波形极相似的地震丛集中剪切波分裂的变化

在1991年大同MS5.8地震余震的记录中,一些小地震丛集中可见波形极为相似的地震对,利用各对地震记录的互相关函数可以确认其相似性．为了辨认剪切波波形中发生的微小变化,采用重采样技术提高采样率．可以直接从地震图中观察到丛集中成对地震的剪切波分裂的变化．      

南极长城站地壳和上地幔各向异性分析

利用我国第24次和第25次南极科学考察队于2008年2月—2010年3月南极长城站记录到的地震事件数据进行剪切波分裂研究. 选取近震事件对Sg波进行剪切波分裂计算,结果表明快波偏振方向有两个,分别为北东向和近南北向; 慢波延迟时间的范围为1.45—5.17 ms/km,平均值为3.54 ms/km.同时选取长城站记录到的远震数据SKS波震相进行剪切波分裂计算,得出上地幔快波偏振方向优势取向为北东向, 慢波延迟时间平均值为1.60 s. 剪切波分裂结果显示长城站地区地壳和上地幔具有明显的各向异性, 并显示长城站地区地壳与上地幔快波偏振方向几乎平行,表明壳幔变形的一致关系.另外,地壳和上地幔各向异性的快波偏振方向不仅与长城站附近的海沟方向平行,同时也与绝对板块的运动方向平行.该结果进一步说明了绝对板块的运动是构成上地幔各向异性的主要原因.      

云南剑川近场横波特征及其与构造的关系

通过对1982年7月3日云南剑川Ms5．4级地震的余震震群近场记录的研究，为该地区存在横波分裂现象及上部地壳存在裂隙各向异性提供了直接的证据．剑川地区地震记录波形复杂，纵、横波视周期差异较大．横波快波偏振主要集中在NE45°和NW55°两个方向．7月20日ML4．8级强余震前后横波快波偏振取向变化显著，各台横波偏振方向震前彼此相对独立；震后整体上趋于有序．前者反映了地震发生前由于震源区应力集中在附近空间形成的应力分布的差异；后者显示出地震发生后由于震源区集中应力的释放带来的上述应力差异在一定空间范围的解除．该结果表明震源附近地区地震横波分裂特征不仅携带着地震处于相对平静期应力场的静态信息，而且也携带着地震发生前后应力场时、空动态变化的重要信息．文中还讨论了剑川地区构造对S波分裂的影响．     

海南省东方地区1992年小震群剪切波分裂研究

１９９２年１月海南省东方县发生小震群活动，本文利用在震中附近设立的５台ＤＣＳ－３０２数字磁带加速度地震仪记录的近场资料，进行了剪切波分裂的研究采用相关函数方法，通过对１８个做了精确定位的地震事件共４２条有效记录的分析，计算出了快剪切波的偏振方向为１１３°±１８Ｏ°，慢剪切波的时间延迟为（３．１±１．１）ｍｓ／ｋｍ，裂隙密度的平均值为０．００９７±０．００３３．结合该地区的地震活动性，分析了区域应力变化对时间延迟的影响，并根据ＥＤＡ理论讨论了分裂剪切波的时间延迟的变化特征，发现快、慢剪切波的到时差（时间延迟）随地震活动性及应力积累而变化，并推断出该区的主压应力场为北西西方向．     

孕震过程中波速比及S波分裂时空变化的数值模拟

本文利用有限元方法模拟计算了强震发生前孕震区的波速比及Ｓ波分裂的时空变化，结果表明，孕震过程中，随着应力的局部集中，岩体发生扩容，引起裂隙的增生及定向排列，从而使孕震区产生各向异性，引起波速比的变化及Ｓ波分裂现象，在不同阶段，穿过同一路径的地震射线其波速比和Ｓ波分裂特征不同；在同一时刻，沿不同路径传播的地震射线其波速比及Ｓ波分裂也不同。总体看来，平行于孕震断层传播的地震波速比变化比垂直于其波速比及     

EXAMINATION OF A SPECTRAL METHOD FOR MEASURING THE EFFECTS OF ANISOTROPY1

The most diagnostic effect of anisotropy on shear waves is shear-wave splitting. This phenomenon creates a distinctive signature in the 3D particle motion. Methods to extract the effects of anisotropy from shear-wave data attempt to measure details of this motion. Many techniques have been published recently which process the shear waves in the time or frequency domain. Here we examine the way in which information on the interference effects between the split shear waves is contained within the frequency domain, and suggest some criteria which may be used in future processing algorithms. The time-delay between the split shear waves, and the polarization direction of the leading shear wave can be converted into easily measured features from analysis of the Fourier spectrum of the shear-wave signal on each component of motion. These features arise in the spectral interference patterns which are formed by the interaction between the two closely-spaced and similar waveforms. The interference patterns are interpreted for synthetic and observed seismogram data.     

Shear wave anisotropy in D＂ region beneath the western Pacific

Using seismic shear phases from 47 Tonga-Fiji and its adjacent region events recorded by the CENC and IRIS, and from 26 northeast Asia and north Pacific events recorded by IRIS, we studied the shear wave anisotropy in D" region beneath the western Pacific utilizing the ScS-S differential travel time method and obtained the splitting time values between the radial and transverse components of each ScS wave corresponding to each core-mantle boundary (CMB) reflection point. We found that most shear waves involved horizontally polarized shear wave components traveling faster than vertically polarized shear wave components through the D" region. The splitting time values of ScS wave range from ?0.91 s to 3.21 s with an average value of 1.1 s. The strength of anisotropy varies from ?0.45% to 1.56% with an average value of 0.52%. The observations and analyses show that in the D" region beneath the western Pacific the lateral flow is expected to be dominant and the vertical transverse isotropy may be the main anisotropic structure. This structure feature may be explained by the shape preferred orientation of the CMB chemical reaction products or partial melt and the lattice preferred orientation of the lower mantle materials caused by the lateral flow at lowermost mantle.     

基于二维三分量伪谱法模拟数据的EDA介质中横波分裂研究

为了检测定向裂隙介质中横波分裂的方位属性特征,分析地震属性随裂隙密度和方位变化,采用人工吸收边界和反周期扩展边界,用伪谱法获得不同裂隙密度和不同方位地质模型三分量地面记录;应用时频分析和剪切波偏振分析研究由于裂隙方位和密度引起的横波分裂.结果显示,裂隙密度和方位决定着横波分裂的时差和偏振.快慢横波的延迟时间随裂隙密度增大而增加,不同方位相同裂隙密度的横波分裂时差有微小的变化.在45°方位检测时间延迟时间最大.通过时频分析,可以看到不同方位的瞬时主频有显著的变化,在横波分裂处瞬时主频有明显变化.因此,瞬时主频和快横波的偏振以及延迟时间可以作为裂隙方位和密度的指示.     

乌海地区剪切波分裂研究

根据乌海地区构造环境,采用SAM方法研究乌海地区地壳各向异性特征,使用乌海地震台2014年1月至2020年6月数字地震波形进行分析。根据65个有效地震记录,得到乌海地区剪切波分裂参数,其中快剪切波平均优势偏振方向为NE63.1°±46.4°,慢剪切波平均时间延迟为（1.13±0.66）ms/km。乌海地震台快剪切波偏振显示出4个优势偏振方向,分别为NE、EW、NNE、NNW向。将得到的各向异性结果与研究区应力场和地质构造进行分析,认为研究区周边复杂的剪切波分裂变化是主压应力场、原地主压应力、断裂带分布共同作用的结果。     

喜马拉雅东构造结上地壳各向异性特征

本文利用雅鲁藏布江下游台阵的16个台站2016年度的近震数据,通过横波窗内的横波分裂测量,在各台站总计得到369个有效的横波分裂参数对,分析得出喜马拉雅东构造结上地壳各向异性特征。空间上,各台站的快波偏振优势方向整体上自西向东由近EW向,转为NE向,然后转向近NS或NNE向,最后转向NW向。大部分靠近或位于活动断裂带上的台站的快波偏振优势方向与断裂的走向一致,主要体现在墨竹工卡断裂上的ZOS台,雅鲁藏布江断裂上的WOL,NYG,ZIB和DOJ台站,墨脱断裂上的BEB和DEX台站,以及迫龙—旁辛断裂上的BAX和DAM台站;而距离雅鲁藏布江断裂西段和东段各有一定距离的LAD和YIG台站,以及位于雅鲁藏布江断裂东段与嘉利断裂交会处的TOM台的快波偏振优势方向与断裂走向存在一定角度,但其与喜马拉雅东构造结主压应力场方向NNE向基本一致。上地壳各向异性整体体现了结构控制和应力控制的特征,但各台站的横波分裂参数并未表现出随时间的规律变化特征,这可能与2016年研究区地震活动强度较弱有关。研究区各台站间存在较大的横波分裂参数差异和自身离散度,反映出东构造结复杂的构造特征和剧烈的变形作用。      

水库气枪震源产生的S波及其分裂

人工气枪震源在陆地水库可以有效激发S波,S波能量较强,与ML1.6天然地震相当。气枪可用于S波分裂研究,对布置在燕山隆起带的流动地震台的气枪信号进行了S波分裂参数分析,结果表明,快剪切波偏振优势方向为NWW和NNE向,偏振方向和断裂的性质密切相关。气枪是高度可重复性人工震源,利用气枪定点激发和定点接收有可能精确获取S波分裂参数随时间的变化规律,为地震预测探索实践提供可靠的物理途径     

西太平洋下D"区的剪切波各向异性

利用来自汤加—斐济及周边地区发生的47次地震并由中国地震台网中心和IRIS台站记录到的数据,与来自东亚北部及北太平洋地区发生的26次地震并由IRIS台站记录到的数据, 使用ScS-S相对走时分析方法研究了西太平洋下D区的剪切波各向异性, 得到了核幔边界反射点上ScS波径向分量和横向分量的分裂时间, 并计算了D区的地震波各向异性强度. 发现ScS波通过西太平洋下D区时普遍呈现出径向分量走时大于横向分量走时的模式. ScS波的分裂时间值为-0.91~3.21s, 平均值为1.1 s; 各向异性强度值为-0.45%~1.56%, 平均值为0.52%. 观测和分析结果表明, 西太平洋下D区水平流应占支配地位,各向异性结构主要是具有垂直对称轴的横向各向同性介质. 形成这种结构的可能原因是地幔底部水平流导致的核幔边界反应产物或部分熔融物质的形状优选方向, 或下地幔物质的晶格优选方向.      

Azimuthal anisotropy in lithosphere on the Chinese mainland from observations of SKS at CDSN

Ａｚｉｍｕｔｈａｌ　ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ　ｉｎ　ｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｍａｉｎｌａｎｄ　ｆｒｏｍ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＳＫＳ　ａｔ　ＣＤＳＮ（郑斯华）（高原）Ａｚｉｍｕｔｈａｌａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｉｎｌｉｔ...     

Study on shear wave splitting in the aftershock region of the Yao'an earthquake in 2000

After Ms=6.5 Yao'an earthquake on January 15, 2000, a large amount of aftershock waveforms were recorded by the Near Source Digital Seismic Network (NSSN) installed by Earthquake Administration of Yunnan Province in the aftershock region. It provides profuse data to systematically analyze the features of Yao'an earthquake. The crustal anisotropy is realized by shear wave splitting propagating in the upper crust. Based on the accurate aftershock relocations, the shear wave splitting parameters are determined with the cross-correlation method, and the results of different stations and regions are discussed in this paper. These conclusions are obtained as follows:firstly, the average fast directions of aftershock region are controlled by the regional stress field and parallel to the maximum horizontal compressive stress direction; secondly, the average fast directions of disparate stations and regions are different and vary with the structural settings and regional stress fields; finally, delay time value is affected by all sorts of factors, which is affinitive with the shear wave propagating medium, especially.     

随钻动电测井中声诱导电场的理论模拟

为防止沿钻铤传播的声信号掩盖来自地层的声信号,目前需在钻铤上刻槽以实现对地层纵、横波速度的测量.但刻槽不仅占用钻铤空间,且降低了钻铤的强度和刚度.本文探讨在不刻槽条件下,利用动电效应获得地层纵横波速度的可行性.为此,模拟了随钻声波测井信号及由岩石动电效应产生的电场信号.先视地层为黏弹性介质,模拟随钻声波测井信号,再利用围压与孔隙流体压强的关系获得了声波在地层中引起的孔隙压强,然后计算由孔隙地层动电效应产生的声诱导电磁场.对多极声源激发的声场波形及其诱导电场的波形进行比较,发现随钻声诱导电场中钻铤波的相对幅度明显小于随钻声场中钻铤波的相对幅度.此外,发现在慢速地层条件下,偶极声源激发的电场中出现了比较明显的地层横波信号.     

紫坪铺水库水位变化对剪切波分裂参数的影响

本文通过对2006—2009年四川紫坪铺水库库区8个地震台站记录的地震事件,采用剪切波分裂方法获得了水库库区剪切波分裂参数,并结合地震活动性与水库水位之间的变化关系,分析了紫坪铺水库库区地壳应力的变化特征.剪切波分裂结果显示该研究区域快波偏振方向有两个,分别为北东向和北西向,充分体现了紫坪铺水库地区地壳应力是由北西向的区域主压应力与南东走向的龙门山断裂带综合作用的结果.慢波延迟时间平均值为5.8ms·km-1,慢波延迟时间较大的地区位于库坝和库尾,分别是水库蓄水排水引起地壳应力变化最大的区域.对比慢波延迟时间的变化和水库水位的变化显示了慢波延迟时间与水库水位之间的一致变化关系,揭示了水库的蓄水排水对地壳应力的影响.     

基于反卷积干涉法的土层地震反应特性研究

美国阿拉斯加安克雷奇德兰尼公园的土层地震反应观测台阵建有6个井下观测点和1个地表观测点, 每个观测点设置一个三分量加速度传感器, 该台阵建成后记录了多次地震事件. 本文通过反卷积地震干涉法对这些地震记录进行土层反应分析, 根据该分析结果提取土层结构的等效剪切波速和阻尼比. 所有层位的地震记录对地表记录的反卷积波形均反映出在土层中传播的上、 下行波, 其上行与下行至每一层的时间差别明显. 根据每一层的到时差, 确定土层中的等效剪切波速和分层等效剪切波速, 该结果与现场土层等效剪切波速测试结果吻合较好; 根据等效剪切波速计算出的土层卓越频率, 其一致性亦较好; 根据上、 下行波的峰值分析确定该场地土层的等效阻尼比, 也与软土的阻尼比经验值相当. 这些参数为后续的土层反应模拟和土结相互作用研究奠定了良好的数据基础. 结果表明, 反卷积干涉法能够用于土层反应分析和土层地震反应特性的提取.      

基于横波分裂的青藏高原多圈层各向异性研究进展

有关青藏高原横波分裂的各向异性研究已经开展了近30年,在理论方法和实际应用方面取得了重要进展,并获取了大量的横波分裂测量结果,为认识青藏高原壳幔各向异性变形特征和动力学机制提供了重要的依据.本文首先介绍了地震各向异性的来源与应用,随后回顾了横波分裂分析方法的发展,简述了各种横波分裂方法的原理,最后通过总结近30年来青藏高原上地壳、整个地壳和上地幔横波分裂各向异性研究成果,系统分析了青藏高原壳幔各向异性变形特征.基于各横波分裂结果的对比分析来看,XKS波分裂测量结果最为稳定,近震直达S波分裂测量结果次之,而Pms波分裂测量结果相对离散,往往相同区域内不同的研究结果差异较大,主要原因可能是相比XKS波和近震直达S波,Pms波的信噪比较低,次要原因可能是各研究在方法和处理分析等方面的差异.     

利用横波分裂分析方法研究地壳各向异性综述

利用横波分裂分析获取地下介质的各向异性参数,已成为研究壳幔介质变形特征最为有效的方法之一。本文首先介绍横波分裂理论方程的推导过程;然后阐述目前几种较为常用的拾取横波分裂参数的方法;最后总结近年来横波分裂分析方法的发展现状及其在地壳介质各向异性研究方面取得的成果。我们认为尽管横波分裂分析方法被广泛应用于地壳介质各向异性研究,但是它也存在一些固有的局限性,期望未来能发展一种更为可靠、有效的方法以及数据处理流程来准确拾取横波分裂参数。     

Shear Wave Splitting Analysis to Estimate Fracture Orientation and Frequency Dependent Anisotropy

Shear wave splitting is a well-known method for indication of orientation, radius, and length of fractures in subsurface layers. In this paper, a three component near offset VSP data acquired from a fractured sandstone reservoir in southern part of Iran was used to analyse shear wave splitting and frequency-dependent anisotropy assessment. Polarization angle obtained by performing rotation on radial and transverse components of VSP data was used to determine the direction of polarization of fast shear wave which corresponds to direction of fractures. It was shown that correct implementation of shear wave splitting analysis can be used for determination of fracture direction. During frequencydependent anisotropy analysis, it was found that the time delays in shearwaves decrease as the frequency increases. It was clearly demonstrated throughout this study that anisotropy may have an inverse relationship with frequency. The analysis presented in this paper complements the studied conducted by other researchers in this field of research.