地壳介质破裂的尺度理论在研究山丹-民乐 6.1级地震的地震学前兆特征中的应用

介绍了Allegre的地壳介质破裂的尺度理论和根据该理论建立一种预测地震发生时间方法的可能性. 作为震例研究了甘肃山丹——民乐6.1级地震的地震学前兆（地震空间相关长度和尾波Qc值）特征. 结果表明,地震空间相关长度和尾波Qc值在震前都呈增长趋势,用幂次率关系拟合了这两种参数的上升变化形态. 这为利用地震空间相关长度和尾波Q值的监测资料建立一种预测地震发生时间的方法和找到预测指标打下了基础.      

2003年岷县5.5级地震地震学前兆特征及预报意义

研究了2003年甘肃岷县5.5级地震的地震学前兆的变化特征,显示尾波Qc值和地震空间相关长度在震前都呈增长趋势,用幂次率关系对这种变化进行了拟合。结果为利用尾波Q值和地震空间相关长度的监测资料建立预测地震发生时间的方法和指标打下了基础。     

基于单次散射模型的近震尾波Q值计算软件的研制

介绍了一套基于Aki单次散射模型在Visual C++6.0平台上开发的近震尾波Q值计算程序,并应用于2005年11月26日九江—瑞昌5.7级地震余震序列的分析。本软件的研制成功,使地震近震尾波Q值计算常规化成为可能。     

大柴旦地震序列尾波衰减Q值变化特征研究

利用大柴旦数字地震台记录的2008年6.3级和2009年6.4级的数字地震资料,系统地分析了大柴旦地震序列尾波Q值随时间的变化,着重分析了尾波Q值在强震前的短期变化特征.结果表明,Q值在大震前后有较明显的变化,基本趋势是震前Q值增高,震后降低.     

北京1990年大海坨山地震尾波Q－1sup>随时间的变化

利用中国数字地震台网(CDSN)北京台记录, 计算了北京地区1987年1月至1991年8月近90个地方震尾波Q－1,研究了大海坨山5.4级地震前后尾波Q－1随时间的变化和与该区地震活动性的关系。结果表明, 在频率1-16HZ、尾波持续时间10-60S内, 尾波Q－1在该期间出现明显的时间变化, 且与该区地震活动有关。在地震前后, 主震区的尾波Q－1值显示出震前低震后高, 而在外部区域则为震前高震后低。同时发现, 尾波Q－1与频率的幂函数关系式Q－1=Q(f/f0)-中的幂次数及相当于频率1Hz时的品质因素Q0也随时间而变。实测结果表明, 三个分向的尾波Q－1在各频率上随时间的变化表现并不一致。      

基于Aki、Sato模型的阿克陶M_S6.7地震尾波Q值特征研究

利用新疆地震台网吉根单台所记录的阿克陶M_S6.7地震发生前后的数字地震波形资料,采用Aki、Sato等两种单次散射模型,系统地研究了该次地震序列尾波Q值随时间的变化,分析了尾波Q值在强震前后的变化特征。两种模型拟合Q_C与对应频率之间的关系表达式为Q_C=110.5±35.37f1.192±0.235,Q_C=60.85±14.78f0.975±0.088,阿克陶地震序列计算得到Aki和Sato模型的Q_C值都相对较低,该地区是以高η值、低Q_C为特征的构造活跃区。根据2012年1月至2017年1月吉根台记录的数字波形尾波Q值时序进程特征表明,地震序列前的Q_C值的变化特征为上升—下降—持续—发震的趋势。     

云南地区尾波衰减及其与地震前兆的关系

本文用38个遍布云南地区的短周期地震台站的地震仪器记录的160多个区域地震的尾波观测资料,详细研究了云南地区尾波衰减的某些特征,给出了全省地壳尾波Q分布图。在考虑Q值与频率相点的情况下,发现频率相关值η在地震活动频繁的地区比较高,而在相对平静的地区比较低。从尾波Q值的空间分布来看,滇西北地区最低,在70—180之间,东部地区最高,约300—400左右,云南地区总的趋势是自西向东Q值逐渐增高。根据这些研究结果,讨论了尾波衰减的某些特征与地震活动前兆关系的理论基础,把尾波Q值作为地震前兆的可能性研究是具有实际意义的。     

上海及邻区尾波Q值研究

选取2011年1月~2012年12月上海台网数据库中记录的37次ML≥2.0地震的数字地震波资料,利用单次散射的Aki模型,计算上海及邻区尾波Q值,拟合Q值对频率的依赖关系,结果为Q(f)=(176.2±87.26)·f0.898 4±0.290 8。与国内其他区域相比,本区域Q值偏大,对频率依赖性低。结合上海及邻区地质特征及同期小震空间分布特点,将研究区域划分为以下4个小震密集区:苏中沿海区域、南黄海区域、苏州—东海区域、宁波—舟山区域,分区进行Q值统计分析,表明尾波Q值数据能够较好地反映该区域地震活动性。     

宁夏中北部区域尾波Qem>值特性研究

在前人研究的基础上,本文在进行近震尾波Q值研究时,提出了用采样深度反应流逝时间对Q值影响的方法,同时对地震尾波的频率和采样深度依赖特性进行了探讨．通过对宁夏银川遥测台网数字化记录的分析表明:地震尾波Q值不仅对频率有着强烈的依赖性,对采样深度的依赖性也不可忽视;通常地震尾波Q值依赖特性公式Q＝Q0 f 0 中的参数Q0和n与采样深度关系密切,当采样深度增加时,Q0明显升高,n则降低,并可用线性关系进行拟合．本文对此特征进行了解释．因地震尾波产生机制比较复杂,此特征是否普遍存在,尚待更多的研究证实．      

北京及其周围地区尾波Ｑ值分布特征的研究c

使用北京遥测台网数字化记录资料，根据尾波的单次散射模型，采用在频率域里求尾波能量谱密度的方法，并且按固定时间窗分别计算Q值，处理了1989和1990年两年中20个台站69个地震的数据，研究了北京地区尾波Q值随空间、频率和延续时间的不同以及这些不同的Q值随时间的变化．结果表明，尾波Q值与时间窗的取定以及频率的变化表现出较强的依赖关系．假定QC=Q0f时，对应于15——30、30——60、60——90 s三个时间窗，Q0的平均值分别为48，115和217，的平均值分别为0.89，0.91和0.74．同时，本文为北京地区尾波Q值的日常检测提供了基础的软件．      

应用Sato、Aki模型对比分析内蒙古东北地区尾波Q值

选取2016年3月—2019年6月内蒙古地震监测台网记录的925条内蒙古东北部及邻近地区地震数据,从中挑选133次M_L≥2.0且记录清晰、信噪比较高的地震事件,利用Sato模型、Aki模型,分别计算该区域地震尾波平均Q值,并拟合得到Q值对频率的依赖关系,其中：(1)Sato模型：Q_C(f)=(64.11±29.15)f~((0.8914±0.0772));(2)Aki模型：Q_C(f)=(258.4±65)f~((0.6815±0.1435))。结果表明,利用2种模型计算的该区域地震尾波Q值分布具有一致性,且Q值与依赖指数η成反比关系,分析认为,尾波Q值高低分布与地震活动性及地质构造有关。     

黏声方程Q值反射波反演

地震波在非弹性介质中的衰减效应常用品质因子Q度量.相对准确的Q模型对提高强衰减介质中地震波成像的质量至关重要.本文提出了黏声介质反射波形反演(QRWI)方法来重建地下宏观Q模型.在缺乏大偏移距和低频地震数据时,该方法以黏声波方程为波场传播引擎,利用反射波核函数对模型中深部的敏感性去提取背景Q值.当速度高、低波数成分均已知时,基于波形拟合的QRWI可以获得较高分辨率的反演结果.由于地下介质速度的高波数扰动很难准确估计,本文通过引入峰值频移目标函数,极大地降低了QRWI对速度高波数成分的依赖.理论合成数据实验结果表明,本文方法反演得到的宏观Q模型可以满足衰减补偿逆时偏移成像的要求.     

Lg波Q值随震源深度的变化作为地壳本征衰减深度的判据

Lg波的Q_Lg值是描述区域地壳结构及介质衰减特性的重要参数之一,Q_Lg层析成像被广泛应用于地壳衰减结构横向不均匀性的研究中.但是,对Q_Lg在垂直方向上的不均匀性的研究较少.当发现一个地区发生Q_Lg值低时,我们希望进一步了解这种介质衰减深度.本文通过数值模拟合成地震图的方法,通过分析不同震源深度和介质模型计算Q_Lg,判断Lg波发生主要衰减的深度.研究结果显示：（1）当震源深度浅时,上地壳介质衰减对于Lg波Q值的影响明显比下地壳的影响更大.而震源深度深时,两者贡献基本相当;（2）如果上地壳介质衰减强,则随着震源深度的增加,η值逐渐减小;如果下地壳介质衰减强,η值先增大后减小;但如果下地壳存在低速层,则η值持续增大;（3）如果上地壳介质衰减强,则随着震源深度的增加,Q₀逐渐增大;反之如果下地壳介质衰减强,则Q₀逐渐减小.因此,我们可以通过调查某一区域不同深度地震的Lg波衰减规律,来判断这一地区的地壳介质衰减情况.     

江苏射阳地区地震尾波Q_c值特征

选取2009—2018年江苏省射阳地震台200 km范围内M_L≥2.0地震波形资料,基于Sato单次散射模型,计算该区域S波尾波Q_c值,并探求其时间变化特征。采用相同方法计算盐城、灌云地震台地震波形资料尾波Q_c值,并将3个地震台的计算结果进行对比。结果表明:射阳地区是江苏省尾波Q_0低值区域,Q_c值随频率的变化关系为Q_c(f)=33.7±3.4f ~(1.16±0.04);在2016年10月20日射阳M_(L )4.8地震前,射阳地区尾波Q_c值有增大现象,Q_c值变化特征表现为上升—下降—上升—发震;盐城、射阳、灌云地震台所记录地震的尾波Q_c值在震前均出现明显的高值异常变化。     

五大连池火山区地震体波Q值特征

基于五大连池火山区域地方震资料,选取信噪比高、定位准确且震中位于火山区域的39个地震,根据地震波传播的三段几何衰减模型,使用地震记录位移谱,去除仪器响应、背景噪声,反演求取各频点f的S波Q值,拟合获得火山区体波Q值与f的关系为Q（f）=221.7f^0.452,计算得到老黑山、火烧山附近区域Q值与f的关系为Q（f）=152f^0.600,与国内外其他区域体波Q值进行对比,并结合火山区地质构造活动,分析五大连池火山区体波Q值特征。     

海南岛介质非弹性衰减及场地响应反演

利用海南数字地震台网18个地震台274条波形资料,运用遗传算法反演海南岛非弹性衰减系数及台站场地响应,计算得到海南岛非弹性衰减Q值随频率f的关系为Q（f）=343.7f^0.42,说明海南岛适中Q值区域,地壳相对稳定。18个地表台站的场地响应场与频率有关,其中：7个台站的场地响应接近1,平稳变化;2个台站在高频部分衰减;7个台站的场地响应小于1,变化平稳; 2个台站低频部分场地响应接近1,高频部分放大。     

基于Sato模型的内蒙古东北部地区尾波Q值

基于Sato模型,采用2016年3月至2018年6月内蒙古东北部及临近地区发生的526次地震事件,挑选M_L ≥ 2.0、记录清晰且信噪比较高的102次地震事件,拟合得到内蒙古东北部地区尾波Q值,得到Q_C（f）=（64.74 ±29.09）f^{（0.8925 ±0.0765）};Q值与依赖指数η成反比,且该区北部Q值偏高,南部Q值偏低,可能与地质构造及地震活动性有关。     

基于多射线联合反演的速度无关叠前地震数据Q值估计

描述地震波衰减特征的品质因子Q对地震数据处理和油藏描述非常重要,在地震勘探领域,Q值一般通过垂直地震剖面(VSP)数据或地面地震数据得到.由于叠前地面地震数据具有复杂的射线路径且存在噪声、调谐干涉效应等影响,从叠前地震数据中准确估计Q值相对困难.本文以地震波射线传播为基础,根据同相轴局部斜率和射线参数的映射关系,将多射线波形频谱同时带入谱比法联合反演估计Q值,提出了基于多射线联合反演的速度无关叠前Q值估计方法.该方法通过局部斜率属性避开了速度对Q值估计的影响,局部斜率携带地震波传播的速度信息,具有相同局部斜率的地震反射波具有相同的传播射线参数.同相轴局部斜率是地震数据域的属性,而速度是模型域的参数,在估计Q值中采用数据域的属性参数可以直接应用于数据的联合反演,而不需要通过速度对其做进一步的转化,从而提高了Q值估计的精度.同时,本方法采用预测映射(predictive mapping)技术将非零炮检距反射信息映射到零炮检距处,从而获得零偏移距走时对应的Q值.模拟和实际算例验证了本文方法的有效性.     

基于三段衰减模型的体波Q值软件研制

基于地震波传播的三段几何衰减模型,在Matlab平台下开发体波Q值求解计算程序。该程序直接读取地震sac数据记录、仪器参数文件,根据仪器参数文件生成仪器幅频响应,对地震S波数据记录实现去仪器响应、去噪声后,得到其位移幅度谱,对多个台站地震记录位移谱进行反演,求取体波Q值。该软件实现以上算法的系列流程,并利用相关控件优化使用者的数据处理过程,操作简单方便,同时根据地震实时产出Q值,有助于分析震前、震后区域Q值变化,积累地震预报经验。     

常Q滞弹性介质地震波动数值模拟——时域本构优化逼近

在地震波动模拟中计入常Q滞弹性阻尼,可有效降低模拟波形的误差.就时域有限差分和有限元模拟而言,常基于广义标准线性体建立阻尼介质的时域本构逼近.广义标准线性体由若干标准线性体并联得到,增加标准线性体个数能有效提高模拟精度,但计算量及计算存储将成倍增长.目前尚未有普适的标准线性体个数优化取值方案.本文基于广义标准线性体参数的非线性优化拟合方法,详细分析了时域本构逼近误差的影响因素,清楚揭示了逼近误差仅取决于频带宽度,与频带上下限取值无关这一特性,阐明了构建具有普适性标准线性体个数优化取值方案的可行性.论证了波形模拟精度主要取决于波传播距离与模拟波长的比值以及标准线性体的个数取值.综合考虑上述两个控制因素,结合在波动正反演问题中广为采纳的波形时频误差衡量准则,对不同Q值介质给出了标准线性体个数优化取值表.进一步,本文提出采用不同个数标准线性体以近似不同Q值的阻尼介质时域本构,解决了以往波动数值模拟中统一采用相同个数标准线性体而导致的计算量及计算存储浪费或模拟精度低下等问题,并基于数值实验验证了这一方法的精度.本文工作对推进滞弹性介质波动数值模拟及其在全波形反演问题中的应用具有理论价值和实践意义.