新疆北天山西段P波、S波衰减特征研究

针对2008年1月至2011年12月发生在新疆北天山西段的地震事件,分析新源、温泉和巴仑台3个台站记录到的波形资料,采取尾波归一化方法,计算出P、S波在多个频率点f的衰减系数Q-1P、Q-1S,利用最小二乘法拟合得到Q-1=Q0fη,得到该区域P波衰减系数和S波衰减系数。结果表明,新源研究区关于P波、S波的衰减指数为-0.982 1、-0.978 1;温泉研究区关于P波、S波的衰减指数为-1.049 7、-0.773 8;巴仑台研究区关于P波、S波的衰减指数为-0.870 0、-0.956 8。与中国云南地区关于P波、S波衰减结果相比,新源研究区域与云南的禄劝研究区地下介质衰减特性比较一致。     

腾冲火山区剪切波和尾波衰减初步研究

用云南腾冲火山地区观测的地震数字化记录进行了尾波和剪切波的衰减测量。用AkiandChouet和Sato单次散射模型获得 5 2秒和 18秒流逝时间尾波的品质因子分别为Qc (f) =5 7×f- 0 94和Qc (f) =2 6×f- 0 95 ,表明地壳上部和地壳上地幔的地震波衰减频率变化率一致。两者均未显示出活火山地区尾波衰减的异常特征。尾波掠过空间椭球的平均半轴 ,前者约为 80km ,大大超出了腾冲火山分布的地理范围 ,后者约为 30km ,在腾冲火山分布的地理范围之内。用尾波规一双台S波振幅比法进一步缩小所用地震波掠过的空间 ,最后获得了S波随频率的衰减有类似于前人报导的活火山地区尾波频率衰减的特征 :相对于低频 (1 5～ 6Hz) ,高频 (6～2 0Hz)的Q- 1s 变化很小。从地表位置看 ,腾冲最年青的全新世的马鞍山和老龟坡火山就在S波掠过范围内 ,打鹰山火山也在近旁。这一结果表明在这三座火山体之下存在低速高衰减体。火山或处于休眠状态 ,或在消亡过程之中。     

龙滩水库地区P波、S波和尾波衰减

利用发生在龙滩水库地区的144次ML≥1.0地震资料,研究了该地区地壳介质的衰减特征,并采用尾波归一化方法分别估算了P波、S波的品质因子QP和QS,用单次反散射模型计算了尾波品质因子QC．结果表明,该地区上述3个值与频率的依赖关系分别为QP（f）=（7.43±0.78）f(1.05±0.06),QS（f）=（13.08±3.20）f(1.76±0.15),QC（f）=（50.52±2.71）f(1.13±0.03),总体呈现低QO和高η值的特点．在所研究的频带范围1—16Hz内,QS／QP比值均大于1,表明该地区体波衰减中散射可能起着较大作用．QC与QS的比较结果表明,在小于8Hz时,QS＜QC;而大于8Hz时,则QS＞QC．这可能是由于介质的多次散射作用的结果．      

赣南地区P波、S波随频率衰减关系研究

利用发生在赣南地区的183次ML≥1.0地震资料,采用尾波归一化方法对寻乌、安远和龙南3个台站的P波、S波品质因子QP和QS值进行了计算,分析了该地区地壳介质的衰减特征。研究结果表明,寻乌(流逝时间35 s)和龙南台(流逝时间40 s)QP值较可靠且值相近,拟合平均值为QP(f)=(20.76+1.67)*f(1.03±0.04),寻乌台和安远台(流逝时间均为21 s)拟合平均值为QS(f)=(18.86+1.46)*f(0.84±0.04)。Q值总体呈现低Q0和高η值的特点,这是构造运动活跃地区的特征体现,也和该地区中强地震比较活跃的特征相符。     

宁夏地区Lg波衰减及场地响应特征

本文采用2008—2017年宁夏及邻区内15个数字地震台站记录的131次地震的波形资料,基于地震波衰减与场地响应联合反演方法,分析频率介于1—7 Hz之间的Lg波衰减及场地响应。采用2.2—3.6 km/s的速度窗截取了1 069条Lg波,计算得到Lg波各分量的地震波衰减品质因子Q（ f ）与频率f之间的关系。结果显示:Lg波垂直、东西及南北向各分量的Q₀分别为237.1,201.8及245.9;Q（ f ）对f的依赖性指数分别为0.44,0.52及0.44,该结果与全球其它地震活跃地区的相应研究结果相一致。对Q（ f ）在时间域的分析结果表明,研究时段内该地区地壳介质的衰减属性并未改变,15个台站的最大场地响应幅值不大于6。      

北天山地区S波非弹性衰减和场地效应研究

采用中小地震的数字观测资料,依据地震观测谱和震源谱、传播路径衰减因子及场地效应的关系式,在对场地效应约束的条件下,反演S波非弹性衰减和软基岩场地效应,确定研究区路径、 场地参数. 该方法确定的参数, 避免了台站地形效应的影响,真实地反映了研究区自由软基岩场地的地震效应和传播路径非弹性衰减的影响. 研究区的平均软基岩场地效应, 在2~4 Hz频率范围为1.5倍左右; S波品质因子为QS=278 f 0.346.这些参数可以直接用于研究区的地面运动随机模拟.      

唐山余震的尾波 Q 值研究r

利用唐山余震的数字化地震记录研究了唐山余震区的区域衰减特性,利用 Aki(1969)的单次散射理论,分析了滦县地区的尾波 Q 值及其随频率的变化.对于尾波的起始点,我们分别取1.5倍和2倍的 S 波到时进行了计算.两种取法都有强烈的 Q 值随频率的变化.在 Q=Q0(f/f0)的假定下,第一种情况 Q0分布在16-49之间,均值为28;值分布在1.04-1.51之间,均值为1.22.第二种情况 Q0在15——59之间,均值为34;值分布在0.96-1.43之间,均值为1.16.把第二种情况的关系绘入 Sato(1994)的 S 波和 S 尾波的 Q 值与频率的关系曲线中去,符合较好.通过比较不同作者在不同地区的结果,发现数据的离散不仅与所研究的地区有关,而且不同的尾波持续时间对结果亦有很大影响.我们发现低 Q0值对应于高值和较短的震中距,高 Q0值对应于低值和较长的震中距.这是 Q 值的深度依赖关系和频率依赖关系的综合效应.      

云南数字地震台站下方的S波速度结构研究

通过对云南数字地震台站的宽频带远震接收函数反演，获得了云南地区数字地震台站下方0-0km深度范围的S波速度结构.结果表明，云南地区地壳厚度变化剧烈，中甸、丽江等西北部地区，地壳厚度达62km左右，景洪、思茅和沧源等南部地区，地壳厚度仅为32-34km.厚地壳从西北部向东南方向伸展，厚度和范围逐渐减小，至通海一带地壳厚度减为42km，其形态和范围与小江断裂和元江断裂围成的川滇菱形块体相一致.地壳厚度较小的东、南部地区Moho面速度界面明显；在地壳厚度较大或变化剧烈的地区，Moho面大多表现为S波速度的高梯度带.云南地区S波速度结构具有很强的横向不均匀性.km深度以上，北部地区S波速度明显低于南部地区，在-20km深度范围内，北部地区的S波速度比南部地区高.地壳内部S波速度界面的连续性较差，低速层的深度和范围不一，近一半的台站下方不存在明显的低速层.受南部地区上地幔的影响，40-50km深度范围内，S波速度南部高、北部低，高速区随深度增加逐渐向北推移，低速异常区形态与川滇菱形块体的形态趋向一致.70-80km深度的上地幔速度分布与云南地区大震分布具有一定的相关性.     

西藏高原地壳上地幔P波和S波速度结构

利用西藏高原及其邻区150个地震,西藏台网、四川台网、世界标准台网及在西藏布设的流动台网的 P 波和 S 波观测资料,得出了该地区的地壳和上地幔的 P 波以及 S 波的速度模型:(1)地壳平均厚度70km,可分为明显的两层.上层厚16km,P 波速度5.55km/s,S 波3.25km/s;下层厚54km,P 波速度6.52km/s,S 波3.76km/s;(2)上地幔顶层 P 波速度7.97m/s,S 波4.55km/s.140km 处出现低速层,层厚约55——62km.低速层下的正速度梯度与地幔顶部盖层相差无几.      

包含Biot机制和分数阶黏弹性机制的波传播模型

含流体孔隙介质中的波能量耗散通常由多种力学机制造成.传统Biot理论中的能量耗散仅仅考虑了固流两相相对运动引起的摩擦耗散,无法准确预测波在孔隙介质中低频段出现的高频散与强衰减现象.为了建立一个能准确预测地震波频段高频散与强衰减现象的动力学模型,我们在Biot理论的基础上引入黏弹性机制,并利用分数阶导数刻画黏弹性本构关系,最终获得了一种新的孔隙介质波传播模型.与传统的Biot模型相比,新模型考虑了含流体孔隙介质中固体骨架的内耗散,对波能量耗散的刻画更为精准.通过数值算例,我们研究了分数阶导数的阶数参数对快P波和S波频散和衰减的影响,并通过来自不同地区且具有不同物理性质的几组流体饱和岩芯实验数据,对比研究了新模型的有效性.结果表明,文章提出的新模型能更准确地预测快P波和S波在低频段出现的高频散和强衰减现象.     

Frequency-dependent attenuation of P and S waves in Yunnan region

Introduction Attenuation parameter Q~(-1) is an important factor for understanding the physical mechanism of seismic wave attenuation in relation to the composition and physical condition of the Earth′s interior (Sato, 1992) and it is also an indispensable parameter for the quantitative prediction of strong ground motion from the viewpoint of engineering seismology. Hence numerous studies of Q~(-1) have been carried out worldwide by using different methods and concentrate on seismically acti…     

云南地区散射衰减、吸收衰减及尾波衰减的综合研究

利用云南省地震局遥测台网记录的地震波形资料,采用多流逝时间窗分析方法,得到了云南地区不同台站的散射衰减和吸收衰减,并通过单次散射模型得到了不同台站的尾波衰减.研究结果显示,云南地区的散射衰减、吸收衰减、总衰减和尾波衰减空间分布以金沙江—红河断裂带为界,均表现出西部低,东部高的特征.云南地区地震波衰减以吸收为主,2~4 Hz、4~8 Hz、8~16 Hz三个频带各台站的吸收衰减Q^－1_i均大于散射衰减Q^－1_c,1~2 Hz除个别台站的吸收衰减明显小于散射衰减,其它台站均大于或接近散射衰减.尾波衰减Q^－1_c在1~2 Hz稍大于吸收衰减而小于总衰减,在2~4 Hz、4~8 Hz、8~16 Hz与总衰减接近,个别台站大于总衰减Q^－1_t.云南地区散射衰减与频率的关系为Q^－1_s=0.0138f^－1.61,吸收衰减与频率的关系为Q^－1_i=0.0119f^－0.86,总衰减与频率的关系为Q^－1_t=0.0247f^－1.1,尾波衰减与频率的关系为Q^－1_c=0.0129f^－0.71.与世界其它地区相比,云南地区的散射衰减处于中等偏低的水平,吸收衰减处于中等偏高的水平.     

小江断裂带地震尾波Q_c值特征研究

利用小江断裂带及邻区10个数字地震台记录到的地震波形资料,采用Aki单次散射模型,计算了各台站半径60km范围内地震尾波Qc值,分别拟合得到10个台站的尾波Qc和η值,并用10个台站的平均结果得出了小江断裂带及邻区尾波Qc值与频率的关系。结果表明,小江断裂带及邻区总体上属低值Qc区;尾波Qc值空间差异较大,小江断裂带中段为低Qc值,明显低于北段和南段的Qc值。研究了尾波Qc值在时间上的变化与中强地震的关系。     

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.     

澜沧江流域水电工程地区的尾波衰减

利用围绕澜沧江水利水电枢纽工程地区的8个地震台记录到的数字化波形资料,根据尾波散射理论,以不同的中心频率研究了该地区的尾波衰减。结果显示：研究区尾波的Q0值在46～80之间,平均值为63;田值在0．66～0．94之间,平均值为0．79。与云南其它地区相比,研究区的Q0值比构造活动强烈地区的要高,属于中等构造活动地区;与世界上其它地区相比,研究区的尾波衰减不同于构造地震活动相对较弱的地区,而与构造地震活动频繁、强烈的地区较为接近,因此判断澜沧江流域及周边地区未来有发生中强地震的可能。另外,地震波衰减与断层的破碎程度有明显的依赖关系,地震波经过断层破碎带时,被强烈散射和吸收,Q0值明显降低,而且,不但近场的地震波衰减具有这种性质,远场的地震波衰减也同样具有这种特性。     

华北地区Lg尾波衰减研究--Lg尾波Q0地震成像

利用单台记录叠加频谱比法测量出的华北地区560余条单台传播路径上平均Lg尾波Q0值数据（Q0是1Hz的Q值）,采用随机褶积模型和奇异值分解法,重建该地区地壳中Q0的横向变化.结果表明,华北地区地壳中Lg尾波Q0值分布具有显著的横向不均匀性,这种不均匀性与地质构造明显相关,块隆区具有较高的Q0值,例如,燕山造山带、太行山块隆、鲁西隆起;华北平原区表现为低Q0值分布,例如冀中坳陷、黄骅坳陷、济阳坳陷,二者界限分明.结合研究区内的大地热值分布研究表明,低Q0值区大都处于高热流区,这可能是地壳内热物质的活动有关.虽然华北地区Lg尾波Q0值高、低分区明显,但是,从总体上应该属于低Q0值异常区,也就是说,该区的地壳是高地震波衰减区,这可能是该地区受太平洋板块和欧亚板块的相互作用而使地壳减薄,热物质上升造成的结果.     

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.     

云鹏水电站及其周围地震尾波Q_c值研究

利用云鹏水电站周边5个数字地震台站记录到的2000年1月至2008年12月间的108个地震的数字波形资料,采用Aki单次散射模型,计算了各台站周围423条地震记录的尾波Q0值。结果显示:云鹏水电站地区尾波的Qc值与频率的关系为Qc(f)=90.2f0.94。该地区的Q0值比云南其它构造活动强烈地区的要高,因此属于中等构造活动地区。云鹏水电站蓄水后弥勒台记录到的108个地震的尾波Q0值及分频Qc值有所下降,但下降幅度不大,表明水库蓄水对库区及其附近区域地下介质性质有所影响,但影响的程度有限。