用球面调和函数拟合地震波Q值空间分布收敛性的研究

本文从球面调和多项式的数学理论方面研究了用球函数拟合地慢地震波Q 值空间分布方法的收敛性的问题。运用一种逼近的球面多项式的误差公式,证明用球谐函数拟合地幔地震波Q 值空间分布的方法是收敛性的;也提出从地震P 波的振幅A 和周期T 拟合、反演地幔范围P 波品质因数空间分布的误差Qer 与P 波(A、T)的观测数目N 的增加,Qer 的减少来予以验证。     

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。     

用CT技术反演面波Q值空间分布及其研究前景(英文)

本文运用CT技术反演地壳面波品质因数Q值空间分布,采用在医学上X—CT技术中的卷积反投影方法,引用 Radon 变换反演和图像重建方法来拟合地壳面波 Q 值的空间分布。由600次地震实际的2200条地震波射线的面波振幅、周期资料,进行实际地壳 Q 值反演,首先获得四川盆地附近:北纬26°—34°,东经103°—112°范围的面波 Q 值分布,作出该区 Q=210-255的等值线图,其平均 Q 值为225,在四川盆地中部面波 Q 值偏高,这可能与该盆地中部沉积物介质比较均匀,非弹性成分较少有关。然后以上述经纬度范围的四川盆地为基地,将面波扫描的方框分别向北、向南、向西、向东移动各2度,再做四次 Q 值成像,取其中间重迭部位,计算 Q 值的平均值及其残差,得每经纬度为半度的像素中观测误差的空间分布图。求得该范围的平均误差为8%。进一步将平面范围地震面波 Q 值成象扩大成球面上的投影成像:系将上述单框 Q 值图像沿经纬度方向各移动2度进行叠加,使若干个平面小单框复盖在预想的球面上的大区域上,除去边缘部分之外,在该范围的经纬度网上都叠加有一个以上的 Q 值数据,通过计算每个网点上的平均 Q 值及其标准误差的等值线,可获得球面上大范围的 Q 值成象图。得到了7×7框范围内的面波 Q 值分布图。本文探讨了 Q值成像在改进面波震级标度和解释地震震级的路径校正值以及为地震监测预报服务的研究前景。     

论用球谐函数拟合地幔地震波品质因数Q值空间分布

本文引用S.J.Duda所导出的吸收特征时间t~*与震中距离△的关系,由地震台网观测的地震波振幅A和周期T,求得观测的t_0~*,及t_0~*～△的关系函数,用以拟合不同周期范围地震波品质因数Q 值随深度的分布Q(h),从而计算理论的t~*,再由t~*的残差δt~*与δQ 的关系参照A.M.Dzjewonskj 拟合地幔地震波速度三维分布的方法运用球谐函数的关系拟合地幔地震波品质因数Q 值的三维空间分布。     

将平面范围地震面波Q值成象扩大成球面上投影的试验

本文将医学上常用的卷积反投影法转用于面波品质因数 Q 值空间分布的扫描反演,在前文中已应用于反演四川及其附近地区而波 Q 值的空间分布,由台站记录的面波振幅、周期等数据,通过计算每条射线的吸收特征时间,利用卷积反投影法反演出 Q 值的空间分布,为了求得在较大范围内面波 Q 值空间分布,就要使反演区域能够覆盖更为广阔的面积。文中叙述了如何将扫描单框进行移动和叠加,使得较大的球面区域的 Q 值分布能够由较小单框的平面 Q 值分布值,经过移动和叠加,直至所有参加反演的平面小单框都能覆盖住预想的球面大区域,除去边缘部分之外。在经纬度网上都有一个以上 Q 值数据,通过计算每个点上的平均 Q 值和均方误差,可以获得大区域中的平均面波 Q 值分布及其均方误差的等值线.经过进一步的加权处理,获得效果较好的 Q 值分布结果。     

用代数重建法反演地震面波品质因数Q值空间分布

本文用代数重建（简称ＡＲＴ）法，反演面波的品质因数Ｑ值分布；作了模型正演计算求得吸收特征时间ｔ＾＊，接着用这些ｔ＾＊求反演的Ｑ值分布作比较，求出Ｑ值的相对误差的空间分布在６－８％，说明这种方法用于Ｑ值反演的正确性。用中国地震台网观测报告中振幅和周期，对１９６６年以后的５１８个地震事件，共３０００多条射线，基于Ｓ．Ｊ．Ｄｕｄａ提出的由震级起算函数的方法，计算每一条射线的ｔ＾＊，然后对中国中部地区，取     

实际观测地震面波品质因数Q值空间分布的反演方法

本文引用在医疗CT技术中行之有效的卷积反投影作图象重建的方法,移植到地震学中来,根据面波射线理论,由面波振幅周期的观测数据计算出每一条面波射线的吸收特征时间t°,对当前所选定的一个确定区域北纬26°—34°,东经105°—114°范围选取面波射线扫描数据然后按射线方位角分为9组,每组又按射线距离中心座标30°N,109°.5E点的距离延拓为正负方向9组,运用Radon逆变换的卷积反投影法得到上述地区地壳内面波Q值的二维非均匀的分布图象。     

地震面波品质因数Q值的模拟反演及误差估算

本文基于地震面波的射线理论,引入Radon变换和卷积反投影,先由假设的地壳面波品质因数Q值为椭园分布的模型,由正演方法计算若干组面波吸收特征t~*,然后基于这组t~*,用x-CT技术上常用的卷积反投影方法计算该处附近的Q值空间分布,并将这两组Q值分布进行比较,求得面波Q值拟合反演的误差在10%左右.     

地幔面波与地球内部的Q值研究

用地震波(特别是长周期地震波,如地震面波、自由振荡波等)的传播特征来研究地球内部的Q值分布是全面深入了解地球介质的物理性质的有效方法之一,本文讨论各类地震波所表达的Q值的不同含义及相互关系、Q值模型、地幔面波的物理频散与Q值的关系等问题。     

新疆伽师地震区三维Qem>值结构

利用中国地震局地球物理勘探中心1998年在伽师地震区记录的天然地震资料，通过地震记录波形资料的衰减来反演伽师地震区地壳介质的三维Ｓ波Q值结构，并初步了解该地震区内地壳深部断层的大致形态．首先，对精选的450多次地震记录的Ｓ波求出其振幅谱，称为观测振幅谱；然后，假设震源符合布伦圆盘位错模式，在对仪器和场地效应校正之后，用非线性阻尼最小二乘法对理论振幅谱和观测振幅谱进行拟合，从而得到观测吸收特征时间；最后，利用三维射线追踪方法，对理论吸收特征时间与观测吸收特征时间进行非线性阻尼最小二乘拟合．在拟合过程中，速度模型保持不变．速度模型是通过三维走时层析成像得到的，只修改Q值模型，当拟合达到给定精度后，便得到最终的Q值模型．结果表明，在10～18ｋｍ 的深度范围内，存在一个北东向的低Q值条带；在12～18ｋｍ 的深度范围内，存在一个北西向的低Q值条带．这与他人所做的北东向、北西向的两个低速条带较接近．不同的是，低Q值条带深度范围比低速带的更大一些．      

唐山地震余震的震源参数及地壳介质的品质因数

由P波初动半周期和初动振幅测定了唐山地震余震区小地震的震源参数和介质的品质因数Q。唐山、丰南附近,应力降较低,约2巴。从这两地向东北、西南应力降逐渐增高到34巴。讨论了余震的发生与Q值分布的关系。      

利用地方震、远震走时和面波数据联合反演日本俯冲带P波和S波层析成像

通过最新收集的大量高质量的地方震和远震事件的到时数据进行联合反演,我们确定了日本俯冲带约700km深度的P波和S波速度层析成像。我们还使用远震瑞利波的振幅和相速度,确定了日本及其附近海域下方20~150s周期基阶瑞利波的二维相速度图像。研究区精细三维S波层析成像可通过地方震和远震事件的S波到时,及瑞利波相速度数据进行联合反演得到。我们的反演结果揭示:一维原始速度模型中,俯冲太平洋板块和菲律宾海板块呈现明显的高速区。在板块上方的地幔楔和太平洋板块下方的地幔中存在显著的低速异常。俯冲板块和周围地幔之间速度有明显的差异,表明温度、水含量和/或部分熔融程度有显著的横向变化。地幔楔低速异常是由板块脱水作用和地幔楔拐角流造成。在日本东北太平洋板块下方显示片状的低速区,这可能反映了地幔深部热上涌以及地幔柱软流圈的俯冲作用。我们的结果表明不同的地震数据联合反演,对于得到地壳和地幔可靠的层析成像图像是非常有效和重要的。     

基于环境噪声的地幔间断面体波成像研究

地震环境噪声互相关广泛用于地球岩石层的高分辨率面波成像。对在地球内部传播的地震体波进行类似观测将为我们打开一扇了解地球深部的窗口。本文介绍了如何利用地幔过渡带的顶部(410km)和底部(660km)间断面反射的P波噪声互相关来观测该地幔过渡带。数据表明,不利用震源也可绘制地幔过渡带高分辨率图像。     

昆仑山断层围陷波的分析和研究

对2001年昆仑山口西Ms81级地震产生的断层带，布设了沿断层和横跨断层的两条人工地震测线.通过对观测资料的定量分析和处理，求得了昆仑山断层带内部的细结构.分析工作包括从S波震相开始的振幅谱计算、速度频散计算、群速度测量，并用面波频散方法反演S波速度结构，用振幅谱比的方法估计断层带的Q值.野外试验结果表明，S波震相与围陷波组的时间差随炮点与台站之间距离增大而增加，在断层带外的测点上观测到与断层带相关的场地效应.最后得出昆仑山断层带宽度为250m、速度结构为断层内低速的分层结构和Q值为15（断层内）和30（围岩）.虽然昆仑山口西地震的震级比美国加州Landers地震的震级（Ms76）大，且地震产生的破裂带长度长得多，但是这两个地震断层带的宽度却相差不大.     

青藏高原东部地区的面波Q值

本文根据青藏高原东部地区的4条射线上5次地震的记录资料,利用两台间测定面波介质品质因数的方法,测得了瑞利波的Q_R值。 结果表明:此区是大陆地壳中一个十分突出的低Q值区域。在7～51秒周期范围,Q_R值为31-376;在短周期范围（T≤15秒）,Q_R值约为140-380,其离散度大;在长周期范围（T≥40秒）,Q_R值约为30-40。实测Q_R值与MM8模型的理论值比较接近。 这种低Q值的分布特点,反映了地震面波在青藏高原东部地区衰减强烈,这不仅在于地壳上部构造中差异显著,引起了较强的散射作用;还在于地壳内及至岩石层底部可能存在局部熔融区域,吸收了弹性波的能量。上述各种现象与板块间的碰撞可能有关系。     

零偏移距VSP资料层Q反演及其应用研究(英文)

地层品质因子Q的可用于地震资料高分辨率处理,而从VSP资料下行直达波更容易获取准确的地层品质因子。通过对零偏移距VSP资料的监控子波和下行初至波的频谱进行综合分析,仿照Ricker子波频谱的表达式,本文提出了震源子波频谱新的表达式。在震源子波频谱新的表达式基础上,我们介绍了改进的频谱拟合法和改进的谱比法的层Q值反演方法及相应的处理流程。基于本文提出的层Q值反演方法,利用实际的零偏移距VSP资料的下行直达波,反演稳定的层Q值,并用于零偏移距VSP资料及井旁地面地震资料的反Q滤波振幅补偿处理,提高了地震资料的分辨率。     

用井间地震探测法研究干热岩地热区的地下断裂系统

本文研究了应用井间(cross hole)地震探测的方法来圈定地下断裂系统的位置和规模,推导了井中震源发射的P波和S波的辐射图象。在相对均匀的花岗岩中进行的试验表明:所推导的关系式足以描述置于充满流体的井中的爆炸源及声传感器二者的辐射图象。利用上述有关S波和P波振幅的函数表达式,我们发展了一种方法,用来估算组成新墨西哥州芬顿山干热岩地热储集层的结晶岩的Q值,并确定其中不连续断裂的位置。为了计算Q值,我们测量与震源距离呈函数关系的P波和S波的振幅值,校正辐射图象和几何扩展效应,并且用最小二乘回归法使形式为exp(-πfR/QV)的函数与相对衰减匹配。对于储集层的无扰动部分,我们得到P波的Q值大约为160,而S波的Q值则在170到150之间,应用我们的方法,能够检测出由于芬顿山储集层热开采而随之发生的广泛破裂引起平均Q值的下降。我们还可以通过注意信号振幅、波形或频率具有突变特征的区域,来确定不连续的大尺度断裂在储集层中的位置,而这些突变却不能用辐射图象的影响或震源与检波器之间距离(源检距)的增加来解释,芬顿山干热岩储集层的这些局部衰减地区可能有开口断裂。     

近地震、波振幅比异常与地震预报

本文对波振幅比的正常变化作了理论分析,讨论了利用波振幅比变化预报地震的可能性及其应用范围。作为具体实例,给出并分析了1970年西吉5.7级地震前后振幅比异常的实际观测结果。 得出的初步结论是:（1）较大地震前后波垂直向位移振幅比值|Ws/Wp|明显减小;（2）|Ws/Wp|异常在空间分布上与时间发展过程上都大致和波速异常相对应。 采用与研究波速异常完全类似的方法,提出了利用振幅比异常预报较大地震的一些初步途径。 本文最后简要地讨论了较大地震前后振幅比异常的物理实质。     

地幔瑞利面波的频散和衰减

本文利用世界标准地震台网（WWSSN）29个台记录的渤海地震（1969年7月18日,M_s=7.4）、炉霍地震（1973年2月6日,M_s=7.9）、海城地震（1975年2月4日,M_s=7.3）的长周期瑞利面波R₁、R₂、R₃,测定了40-250秒周期内R₂波群速度,45-200秒周期内经地球大圆路径的瑞利面波衰减系数和Q值,并讨论了地幔瑞利面波频散和衰减特征以及与区域构造间可能的联系。     

地球的自由振荡研究(综述)

文章概述了地球的自由振荡即地球的固有振动,对于震级大于6级的多数地震,用现代的仪器及 WWSSN 和 IDA 等观测台网可观测到周期范围从1小时到80秒的振荡的各类简谐振型;还指出1975年以后,由于进一步分析了自由振荡谱的振幅、相位、宽度等参数,从而获得了震源特征、滞弹性、品质因数 Q、横向非均匀等地球内部的重要信息。