辽宁地区Pb震相识别及康拉德界面研究

本研究采用2012-2019年辽宁地震台网记录的ML≥2.5地震波形资料,利用理论走时与实际波形特征相结合的方法,从114条地震记录中拾取到269条Pb震相进行分析,结果表明辽宁地区易识别的Pb震相的周期小于Pn,振幅介于Pn和Pg之间,波形呈尖锐的锯齿状.使用修正后的辽宁地区速度模型计算P波理论走时发现,当震源深度大于11km,震中距在80～120 km时,Pb作为初至震相到达;震源深度小于11 km时,辽宁地区Pb只作为续至震相到达.Pb的频带比Pn宽,高频能量比Pn强,频带宽度和高频能量与Pg比较接近.Pb的拟合速度为6.9082 km/s,反演获得康拉德界面平均深度为23 km.通过射线路径勾勒出康拉德界面分布,证明康拉德界面在辽宁地区及渤海湾北部横向连续.     

吉林松原5.8级震群震相特征

选取2013年松原5.8级震群23个M_S≥3.0地震事件,通过地震波的振动持续时间、速度、周期、振幅等,进行震相识别,综合分析发现:该区域土层较厚,且震源相对较浅,面波较发育,波列的振动持续时间较长;地震震相主要以Pn、Sn、Pg、Sg、PmP、SmS为主:其中PmP、SmS震相在震中距70—110 km范围内较易识别;Pn、Sn震相在震中距150 km以上可较清晰的识别,随着震中距增大,Sn震相在震中距350 km以上将不易识别。     

吉林松原5.8级震群震相特征

选取2013年松原5.8级震群23个M_S≥3.0地震事件,通过地震波的振动持续时间、速度、周期、振幅等,进行震相识别,综合分析发现：该区域土层较厚,且震源相对较浅,面波较发育,波列的振动持续时间较长;地震震相主要以Pn、Sn、Pg、Sg、PmP、SmS为主：其中PmP、SmS震相在震中距70—110 km范围内较易识别;Pn、Sn震相在震中距150 km以上可较清晰的识别,随着震中距增大,Sn震相在震中距350 km以上将不易识别。     

山西地区Pb震相记录特征研究

通过识别山西测震台网2016-2018年记录到的ML≥2.5地震事件波形Pb震相,获得山西地区不同震中距Pb震相的记录特征:山西地区Pb震相作为初至震相出现的最小震中距约80km左右,记录形态类似于正弦波,波形特征和Pn波相似,振幅比Pg波小,周期比Pg波大;Pb震相作为后续震相出现,一般呈锯齿状,处于Pn与Pg震相之间,周期较Pn与Pg波小,振幅稍大于Pn波,小于Pg波。通过识别Pb震相,采用在不同震中距范围内实测数据进行线性拟合的方法,得到其传播速度为6.815km/s。     

几种常用地方震相对天然地震震源深度测定的误差解析分析及数值对比

本文从误差解析公式及数值模拟计算两种途径讨论了利用常用地方震相Pg,Sg,PmP,Pn,sPL测定震源深度的误差问题,结果表明,两种途径获取的误差值相当。对于上地壳的地震而言,当直达波走时误差处于0.1 s的量级时,若要将误差控制在3 km左右,则应选用震中距为30 km以内的台站;当走时误差处于0.2 s的量级时,若要控制同等误差,则应选用震中距为20 km以内的台站;如果地震位于下地壳,震中距可适当放宽,然而当震中距更大或走时误差更大时,震源深度的误差则近乎成倍增长。PmP,Pn,sPL对上地壳的震源深度测定误差要小于下地壳,同时对误差的控制较好,不会随震中距的增大而快速增大,震中距处于90 km范围以内且走时误差小于0.1 s时的深度误差基本均能控制在3.5 km以内。此外,本文还通过“棋盘格”的方式定量地分析了速度扰动对走时的影响,并以首都圈地区台网布局为基础,分析了加入首波对震源深度测定的改善效果。这两项数值对比结果均表明,在2%的速度扰动下,只要下地壳和莫霍面的速度参数不同时出现过大或过小现象,加入首波后对震源深度的测定误差则基本能控制在3 km以内,且一致性明显地高于单独使用直达波。      

多种方法测定广东阳西3.7级地震震源深度

应用CAP和深度震相方法,对2018年3月20日发生在广东阳西的M3.7级地震震源深度进行了测定。首先通过CAP方法反演获得震源机制解,拟合最佳震源深度为12km。然后在震中距100km以内的近台识别出清晰的sPL和PmP、sPmP震相,利用频率-波数(F-K)方法,计算出深度震相在不同深度下的理论地震图,与实际观测波形对比测定震源深度为12km。再利用250~400km震中距范围内台站上识别出的sPn与Pn震相的走时差,测得震源深度12.6km。多种方法的研究结果一致,表明该地震震源深度为12km比较可靠。     

山西地区Pb震相识别及特征研究

针对山西地区Pb震相难以准确识别的现状,本文首先根据地壳速度模型计算了能够记录到Pb震相的震中距范围.然后针对Pb作为初至、后续震相分别提出了相应的识别方法:当Pb作为初至震相时周期大于Pg,振幅小于Pg,波性特征与Pn相似,可使用理论到时与波形特征相结合的方法识别;当Pb作为后续震相时,振幅和周期都不稳定、存在突变点,综合使用理论到时、波形特征和离散小波变换三种方法进行识别.最后,依照上述方法识别、标定了56个地震事件中的236个Pb震相,计算得出山西地区下地壳P波的速度为6.73 km/s,康拉德面的埋藏深度为21 km.     

单台sPL震相测定珊溪水库地震震源深度

稀疏台网下的传统走时定位难以确定中小地震的震源深度,而地震波深度震相蕴含着震源深度信息,为确定地震震源深度提供了新的途径。近震深度震相sPL和直达Pg波到时差与震源深度呈线性关系,可用以约束地震震源深度。本文以珊溪水库2014年震群事件为例,利用单台sPL震相测定了地震震源深度。结果表明:震源深度的测定结果与基于水库台网高密度台站下Pg和Sg走时定位Hyposat方法和全波形拟合CAP方法测定的震源深度高度一致,为4—6 km,与区域活动断层探测结果相符。sPL震相的优势震中距为30—50 km,区域台网范围内sPL与Pg的到时差与震源深度的线性关系相对固定,因此利用单台sPL震相即可快速获取可靠的地震震源深度,适用于稀疏台网下的中小地震震源深度的确定,且误差可控制在1—2 km范围内。      

河北地区Pb震相识别及康拉德界面分析

基于河北测震台网现用速度模型,利用走时方程计算得到河北地区Pb震相的盲区范围大致为70km左右,作为初至震相的起始震中距范围为90~120km,作为后续震相的起始震中距范围为135~150km;收集近年京津冀地区2.0级以上地震88条,根据Pb震相理论波形特征,以及理论波形与实际波形到时比对,最终识别到158个有效Pb震相,拟合速度为6.69km/s,康拉德界面埋深21km,并得到河北地区Pb震相实际波形特征,弥补了河北台网Pb震相空白;利用Pb震相的射线分布,分析认为康拉德界面在河北北部山区发育程度较好,南部次之,中部渤海湾盆地地区连续性最差。     

当涂地震站地方震Sc震相分析及康拉德面特征

2016年2月13日4时17分,芜湖市弋江区发生M_L 2.1地震,震中距43.75 km,震源深度8 km。当涂地震站记录的两水平向波形均出现3个明显震相,前面2个震相分别为Pg、Sg,在横波Sg震相之后又出现一个振幅较大的不明震相。通过分析,发现该不明震相为康拉德面上的反射波Sc。分析马鞍山测震台网记录的初动较清晰的6个Sc震例,对Sc走时和震中距进行拟合,得到康拉德面上方横波速度为3.59 km/s,康拉德面深度在20.35—23.85 km之间,与已知相关数值接近。     

上海及邻近地区Pb震相识别

收集2009年以来上海地区近震事件,并重新进行震相拾取。通过走时曲线、时频分析等识别震相的辅助手段,确认震相的可靠性。研究结果表明,上海地区地震的Pb波作为初至震相时,震中距约100 km;初至震相是Pb波时,地震波形类似于正弦波且周期较大。     

用能量累积法检测地震波雷达信号

将具有高度重复性的地震波雷达长时间向地壳内发射线性调频信号,经过地下介质的传播后到达地面,用地震仪器在监测点和检测点记录下来,通过分析数据来了解地壳速度结构及波速变化.线性调频信号是一种非平稳信号,它的频率随时间线性变化,有很好的能量聚集性,非常适合做时间-频率分析.本文用短时傅里叶变换对监测点的信号进行时间-频率分析,以检验地震波雷达发射信号的时间和频率是否和控制系统一致.通过WignerVille分布将地震波雷达发射的信号能量聚集在线性调频直线上,再用Hough变换累积聚集的能量形成波峰,按照线性调频直线的倾角提取波峰所在行,计算到时后构成地震波走时曲线图.用靠近本次实验地点的H-21剖面得到的地壳速度结构正演该测线的Pg、Sg、PmP和SmS的折合走时曲线,并与用能量累积法提取出的地震波走时曲线进行对比,分析结果表明:地震波雷达发射线性调频信号的时间和频率都符合控制要求,重复性高达99.9%以上,可以清晰地分辨出Pg、Sg震相,并且PmP和SmS震相可辨.     

The P-wave velocity structure of the lithosphere of the North China Craton——Results from the Wendeng-Alxa Left Banner deep seismic sounding profile

For the first time on the Chinese mainland, long-range wide-angle seismic reflection/refraction profiling technology has been applied to seismic wave phases from different depths and with different attributes within the various blocks of the North China Craton to characterize the structure of the crust and upper mantle lithosphere. By comparative analysis of the seismic wave phase characteristics in each block across a 1500-km-long east-west profile, we have identified conventional Pg, Pci, PmP and Pn phases in the crust, made a clear contrast between PL1 and PL2 waves belonging to two groups of lithospheric-scale phases, and produced a model of crust-mantle velocity structures and tectonic characteristics after one- and two-dimensional calculations and processing. The results show that the thickness of the crust and lithosphere gradually deepens from east to west along the profile. However, at the reflection/refraction interface, seismic waves in each group show obvious localized changes in each block. Also, the depth to the crystalline basement changes greatly, from as much as 7.8 km in the North China fault basin to only about 2 km beneath the Jiaodong Peninsula and Taihang-Lüliang area. The Moho morphology as a whole ranges from shallow in the east to deep in the west, with the deepest point in the Ordos Block at 47 km; in contrast, the North China Plain Block is uplifting. The L1 interface of the lithosphere is observed only to the west of Taihang Mountains, at a relatively slowly changing depth of about 80 km. The L2 interface varies from 75 to 160 km and shows a sharp deepening to the west of Taihang Mountains, forming a mutation belt.     

海南地区Pb震相的识别及康拉德面的确定

选取海南省地震台网2009年1月1日至2016年8月25日记录到的281次M_L≥2.0地震,利用PTD方法重新定位其震源深度,采用折合走时分析海南Pb震相,并对Pb震相的速度拟合进行佐证,进而确定海南岛Pb震相的存在。结果显示,从其中的52次地震事件中可识别出57个Pb震相,其相速度为6.68 km/s,在此基础上以地震波走时方程反演得到的海南地区康拉德面的平均深度为21 km。      

大容量气枪震源特征及地震波传播的震相分析

利用大容量气枪震源在陆上水库进行地震波激发试验,研究陆上水库环境下激发气枪震源所产生的地震波特征及传播距离. 试验结果表明,大容量气枪震源是具有丰富的10 Hz以下低频信号的低频震源,其激发的地震波具有传播距离远,穿透深度深的特点. 在185 km长的测线上均记录到了气枪信号,成功检测到Pg,Pc,P2,PmP和Pn等多组震相,并在此基础上对地下深地壳结构进行了一维速度结构正演,讨论了该区域壳幔过渡带的低速结构. 气枪震源还具有一般炸药震源不具有的特征,如长期定点重复激发和有效转换S波的优点,是陆上进行长炮检距深穿透地下结构研究的一种优良人工震源.