甘肃祁连山主动源重复探测项目建设及震源重复性分析

甘肃祁连山主动源重复探测激发源位于甘肃省张掖市祁连山西流水水库,2015年7月9日各系统开始正式运行,11月10日完成了为期40天的连续激发实验。观测资料处理结果表明,气枪震源具有良好的一致性和可重复性,整个观测系统能比较清晰地记录到震源激发的信号。祁连山主动源项目建设取得的结果可为主动源探测工作提供宝贵经验和科学借鉴,不断取得的观测数据为跟踪了解祁连山地区的深部结构时空变化提供了可能。     

甘肃祁连山主动源不同枪组激发效果对比

大容量气枪震源激发探测因具绿色环保、传播距离远和高度重复性等特点成为地下介质探测的新方法,利用其进行地下介质物性变化高精度探测,则对不同激发条件下气枪传播信号的一致性提出要求。本文选取了祁连山主动源不同枪组（4支和3支气枪）在激发环境一致情况下分别激发时各远台波形记录,通过信号叠加、互相关及频谱分析等方法,对比分析了各台站记录的不同枪组激发信号,及其与震中距的关系,并讨论了不同枪组激发对地下介质走时变化观测的影响。结果表明：（1）不同枪组的激发信号波形相关度随震中距增大而降低,信号震相随激发能量有微弱的变化,震中距超过50 km后其变化几乎分辨不出;（2）远台接收信号的能量大小随主动源激发能量变化,各台站能量变化主要体现在优势频率范围内;（3）接收台站台基越坚固不同激发能量均方根振幅比越小;（4）叠加一定数量的波形可以有效提高远台记录信号的信噪比,增加气枪激发能量则相对更容易提高信号信噪比。     

基于线性密集台阵的2023年甘肃积石山MS6.2地震断层低速带研究

2023年12月18日,甘肃省积石山县发生M_S6.2逆冲型地震。该地震发生在祁连活动地块拉脊山北缘断裂带,在断裂两侧曾发生过20余次5级左右中强地震,地震活动频次高,因此研究拉脊山断裂带特征具有重要意义。根据拉脊山断裂走向和此次地震余震分布,在刘集乡布设一条线性密集台阵,利用不同方位的余震事件计算体波的走时延时和放大效应。结果表明,P波和S波分别存在6个采样点(约0.012 s)和15个采样点(约0.03 s)的走时延时,推断出台阵西侧存在一个约150 m宽近似垂直的断层低速带,且该结果与远震P波相似性系数矩阵结果一致。     

用高台宽频带数字资料研究气流扰动对地脉动的干扰影响

通过对高台宽频带数字资料在数次冷空气过程时段地脉动幅度及频谱变化的分析,在时间域和频率域上研究冷空气过程的干扰特征,发现冷空气过程时段,地脉动记录曲线会出现大周期扰动或抖动式畸变;随着冷空气过程开始到结束,0.001~0.005 Hz的频幅最大值出现较大变化,进程上具有上升、达到最大值、逐渐回复的特征,降温幅度最大则扰动幅度达到最高值。     

甘肃祁连山主动源重复探测项目建设及震源重复性分析

甘肃祁连山主动源重复探测激发源位于甘肃省张掖市祁连山西流水水库,2015年7月9日各系统开始正式运行,11月10日完成了为期40天的连续激发实验。观测资料处理结果表明,气枪震源具有良好的一致性和可重复性,整个观测系统能比较清晰地记录到震源激发的信号。祁连山主动源项目建设取得的结果可为主动源探测工作提供宝贵经验和科学借鉴,不断取得的观测数据为跟踪了解祁连山地区的深部结构时空变化提供了可能。     

2017年6月20日肃南地震台洞体应变NS分量转折变化分析

在跟踪分析肃南地震台2013—2017年洞体应变观测数据时发现,2017年6月20日NS分量曲线出现转折变化,23日到30日转折速率有所降低,调研该区地震活动性、自然条件、测区环境,并与同测点其他测项数据等进行对比,分析发现,该转折变化由观测山洞降雨渗漏引起,对渗漏点封堵后,该变化消失.     

水下节点地震仪在陆地主动源探测中的应用

主动源激发的精确时刻非常重要,为了获取更加精确的激发时刻,我们通过在刘家峡主动源调试安装水下节点地震仪观测系统,记录激发数据。实验证明,该水下节点地震仪观测系统能够清晰记录到气枪震源激发信号。同时对平静时观测数据进行背景噪声分析,噪声功率谱密度低于NHNM噪声曲线,各分项背景噪声值小于-120 dB,与岸边架设仪器背景噪声进行比较,水下地震仪记录噪声略高于岸边陆地地震仪噪声,这可能与水浪、风以及船舶航行等有关。对激发数据进行频谱分析,优势频率在2～8 Hz范围内,与前人研究结果一致,可以作为刘家峡主动源激发信号记录的参考台之一。水下节点地震仪在陆地主动源探测中的应用,将对提高气枪主动源观测精度以及气枪主动源地震监测系统建设和数据处理有一定的价值。     

甘肃祁连山大容量气枪主动源最大探测范围

叠加甘肃和青海数字测震台网记录到的甘肃祁连山大容量气枪连续激发的大量观测波形。结果显示,单次激发的气枪震源信号最远可以在距气枪震源304km的古浪台(GLT)识别,通过110次叠加的信号最远可以追踪到412km的安西台(AXX),4 600次叠加的信号最远可以在距气枪震源677km的乌图美仁台站(WTM)观测到。研究结果可为提高甘肃祁连山大容量气枪主动源观测系统的监测能力和微弱信号的提取能力,探讨祁连山区域内部介质速度变化等工作提供重要的科学意义。     

甘肃主动源建设发展与展望

利用大容量气枪震源探测已成为探索地震预报新途径的一个重要发展方向,将推进经验性地震预测与物理预测的结合。祁连山、刘家峡气枪发射台的选址与建设经历曲折过程,在多方努力和帮助下,克服重重困难,最终高质量完成。祁连山气枪发射台的稳定运行,已积累了丰富的主动源气枪激发数据,并取得了多项创新性成果。新建的刘家峡气枪发射台将实现对海原断裂和西秦岭北缘深大断裂的连续监测,通过多点监测,分析强震孕育与区域应力场和介质变化的关系,开展地震危险性的分析研究。位于青藏高原东北缘强震活动强烈地区的甘肃未来计划再建设3个气枪主动源,联合祁连山、刘家峡气枪主动源,实现对青藏高原东北缘断裂带系进行主动源四维探测,对于甘肃的防震减灾和地震预测具有重要意义。     

两次强震发生前后主动源观测走时数据的变化

利用祁连山主动源连续激发台站记录资料,通过不同时间段的多次激发数据叠加处理,可以获取各个地震台的Pg和Sg震相走时变化数据.对震相走时变化数据分析发现,在2015年11月23日祁连5.3级和2016年1月21日门源6.4级地震发生前后震源区附近台站存在明显的震相走时变化,推测导致这种异常变化的原因是震源区的速度发生了改变.这一观测结果说明主动源方法可能成为地震预测的一种新途径.