高频地震记录仪的研制

根据地震预报的需要,我们研制了一种高频地震记录仪。采用熏烟或墨水记录。仪器频带2～120Hz(-3db);总功耗约0.4瓦,重量24公斤。滚筒速度分二档:240mm/分、360mm/分(或120mm/分,240mm/分),在240mm/分速度时,仪器可连续记录12小时。 本仪器在云南省剑川、云龙和鹤庆等地,以及贵州六枝地区做过流动观测,并在昆明、昭通、易门和海口做过半年至一年以上的长期试用性观测。流动观测期间,记到不少零级以下的地震。有的地震卓越频率大于40周,震级<-1.7;根据估算,在频率100Hz时,可以观测到-3级左右的地震。长期流动和固定观测证明了仪器的稳定性、可靠性都是良好的。 试验观测表明:这种仪器对监测极微震活动、地声观测和研究断层的现代活动性都是一种有用的仪器。因为采取了可见记录,观测结果更直观,维修管理方便,适于流动观测。如果与慢速磁带机相结合,可使高频地震观测更为有效和完善。     

强震临震微波动现象初步研究(一)

利用宽频带数字地震记录资料,通过对汶川地震、玉树地震、青川地震等震例的反复对比研究,初步识别出可能存在的临震微波动。其特征表现为:(1)频谱范围较宽,优势频率集中在11~16Hz,频谱形态较为整齐;(2)在震前12~14天出现,有可能被震中距50km范围内的台站记录到;(3)可能具有方向性,其活动度变化显著的方位与发震断层、余震分布及震源位置较为一致。临震微波动可能与临震阶段震源区的预活动、微震动、微破裂或临震阶段相关活动构造微活动、微破裂、裂隙扩展等事件有关。     

2002年腾冲火山区微震观测

20 0 2年 6月 13日至 9月 13日腾冲火山区流动数字化地震台网记录了腾冲火山区及周边地区的 2 92次地震事件。对资料的初步分析表明 ,在本次观测期间 ,腾冲火山区南部地区火山地震活动仍然频繁 ,以微震为主。选用发生在火山区的 33个地震震源参数计算得出的拐角频率为 4 37～11 87Hz、应力降为 0 0 0 5～ 0 2 77MPa ,显示该区域尚属低应力分布区。S波湮灭图像的再次出现 ,充分表明在腾冲县城西南至热海的马鞍山火山、老龟坡火山一带有岩浆囊熔融体存在的可能 ,深度不超过 10km。文中还展示了台网记录到的S波湮灭、微破裂高频地震、波形特征类似火山颤动 (包络型事件 )的图像     

钻孔倾斜仪高频实验观测数据的初步分析

利用测震数采器对昌平台CZB钻孔倾斜仪开展了100次/秒的高频采集实验,记录到了可靠的观测资料,其中蕴含的地震信息也更加丰富。同时利用十三陵台测震资料与昌平台钻孔倾斜高频观测资料进行对比分析,结果表明:两种仪器都记录到了地震波响应,但由于频响特性差异,钻孔倾斜仪记录的地震波所对应的P波震相较弱;通过频谱分析估计钻孔倾斜仪的频响偏低频,其频率上限大致在0.1Hz以内;对于一个近地震事件,钻孔倾斜仪的响应表现出与测震仪完全不一样的形态,其低频响应明显优于高频响应;对于远震,随着震中距的增加,两者响应特性逐渐趋于一致。     

水力压裂微地震实验研究

微地震震源机制解包含储层及裂缝特征信息,对于地质力学建模和水力压裂储层评价都有十分重要意义.然而,目前微地震震源机制类型仍存在争议,该方面的基础实验仍需要进一步的研究.本文针对花岗岩和页岩两类岩石,开展了水力压裂微地震实验研究.在实验进行前,分析了实验条件和数据采集方式.根据实验室测定的岩石物性参数和各级检波器微震事件的P波初动信息等,利用射线追踪进行微震事件的反演定位.定位的结果同岩石CT扫描观测到的裂缝有较高吻合度.利用微震事件在各级检波器处的P波初动极性及检波器在岩石表面的位置信息,进行微地震事件的震源机制反演,得出了水力压裂实验下微地震震源机制以剪切型占优的结论.结合微地震事件定位结果,震源机制反演结果和岩石CT扫描裂缝结果等,进行对比和分析,得出了一些新的结论和认识,为今后的实际微地震监测裂缝解释提供指导意见.     

新疆乌恰2次5.1级地震加速度记录特征对比分析

分析新疆乌恰两次5.1级地震4个强震台的强震动记录,第1次地震4个台记录卓越频率在4.25 Hz-13.59 Hz;第2次地震4个台记录卓越频率为2.45 Hz-3.61 Hz.从谱比曲线可以看出,2次地震在同一观测场地的场地效应基本相似,基岩台场地效应在高频部分有明显放大作用,土层场地在高频部分有明显的减小作用.     

淮安地震台沙层应力仪器观测数据变化的特征分析

用小波变换和傅里叶变换的分析方法对2009年5月至2012年6月淮安沙层应力数据进行频谱分析.发现:淮安台沙层仪器所记录数据中含有多个频率成份,其中低频信号频率以1.157 4×10-5 Hz附近信号最强,在2.314 8×10-5 Hz附近次之,高频信号频率在0.25～0.45 Hz之间.低频信号反映在日、月等引潮力的作用下固体地球产生的周期性潮汐变化的地壳形变特征;高频信号更多的反映地壳应力变化特征.淮安沙层应力观测数值变化不仅与其他沙层应力台站有相同变化形态和一致的年变规律,还与地震活动有较好的对应关系.沙层应力数据变化能反映大地震从孕育到发生的完整过程,一般具有上升、平稳、下降、回升发震等几个阶段.     

琼中地震台连续重力变化特征

收集了2009年以来琼中地震台（以下简称琼中台）连续重力观测数据,经对原始数据进行突跳、台阶和删除错误数据等处理,计算分析了琼中台重力潮汐变化数据特征、M₂波潮汐因子变化特征和典型事件的观测数据频谱特征。结果表明,琼中台连续重力观测数据除包含了固体潮、零漂等长周期信号外,也记录到了地震和台风等高频信号。对于记录到的7.0级以上强震,地震信号的频率主要分布于0.3 Hz以内;台风引起的扰动信号则主要分布于0.1—0.4 Hz频带内。同时,2009年以来,琼中台连续重力原始数据及其M₂波潮汐因子无明显前兆异常。      

4．德国Hope矿区一个注水钾盐矿井的微震活动性

自１９８４年初开始，在Ｈｏｐｅ矿区的前钾盐矿井进行了微震观测。资料分析表明，盐水引人与微震开始活动存在着直接的时间关系。震源的空间分布表明微震活动又与注水面高度相关，震源大多出现在道路和矿下巷道附近。由地震图的频率范围估计，震源半径随相邻井孔的剖面大小变化，而且具有相似的特征。在早先被注过水的矿井段，却极少发生地震事件。同样，在水平面以下约６００ｍ的地区，实际上处于平静状态。     

我国早期的极微震观测试验

本文回顾了1971年地球物理研究所和山西地震队在国内首先开展极微震观测试验以及后来的发展情况,并提供了记录图例,证明了极微震仪确实能够观测到现有微震仪所观测不到的更微弱的地震,阐明了极微震观测的必要性和可能性,同时也介绍了近年来地球所研制的维持功耗很低、采用信号存贮延时、事件判别触发、脉宽调制盒式磁带记录极微震仪,以期促进该项研究的深入发展.     

2013年芦山MS7.0地震前南北地震带数字化水位、 水温高频信息异常特征及效能分析

数字化观测资料中含有丰富的高频异常信息, 这些高频信息中可能隐含着与地震有关的异常信号。 引入概率密度分布法对2013年4月20日芦山M_S7.0地震发生前南北地震带水位、 水温分钟值观测数据高频成分进行分析, 结果表明, 芦山M_S7.0地震前南北地震带共有17个测点、 19组数据出现高频异常信息, 其中水位5组、 水温14组, 高频异常多集中在四川南部构造带, 且随着时间进程发展, 异常幅值逐渐减小且异常出现向震中区迁移的特征。 通过应用Molchan图表法对提取的高频信息进行统计检验, 结果显示, 概率密度分布法提取的高频异常对地震具有较好的预测效果。 通过对震源区及附近区域大地构造演化、 前兆异常发展及地壳运动速度场等特征分析, 结果发现, 计算得到的地下流体高频异常空间分布特征与南北地震带地壳运动场具有很好的一致性, 表明利用概率密度分布法提取的高频异常与区域构造活动存在一定相关性, 同时也为前人关于对异常形成机理的研究提供了旁证。     

用小波变换能量线性度方法识别天然地震与爆破或塌方

为了提取天然地震和爆破或塌方记录波形在震源深度、震源尺度、震源破裂机制、地震波传播途径、地震波衰减等方面的差异特征信息,本对山东数字化台网记录的天然地震和爆破或塌方波形进行了小波多分辨率的能量线性度特征分析,提出了用小波变换能量线性度方法识别天然地震与爆破或塌方事件．结果表明：在精细结构小波分解信号“能量”线性度方面,天然地震主要集中在-2．0～1．0之间,爆破或塌方主要集中在2．0～3．4之间;在精细结构小波分解信号“能量”最大值对应的小波分解尺度方面,爆破或塌方主要集中在4～5,频段集中在0．7～3．1Hz之间,而天然地震主要集中在1～2,频段集中在6．25～25Hz之间．     

阿拉善左旗5.8级地震前地脉动信号特征分析

本文针对2015年4月15日发生在南北地震带北端的阿拉善左旗5.8级地震,利用乌海台、东升庙台、石嘴山台的连续数字地震波形资料,采用快速傅里叶变换对三个台站的2015年4月1日00时—4月15日23时波形数据进行分析,并持续跟踪0~0.25 Hz包络幅值极大值的变化形态。结果显示:(1)在5.8级地震前,震中附近的乌海地震台、东升庙地震台、石嘴山地震台记录的地震波形均出现频谱向低频偏移的现象;(2)三个台站出现低频异常的包络幅值极大值跟踪形态不一致,其中只有乌海台在震前出现明显的持续不稳定异常,异常持续时间约120h;(3)三个台站距离震中由近及远包络幅值极大值的跟踪形态差异明显。     

强震临震微波动现象初步研究(二)

为了验证和检验强震临震微波动现象及其主要特征,利用甘、青、川、滇、藏等区域台网200余个宽频带数字地震台站的波形资料,建立了实时监控技术系统。通过对2012~2014年间青藏块体发生的24次5级以上地震及部分无震区域台站观测的全程实时跟踪、动态监控,检验和验证了临震微波动现象的重现性和客观性,验证了临震微波动现象的频谱、时间、空间、方向性等特征,进一步得出了临震微波动现象可能与地震强度有关,且震级越大,震前出现持续临震微波动的可能性越大的结论。     

Coda-Q before and after the 1983 Misasa earthquake of M 6.2, Tottori Prefecture,Japan

To detect any temporal change in coda-Q associated with an earthquake of M 6.2, digitized data from analog magnetic records of microearthquakes for a small confined region just around its hypocenter have been processed, with special attention to measuring errors. The M 6.2 earthquake took place at the Misasa town, Tottori Prefecture, in southwest Japan with preceding anomalous seismicity changes. TheQ values were elevated 20% around three years before the M 6.2 event for frequencies of 5 to 20 Hz, and tended to decrease around two years before. Data with high quality show undulated temporal variation with a period of 5–6 years before the earthquake, which is correlated with the regional seismic activity. There is a possibility that the observedQ change stands for precursory effect of the medium-scale earthquake. The aftershock sequence also shows an undulated temporal variation ofQ with a period of 150 days for around 10Hz, correlating also with the seismic activity. The fracturing processes by numerous microearthquakes may be responsible for the attenuation property of randomly scattered seismic waves.     

汶川地震科学钻探3号井孔附近微震震源参数确定及其意义

基于微震监测仪器频带及波形记录的时频特征,我们筛选出汶川地震科学钻探3号井孔周围微震台阵2012年记录的218个t_s-t_p1 s的微震.通过盖戈法与和达法相结合确定微震震源的几何参数,发现这些微震分布大体呈NE-SW展布,与龙门山断裂带的走向基本一致.无论是采用《地震台站观测规范》中的量规函数(量规函数GF)还是李学政等(2003)的量规函数(量规函数LXZ),近震震级均与矩震级呈现出较好的线性关系,向震级小的一端延伸时都表现为M_LM_W,但采用李学政等的量规函数时该趋势更加明显.同时采用Brune和Boatwright震源谱衰减模型对观测震源谱的拟合表明拐角频率具有模型依赖性:基于Brune模型拟合得到的拐角频率大于基于Boatwright模型得到的拐角频率.无论基于哪一种模型,矩震级与拐角频率、破裂半径的对数线性关系均较弱,与应力降、视应力的对数则存在较好的线性关系.这些关系不支持应力降、折合能量、视应力为常数的观点,表明微震与大地震的震源物理过程存在差异.视应力与应力降成比例,比例系数小于0.5,表明破裂动力学模式符合SavageWood模式.近震震级与矩震级拟合关系Mw=a+bM_L中b的大小与应力降和地震矩的关系有关,△σ∝M_0~γ,则b=1/(1+γ),因此从b的大小可以粗略地判断应力降与地震矩的关系.本文对应于γ≈1的情况,与基于量规函数LXZ得到的近震震级与矩震级关系中系数b=0.53吻合,这说明仅从辐射能量的角度考虑量规函数LXZ较量规函数GF准确.     

水口水库诱发地震的微震前兆信息与趋势预测

福建水口水库地震是我国当前正在发生的一个大型水库诱发地震实例。针对水库地震序列中普遍含有大量微震的特点,探讨微震活动可能包含的前兆信息。研究发现,“微震相对频度”在水口水库地震趋势预测中具有明显的前兆性质,文中还介绍了“微震相对频度”作为一种前兆指标在该水库地震趋势预测实践中的应用效果,对“微震相对频度”的物理意义以及深入开展“微地震研究”的前景进行了讨论。     

三峡重点监视区构造地震与矿震时频谱特征分析

基于三峡数字遥测地震台网记录的数字化波形资料,利用谱图时频分析方法,研究了三峡地区构造地震和矿震波谱的时频特征,发现二者的时频谱特征存在着明显的差异:1)构造地震波主频高于矿震;2)构造地震波的频率成分比矿震丰富,能量密度频谱随频率轴展布较宽,前者带宽是后者的4倍;3)矿震能量强度的峰值在整个波列中出现的时间较构造地震早,且能量衰减较快