微震研究与应用进展

随着地震观测台站密度的不断增加以及地震检测技术的快速发展,微震研究受到了地震学界的广泛关注。与发震周期较长的大地震相比,微震复发周期短、发生频次高,可以获得更高分辨率的地壳内部介质物性和应力状态等变化信息。微震在许多领域具有广泛的应用,如研究断层几何形态、前震与地震成核的关系、余震时空演化特征及余震触发机理、远程动态触发现象、重复地震、诱发地震以及非火山震颤信号的检测等。高精度的微震定位结果可以揭示断裂带的精细几何形态和深部活动过程,促进对断层特性和地震物理过程的深入认识。本文简要总结了国内外微震研究的主要进展,包括微震检测的主要方法和微震在多个领域的研究实例,并对微震在地震科学中的应用前景进行了展望。     

“交通灯”系统及其在诱发地震监测中的应用

随着页岩气开采、地热能源开采、CO2封存和水库蓄水等工业活动的开展,由此产生的诱发地震危害问题日益严重。为了对诱发地震进行有效监测和管控,地震学家设计了"交通灯"系统,当地震活动达到一定阈值时,相关人员可根据系统警报及时采取应对措施,减轻地震灾害。本文调研了近年来多个国家的"交通灯"系统研究和应用进展,介绍了其发展历史、设置原理及应用案例。"交通灯"系统的发展和完善应综合考虑震级、震动强度、b值和断层分布,以及建筑结构、城镇距离、人口密度、公众反应等社会因素。同时,在诱发地震频发区域,应建设密集的专用监测台网,提高微震检测和定位能力,并引入模板匹配和人工智能等新的自动处理方法,及时产出高完备性、高精度的微震目录,对微震的时空演化进行有效监测,形成时效性较强的"交通灯"系统。     

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.     

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。     

唐山强震前后微震活动显示的短临震兆信息剖析

微震通常系指M_L≥1.0或M_L≥2.0的地震,研究这类微震活动在临近大地震发生前的变化,具有重要意义。本文对京津唐地区的地震进行了分析,发现中强地震临震前微震活动存在异常变化,其中以唐山7.8级地震前微震显示的短临异常最为突出,且在强余震前多次重复出现。根据10次震例,剖析了大震前微震短临震兆信息的标志,研究了它们的共同特征和有关短临预报的时空信息,并对异常区与大震危险区的相关性及其形成机制进行了初步探讨。     

汶川—芦山地震之间地震空区及邻区的微震时空分布特征及指示意义

在龙门山西南段,汶川和芦山两次地震之间地震空区产生的物理机制及其未来的地震活动性仍然是亟需进一步研究的问题。现有研究结果也无法完全解释地震空区挤压应变/应力的调节模式。我们使用Match and Locate方法获取了2015年5月至12月时段内空区及邻区的详细的背景地震目录,完备性震级为M_c=0.2,微震的时空分布特征凸显了小震级事件的丛集(簇)特征。在深度域上,微震在空区两端的优势深度存在明显差异,南端深于北端,表明空区作为汶川和芦山两次地震破裂的转换带。我们的微震探测结果表明空区存在明显的微震"亏空",否定了其通过微地震释放累积应力的调节模式。我们发现该区域内,不同震级范围内的背景地震活动性都与降雨变化率存在明显的反相关关系。在夏、秋季节,地震活动性极值滞后于降水极值1～2个月,库仑模型计算表明增强的地震活动性很可能被浅地表含水量的减少所触发,季节性降水在一定程度上调节了背景地震活动性。相较于震级大于3.0的背景地震,背景微震对降水的变化具有更敏感的响应,这可能由其更短的起始周期所致。     

基于重复微震的小江断裂带深部滑动速率研究

利用云南数字地震台网1999~2011年的波形资料,通过辨识源于同一位置破裂的重复微震来估算小江断裂带不同段落、不同深度的断层滑动速率.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,应用了在子采样条件下基于S-P相对到时差来约束地震相对位置的方法,在小江断裂带识别出29组重复微震,其复发间隔存在差异变化.重复微震的时空分布初步分析表明:准周期的重复微震在空间上相对独立,远离其它重复微震和背景地震; 在重复微震集中分布的区域,位置相近的重复微震可能会相互作用而影响其复发间隔;在背景地震活跃阶段,相邻背景地震发生引起的应力变化可能缩短重复微震的复发间隔.利用重复微震的地震矩和重复间隔,估算出小江断裂带孕震深处3~12 km的滑动速率为1.6~10.1 mm·a^-1,显示不同破裂段的深部滑动速率存在明显差异.     

微震技术与应用研究综述

微震,是指微小的震动.在不同应用领域微震大小的尺度划分也各不相同.对于这种微小的地震信号在许多领域都有广泛的应用,例如金属矿山、油田、火山和地震预报等.随着近年来信息技术高速发展,微震监测技术被广泛应用到地下工程当中,如油田开发、矿山的安全生产、隧道的施工建设、水库大坝的选址等诸多方面,并逐渐工程化、系统化,形成实时监测微震的可视化系统.此外,利用自然界大量的微震现象,可以通过震源定位、速度和衰减成像等方法研究大断裂、火山活动、地震的发生发展趋势以及震源机制等.本文总结了各类微震技术与方法,并分析各种方法的优点和存在的问题.另外分类整理了微震在各个领域的应用,分析其不同应用领域下的微震时频率域特征和研究方法.最后得出结论微震技术无论是在科学研究还是工程生产中都起着非常重要的作用.     

紫坪铺水库地震监测预测

紫坪铺水库微震台网已经运行逾6年,强震台网已经运行逾3年,水库蓄水逾4年。2006年10月水磨突发ML1.4级微小地震群,库区及附近和库坝区地震活跃,依据监测研究较准确预测了2006年11月至2007年2月的水磨ML2.5级地震群。研究认为ML2.5级地震群是蓄水初期诱发的一些浅表卸荷型或岩溶塌陷型小地震。2008年5月12日汶川8级特大天然地震发生在微震台网监测范围内,水库微震台网和强震台阵的运行正常,为政府抗震救灾有效决策提供了科学依据,为稳定社会发挥了作用。     

新疆西克尔地区微震波谱的初步研究

为探索大地震发生前孕震区内微震辐射波谱的变化,在新疆西克尔地区,用选频测震仪对微震波谱进行了观测和研究。选频测震仪分为6个频道,各道中心频率分别为6.0周、8.1周、15.7周、30.0周、50.0周、75.0周。初步结果表明:在一个地震系列中,随着临近较强地震（M_L≥3.2）的发生,微震P波在10周-60周频率范围内的谱值增高,其置信水平一般在70％以上。较强地震发生以后,微震P波在相应频率范围内的谱值下降。 文中还简要地分析了选频地震记录的物理意义,并对较强地震前,微震辐射波谱变化的原因作了初步说明。     

滇西地震预报实验场超微震探测

1986至1989年,我们在云南鹤庆地震台进行了超微震探测,利用超微震来研究小地震的孕震过程,和大、小地震活动的关系,资料表明:鹤庆台附近2.6级地震的孕震过程,与大震的孕育过程有相似之处。说明利用对小震的研究加快对大震的认识是一条值得探索的途径。     

腾冲火山地区微震观测（1）

本综述了腾冲火山地区微震观测台网的建立与所取得的具有研究价值的地震记录。内容包括观测系统性能、台站布局、、地震记录。由观测资料表明腾冲火山地区存在微震活动。 了台网需要努力的目标。     

湖北秭归罗圈荒微震群的成因及其类型鉴别

2007年9月22日至10月18日在湖北秭归罗圈荒地区发生了一次微震群活动,其中最大为10月7日的ML2.9地震.震群的宏观震中位于郭家坝镇黄泥滩一带,极震区较小、地震波衰减较快,反映出该微震群的浅源特点.对该区及附近的天然地震和水库地震的波形、波谱特征以及拐角频率等进行对比分析,发现罗圈荒微震群与天然地震及水库地震有较明显差异,综合判定该微震群为矿震.     

腾冲火山地区微震观测(Ⅰ)

本文综述了腾冲火山地区微震观测台网的建立与所取得的具有研究价值的地震记录。内容包括观测系统性能、台站布局、地震记录。由观测资料表明腾冲火山地区存在微震活动。讨论了台网需要努力的目标。     

由重复微震估算的龙门山断裂带深部滑动速率

使用断层附近两个数字地震台网记录的重复地震数据研究了发生2008年汶川M7.9灾难性地震的龙门山断裂带的深部滑动速率。通过波形互相关分析,识别出波形高度相似的231组相似地震对和224组多重相似对。大部分相似地震活动表现为非周期性,复发间隔从数分钟到数百天不等。针对每一组多重相似对,我们首先依据在同一地震台站记录的波形来塑造参考地震的波形,用以量取每个地震相对于参考地震的S与P波的相对到时差,并确定每个地震与多重相似对质心的相对距离,从而挑选出每组地震中的重复事件。我们识别出了位于M7.9汶川地震震源区的12组重复微震,大部分重复微震分布在2008汶川地震同震大破裂闭锁区的边缘,揭示了微震活动与未来破坏性大震在空间位置上的密切关系。由重复微震直接获取的滑动速率随深度增加而增大,在4～18km深度范围滑动速率为3.5～9.6mm/a,约为GPS和地质等浅表观测的滑动速率值的2倍。研究结果对于理解断层活动性和地震危险性分析具有重要意义。     

地震定位方法研究进展

地震定位是地震学基本问题之一,如何提高地震定位精度是地震学研究重点。本文介绍地震定位技术在国内外的研究历史及进展,对目前存在的各种地震定位技术进行分类,概述基本原理及应用。详细介绍盖革经典定位法、双差定位法和微震定位方法中的波形互相关技术和震源扫描算法,并简单介绍微震定位技术在核试验监测及定位上的应用。     

隔河岩水库诱发地震的环境条件

隔河岩水库蓄水后相继发生地震１０００余次,共中最大震级ＭＬ＝３．３。微震活动与水库蓄水过程密切相关,属水库诱发地震。库水渗透、地下水储积、岩溶和现代应力场等因素的研究表明,水库蓄水使库区水文地质环境发生变化,从而诱发了一系列微震。     

基于震源聚类方法确定川滇交界东部地区微震的空间分布特征

断层空间分布是地震预测的基础数据,微震空间分布能够帮助探测断层。使用基于密度的聚类方法分析自动拾取技术获得的川滇地区微震目录,并进一步地利用空间位置信息分离出了不同地震活动带内的微震序列;对川滇交界东部地区一带不同地震活动带的微震目录,加入波形信息后,采用聚类方法进行二次分离,从中获得了部分属于不同断层的微震,一定程度上刻画出了该地区断层的空间位置信息。     

1．由采矿诱发的微震活动性综述

本文全面介绍了采矿诱发微震的研究进展。其中包括监测系统的改进、诱发微震机理的认识以及进行预测和防治的可能途径，在采矿诱发微震的研究中，全面引入了天然地震的研究方法即地球物理方法。该文对各国采矿业引进地球物理方法的情况进行了较全面的总结。     

长江三峡地区盐关微地震群的成因机制

盐关微地震群的活动局限在矿区内,地震都是微震和极微震。地震分两种类型:一种是微震活动,初动呈象限分布的双力偶滑动型震源机制,S波能量高于P波能量。另一种是极微震,初动几乎全负,P波能量高于S波能量,呈非双力偶的张破裂向内爆炸型的震源机制。两种地震的成因都是采矿诱发地震,不能做为仙女山断层向北延伸的证据