研究。研究结果表明,漳州台阵内环半径参考值为510m,外环半径参考值为1700m。滨临海边的台阵勘址测点噪声水平偏高,并在1.5、5.0Hz处发现明显噪声源。1.5Hz噪声源主要来自水库地区的大风引起的水波,5.0Hz噪声源来自台阵场地东北方向的发电厂。     

基于中国内陆大孔径地震台阵的Rayleigh面波噪声源分布特征研究

Rayleigh面波地震背景噪声成像技术已被成功运用到全球范围不同尺度的地球内部结构的研究中,并以背景噪声场是时空均匀分布为前提假设.然而真实的噪声源分布的时空非均匀性将导致经验格林函数提取存在偏差,最终影响噪声成像结果的精准性.近年来,噪声源分布特征研究逐步成为提高噪声成像精准度、深化地震背景噪声成像的关键问题.本文利用频率-波束域分析法对中国西北地区的一个大孔径台阵(WuTan Array,简称WTA)在2014全年的垂直分量连续记录做了聚束分析,研究了Rayleigh波噪声源分布特征.结果显示:WTA台阵成功探测到了10～20s周期范围的来自于全球不同方位的Rayleigh波噪声信号,其源区分布具有明显的季节变化特征:冬季集中分布在北大西洋方位,而夏季则转为印度洋方位噪声信号最强.此外,Rayleigh波噪声源区空间分布还表现出一定的频率依赖性,即在较低频段(0.0488～0.0635Hz)在北大西洋、北太平洋、印度洋及西太平洋四个方位均有分布;而在频率较高频段(0.0928～0.1025Hz)则集中分布于西太平洋方位.Rayleigh波噪声源时空分布特征和频率依赖性与海洋活动本身的季节性变化和频谱特征有关.并初步推测本文所观测到的Rayleigh波是由加剧的海浪运动直接作用于海岸、大陆架或海底而激发产生的第一类地脉动噪声信号.     

北欧气旋风暴与欧亚大陆的震动

全球地震台网(GSN)及中国地震台网(CENC)的地震观测数据分析表明:由北大西洋、北冰洋等海域进入北欧的强冷涡气旋(北欧风暴)能引发与其过程相关联的震动,其中由挪威海登陆斯堪的纳维亚半岛的强气旋风暴引发的震动波,几乎可以被整个欧亚大陆的地震仪观测到,该震动主要包含两个信号:一个主频为0.15~0.25 Hz(周期约4~7 s);而另一个是主频为0.08~0.12 Hz(周期8~12 s)的面波信号,它们分别来自不同的产生机理.不同海域和地区的风暴引发的震动信号存在差异,与气旋运动路径经过的地形地貌特征有关,气旋经过的浅海区域、海水深度、登陆地点的地形以及气旋的结构、观测点相对气旋的分布等因素决定了气旋在运动中激发有独特的震动信号.地震观测可以监测气旋在时间和空间的发展变化过程,有助于探索气旋运动过程中与地球表面的相互作用对气旋的影响.     

甘东南地区宽频带地震台阵背景噪声特征分析

基于甘肃东南地区150个宽频带流动台站2010年的垂直分量连续波形记录,通过计算台站对之间背景噪声的互相关函数并叠加得到5—10s和10—20s两个周期的瑞雷面波信号,并通过信噪比和归一化背景能量流两种方法研究了该地区背景噪声源的时空演化特征.研究结果表明,甘东南地区5—10s和10—20s周期的背景噪声源具有明显的季节变化特征和各自的优势方位.5—10s周期的背景噪声在夏季的能量优势方位为170°—240°,噪声源主要位于印度洋,而冬季为100°—150°,主要位于北太平洋;10—20s周期的背景噪声源则比较复杂,其优势方位受多个大洋的交替影响,夏季噪声源能量优势方位为170°—210°,噪声源主要位于印度洋,冬季为90°—150°和310°—355°,噪声源分别位于北太平洋和北大西洋.由于这两个周期的背景噪声源在甘东南地区存在明显的季节变化,因此在利用背景噪声方法研究该地区介质速度结构时需充分考虑噪声源的非均匀性所产生的影响.      

青藏高原东北缘祁连山地区地震台阵背景地噪声特征

基于祁连山地区78个地震台站的垂直分量连续波形记录,计算台站对之间背景噪声的互相关函数,并叠加得到5-10 s和10-20 s两个周期的瑞利面波信号。利用归一化振幅方法,分析不同周期范围的噪声源能量在不同方位随季节变化的规律。研究结果显示：祁连山地区5-10 s周期背景噪声的能量优势来源,夏季集中在110°-170°方位,冬季集中在300°-350°方位,但在110°-150°方位也有相对微弱的能量分布,表明第二微震带的噪声能量来源在夏季主要来源于太平洋的海洋活动,冬季主要来源于大西洋的海洋活动;10-20 s周期背景噪声的能量优势来源在夏季集中在70°-150°和170°-230°方位,在冬季则集中在290°-350°和70°-130°方位,表明第一微震带的噪声能量在夏季主要来源于印度洋的海洋区域,冬季主要来源于北大西洋和太平洋。由于2个周期的背景噪声源在祁连山地区存在明显的季节差异,因此在利用背景噪声方法研究该地区介质速度结构时,需充分考虑噪声源非均匀性产生的影响。     

大孔径地震台阵噪声互相关函数中体波信号的研究——以ChinArray二期数据为例

本文利用ChinArray二期大孔径台阵677个台站2013年10月至2016年4月期间的垂直分量记录,计算了不同路径上的噪声互相关函数（Noise Cross-correlation Function,NCF）,观测到4~8 s和8~12 s频带内的NCF零时附近存在显著的高视速度信号.基于NCF的慢度聚束分析表明,这些信号由背景噪声中的远震P、PP和PKPbc波干涉产生,且以P波能量为主.位置聚束图像表明,P波类型的噪声源主要分布在北大西洋、北太平洋和南大洋凯尔盖朗深海高原,其位置对应于平均海浪波高较高的区域.同时,在阿拉斯加海岸及澳大利亚附近海域也存在P波噪声源.利用已识别的P波噪声源位置,计算了其在NCF中产生的干涉信号理论到时,结果与实际观测一致.     

青藏高原东北缘背景噪声特征分析

采用2009年青藏高原东北缘55个数字化宽频带地震台站的垂直分量波形数据,计算了台站间噪声互相关函数,得到了Rayleigh经验格林函数。利用信噪比和归一化平均能量流的方法分析了青藏高原东北缘背景噪声源的方位分布和季节性变化特征。结果表明,5~10 s周期噪声源方位分布上较为稳定,不随季节变化,噪声源能量集中在105°~165°方向上,噪声源主要来自于太平洋。10~20 s周期噪声源季节性变化特征明显,夏季的噪声能量主要集中在165°~210°方向上,噪声源来自于印度洋海洋活动;冬季主要集中在300°~350°和165°~210°方向上,噪声能量主要来源于太平洋和北大西洋。     

大孔径地震台阵噪声互相关函数中体波信号的研究——以ChinArray二期数据为例

本文利用ChinArray二期大孔径台阵677个台站2013年10月至2016年4月期间的垂直分量记录,计算了不同路径上的噪声互相关函数(Noise Cross-correlation Function,NCF),观测到4～8 s和8～12 s频带内的NCF零时附近存在显著的高视速度信号.基于NCF的慢度聚束分析表明,这些信号由背景噪声中的远震P、PP和PKPbc波干涉产生,且以P波能量为主.位置聚束图像表明,P波类型的噪声源主要分布在北大西洋、北太平洋和南大洋凯尔盖朗深海高原,其位置对应于平均海浪波高较高的区域.同时,在阿拉斯加海岸及澳大利亚附近海域也存在P波噪声源.利用已识别的P波噪声源位置,计算了其在NCF中产生的干涉信号理论到时,结果与实际观测一致.     

内蒙古区域背景噪声特征分析

应用PDF方法,计算了内蒙古现运行48个测震台站0.01~20 Hz频带范围内的功率谱密度(PSD)和1~20 Hz频带范围内噪声均方根(RMS)值,定量分析了内蒙古区域背景噪声水平。结果显示:平均噪声水平属于Ⅰ类的台站有45个,Ⅱ类有3个;台站背景噪声在1 Hz以上频段内,主要受公路和人为影响;在0.6~1 Hz频段内背景噪声水平差异较小;在低频段,水平向受温度和湿度影响大于垂直向,山洞台受影响小于地面台。     

FOCAL MECHANISM SOLUTION AND TECTONIC STRESS FIELD CHARACTERISTICS OF THE MIDDLE TIANSHAN MOUNTAINS,XINJIANG

The middle part of the Tianshan Mountains in Xinjiang is located in the north-central part of the Tianshan orogenic belt, between the rigid Tarim Basin and Junggar Basin. It is one of the regions with frequent deformation and strong earthquake activities. In this paper, 492 M_S>2.5 earthquake events recorded by Xinjiang seismograph network from 2009 to 2018 were collected. The M_S3.5 earthquake was taken as the boundary, the focal mechanism solutions of the earthquake events in this region were calculated by CAP method and FOCEMEC method respectively. At the same time the focal mechanism solutions of GCMT recorded historical earthquake events in this region were also collected. According to the global stress map classification standard, the moderate-strong earthquakes in the region are mainly dominated by thrust with a certain slip component, which are distributed near the combined belts of the Tarim Basin, Junggar Basin, Turpan Basin and Yili Basin with Tianshan Mountains. The thrust component decreases from south to north, while the strike-slip component increases. The spatial distribution characteristics of the tectonic stress field in the middle section of the Tianshan Mountains in Xinjiang are obtained by using the damped regional-scale stress field inversion method. The maximum principal compressive stress in axis the study area rotated in a fan shape from west to east, the NW direction in the western section gradually shifted to NE direction, its elevation angle is nearly horizontal, in the state of near horizontal compression. The minimum principal compressive stress axis is nearly EW, and the elevation angle is nearly vertical. Influenced by large fault zones such as Kashi River, Bolhinur, Nalati, Fukang, the southern margin of the Junggar and the north Beiluntai, the local regional stress field presents complex diversity. Under the influence of the northward extrusion of Pamir and Tarim blocks, the whole Tianshan is shortened by compression, but its shortening rate decreases from south to north and from west to east, the stress shape factor increases gradually from west to east, the intermediate principal compressive stress axis exhibits a change in compression to extension. There are some differences in the characteristics of tectonic stress field between the north and south of Tianshan Mountains. The regional maximum principal compressive stress axis is 15° north by east on the south side, while it is nearly NS on the north side. The deformation of the Tianshan Mountains and the two basins on both sides is obviously larger than that in the inside of the mountain. Changes in the crustal shortening rate caused by the rotation of the rigid Tarim block and Junggar block to the relatively soft Tianshan block, as well as the uplifts of Borokonu and Bogda Mountains, the comprehensive influence of the material westward expansion constitute the stress field distribution characteristics of the north and south sides of the middle section of Tianshan Mountains. The recent two M_S6.6 earthquakes in the region caused the regional stress field to rotate counterclockwise. The post-earthquake stress field and the main source focal mechanism solution tend to be consistent. The seismic activity in the study area is week in the south and strong in the north. The focal depth is about 20km. Most strike-slip earthquakes occur near the junction belt of the Tianshan and Junggar Basin.     

华北地区近期地壳水平运动与应力应变场特征

利用华北GPS监测网 1 992年、1 995年、1 996年的观测资料 ,应用最小二乘配置给出了华北地区相对水平位移场、应变场的分布图像 .经初步研究表明 :华北地区 1 992-1 995年间的水平位移和应变场表现为整体性不均匀的压性运动 ,1 995- 1 996年测区东部仍以水平压性运动为主 ,但测区西部则主要表现为张性运动 .水平运动 （方向、大小 ）发生显著变化和应变高值区的地带主要位于块体边界带和主要断裂带附近 .燕山断块南边界的北东向断裂存在着较显著的左旋运动 .区内最大剪应变、面膨胀的高值区在天津、北京、唐山一带 .结合非连续变形数值分析方法 （DDA）初步分析认为 ,1 992- 1 995年GPS观测结果显示的华北地区存在东、西部构造应力作用的明显差别 ,华北东部以东西向压应力作用为主 ,而西部的南北向构造应力作用又明显大于东部 .     

新疆数字测震台网的监测能力及其构造意义

新疆地震监测台网从1970年前的4个台发展到2008年数字测震台网建设完成以后,共有测震台站63个,结合邻省的15个地震台站的实时数据,地震监测能力得到极大的提高。阿勒泰构造小区、西准噶尔小区、北天山西段、南天山东段和西段现今的地震监测能力为1.5~2.0级,东天山为2.0~2.5级,西昆仑、阿尔金和交汇区为2.5~3.0级,乌鲁木齐和喀什附近地区的现今监测能力为0.5~1级。新疆数字测震台网的建设着重考虑了对新疆活动构造的监测,目前对新疆大部分活动断裂带的监测能力都在1.0~1.5级,这对今后的地震监测预报和防震减灾工作有十分重要的意义。     

福建地区地震活动特征及区域应力场研究

本文通过对福建地区地质构造背景和地震活动性背景的分析,结合2007-2009年福建地区ML4.0级以上地震的活动概况,综合认为福建地区地震活动显著增强,这可能也预示着东南沿海整体地震活动水平的抬升。从7个ML4.0级以上地震的单个震源机制解结果分析认为,古田水口水库地区的地震表现为倾滑的正断层性质,其余地震的走滑性质更为明显;且各个地震的主压应力轴方向也存在一定的差异。利用多个地震的分区综合节面解结果分析认为,近期福建地区中等强度地震活动显示出的区域应力场方向以北西向为主,在不同区域主压应力的方向有所差异：福建中北部近海地区为北西向,中北部内陆地区为北北西-南南东向;福建南部及其近海地区为近东西向。主要受到菲律宾板块向西推挤作用的影响。     

西拉木伦断裂带东沿背景噪声特征分析

利用中国地震局的“中国地震科学台阵——华北地区东部”(简称科学台阵3.2期)项目西拉木伦断裂带东沿地区26个流动台站连续观测数据，通过计算其加速度功率谱密度和相应的概率密度函数及1～20 Hz频段速度均方根值，研究西拉木伦断裂带东沿地区背景噪声特征。研究结果表明，高频段背景噪声时空分布差异性显著，噪声源主要来自人类活动；微震频段背景噪声主要来自海洋活动，其中高频微震频段背景噪声没有时空分布差异；低频微震频段背景噪声有一定的时空分布差异，白天差异性相比夜间更突出，这主要因温度变化和观测井微变形引起；低频段，白天三分向噪声水平大于夜间，且水平向噪声水平和动态范围大于垂直向，主要因白天环境温度变化和地倾斜影响大于夜间，且水平向对温度和地倾斜比垂直向更敏感导致。     

河南及邻区瑞利波群速度噪声层析成像

本文选取河南及邻区39个宽频带和甚宽频带地震台站记录的2014年1月～2015年12月垂直分量的连续波形资料,通过波形互相关和叠加运算得到台站间的经验格林函数,并用时频分析方法提取了498条瑞利波群速度频散曲线,进而采用噪声层析成像方法反演获得了河南及邻区8～25s的瑞利波群速度分布图像。结果表明,8s周期的群速度分布与地表构造特征密切相关,平原地区表现为低速异常,而基岩出露的山区呈现为高速异常;14s、20s周期的群速度在山区表现的高速异常与8s相似,说明中上地壳与地壳浅部结构有一定的相关性和继承性;8～20s周期的群速度在华北平原地区存在低速异常范围随周期增加而减小的现象。华北平原地区在下地壳表现出的低速异常,可能与大陆地壳减薄有关。大致以太行-武陵重力梯度带为界,下地壳表现出的西部低速、东部至研究区中部高速异常差异,体现了地壳东薄西厚的结构特征。     

南北地震带的构造特色

南北地震带是以青藏高原地壳为主体和兼并了扬子地块西部而成的新生构造实体,具弥漫性边界。构成其基本格架的巨型反S形或缓弧形构造带,分布在中部的弧顶朝南的弧形构造以及发育在东界附近的旋卷构造,成为南北地震带的三大构造特色,它们都是塑性伸展流动的产物。据弧形构造形态实际数据分析表明,地壳物质向南移动的规模,由北往南逐渐加大,从西到东渐逐减小;自北纬31.5°往南,青藏高原物质东移量逐渐加大。     

青藏高原东北缘噪声层析成像研究

利用青海、甘肃和宁夏3个区域地震台网两年的波形数据,通过地动噪声层析成像方法给出了青藏高原东北缘8—40 s的瑞雷面波二维群速度结构和三维地壳上地幔顶部的剪切波速度结构。研究结果显示,相比传统的面波层析成像方法,噪声层析成像给出的短周期面波信息能够较好地约束地壳和上地幔顶部结构。8 s和10 s周期的群速度图像与沉积层和基底结晶深度有关,具体而言:祁连山和西秦岭造山带表现为高速体特征,柴达木盆地、河西走廊和鄂尔多斯西缘表现为低速特征;周期为15 s和20 s的瑞雷面波群速度图像反映的是中地壳结构,15 s周期群速度图像上造山带下方高速体向北和向东方向扩展,20 s周期群速度图像呈现大范围低速体,推测为中下地壳低速层影响所致;30 s和40 s周期的群速度图像反映的是莫霍面深度附近的速度结构,具体表现为青藏高原大范围的低速体,向北和向东逐渐表现为高速体,说明青藏高原的莫霍面深度较深,且向北和向东逐渐减薄。另外,三维剪切波速度结构显示祁连地块和甘孜地块中地壳存在大范围低速层,且由柴达木盆地东侧深部的低速层连接,该低速层可能是青藏高原物质北移的一个通道。      

对143年甘谷西7级地震史料的新见解

根据地震历史资料的考证分析,143年甘谷西地震可能由2次地震组成,其中陇西、汉阳(今甘谷)、武都三郡地震有感区为一次地震,称为南区;张掖、武威、北地(今吴忠)三郡地震有感区为另一次主震,称为北区。南区地震震中大致位于甘谷西,与原定震中位置大体相当,仍称为甘谷西地震,震级达714级左右,震中烈度约Ⅸ~Ⅹ度,发震构造为西秦岭北缘断裂带中段;北区的143年地震震中位于武威以东的腾格里沙漠边缘,震级达712级左右,震中烈度约Ⅹ度,推测其发震构造为祁连山-河西走廊活动断裂系东端的主干活动断裂之一。