利用纵、横波的拐角频率比值和位移谱零频极限比值计算波速比——以芦山M_S7.0地震序列为例

使用区域固定台网数字地震记录资料,计算2013年4月20日四川芦山MS7.0地震余震序列的震源谱参数,通过纵、横波的拐角频率比值和纵、横波位移谱零频极限比值计算波速比。结果显示:1拐角频率比值得到的波速比平均值约为1.27,零频极限比值得到的波速比平均值约为1.67,零频极限比值得到的结果更接近泊松介质的波速比1.73;2两种方法得到的波速比变化趋势基本一致:在主震后均处于较低异常水平,最后一个MS5.4余震后,波速比回返升高;3零频极限比值得到的波速比异常形态较明显,在3个MS5.4余震前都呈现出"降低-回返"的过程,在回返之后发生最大余震;4在数据处理过程中,是否对介质做非弹性衰减校正对两种方法的结果影响不大;5单台波速比与多台波速比的变化趋势基本一致。     

利用纵、横波震源谱参数计算“波速比”——以岷县M_s6.6地震为例

正中强地震前波速比会出现下降,之后回升到一定程度发生主震。传统测定波速比依据走数据,得到的波速比是各台站至震源传播路径范围内的平均值,反映的不完全是震源处介变化引起的波速比异常。纵、横波拐角频率比值与波速比有关,其随时间的变化可间接反孕震区介质物理性质随时间的相对变化,同时S波和P波的零频极限比值正比于纵、横波     

新丰江ML4.9级地震序列的波谱分析

对广东数字遥测地震台网记录到的新丰江ＭＬ４．９级地震及前后小地震的波形资料作了频谱分析,结果表明,主震前,新丰江地区小震的纵、横波位移谱的拐角频率比值ｆｃ（Ｐ）／ｆｃ（Ｓ）为１．５１左右;主震后下降到１．３左右;新丰江地区小震的纵、横波位移谱的拐角频率比的统计平均值为１．４１。同时还测定了前、余震系列的应力降、地震矩、震源尺度及平均位错等震源参数。     

用波谱分析方法研究雅江6.0级地震前后的波速变化

利用成都区域数字化地震台网记录的雅江地震序列的波形资料,使用波谱分析方法,通过纵、横波的零频谱值的比值得到了雅江地震序列前及余震的纵、横波速比。结果表明,雅江地震序列纵、横波速比在主震前后存在不同变化,不同台站求得的波速比变化过程也存在明显差异。     

云南剑川近场横波特征及其与构造的关系

通过对1982年7月3日云南剑川Ms5．4级地震的余震震群近场记录的研究，为该地区存在横波分裂现象及上部地壳存在裂隙各向异性提供了直接的证据．剑川地区地震记录波形复杂，纵、横波视周期差异较大．横波快波偏振主要集中在NE45°和NW55°两个方向．7月20日ML4．8级强余震前后横波快波偏振取向变化显著，各台横波偏振方向震前彼此相对独立；震后整体上趋于有序．前者反映了地震发生前由于震源区应力集中在附近空间形成的应力分布的差异；后者显示出地震发生后由于震源区集中应力的释放带来的上述应力差异在一定空间范围的解除．该结果表明震源附近地区地震横波分裂特征不仅携带着地震处于相对平静期应力场的静态信息，而且也携带着地震发生前后应力场时、空动态变化的重要信息．文中还讨论了剑川地区构造对S波分裂的影响．     

2010年玉树7.1级地震震源区横波分裂的变化特征

本文对2010年玉树M_s7.1级地震序列的横波分裂的时空变化现象进行了研究.通过在横波窗内S波质点运动图的分析,从位于甘孜-玉树断裂带台站的地震记录中提取了S波分裂的快波偏振方向和快慢波之间的时间延迟.断裂带上3个台站的S波分裂的结果显示了NEE向快波偏振方向,与区域内最大主压应力方向基本一致.观测到了快、慢波到时延迟的趋势性变化,空间上,位于震源区甘孜-玉树断裂带的北支断裂上L6304和YUS台的到时延迟大于位于南支断裂上的L6303的结果,同时YUS台的到时延迟又大于L6304台的;时间上,YUS台的到时延迟在主震后迅速增大,持续一段时间后又减小.横波分裂现象主要由台站下方岩层中随应力分布排列的微裂隙控制,本文结果揭示了主震和余震过程中区域应力场的变化,玉树地震主震区的应力在主震后得到了释放,地壳应力向东南转移,导致了YUS台的到时延迟大于L6304台的;玉树地震的发震断裂是甘孜-玉树断裂的北支断裂,而南支断裂对其影响较小;YUS台附近的地壳应力在主震后得到了增强,随着余震活动导致的应力释放,后期应力减小.     

新丰江6.1级水库地震前后的波速比变化

广东省新丰江水库区于1962年3月19日发生6.1级地震。本文分析了1961年以来十四年间,特别是主震前后纵、横波速比V_p/V_s的变化过程。结果表明:波速比V_p/V_s在主震前出现了明显的负异常,总异常时间约为十一个月,于震前一个半月返回正常值,在主震震源附近的深水峡谷区异常幅度最大,异常时间和空间范围比一般构造地震的要小.后期几次强余震前也有异常变化。虚波速度在主震前存在某些异常特征。上述波速比的变化可以用扩容模式较好地解释。 波速比值是由两个台站的记录得到的。对虚波速度的计算采用了联合地震参数的方法。     

2017年九寨沟MS7.0地震震源区横波分裂变化特征

对2017年九寨沟M_S7.0地震序列的横波分裂的时空变化特征进行了分析.通过横波窗内S波质点运动图的分析,从九寨沟地震震源区各个地震台站的近震横波记录中提取了横波分裂的快波偏振方向和慢波延迟时间.观测结果显示,震源区各台站的上地壳各向异性在空间上存在分区特征,时间上有随时间的趋势性变化特征.空间上,位于震源区北部余震区内的3个台站中,发震断层东面的台站L5112和L5111只有一个突出的快波偏振优势方向（NNE向）,而西面的L6202台有两个快波偏振优势方向（除了NNE向,还有一个近EW向）,体现了余震区剧烈调整的地壳应力和构造复杂断裂的综合作用;余震区外的3个台站中,震源区东部靠近塔藏断裂（东）附近的JZG台的快波偏振优势方向为NW向,与塔藏断裂（东）的走向一致,南部的台站L5110和L5113的快波偏振优势方向为近EW向,与区域主压应力方向一致;余震区内各台站的平均慢波延迟时间大于余震区外各台站,反映了九寨沟地震孕育过程中余震区的应力积累强于其周边区域.时间上,快波偏振方向在主震后前期离散度较大,随着时间的推移,离散度在后期有逐渐变小的趋势;慢波延迟时间在主震后较大,但随着时间的推移,也表现出逐渐减小,趋于稳定.横波分裂随时间逐渐减小和趋于稳定的变化特征反映了九寨沟地震在孕震中积累的应力,随着主震和余震的发生而导致的应力释放和调整,应力大小和调整幅度逐渐减小,后期趋于稳定.     

利用重庆地震台网P波记录测定MWP震级

选取2010-2016年重庆地震台网记录的M_S>3.0地震,对P波进行波谱分析,得到P波零频极限值、地震矩及拐角周期,拟合得到拐角周期与重庆地震台网M_S的关系、P波零频极限值与重庆地震台网M_S的关系,利用P波地震矩计算矩震级M_WP,分析M_WP与M_S的差异。结果显示,当M_S ≤ 4.0时,M_WP > M_S;当M_S > 4.0时,M_WP < M_S,对得到的震级计算关系式检验发现,P波矩震级及通过零频极限计算得到的震级与重庆地震台网M_S较为接近,而通过拐角周期计算得到的震级与M_S相差较大。     

共和地震前后中小地震的波谱变化

利用ＣＤＳＮ兰州台的短周期（ＳＰ）地震记录资料,对１９９０年４月２６日青海共和７．０级地震前后发生在该地区的３５个前,余震作了波谱分析工作。结果表明,主震前,共和地区小地震的纵,横波位移谱的拐角频率比值ｆｃ（Ｐ）／ｆｃ（Ｓ）为１．８左右。主震后,拐角频率比下降到１．３左右,１９９５年以后,拐角频率比值又上升到１．５左右,拐角频率比值有可能成为监测孕震区内应力状态变化的测振学指标。     

岫岩5.4级地震前后拐角频率比的变化特征

本文在利用多台研究1999年11月29日和2000年1月12日发生在辽宁岫岩Ms5.4级和5.1级地震前拐角频率比随时间变化的基础上,对岫岩、营口、苏家屯、丹东、宽甸、北镇、新民单台记录的纵横波拐角频率比fcp/fcs做了比较详细的波谱分析。结果表明:在震中距小于200 km以内的不同方向的台站,记录到的地震波拐角频率比值在5.4级前和后均出现不同程度的异常显示,能够捕捉到一些带有短临性质的信息,不过,距震中较远的台站,地震波拐角频率比值在震前异常不如近台明显,表明不同距离的台站,记录的地震拐角频率比值存在着差异。     

地震科普中易被误解的几个地震学概念问题

解读了地震科普中易被误解的一些地震学概念问题:①地震来了,真的是纵波(P波)先到,感觉上下振动,然后横波(S波)到,感觉左右或前后水平方向振动吗?②震级是按地震波能量分级来刻画地震大小的吗?③地震波能量就是地震释放的总能量吗?④宏、微观地震参数有时为什么相差那么大?是误差问题,还是参数定义就有差异?⑤汶川地震地震动衰减的方向性那么强,成都市区遭受破坏相对较轻的主要原因是什么?     

基于散度和旋度纵横波分离方法的改进

纵、横波的分离是多波多分量地震资料处理中很重要的一步,其分离结果直接影响到后续数据处理的质量.各向同性介质中纵波为无旋场,横波为无散场,因此可以在频率-波数域利用散度和旋度算子对地震记录进行纵、横波分离,但是此处理过程必须知道地表处的纵、横波速度.本文给出了一种估算地表纵、横波速度的方法,可以在纵、横波速度值未知的情况下,将其估算出来.针对弹性波场进行散度和旋度运算时,纵、横波的相位和振幅比发生改变的问题,本文给出了相位和纵、横波振幅比的校正方法.     

利用祁连山主动源资料研究2016年门源6.4级地震前后波速变化

采用叠加、互相关、插值拟合等方法对祁连山气枪主动源台网数据进行处理,针对2016年1月21日青海门源6.4级地震前后气枪激发地震P波、S波震相的走时变化特征进行了分析,结果表明,地震前约6个月时,震中附近3个台站的相对走时出现下降变化（走时减少）,至震前约3个月时低值异常恢复正常,之后再次出现走时下降变化,地震即发生于走时变化恢复过程中。S波走时变化最大下降幅度达18ms,震后走时变化逐渐恢复正常,且3个台站变化趋势较为一致,其中,距震中最近的台站的S波走时变化最明显（ZDY38台）,较远台站的走时变化幅度较小,其变化特征与震源区位置有关。走时缩短意味着速度增加,可能与区域应力积累间存在一定的关系。     

门源地区地壳三维体波速度结构及地震重定位研究

本文使用甘肃、青海数字地震台网及中国地震科学探测台阵记录到的门源地区地震的P波和S波到时资料,应用双差层析成像方法联合反演了该地区的地壳三维速度结构和震源位置参数.结合地质构造背景,研究了门源M_S6.4地震孕育发生的深部介质环境及该地区速度结构与地震活动性之间的关系.结果表明：反演之后地震的走时残差均方根显著降低,重定位后的地震在垂直方向上呈现出与断层位置有关的条带状分布.门源地区地壳速度结构存在明显的不均匀性,浅层P波和S波速度结构与地表地质构造及地形特征密切相关.研究区内地震活动性与地壳速度结构具有很强的对应关系,地震主要分布在高速异常区域及其边缘.门源M_S6.4地震震中附近的P波和S波速度结构表现出明显的高速异常,且在震源区下方存在P波低速层,这种特殊的构造条件可能是导致此次地震发生的重要原因.     

陆上纵波源VSP资料中的纯横波

常规陆上VSP(Vertical Seismic Profiling)勘探普遍采用纵波震源激发,三分量检波器接收,主要利用的是纵波和转换横波信息。已有的研究表明,炸药震源在井下激发、可控震源在地面垂向振动,均会产生较强的纯纵波和一定强度的纯横波;泊松比差别较大的分界面有利于形成较强的透射转换横波。本文通过对激发形成的纯横波和下行转换形成的横波进行对比分析,认为纯横波的主频往往低于纯纵波的主频,而下行转换横波的主频通常接近纵波的主频。本文分别对两个陆上纵波源零偏和非零偏VSP资料进行分析,结果表明这些资料中普遍存在纯横波,只是横波的强弱存在不同程度的变化。利用纵波源零偏VSP资料,可以获得横波速度信。最后对VSP纵波和横波联合应用前景进行了分析,应该充分利用纵波源VSP资料中的横波信息。     

POISSON'S RATIO VARIATIONS OF CRUSTAL MEDIA BEFORE AND AFTER XINYUAN-HEJING MS6.6 EARTHQUAKE IN 2012

We analyzed the variation characteristics of Poisson's ratio in crustal media from January 2009 to December 2012 at 11 fixed seismic stations(for station SCH, it is from January 2006 to December 2012)within an epicenter distance of 200km of the Xinyuan-Hejing M_S6.6 earthquake in Xinjiang on June 30, 2012 using the methods of P wave receiver functions, H-κ stacking of receiver functions, and time sliding window, and obtained the following conclusions: (1)The crustal media's Poisson ratio of five stations in an epicenter distance less than 130km showed a significant and long-lasting decline about 2~3 years before Xinyuan-Hejing M_S6.6 earthquake. Taking the crustal Poisson ratio mean value as reference, the decrease ranges between 0.003 and 0.014, the decrease in 4 stations are more than twice the mean error. The variations of the Poisson's ratio in crust are characterized by "V" shape or "double V" shape. Earthquakes occur at the end of the formation of "V" shape. After the occurrence of earthquakes, the Poisson's ratio continues to rise. The earliest initial fall appeared in July 2009 at WUS station which has the minimum epicentral distance(77km). The Poisson ratio of the crustal media of 6 stations with epicentral distance more than 150km fluctuated up and down around the mean value, and there is no significant decline or persistent low value. (2)We analyzed the arrival-time variations of the quasi-repetitive receiver functions Ps converted wave(t_Ps)of the 3 stations WUS, SCH and XNY and found that the travel times of Ps converted waves became smaller in the crust before the earthquake and increased after the earthquake. (3)Through the comprehensive analysis on the descending process, decline ranges, variations process, duration of Poisson' ratio, the Ps converted waves arrival time variations, the original time of earthquake, and the number of stations, it is inferred that the cause for Poisson's ratio anomalous variations is the change of physical properties of crustal media in the process of earthquake preparation and occurrence. Since the variation characteristics of crustal media may be related to the earthquake magnitude, the size of seismogenic area, the medium properties under stations, and the focal distance, whether the medium variation characteristics exist before and after Xinyuan-Hejing M_S6.6 earthquake will need more earthquake cases analyses. (4)The H-κ stacking of receiver functions is used to calculate the velocity ratio. Because P-wave velocity is given, this method can only be applied when the Ps converted wave velocity of Moho surface of receiver functions changes before an earthquake. With the application of receiver functions to the analysis of more earthquake cases, we can gain more insights into the variation of crustal medium parameters during the seismogenic process. This observation indicates that the receiver function method may become a new approach to detect the Poisson's ratio change of the crustal media before strong earthquake under the condition of high seismic network density.     

岷县漳县M_S6.6地震震源区地壳速度结构特征初步研究

利用距离2013年岷县漳县地震最近的固定台站岷县台2008-2009年的远震接收函数,确定了该地震震源区及临近区域的地壳厚度和波速比。结果表明:岷县台下方地壳速度结构的横向非均匀性较强,各方位接收函数差异较大,特别是震源区与临近区域存在明显的差别。临近区域的中下地壳存在明显的低速层,而震源区中下地壳中存在明显的高速区;且震源区地壳平均波速比为1.76,上地壳的波速比仅为1.62。据此推断:震源区是坚硬的上地壳覆盖在较软的中下地壳之上,岷县漳县地震破裂有可能是下地壳流的活动导致上地壳的破裂。     

陕北塌陷记录的区域特征研究

选取陕西省境内2011—2018年震级为M_L2.7—3.1的18个天然地震事件的287条记录和2013—2018年上述震级范围的20个陕北塌陷事件的185条记录,从时间域、频率域及时频域进行分析对比,总结出陕北塌陷记录区别于天然地震事件的特征:① 在时间域,就P波初动而言,塌陷的P波初动弱而平缓,只有极少数台的垂直向P波初动方向清晰,而天然地震的P波初动强而尖锐,垂直向P波初动方向清晰,有象限分布的特征;在体波特征方面,塌陷的体波周期要比天然地震的大;面波发育是塌陷区别于天然地震最显著的特征之一,即使震中距很小,塌陷记录依然有明显的短周期面波Rg波发育;在震中距＜50 km时,塌陷的振幅比A_S/A_P值要远远大于天然地震,且随着震中距的增大,A_S/A_P值变小并与相同震中距下天然地震的A_S/A_P值相近;相同震级,塌陷比天然地震尾波持续时间长,能量衰减慢。② 在频率域,塌陷的频率域较窄,主要为低频信号,集中在0—3 Hz内;天然地震的频率域较宽,低频信号较少;定义频带内频谱的方差与均值的比值为频谱变异系数α,塌陷的频谱变异系数α整体高于天然地震的。在震中距200 km范围内,塌陷的拐角频率f_c较天然地震小,集中在1—3 Hz,天然地震的拐角频率f_c在3—15 Hz均有分布。③ 从时频谱的对比可见,塌陷的主要频率成份为低频面波,而天然地震频率成份最丰富的为横波波段。      

A Study on the Seismic Velocity Changes before and after the 2016 MS6.4 Menyuan Earthquake Using the Active Source Data in the Qilian Mountain

The Qilian Mountain active source network data was processed using the methods of stacking, cross-correlation and interpolation, and the airgun travel time variation characteristics of P and S waves around the January 21, 2016 M_S6.4 Menyua, Qinghai earthquake. The results show that about 6 months before the earthquake, the relative travel time of three stations near the epicenter showed a declined change (travel time decrease), and such a change of low value anomaly was recovered about 3 months before the earthquake. The travel time decrease then appeared again, and the earthquake occurred during the recovery process. The maximum decrease of the S-wave travel time was 18ms, and the change in travel time returned to normal after the earthquake. The variation trend of the 3 stations is consistent, including the S-wave travel time change of station ZDY38, which is nearest to the epicenter and changed obviously, and the variation range of the travel time is smaller at the stations afar. This variation pattern is related to the position of the seismic source. The shorter travel time means the velocity increase, which may be related to the regional stress accumulation.