全国测震台站仪器方位角普查校正

针对测震台网台站方位角普查校正实际需要和方位角普查工作技术要求,提出测震台网台站方位标志安装、台站新安装地震计方位测定、已运行台站地震计方位角普查校正的操作方法,以及摆墩与摆坑型场地地震仪输出极性的检测判定方法。     

全国测震台站仪器方位角普查校正

针对测震台网台站方位角普查校正实际需要和方位角普查工作技术要求,提出测震台网台站方位标志安装、台站新安装地震计方位测定、已运行台站地震计方位角普查校正的操作方法,以及摆墩与摆坑型场地地震仪输出极性的检测判定方法。     

西昌台网地震仪方位角校正

根据对测震台网台站方位角普查校正的工作要求,四川省地震局西昌测震台网采用STH-2型陀螺寻北仪对台网地震台站地震仪进行了方位角校正、方位标志安装和地震仪输出极性检测。通过陀螺寻北仪与地质罗盘仪定位地理正北方向两种方法相比较表明,采用陀螺寻北仪具有精度高,不受外界磁场或其它环境的干扰和影响的优点。在实际工作中发现大部分地震台站方位角偏差超过规范要求。经校正后,台网所有地震台站方位角偏差小于1°,符合规范要求。同时也进一步提高了西昌测震台网的地震观测资料的可靠性和地震分析处理精度。     

江苏省测震台网井下地震计方位角检测

为获取江苏省测震台网井下地震计精确方位角,架设地面参考地震计,将其精确指北,并与井下地震计检测结果进行对比,利用相关分析法计算22个深井台站精度较高的方位角。研究结果表明,受多因素制约,井下地震计检测结果普遍偏差较大,部分台站水平向分量几乎反向,如提井,需重新进行方位角检测;地面与井下地震计同频带有利于提高相关性,从而获取高精度检测结果;利用不同频带地震计进行井下地震计方位角检测时,对较宽频带地震计进行仿真处理尤为重要;溧阳2台站新建井下地震计检测结果表明相关分析法可应用于井下地震计方位角检测;尽可能选择台基噪声功率谱密度曲线具有明显波峰频段作为滤波频段,有利于提高地面与井下地震计观测数据相关性,提高方位角检测精度。     

中国西北、西南地区地震台站地震计方位角偏差估计

选取2019—2020年西藏、云南、四川、青海、新疆地震台网记录的MS≥5.5远震事件P波数据，采用P波质点运动方法，计算中国西北、西南地区211个地震台站方位角及其随时间的变化。结果显示，约53%的台站方位角偏差绝对值始终小于3°，运维状况极佳；约39%的台站方位角偏差绝对值保持在3°—10°，运维良好；约9%的台站方位角偏差绝对值大于10°，少数台站存在极性反转等现象。在运行维护过程中，部分台站受到更换或移动地震计等人为因素的影响，地震计方位角出现短时跳变现象。为保证地震数据的可靠性，应定期对台站方位角进行检查和校正，以便为地震学研究提供可靠的基础数据。     

方位角对地方震震级测定的影响

收集了湖北省数字测震台网2007—2015年记录到的数字地震波形,利用震相清晰的台站测定了地方震震级,并计算了其与中国地震台网中心公布震级的偏差.在此基础上,以每个数字测震台站为中心,按照每30°为一个区间,将每个台站记录到的地震事件分为12个区间,对每个区间的平均震级偏差和标准离差予以统计分析.结果显示,除去24个无地震事件区间,300个区间的平均震级偏差中,81.7%的偏差小于0.3;再除去14个样本数为1的区间,其余286个区间的方位标准离差中,98.3%的离差小于0.5.经校正后各区间的平均震级偏差和方位标准离差均有所下降,表明地震传播方位对地方震震级测定的影响有所降低.因此,针对数字测震台站对不同方位地震所测定的震级偏差存在的差异进行相应校正是必要且有意义的.      

利用远震P波质点运动检核区域地震计水平分量方位

地震计三分量方位的准确性对现代地震学研究具有很重要的意义.文献[1]利用P波偏振原理和多地震事件加权叠加方法计算表明,中国“十五”数字地震网络台站中有近三分之一的台站存在地震计水平方位偏差大、极性接反或分量互换等方面的问题.本文选取鄂尔多斯地块周缘地区24个代表性台站,利用2007年8月至2011年3月期间73个M≥7远震事件的P波资料,对台站分量方位等问题进行了检核计算.考虑到期间地震仪的可能重新安装因素,应用单地震事件的反演方位时间序列变化来计算分量方位偏差及其可能的方位校正.研究结果表明,反演的方位与文献[1]的结果基本一致,表明中国“十五”数字地震网络确实存在部分台站方位偏差较大等方面问题.因此,在SKS横波分裂等现代地震学研究中应充分考虑台站地震计方位不准和变动等因素的影响.     

利用P波质点运动估算中国东北地区固定台站地震计方位角

现代地震研究依赖于可靠的三分量观测数据,地震计的北分量是否严格指北将直接影响研究的准确性。然而,受台站附近磁异常或人为安装错误的影响,地震计的方位角可能出现偏差。基于东北地区154个固定台站2020年的远震数据,利用P波质点运动方法,估算了每个台站的北向分量方位角,以判断台站地震计是否存在方位角偏转问题。结果表明,84%的台站运行良好,12%的台站存在方位角偏差绝对值过大（>20°）或分量极性反转等问题。此外,分析后发现方位角偏转较大会导致H-κ叠加方法计算得到的地壳厚度和地震波速比出现偏差。因此,为确保地震学分析的可靠性,固定台站的地震计方位角需要进行定期校标。     

天津测震台网地震监测能力分析

通过计算地震台站最小监控震级,得到天津测震台网地震监测能力。采用经典谱估计中的Welch算法,计算天津测震台网31个地震台站噪声水平。取噪声水平有效值的30倍作为能检测到最小地震S波的最大振幅,通过近震震级公式,计算各台站地震震级,取第4个能被检测到的台站地震震级作为最小监控震级。     

北京市测震台网数字地震台站台基背景噪声分析

基于北京市测震台网连续三分量地震计波形数据,计算28个测震台站台基噪声,利用Welch方法计算噪声功率谱密度（PSD）,进而计算地震台台基1-20 Hz地动噪声均方根值（RMS）和观测动态范围。结果表明,依照《地震台站观测环境技术要求》,北京市测震台网中有11个Ⅰ类台、9个Ⅱ类台、6个Ⅲ类台、2个Ⅳ类台。通过分析北京市测震台网数字地震台背景噪声水平,为测震台网的规划建设提供数据支持。     

中国数字地震台网(CDSN)单台站P波偏振分析

偏振分析可以定量描述地震波的质点运动。 P波质点运动在水平方向上发生偏振, 使得传播方向会偏离台站与地震震源之间大圆弧的方向。 P波偏振分析可以用来约束地下结构以及反映地震各向异性, 提供与剪切波分裂等手段不同的证据。 本文介绍并使用主成分分析(Principle Component Analysis, PCA)的方法, 计算了单一地震台的P波偏振, 同时, 利用谐和分析, 对台站下方的各向异性进行了分析。 将P波偏振分析应用到中国数字地震台网(China Digital Seismograph Network, CDSN)的四个台站10年左右的数据, 筛选并分析了震相清晰、 信噪比高的远震三分量初至P波的质点运动, 拟合出四个台站接收到的地震事件后方位角与P波水平偏离角度之间的三角函数曲线, 计算出拉萨台、 昆明台下方上地幔各向异性的偏振方向分别为66°和57°, 大致呈现北东东方向。     

利用P波初动测定地震计水平分向的定向偏差

基于P波质点振动方式和初动方向,设计一种测定地震计水平分向定向偏差的方法。通过旋转两水平分向波形获取P波优势能量方向,将旋转角度与地震方位角进行比较,得到地震计水平分向偏离正北方向的位置。再以地震计垂直向初动和已知震中确定台站初始速度的方向（即向源或离源方向）,依此初始速度方向在地震计坐标系中的位置,与水平分向实际记录初动符号所代表的方向进行确认,即可认定地震计水平分向的极性,进而确定地震计水平分向任一极性偏离的角度。     

太行山与燕山交汇部位的地壳厚度与泊松比分布特征

本文搜集了2001—2013年间在太行山与燕山构造带交汇部位先后布设的4个宽频带流动地震台阵和首都圈固定地震台网共192个台站记录到的全球5.5级以上远震事件波形资料,综合采用接收函数H-κ和CCP叠加分析获得了134个基岩台站下方的地壳厚度和泊松比结果.综合分析与前人研究相吻合但更加精细的地壳约束分布信息,发现研究区域的地壳厚度和泊松比在整体上呈现出从西北到东南方向渐变的特征,在南北重力梯度带两侧及其附近呈现出明显的小尺度地壳结构和物质组分的差异,且可明显区分出太行山地区和燕山构造带及盆山交界处的地壳厚度与泊松比的相对差异,这可能反映了这些地区在华北克拉通的构造演化过程中所经历的不同地壳改造过程.     

井下地震计方位角检测技术应用研究

本文利用波形相关分析法对井下地震计方位角检测精度及一致性进行分析研究.研究中在地表布设地震计进行不同距离、不同频带多套地震计方位角检测对比测试,并在四川泸州、宁夏灵武、陶乐、河南安阳、清丰、陕西定边等6个分别安装井下甚宽频带、宽频带、短周期地震计的台站,进行地表同台址不同频带多套地震计与井下地震计方位角检测及一致性对比测试.根据全球噪声模型1~10s之间存在明显的噪声峰值的特点,对测试数据进行0.2~0.3Hz带通滤波和仿真处理,通过分析得出,对于不同地震计组合,测试地震计方位角检测结果一致性较好,根据地表不同距离、不同频带地震计组合的检测精度和地脉动记录的特点,认为井下地震计方位角检测精度优于4°.     

利用宽频带地震数据资料研究辽宁地区的地壳结构

通过收集辽宁省地震局数字地震台网34个地震台站记录的2008—2009年的60个震中距为30°~90°之间,震级6,信噪比较高的远震记录数据,采用频率域反褶积方法计算获得各台站的远震P波接收函数,并用H-Kappa叠加方法对获得的接收函数进行叠加处理获得各台站下方的地壳厚度以及泊松比。通过研究表明,辽宁地区的地壳泊松比在0.24~0.29之间,地壳厚度介于30~36km之间。     

卢龙地区S波偏振与上地壳裂隙各向异性

由三分量数字地震仪组成的小孔径流动台网记录了1982年10月19日河北卢龙M_s=6.1级地震的部分余震.用质点运动图的方法对横波的偏振进行了分析。研究结果表明,在横波窗内的各观测点都存在横波的分裂现象.不同离源角和方位角快波偏振的水平投影都具有近NE40°方向的优势取向,与根据卢龙地震两组断层错动在各向同性介质中所辐射的横波的偏振方向不一致.这可以由传播介质中应力所导致裂隙的定向排列来解释.这一观测结果提供了卢龙地区脆性上地壳大范围膨胀各向异性（EDA）的证据,并表明这一地区直立平行排列裂隙取向和水平主压应力的方向为NE40°.     

Shear-wave splitting beneath the Snake River Plain suggests a mantle upwelling beneath eastern Nevada, USA

The Snake River Plain (SRP), a 90-km-wide topographic depression in southern Idaho, is a topographically anomalous feature in the western U.S. Previous seismic studies focused on the northeastern SRP to study its relationship with the Yellowstone hotspot. We present new teleseismic shear-wave splitting data from six broadband seismic stations deployed along the axis of the SRP from June 2000 to September 2001. We also analyze splitting at HLID, a permanent station of the National Seismic Network located ∼100 km north of the plain. Splitting of individual teleseismic phases is consistent at all stations within 2σ errors, and we favor the interpretation of anisotropy with a single horizontal fast axis, although a dipping-axis interpretation is statistically permitted at two of the stations. Our station fast directions, as well as shear-wave splitting data from numerous other stations throughout the Basin and Range, are best explained by a lattice preferred orientation of olivine due to horizontal shear along the base of the plate associated with the gravitational spreading of buoyant plume-like upwelling material beneath eastern Nevada into a southwestward flowing asthenosphere (with respect to a fixed hotspot reference frame). This parabolic asthenospheric flow (PAF) model for the Great Basin is attractive because it explains the observed high elevations, high mantle buoyancy, low-velocity anomaly beneath eastern Nevada, high heat flow, and depleted geochemistry of some erupted basalts. The lack of Pliocene-Recent major volcanism in eastern Nevada suggests that a significant amount of the buoyancy flux is due to compositional buoyancy. Our splitting station delay times vary in a way not predicted by the PAF model, and can be explained by: a zone of aligned magma-filled lenses and/or partially molten dikes beneath the SRP lithosphere, a depleted olivine-rich residuum underneath the sides of the eastern SRP, and/or the effect of lateral lower crustal flow from beneath the eSRP toward its adjacent flanks.     

On the rotation of teleseismic seismograms based on the receiver function technique

The receiver function (RF) technique is a well-established method to investigate the crustal and upper mantle structures based on three-component seismograms of teleseismic events. In the present study, we propose a modified automatic procedure to determine the back azimuth and polarization angles of a teleseismic event based on the RF technique. The method is tested for the recording of 3 permanent and 3 temporary broadband seismic stations located in the vicinity of Poland. Additionally, the analysis of Rayleigh wave polarization is conducted to show that the new procedure is not sensitive to incorrect seismometer orientation. The synthetic modelling of RF by a modified ray-tracing method for 2.5D models beneath each seismic station down to a depth of 60 km is performed to show the effectiveness of the proposed method in the calculation of RF for a complex structure with dipping layers.     

南北地震带南段远震P波走时层析成像研究

南北地震带南段位于青藏高原东南缘,是青藏高原与扬子克拉通的过渡地带.本文收集了该区域内90个固定台站和356个流动台站的远震波形数据,采用波形互相关方法拾取了88691个P波走时残差数据,应用FMTT(Fast Marching Teleseismic Tomography)层析成像方法获取了南北地震带南段深部的三维P波速度结构.结果显示了研究区深部的结构具有显著的不均匀性:腾冲火山地区深部400km以浅的深度内分布着明显的低速异常;四川盆地西南部下方300km内具有较强的高速异常;在上地幔顶部,沿川滇菱形块体周边的大型断裂带及川滇菱形块体南端分布着显著的低速异常,这些低速异常为青藏高原物质向东南方向挤出提供了必要的通道;保山地块下方存在一东倾的高速异常带,该高速异常带为印度板块岩石圈向东俯冲的体现.     

Best Practice in Earthquake Location Using Broadband Three-component Seismic Waveform Data

—?We present an earthquake location algorithm, the Broadband Waveform Regional Earthquake Location Program (BW_RELP), which utilizes phase onset times and wave azimuths recorded by three-component broadband seismic stations and an adaptive migrating grid search algorithm to find the global minimum in an arbitrary normed misfit parameter. The performance of BW_RELP is demonstrated using regional (300–800?km distant) broadband recordings to locate events in the 1995 Ridgecrest, California earthquake sequence. The purpose of this study is to introduce the BW_RELP algorithm in detail and to expand on the previous paper by Deger et?al. (BSSA, 88, 1353–1362, 1998), using one Berkeley Digital Seismic Network (BDSN) station (YBH) and two USNSN stations (ELK and MNV) which span 300–800?km in distance and 55 degrees in azimuth, to further investigate the capability of a sparse broadband network of three-component stations at monitoring a region located outside of the network, as will be the case in the monitoring of the Comprehensive Test-Ban-Treaty (CTBT) for low magnitude seismic events. We assess the capability of this sparse three-station broadband network and we compare locations estimated from phase onset time and wave azimuth measurements to a ground-truth catalog of high-quality earthquake locations derived from data recorded by the Southern California Seismic Network (SCSN). The results indicate that in the regional distance range it is possible, when an appropriate calibration event is available, to obtain absolute event locations to within 18?km as is prescribed by the CTBT.