福建测震台网单台震级偏差与台站场地响应关系的初步分析

利用福建测震台网2008年10月~2015年12月记录的每个事件至少有6个台站测算震级的3069个区域地震事件,进行单台震级与台网平均震级的偏差统计,获得了各台站的总的震级平均偏差为-0.31~0.68,并统计各台站测算震级所量取最大记录振幅相应的周期,获得优势周期为0.06~0.38s;通过Moya方法反演各测震台站的场地响应,获得98个台站对1~20Hz频带的场地响应,结果显示场地对某些频带信息有放大或抑制作用;通过比较Wood-Anderson地震仪摆固有0.8s周期所对应的场地响应、各台样本优势周期所对应场地响应的震级偏差与各台总的震级平均偏差,发现台站测算震级相应优势周期的场地响应的震级偏差与台站震级平均偏差有较好的线性关系,表明单台震级的偏差与测算震级所量取最大记录振幅相应的周期的场地响应有较大关系。     

浅源强震至浅源特大地震震级M_e的快速测定

提出了根据20°～90°距离范围之内的宽频带远震P波信号快速测定浅源地震能量震级Me的新程序。为了完成这项工作,我们根据地球参考模型AK135Q用数字模拟方法计算了不同周期的频谱振幅衰减函数。根据这些函数,我们校正了远震记录频谱的传播路径效应,计算了地震辐射能量Es和震级Me。我们用累积的P波窗模拟实时或近实时的程序,并用61个浅源地震进行验证。结果表明,我们的方法可在地震发震时刻后的7～15min内迅速可靠地测定出震级Me因此,这一程序适用于快速反应系统的实施。     

滇西实验场微震衰减与场地响应

本文使用滇西实验场区PDR—2数字化台网的77个微震(M_L<3)资料,分析了场区内的下关、洱源、邓川、双廊、乔后和漾濞6个台站的微震振幅谱。采用振幅谱频率比方法,研究区域衰减效应和局部场地响应。在一固定接收器场地条件下对不同距离不同方向的几十个地震,测量5Hz和20Hz谱振幅比,估计场区内地壳上部P波和S波的Q值。6个台站分别属于不同的构造背景,各台Qp和Qs值差异与局部区域构造差异强烈相关,在所研究的小区域范围内衰减机制和场地响应差异可分为三个条带状区域。6个台站的平均Qp为210,Qs为460。Qs≈2.2Qp,与Frankel估计的Qp≈Qs对比,表明地壳上部的衰减机制存在明显的地区性差异。场地响应的另一主要特征是谱的拐角频率,对于浅源微震拐角频率不是震源距和地震位置的函数,统计结果表明,各场地具有明显的优势拐角频率,它与局部场地构造差异相关。     

井下、地表地震计记录波形对比——以松原地震台为例

分析了相邻井下、地表地震计记录的背景噪声及近震、远震波形特征,以及相关的振幅谱及近震、远震接收函数波形特征。结果表明,井下地震计记录的背景噪声比地表地震计小1个数量级,其近震、远震波形记录较清晰、简洁;井下、地表地震计记录的远震振幅谱和径向接收函数具有较好的一致性,但背景噪声、近震振幅谱、近震接收函数、远震切向接收函数波形存在一定差异;由地表地震计得到的近震震级比井下地震计的大0.12,地表地震计到井下地震计之间的P波速度约为2 km/s。     

辽宁地区S波非弹性衰减Q值及台站场地响应研究

利用辽宁省地震台网2009~2014年所记录到的39个地震事件,震级为M_L3.2~4.6,研究了辽宁地区S波非弹性衰减Q值和台站的场地响应,得到辽宁地区的Q值和频率之间的关系Q(f)=552.7f~(0.2801)。说明辽宁地区处于Q值的中等范围,地震活动性相对较低;同时得到了32个台站的场地响应,大部分台站的场地响应基本在1附近,无明显的场地放大效应。     

鄂尔多斯地块地壳内S波衰减特征的研究

采用分布于鄂尔多斯地块及其周缘的32个地震台站记录到的19次地震事件共487条数字化波形记录, 利用遗传算法反演得到了整个鄂尔多斯地块地壳内S波的三段几何扩散参数、S波非弹性衰减Q值随频率变化的关系式、32个台站的场地响应以及19次地震的震源参数. 计算结果表明, 鄂尔多斯地块地壳内S波非弹性衰减在1 Hz处的Q值比地质构造活跃地区的结果要大得多. 32个地震台站的场地响应在高频部分除个别台站外基本没有表现出明显的放大效应,但在低频区间部分台站之间有一定的差异. 19次地震事件的地震矩对数值与震级ML有很好的线性关系.      

对P波衍射波Pdif震相记录范围的讨论

通过１６年（１９８０－１９９５年）中国地震台网对极远震记录资料分析后的结论是：Ｐ波衍射波Ｐｄｉｆ在中国台网的记录上震中距范围可达到１００°－１５８°附近，最低震级可在５．６级；佘山台的记录范围比全国台网窄些，而且对地区的灵敏度较大。结论说明我国地震台网对Ｐｄｉｆ震相的记录范围比理论值广，亦对台站速报和台站测震分析起一定作用。     

用Lg波资料反演场地效应与地震波衰减参数

基于谱比法,以台站记录地震波频谱为观测数据,通过扣除仪器响应及几何扩散后同一地震不同台站记录谱比,扣除震源方向性、 震源因子的影响,在此基础上,建立数学模型通过联合反演求解场地效应及地震波衰减参数. 以浙江省地震台网台站记录的台湾地震数字化地震波资料为基础,使用地震波记录中的Lg波, 评估浙江省台网丘陵地带基岩台站场地效应, 计算穿越台湾海峡较单一路径Lg波衰减参数. 研究使用20次发生于2002——2005年、 震级在MS5.0~6.7之间的台湾东北部较小区域地震, 参与评估台站16个, 地震波记录960条. 地震波处理频段为0.5～10.0 Hz, 每间隔0.2 Hz计算一次,对应于垂直、 东西及南北分量获得的衰减参数, 数据结果分别为:gamma;(f )=0.001 75f 0.43485, gamma;(f )=0.001 45f 0.48467, gamma;(f )=0.0021f 0.41241. 庆元台(QIY)在1.5 Hz以上放大效应非常明显,宁波台(NIB)在大部分频率点场地效应最小,参与评估台站场地效应各分向基本相当,未表现出方向性特征.      

基于场地响应和量规函数对唐山5.1级地震的震级校正

利用2010年以来河北省测震台网记录到的654个M_L≥2.5地震波形数据,使用Moya方法联合反演计算震源谱及各台站场地响应。河北省测震台网实时接收168个台站数据,最终反演得到151个测震台站场地响应结果。结果显示,频率1～20Hz内各台站均存在不同程度的场地放大效应,随着频率的变化,各类基岩台的场地响应变化较为复杂。位于第四系沉积类的台站场地响应在低频段1～8Hz内放大效应显著,在高频段8～20Hz内呈现快速衰减趋势。选取2017年以来河北省测震台网记录的M_L≥2.0地震数据,对各台站单台震级与台网平均震级进行对比统计、分析,最终得出代表河北地区的地方性震级M_L新量规函数。针对2020年7月12日河北唐山5.1级地震,利用本文得到的台站场地响应结果对震级偏大且有放大作用的台站进行放大作用消除,再分别用现用地方性震级M_L量规函数和河北地区地方性震级M_L新量规函数对单台震级进行重新计算,结果显示震级偏差均有所减小。     

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。     

川滇及周边地区地壳横波衰减的成像研究

利用由149个台站记录的中国地震年报、四川和云南区域地震台网观测报告的5897个近震的27530条横波振幅与周期资料，反演得到川滇地区及周边的地壳衰减Q0值（频率为1 Hz时的Q值）空间分布图像、台站的场地响应以及由于介质衰减不同造成的震级偏差.结果表明，川滇及周边地区的地壳横波衰减Q0值在200～600范围内变化，平均值为400，横向变化显著.在川西-滇西北-保山地区、云贵交界-昆明-思茅地区以及海原-祁连、汾渭和东昆仑等活动块体边界带的Q0值明显较低，这些地区地震和构造活动相对活跃；而构造相对稳定的四川盆地、马尔康块体、桂西滇东断块以及鄂尔多斯、秦岭-大别等地区的Q0值则明显较高.此外，川滇地区大多数台站的场地响应都在1附近，仅有少数增益或衰减较大，达到2倍左右，且其分布无明显规律性.该区观测报告给出的大多数地震震级偏差不大于03，但也有少数震级偏差达04，其分布与介质品质因子Q0值分布相关，说明震级测定可能受地壳介质衰减横向变化的影响.     

最大振幅面波在兰州台的运动学特征

在震中距大于数百公里的地震记录图上,特别是远震记录图上,常可以看到一连串长周期大振幅的面波波列,其中尤以最大振幅面波令人注意,通常被用来测定面波震级。自1924年Guten-berg.B首先提出用面波频散特性来研究地壳结构以来,许多人已用面波做了大量重要工作。本文用兰州台近年来记录到的348个地震的最大面波资料研究其走时特征和频散特征。并试图建立起一个在大震速报中可以用来估算震中距的Lm-p表,即最大面波的到时和震中距的关系式。旨在帮助提高大震速报的速度和精度。     

福建地区的非弹性衰减和台站场地响应研究

福建台网共建有88个速度型观测台站,利用这些台站记录的50个地震波形资料,用Atkinson方法反演了福建地区的非弹性衰减,其非弹性衰减Q(f)=483.6f~(0.352),这与福建地区构造活动较为稳定,介质的均匀程度相对较高,对频率的依赖较少的理论相符.用Moya方法计算台站的场地响应,大部分台站在1~2附近波动,说明其台基良好;部分台站在高频部分出现放大效应,说明台基存在一定的风化;部分台站则在高频出现衰减,说明台基存在一定的松软沉积层.经过本文的研究,为下一步福建台网产出地震的震源参数建立数据基础,丰富了福建台网的数据服务内容.对震级校正、台站场地选点及评价、地震工程和灾害评估有一定的参考意义.     

东北地区地震波Q值非均匀成象的初步探讨

本文首先证明了远震面波,近震Lg波震级起算函数和地震波吸收特征时间t及地壳品质因数Q值之间具有一定的联系,从而可利用面波及Lg波振幅周期资料进行Q值成象。其次,作为实验,利用1481条地震面波射线资料反演了东北和华北交界某区域(北纬35°—44°,东经115°—124°)内地壳品质因数Q值的空间分布。初步看,结果具有一定的地球物理意义。最后,论述了应用Lg波资料反演松辽地台地壳品质因数Q值的必要性和可能性。     

远震S波前驱震相的成因

本文叙述了远震S波极化为P波的问题,这种前驱震相一般被认为是在地震台站下面由SV波转换成P波的。GEOSCOP台网在震中距45°-90°的范围内给出了周期10秒左右的宽频带字记录资料。根据这些记录,被极化成P波类型的S波前驱震相不能解释为台站下面的转换震相。这些前驱震相被认为是由于S波在地壳内传播时,在自由面内转换和散射而形成的。在散射区内S波的视速度是7km/s。这意味着要在大陆地壳内转换成波长较长的P波。显然在形成10秒左右的中长周期远地震波场过程中,是S到P和P到P的散射起了重要作用。但也不排除在台站下面岩石圈内S波向P波转换的可能性。值得注意的是有时候散射波会被错误地当作转换波。     

单台定位的精度和不确定性

为履行全面禁止核试验条约(CTBT)而进行的地震监测,需测定3级或更小地震事件的位置和(或)震源深度;只有很少的地震台站能经常记录到这样的地震事件, 并用常规走时方法测定它们的位置。本研究的主要目的是用单台三分向地震仪的信号进行定位和深度测定。用波形相关方法估算震源深度,主要依赖所用地壳模型的精度。我们用模拟退火全球搜索算法(SORVEC)变式的接收函数方法给出地壳模型。通过一系列综合模拟试验, 正试图测定该方法对震源机制、震源深度和数据频谱的灵敏度,以及在模拟近震震相时由远震接收函数产生的摸型的实用性。重要的问题是这些方法是否通过接收函数来确定,它用高入射角的远震信号作为输入,在区域范围内对模拟地震震源记录给出合理的依据。该试验描述了该地区用SORVEC提供的模型进行的综合测定,本质上类似于真实地震信号,使得SORVEC模型不像真实模型那么复杂。我们继续研究测定事件与台站方位角最合适的方法,主要用单台三分向记录到的震级在3．0和4．5之间的近震事件。因为许多这样的事件没有高信噪比的清晰震相,利用窄时间窗测定方位角始终是不可行的。我们用P与Sn的时间窗获得更加可靠的结果, 包含P和P与Sv两者之间的能量转换。当前,我们分两步测定事件与台站的方位角; 首先,我们只用水平向来测定事件与台站间180°的方位角;然后,用垂直向和旋转的水平向信号分析测定正确的方向。即使对震级较小没有突出P震相的记录,初步结果显示测定的事件与台站间的方位角误差大约为10°或更小。此外,统计分析的不确定性近似等于观测误差。     

IASPEI新标准宽频带震级m_B

1935年Richter提出了地方震震级ML,10年后Gutenberg（1945a,1945b,1945c）建议将震级概念扩展到在远震距离上测量体波和面波的最大振幅,从而第一次使得有可能在全球尺度上可比较地估计地震的大小（Gutenberg and Richter,1949,1954）。另外,体波允许对各种深度的地震测量震级。最初,测定的远震震级大多在6级以上,这些地震都是在中～长周期位移记录图上记录的,地震仪的上拐角周期在10～20s左右（Kanamori,1988）。相应地,     

川滇及周边地区地壳横波衰减的成像研究

利用由149个台站记录的中国地震年报、四川和云南区域地震台网观测报告的5897个近震的27530条横波振幅与周期资料，反演得到川滇地区及周边的地壳衰减Q0值（频率为1 Hz时的Q值）空间分布图像、台站的场地响应以及由于介质衰减不同造成的震级偏差.结果表明，川滇及周边地区的地壳横波衰减Q0值在200～600范围内变化，平均值为400，横向变化显著.在川西-滇西北-保山地区、云贵交界-昆明-思茅地区以及海原-祁连、汾渭和东昆仑等活动块体边界带的Q0值明显较低，这些地区地震和构造活动相对活跃；而构造相对稳定的四川盆地、马尔康块体、桂西滇东断块以及鄂尔多斯、秦岭-大别等地区的Q0值则明显较高.此外，川滇地区大多数台站的场地响应都在1附近，仅有少数增益或衰减较大，达到2倍左右，且其分布无明显规律性.该区观测报告给出的大多数地震震级偏差不大于03，但也有少数震级偏差达04，其分布与介质品质因子Q0值分布相关，说明震级测定可能受地壳介质衰减横向变化的影响.     

中国东北及周边地区地壳横波衰减的成像研究

利用146个台站记录的中国地震年报及黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古四省地震台网观测报告的6371个近震46652条横波振幅与周期资料,采用二维层析成像方法反演东北地区地壳介质品质因子Q₀空间分布图像.在绝大部分研究区都可达到2°×2°的分辨率.结果表明,东北及周边地区地壳介质品质因子Q₀平均值为323,其Q₀值分布及其所揭示的衰减变化特征与研究区的地表构造具有明显的相关性,如华北平原、松辽盆地和海拉尔平原等沉积层较厚的区域通常呈现为低Q₀值;而燕山、太行、兴蒙褶皱带等沉积层薄或基岩出露的区域则呈现为相对高的Q₀值.整个东北地区呈现高低衰减带相间分布.     

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.