利用主动震源直达波互相关时延检测技术监测小江断裂带浅层地震波波速变化

为了监测云南小江断裂带附近地震波波速的连续变化,2006年4月在小江断裂带以西10 km布置了一条长235 m的主动震源浅勘测线,进行为期1个月的连续观测实验。采用前后互相关技术对直达波进行了高精度波速变化测量,分析得到以下结果和结论:(1)实验期间,实验点地下介质存在相对波速变化δv/v≈10-3~10-2;(2)波速变化随震中距增加迅速减小,这可能反映了较浅层波速变化与较深层相比更剧烈;(3)波速变化和大气压变化有很好的相关性,相对波速变化对大气压的敏感系数为10-6Pa-1量级;(4)降雨会显著影响波速与气压的关系,降雨前相对波速变化随气压增加而增加,而降雨后相对波速则与气压呈负相关。     

基于背景噪声的环渤海地区波速变化初探

<正>1研究背景在地震孕育过程中,随着时间的推移,震源区介质会发生缓慢变化,直至断层错动发生地震。采用基于背景噪声尾波干涉的地壳波速随时间变化的计算方法,可充分利用波形中的噪声信息,研究地震发生背景。背景噪声受信号源影响相对较小,区别于地球物理场等定点监测手段和测项,其对地下介质的连续监测受地震时空分布的限制较小。刘志坤等（2010）选用区域地震台网数据研究2008年汶川地震震源区及周边波速的时空变化,     

芦山地震前后介质波速变化与GPS应变场相关性研究

<正>利用地震背景噪声研究地下介质波速变化是近些年发展起来的一种新方法,基于该方法的连续监测能力,通过分析研究区内各台站对间介质波速的时变曲线,可以提取地震发生前后介质波速变化的时空分布;并可通过进一步的对比分析,寻找引起介质波速变化的原因,从而为地震预测提供一定参考。以2013年4月20日的芦山MS7.0地震为例,选取了四川地震台网沿龙门山断裂带分布的11个宽频带数字地震台站,应用其2013年1月至12月期间的垂直向连续波形资料,利用背景噪声方法进行周边区域     

邢台5.3级地震前峰峰地震台体应变反映特征

由国家地震局地壳应力研究所研制并在峰峰矿务局地震台安装的一台体积应变仪,使用两年多来资料连续,稳定、清晰,观测精度已达到4×10~(-9)量级。1985年11月30日邢台5.3级地震前50天记录到一个3×10~(-7)量级的压性应变,震前4个多小时又记录到一个1.5×10~(-8)量级的压性应变阶。这可能反映了这次地震前应力的积累和释放过程,对研究地震的孕育和发生是一个很难得的重要资料。     

基于背景噪声的龙门山断裂带10年地震波速变化研究

本研究利用龙门山断裂带附近20个宽频带地震台站2007～2017年10年期间的连续波形资料,通过三分量地震背景噪声干涉测量技术,得到了4个不同周期的相对地震波速变化,重点研究了2008年汶川M_W7.9地震和2013年芦山M_W6.6地震对波速变化的影响。结果显示,在1～3s和3～8s周期,汶川地震均造成了断层区附近急剧的同震波速降低,降幅在0.04%～0.06%之间;在地震发生后的9年,波速的恢复幅度仅为同震波速降低值的1/4,即约3/4的波速降低未得到恢复。对于6～15s周期,我们观测到在汶川主震后约100天时出现了微小的波速下降,降幅约为0.006 6%。本研究还发现芦山地震造成了1～3s周期的微小但较为可靠的波速降低,幅度约为0.01%。我们推断波速变化的物理机制可能包括:地震导致的浅层地壳(小于3km)破坏、断层区深部(约10km)的介质破坏,以及断裂带深部(约20km)的震后余滑。汶川地震后龙门山断裂区域波速恢复非常缓慢,这可能是由于区域应力加载速率较慢使得龙门山断裂带在汶川震后的缓慢愈合导致的。     

利用尾波干涉技术分析寻乌及邻区的地壳介质变化

基于波形互相关方法,挑选寻乌及邻区的重复地震事件,利用尾波干涉技术分析重复地震事件发生期间的地壳介质变化。结果显示：多数重复地震对的S波早期尾波部分呈现明显线性变化,反映了地壳介质的波速变化,其中寻乌台南部的2个重复地震对波速变化最为显著,而距离台站相对较远的地震对,波速变化较小;波速变化明显的地区与低b值区一致,也与地震活跃区域相一致。     

弦频式钻孔应变仪的震前异常显示

本文通过近几年来震前地壳表层钻孔应变异常显示的几个特例,试图说明地震前在震源区及其相当大范围内存在着“地壳应变场”的异常。“异常应变场”的应变量级一般在10~(-7)以下。其衰减程度因介质条件而有很大差异。因此,通过灵敏度足够高的观测系统(10~(-9)以上),有可能获得震前应变信息,从而探索出一条地震短临预报研究途径。     

利用背景噪声研究福建金钟库区地壳介质波速变化

基于2011年10月—2015年12月福建测震台网金钟库区周边台站的连续波形数据,利用地震背景噪声互相关技术提取台站对间的经验格林函数,分周期(1~2 s,2~4 s和4~8 s)测量每天经验格林函数与参考格林函数的走时偏移,进而计算了库区各台站对之间的相对地震波速变化。结果表明:2~4 s周期内地下介质相对波速变化表现出夏高冬低的年变规律,与库区水位变化及当地降雨量存在明显的正相关性,说明在此周期范围内,水位变化及降雨量对波速变化的影响最大。2013年8—10月,仙游地区接连发生了4次M_L≥4.0地震,其中在2013年9月4日仙游震群最大M_L5.0地震发生后,波速变化出现趋势性下降,幅度约为0.1%,随后波速逐渐恢复,在整个震群活动后期,对库区介质波速的影响不明显。     

利用重复地震P波走时差观测地壳介质的微动态

基于研究区域地震震相到时资料及地震波数据,给出了两个局部地区地壳介质微动态变化的实例。一个是汶川8.0级地震起始破裂区域,即A区;另一个是三岔口地区,即B区,该区域为活动断裂交汇部位,未发生过大地震,但近年来中小地震频繁。分析A区后发现,在汶川8.0级地震前,部分台站观测的地壳介质微动态出现了中短期异常,震源区正东及北东方向波速升高,反映出地壳介质受到显著挤压而处于硬化阶段;震源区西南方向的波速则比较稳定。分析B区后发现,可能受到汶川8.0级地震的影响,部分台站给出的计算结果在地震前后发生了变化,显示出不同方位地壳介质承压状态的差异。     

地震预测方法Ⅲ:固体潮与地震

本文从分析研究固体潮与地震发生的相关性的物理机制出发,探讨了用观测固体潮的方法来预测地震发生的可能性.首先,根据地震发生的物理力学过程,给出了地震产生所需要的应力应变条件.实验室岩石力学实验结果和地震应力的观测以及计算结果给出,完整地壳岩石的强度界于10~103 MPa之间,断层介质的强度界于1~10~2 MPa之间.其次,将固体潮所引起的全球地壳变形在某个活动断裂带附近产生的形变值与地震触发的应变值进行对比,讨论了固体潮触发地震的可能性.计算分析表明:固体潮在地表对应的应变在10~(-8)的量级,对岩石介质所引起的应力最高可以达到1.6×10~(-2)MPa量级,这样的载荷水平不足以引发地震.最后,本文结合固体潮观测资料表明,地震活动性与固体潮的周期性变化无明显相关性,固体潮对于临震前的含有活动断裂的岩体在某个方向发生地震可能有触发作用,但是由于这种触发作用与地震发震的时间、地点和震级关系的不确定性,从而无法用来作为地震预测的方法.     

利用接收函数探讨新疆几次中强地震的地壳孕育深度

在分析2009～2012年新疆地区的远震P波接收函数过程中,发现部分台站的接收函数中存在清晰且能量较强的壳内间断面转换波。本文分别利用接收函数中的壳内间断面和莫霍面转换波,联合接收函数H-κ叠加方法和时间窗滑动方法,分析了2009～2012年新疆6次中强地震震中周围的7个地震台站下方的地壳和上地壳(壳内间断面上方地壳)介质泊松比在地震前后随时间的动态变化情况。结果显示:乌苏、于田和独山子3个地震台站的地壳介质泊松比在对应的3次中强地震前后出现了较为明显且持续的下降过程,下降幅度大于均值误差,变化形态特征呈"V"字型(乌苏台呈双"V"字型),地震发生在"V"字形成的尾端,但其上地壳介质泊松比在地震前后没有出现明显低值异常变化;其他4个地震台站下方的地壳和上地壳介质泊松比在地震前后没有观测到明显低值异常。根据观测结果,推测3次中强地震前后地壳介质泊松比出现低值异常主要源于中下地壳,地壳孕育深度位于中下地壳。     

海洋活动对云南地震观测台网的影响

1 研究背景 地震的孕育和发生通常伴随着应力场变化、地下流体迁移、地壳浅层破坏等事件的发生,从而导致地下介质物理性质(如波速)的变化.由于背景噪声监测方法的独特优势,背景噪声互相关函数在监测地震孕育过程中展现了巨大潜力(Brenguier et al,2008),也为地震预测预报工作提供了有用的参考信息.然而,噪声源季节性变化,对以背景噪声互相关方法测量的地震波速度的精度存在影响.因此,利用背景噪声监测地震波速度变化,必须对噪声源机制有清晰认识.     

2012年4月11日苏门答腊8.6级地震前后川滇地区波速变化研究

利用2012年1~6月川滇地区(21°～34°N, 97°～108°E)99个测震数字地震台的连续波形资料, 采用背景噪声层析成像方法反演了2012年4月11日苏门答腊8.6级地震前后川滇地区的波速变化, 同时研究了该地震前后川滇地区地震活动的变化特征。 结果表明, 川滇地区波速结构呈现龙门山断裂带南段至元谋—绿汁江断裂带和安宁河断裂带波速降低而两侧波速升高的特点。 同时, 波速变化与地震活动性变化具有明显的相关性: 在宁蒗—木里和乐山—雅安一带波速增高显著, 地震活动速率也增加; 在龙门山断裂带南段至安宁河断裂带上则表现为明显的波速降低, 而安宁河断裂带也是地震活动速率降低区域。 这表明本研究得到的波速变化的结果有一定的可信度, 也为背景噪声方法应用到地震预测提供了一种可能的途径。     

利用背景噪声自相关研究2014年鲁甸M_S 6.5地震震区周边地壳波速变化

利用鲁甸M_S6.5地震震区及其周边的5个台站所记录的2013年1月至2015年12月三分量地震背景噪声数据,在不同频带内计算自相关格林函数,通过30天滑动叠加获得当前格林函数,对整个研究时段格林函数长时间叠加得到参考格林函数。进一步对当前格林函数和参考格林函数分别采用移动窗互谱、伸缩技术计算各台站相对波速变化,利用计算结果研究鲁甸地震前后波速变化特征。结果表明:移动窗互谱法与伸缩法测量得到的相对波速变化趋势较为一致;0.2~0.5 Hz频带范围内测量的相对波速变化对介质的敏感深度约为4 km,具有较强的年变趋势,鲁甸地震及永善地震发生后各台站呈现出较显著的同震波速变化,表现为明显的波速下降,其中ZAT台(昭通)、YAJ台(盐津)波速下降最大,达0.06%。整个研究时段波速变化呈现出"扰动-地震-降低-恢复抬升-地震-降低-恢复-扰动"的总体特征。0.5~1 Hz频带测量结果,未观测到明显的同震波速变化,但可见一定的季节性变化特征。     

尾波干涉技术在2017年重庆武隆MS 5.0地震后震源区地壳介质变化的应用

2017年11月23日,重庆武隆发生M_S 5.0地震,震后1个月内发生107次M_L≥1.0地震,双差定位结果显示,主震震源深度约10 km,破裂面呈近SW向单侧破裂。选取震中附近布设的3个流动台地震波形及观测资料记录,利用波形互相关技术,挑选武隆M_S 5.0地震后符合条件的重复地震事件,利用尾波干涉技术,分析震源区震后地壳介质变化。结果显示：①S波早期尾波部分呈明显的线性变化,可能由震源区附近地壳介质的波速变化所引起;②由震中距最小的重复地震计算的相对波速变化最大;③在P波尾波发现走时延迟和不相关系数均存在1个短周期“尖峰”变化,可能与震后地下介质中散射体的运移有关;④震后局部地区的地震波速度存在上升—下降的恢复过程。     

临震电磁幅射信号的准一静电磁场场强理论计算

本文应用班尼斯特和迪尤布水平电偶极子准—静电磁场的工程表达式,利用1979年7月9日溧阳六级地震和1984年5月21日南黄海6.2级地震临震电磁波超低频观测结果,估算了这两次地震电磁发射的峰值电流矩IL,其量级分别为10~7—10~8安米(溧阳)和10~9安米(南黄海)。与按地壳波导原理所估算的结果吻合。     

浙江珊溪水库重复地震事件研究

重复地震是发生在同一断层位置上的一组地震,具有相似的震级、高度相似的波形和震源机制。由于具有相同的震源和传播路径,重复地震的走时变化可以反应的介质波速的变化,从而可以作为测量地壳中介质波速变化的有力工具。而对区域地震的重复性研究,也可以反过来说明该地区地震发震机制的变化情况。利用波形互相关的方法对浙江温州境内珊溪水库附近发生的地震事件序列进行处理,计算波形互相关系数,选取相关系数大于0.8的地震对进行研究,分析珊溪水库地区地震事件的相似性和重复性,并分析此方法对地震研究的意义。     

吉林前郭震群b值的深度变化特征分析

对2013年前郭地区发生的5.8级震群,联合使用固定台和流动台台站资料,整理了2013年10月31日至2015年2月28日期间发生在前郭震群地区的地震序列目录,严格筛选出404次地震事件的P波和S波到时数据,应用基于MATLAB的Z-MAP软件分析了地震目录最小完整性震级1.4,选取震级大于1.4的地震系统地分析了b值随深度的变化,发现研究区b值随深度变化有减小的趋势,具体表现在:地壳的浅部(0~4km)b值较大,在4~8 km范围内b值逐渐减小,且在8 km深度b值最小,8~10 km深度处b值进一步升高。b值随深度的这种复杂变化,表明本区域的地壳结构相对较复杂,结构分层比较明显,这种现象的物理机制可以从介质的应力状态及介质性质得到较好的解释,地震较易发生在地壳介质相对均匀,围岩压力较高的深度处,推测研究区域中强震多发生在4 km以下。     

噪声成像在地震预测研究中的现状与展望

近年来,随着噪声成像方法原理的成熟,其发展迅速,已经被众多学者所关注并广泛应用于地震研究领域.对两两台站记录到的长时间连续背景噪声进行互相关计算可以提取出台站间的经验格林函数,再利用层析成像方法得到不同时段地球内部的速度结构,以此来分析强震前后的波速差异,进而可以应用于地震预测研究.本文介绍了噪声成像的发展背景、方法原理及研究现状,分析其优缺点,并综述了其在地震预测研究中的应用与结果的可靠性,最后探讨其未来的发展方向与需要解决的问题.背景噪声在时间上稳定并可重复利用,有效地避免了传统地震成像因地震定位不精确和台站分布不均匀等因素所导致的不可重复性,有助于对地壳内部的波速变化进行实时监测,分析地壳内部区域应力状态的变化,将会促进地震预测方面的探索研究.     

气枪震源信号波速变化计算中的水位影响及消除

气枪震源是一种重复性很高的人工震源.受激发条件改变影响,气枪信号一致性会有所下降.反褶积方法可以去除气枪信号中激发压力、沉放深度、位置移动等的影响,但信号中水位变化的影响难以通过反褶积消除.地震信号波速变化反映了介质应力及物理状态的变化.利用气枪信号计算的波速变化受水位变化影响不能完全反应真正的介质变化,对研究结果及后续分析和应用产生较大干扰.为消除气枪信号波速变化中水位变化的干扰,本文提出了一种消除水位影响的方法:(1)水位以△h =0.2 m为间隔分段,将各个水位区间内激发的所有气枪信号叠加;(2)计算所有水位区间内气枪信号的波速变化,得到波速变化与水位变化的关系;(3)进行最小二乘拟合得到水位变化与波速变化的关系式,并计算水位变化引起的波速变化;(4)初始波速变化减去水位变化引起的波速变化,得到消除水位后的介质波速变化.研究结果表明:大银甸水库水位变化引起的气枪信号波速变化率最大可迭10-2,波速变化与水位变化呈线性正相关,水位影响随震中距的增大而减小,相同震中距气枪信号受水位变化的影响大小与气枪信号穿过水体的多少有关.运用本文提出的去除水位影响的方法可较好地消除波速变化中的水位变化信息.