长白山天池火山区S波包络展宽的特征

高频S波随着传播距离的增大其均方根(RMS)包络逐渐变宽,把这种现象称为S波的包络展宽现象。S波传播路径上随机分布的非均匀体对S波的多次前向散射和绕射作用是导致S波包络展宽现象的主要原因,因此可用S波的包络展宽现象来研究介质的非均匀性。采用S波包络峰值延时对S波包络展宽现象进行量化。S波包络峰值延时定义为S波初至与其RMS包络峰值最大值之间的时间差。文中对长白山天池火山区204个小震记录进行了S波包络展宽分析,研究发现长白山天池火山区小震S波包络展宽现象明显,S波包络峰值延时与震中距、频率呈正相关;运用统计学方法获取了长白山天池火山区不同频带下S波包络峰值延时与震中距之间的关系。研究结果对认识S波包络展宽的特征以及定量研究长白山天池火山区介质的非均匀性具有重要意义     

长白山天池火山区介质速度非均匀性谱结构

观测和研究表明,非均匀介质RMS(Root Mean Square)速度微扰动ε,特征尺度相关距离a以及幂指数k的空间分布特征可描述介质非均匀性特征.本文选用长白山天池火山区的小震记录,运用S波包络展宽法对长白山天池火山区地壳浅部介质速度非均匀性谱结构进行了研究.结果发现长白山天池火山区地壳浅部介质呈现强烈的介质非均匀...     

S波包络时间差影响因素的数值分析di

介质非均匀性可引起高频S波包络的展宽．S波包络展宽是定量研究岩石圈中随机速度非均匀性的有力工具．S波的初至与其均方根包络最大振幅的一半之间的时间延迟定义为S波包络时间差,该时间的大小可反映介质非均匀性强弱．采用有限差分算法模拟了2D von Kaacute;rmaacute;n型随机介质中S波包络的展宽现象,统计分析了影响S波包络时间差的主要因素．结果表明,随机介质中S波传播的距离、随机介质速度扰动率及S波频率均可对S波包络时间差产生影响．相比较而言,速度扰动率对S波包络时间差影响程度最大,S波传播距离次之,S波频率影响程度最小．      

长白山天池火山区上地壳三维速度层析成像

利用三维地震透射观测系统所获得的莫霍界面反射波对长白山天池火山区下方上地壳的三维速度细结构进行了反演计算，得到了研究区下方地壳内不同深度的P、S波速度层析成像和VP/VS扰动分布图像，结果表明，天池火山区及其周边速度结构所呈现出的非均匀性变化与该区的地质构造和岩浆系统的存在有着密切的关系，异常变化比较明显的低P波速度异常体分布和高VP/VS扰动体意味这些介质体处在“软化高温”的状态，这与该地区广泛分布的地热异常和低Q值结构的研究结果是一致的.     

介质非均匀性参数对散射波包络的影响

本文以von Kármán型随机介质为非均匀介质模型,通过数值计算并结合实际观测资料对比分析介质非均匀性参数对散射波包络宽度的影响.结果表明散射波传播距离、频率、介质粗糙程度及介质非均匀体尺度因子的变化均可引起散射波包络的展宽,但散射波传播距离、散射波频率对散射波包络宽度的影响只是表象,而造成散射波包络变宽的根源则是介质粗糙程度及与非均匀体尺度因子;随着介质粗糙程度的增大,介质非均匀体尺度因子对散射波包络宽度的贡献速率增大.     

郯庐断裂带中段中上地壳介质非均匀性

利用山东省和江苏省数字地震台网24个台站的269个小震记录, 采用散射S波包络展宽法对郯庐断裂带中段中上地壳小尺度介质非均匀性进行了研究. 结果表明: 郯庐断裂带中段中上地壳介质呈现强烈的横向非均匀性, 该断裂带为不同强度、 不同尺度介质非均匀体分布的边界; 强弱介质非均匀性边界往往与深部构造发育具有较强的相关性; 中强震孕育与强弱非均匀体的分布有关, 地震多发生在强弱非均匀体的过渡带上. 郯庐断裂带中上地壳介质非均匀分布特征可能与苏鲁超高压变质带、 深部构造及岩浆活动有关.      

长白山天池火山区及邻近地区壳幔结构探测研究

对长白-敦化深地震测深剖面资料利用二维射线追踪程序包进行走时拟合及地震图计算,得到了长白山天池火山区及邻近地区地壳上地幔速度结构和深部构造. 结果表明,以C2界面为标志,研究区地壳可分为上部地壳和下部地壳. 上部地壳厚1-23km,P波速度为6.00-6.25km/s;下部地壳厚12-17km,它是由一个较均匀的速度层和一个厚6-km的壳幔过渡层构成. 地壳厚度由敦化一带31-33km向东南逐渐增厚,至天池火山区最深达3km. 在天池火山区地壳存在低速体,其速度较周围介质低约为0.15km/s. 利用地震剖面探测、地震CT和大地电磁测深等结果显示,在天池火山区地壳内存在低速、低密度及低阻异常体,该异常体可能表明壳内岩浆囊的存在.     

2002年夏季长白山天池火山区的地震活动研究

2002年6月以来,长白山天池火山区的地震活动明显增加. 本文利用2002年夏季布设在长白山天池火山区15套宽频带流动地震台站的记录资料,对天池火山区的地震活动进行了研究. 地震观测结果表明,2002年夏季长白山天池火山日平均地震发生频次超过30次. 地震主要位于长白山天池西南部和东北部两个区域,震源深度较浅,离地表的深度一般小于5km. 天池西南部和东北部的地震,b值存在较大的差异. 火山区地震记录的频谱分析和时频分析结果表明,这些地震主要为火山构造型地震. HSZ和DZD等台站地震记录中丰富的低频成分,可能与台站附近的局部介质或断层带有关. 我们认为2002年夏季频繁发生的地震和小震震群活动是由火山深部活动诱发的局部断裂活动引起.     

青藏高原东南缘及邻区地壳介质非均匀性谱结构

用S波包络展宽法对青藏高原东南缘及邻区地壳介质非均匀性谱结构进行了研究,并以8~16Hz非均匀性谱结构为例分析了地壳介质非均匀性空间特征及其与强震孕育之间的关系。结果表明,研究区内地壳介质呈现强烈的、复杂的横向非均匀性。上地壳上部区域,沿龙门山断裂带、安宁河断裂带北段介质非均匀性程度相对较强,非均匀体尺度相对较小;鲜水河断裂带炉霍—道孚段、安宁河断裂带南段介质非均匀性程度相对较弱,非均匀体尺度相对较大。上地壳下部区域,沿龙门山断裂带、安宁河断裂带北段、鲜水河断裂带炉霍—道孚段、莲峰断裂沿线地壳介质非均匀性程度相对较强,沿鲜水河断裂带道孚—康定地区介质非均匀性相对较弱。中地壳,汶川—都江堰段、宝兴—康定段以及康定—石棉段介质非均匀性程度相对较强,而炉霍—康定西北地区,莲峰断裂沿线介质非均匀性程度相对较弱。对比发现中强震孕育、发生与介质非均匀性具有较强的相关性,中强震震中分布在介质非均匀性强弱过渡带上。强烈的、复杂的介质非均匀性可能与区内复杂的地质构造运动、频繁的地震活动所引起深部物质破碎、熔融及其沿断裂带的上涌、运移有关。     

不同散射模式下S波包络合成

为揭示地震波在地壳小尺度非均匀介质中的散射过程,更准确地描述地震波的包络展宽现象,本文基于多次各向异性散射理论,采用离散波数法求解能量密度积分方程,选取高斯型自相关函数表征的散射模式,得到S波能量密度包络。基于此,本文首先分析了单次散射和多次散射在形成S波能量密度包络中的贡献规律;然后探讨了吸收系数和总散射系数对合成S波能量密度包络的影响;最后对比了在不同散射模式下合成的S波能量密度包络的差异。结果显示:① 不同的散射模式下单次散射和多次散射对地震波散射过程的贡献规律是一致的,对于近震（震源距小于100 km）,单次散射模型可以近似合成S波能量密度包络;随着震源距增大,多次前散射模型可以更快地接近总能量密度包络;② 吸收系数增大会降低直达S波和尾波幅值,总散射系数增大会降低直达S波幅值,但使得S波尾波幅值升高;③ 前散射模式下S波能量密度包络随震源距的增大会导致峰值延迟,包络展宽,尾波衰减一致性更快等现象产生。      

Characteristics of S-wave Envelope Broadening in the Changbaishan Tianchi Volcano

High-frequency S-wave seismogram envelopes of microearthquakes broaden with increasing travel distance,a phenomenon known as S-wave envelope broadening. Multiple forward scattering and diffraction for the random inhomogeneities along the seismic ray path are the main causes of S-wave envelope broadening,so the phenomenon of S-wave envelope broadening is used to study the inhomogeneity of the medium. The peak delay time of an S-wave,which is defined as the time lag from the direct S-wave onset to the maximum amplitude arrival of its envelope,is accepted to quantify S-wave envelope broadening. 204 small earthquake records in Changbaishan Tianchi volcano were analyzed by the S-wave envelope broadening algorithm. The results show that S-wave envelope broadening in the Changbaishan Tianchi volcano is obvious,and that the peak delay time of S-wave has a positive correlation with the hypocenter distance and frequency of the S-wave. The relationships between the S-wave peak delay time and the hypocenter distance for different frequency bands were obtained using the statistics method. The results are beneficial to the understanding of the S-wave envelope broadening phenomena and the quantitative research on the inhomogeneities of the crust medium in the Changbaishan Tianchi volcano region.     

长白山火山区壳幔S波速度结构研究

利用面波层析成像和远震接收函数方法对长白山地区的地壳上地幔速度结构进行了研究。结果表明:长白山火山区附近存在岩石圈减薄、上地幔软流圈增厚以及上地幔S波速度降低等与上地幔高温物质有关的现象,它表明长白山的岩浆系统一直延伸到上地幔软流圈范围。天池火山区地壳内部存在明显的S波低速层,在离天池火山口较近的WQD台附近,低速层顶部埋深约8km,厚度近20km,S波最小速度约2.2km/s。在距离天池火山北部50km的EDO台地壳中没有明显的低速层。火山区S波速度结构总体表现出距离天池越近,地壳的V_P/V_S越大,低速层的厚度和幅度增加的特征,表明天池火山口附近地壳内部存在高温物质或岩浆囊。CBS台站不同方位的接收函数及反演结果表明,地表低速层厚度以及莫霍面深度存在随方位的变化。地表低速层在南部方向明显较厚,莫霍面深度在南部天池火山口方向存在小幅度抬升。CBS台站附近特殊的近地表速度结构可能是该台站记录的火山地震波形主频较低的主要因素。天池火山口附近莫霍面的小幅度抬升意味着存在与火山作用有关的壳幔物质交换通道     

S-wave velocity structure beneath Changbaishan volcano inferred from receiver function

The S wave velocity structure in Changbaishan volcanic region was obtained from teleseismic receiver func-tion modeling. The results show that there exist distinct low velocity layers in crust in volcano area. Beneath WQD station near to the Tianchi caldera the low velocity layer at 8 km depth is 20 km thick with the lowest S-wave velocity about 2.2 km/s. At EDO station located 50 km north of Tianchi caldera,no obvious crustal low velocity layer is detected. In the volcanic re-gion,the thickness of crustal ...     

长白山天池火山区的震群活动研究

2002和2003年夏季流动地震观测揭示,天池火山口附近存在大量的微震活动和一系列震群活动.地震定位结果表明地震主要发生在火山口附近,以震群形式发生的地震全部集中在天池火山口西南部,东北部地震密集区没有观测到震群活动.在夏季以外的其他季节,天池火山区只有一个固定地震台站（CBS）用于地震监测.利用CBS台不同时间的观测纪录,通过波形相关分析发现其他季节的主要震群活动仍然集中在天池西南部.震群的高精度相对定位揭示震源位置沿北西－南东向分布,倾向西南,倾角约80°. 2003年7月13日的震群发生期间,地震震源位置出现从深到浅的迁移现象,同时震源深度较大的地震在不同台站的地震波初动方向几乎全部向上,表明震源具有明显的膨胀分量.考虑到长白山天池火山2002年以来出现明显的地表形变、地球化学异常和谐频地震等现象,我们认为震群活动可能与5 km深度附近存在岩浆热液活动和岩浆增压有关.     

S-wave envelope broadening characteristics of microearthquakes in the Canary Islands

This study analyzes the S-wave envelope broadening characteristics of 290 earthquakes recorded by 14 stations of the Spanish National Seismograph Network in the Canary Islands region. The S-wave peak delay time (t _p ) and envelope duration (t _q ) parameters are evaluated phenomenologically to infer the strength of velocity inhomogeneities of the medium along each seismic ray path. Crustal (0?≤?h?≤?18 km) and upper mantle (18?<?h?≤?80 km) events are analyzed separately. Results in the frequency range 1 to 12 Hz for hypocentral distances from 30 to 600 km show that both t _p and t _q increase according to a power of hypocentral distance and they are independent of frequency. The spatial distribution of the peak delay time reveals weak strength of heterogeneity in most of the region at shallow depths. Relatively strong inhomogeneous zones are generated under the island of Tenerife and Gran Canaria at depths of 11–22 km.     

长白山天池火山区的地震活动特征分析

2002年6月以来,长白山天池火山区的地震活动明显增强。利用长白山火山中心站的观测资料对长白山天池火山地震的活动特征进行了研究。火山地震的频谱分析和时频分析结果表明,自1999年以来发生的火山地震主要为构造型火山地震。对这些火山地震进行了尾波Q值分析并与四川地区的Q值进行了对比,结果表明长白山火山区尾波Q值偏低,说明这一地区构造活动水平相对较强     

长白山天池火山地震类型及火山活动性的初步研究

2002年以来，长白山天池火山区出现了地震活动增强、地形变加剧和多种地球化学异常等现象，火山口附近发生的多次有感地震在社会上产生了较大影响。本文利用2002年以来的流动地震观测资料，采用频谱分析、时频分析和多台站资料对比的方法，对火山区地震事件的类型进行了分析；对火山活动的危险性进行了初步研究。结果表明，目前天池火山区出现的大量地震活动仍然属于火山构造地震，少量台站地震记录中表现出的低频特征主要是由于局部介质影响造成的，排除了长周期地震引起的可能。尽管长白山天池火山地震活动明最增强，震群活动较为频繁，但仍属于岩浆活动的早期阶段，短期内发生火山喷发的危险性较小。     

长白山-镜泊湖火山区地壳结构接收函数研究

利用71个远震的波形资料,用接收函数方法提取了布设在长白山—镜泊湖火山区的34个宽频带流动数字地震台站的接收函数,通过对接收函数反演,获得了台站下方的S波速度结构.研究结果表明,沈阳—敦化一线莫霍面深度32～33km,向西地壳厚度加厚,到长春附近地壳厚度约为36km.在天池火山口莫霍面深度为达38km,而镜泊湖火山口森林的莫霍面深度约为39km.总体看研究区的地壳厚度是南浅北深.长白山天池火山口附近地下10km左右有一明显的低速层存在;镜泊湖火山口森林附近30km也可能有低速体存在;研究发现莫霍面上S波速度梯度在火山口附近和远离火山口有明显区别.在火山口附近其莫霍面的S波速度梯度比非火山口地区的S波速度梯度明显小,说明火山口下与一般的地壳莫霍面结构有差别.研究发现沈阳—敦化一线两侧的莫霍面深度有较大变化,其位置与地表的敦化—密山断裂基本一致,说明敦化—密山断裂是研究区的一条非常重要的地质构造带.