云南地区Lg波衰减成像研究

收集了云南省及周边121个固定台站于2014年5月—2019年5月记录到的470次M≥4.0宽频带地震记录,利用反双台法处理了6 976条垂直向波形数据,通过LSQR方法反演得到了云南地区的空间分辨率小于100 km的1 Hz下Lg波衰减成像。反演结果表明,云南地区地壳Lg波的Q₀值介于60—300,整体为低Q₀背景,横向不均匀性变化显著。云南地区低Q₀值的分布特点,反映了Lg波在云南地区衰减强烈。红河断裂西侧Q₀值较低,在50—160之间,东侧Q₀值较高,在120—200之间,分布特征与沉积层厚度分布一致,松散的沉积层可能是造成东侧地区Lg波高衰减的主要原因。云南地区地壳Lg波Q₀值呈现出了与地表热流值分布相似的差异化分布特征,这可能与频繁的地震、长期强烈的构造运动以及深部物质随火山活动上涌有关。      

利用ML振幅研究地壳横波Q值Ⅱ:Q横向变化特征

利用中国地震年报(1984～2004年)测定M_L所用的54000余条区域地震最大振幅数据,采用二维层析成像方法反演中国大陆地壳介质品质因子Q₀结构.反演结果表明,中国大陆地壳介质品质因子Q₀平均为370,Q₀横向变化量可达±200.在整个研究区解的分辨率能够达到3°×3°,大部分地区能够达到2°×2°.Q₀的变化显示出与地质构造分区相关的特征：低衰减 (高Q₀值) 异常区主要分布在塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯高原及华南地区,鄂尔多斯高原北部Q₀值最高;高衰减异常区(低Q₀值)主要分布在青藏高原以东的川滇地区、华北平原、渤海湾,最低Q₀值在渤海湾地区,天山、祁连山和汾渭地堑Q₀也呈较低异常变化.总体看来,构造上稳定的克拉通地台的介质品质因子Q₀较高,而构造上活动的地区往往Q₀较低,显现出区域的衰减变化特征与地壳结构和区域构造之间的密切关系.     

广西龙滩水库库区地震尾波衰减特征

按照高信噪比和计算要求,从 2006—2013 年广西龙滩水库地震台网的10个子台记录到的龙滩库区近场数字地震波形中挑选出 3 822 条三分向记录,经滤波和消除环境噪声后,采用Sato单次散射模型,计算了地震波传播路径上的尾波Q （ f ）值,对Q （ f ）与频率f之间的关系进行了拟合,并在此基础上分析讨论了库区尾波衰减的时空特征. 结果显示,龙滩库区总体呈低Q₀值和依赖性指数η较高的特点,这两个参数值均低于浙江珊溪水库,与其地震活动程度高于后者的事实相一致。尾波Q值的空间分布显示,周围小震密集分布的台站和历史地震活跃地区的台站的Q₀值低于相对于周围小震分布稀疏的台站的Q₀值。库区尾波衰减参数与尾波采样体之间的关系显示,采样深度越深,尾波参数Q₀值越低,因此认为该区域可能存在深部高衰减层。衰减参数随时间的变化过程表明,蓄水后地震尾波衰减参数仍主要反映了库区原有地壳内部介质的非均匀性和地震波吸收特性,库区地壳介质特性无显著变化,但局部敏感点有所调整。      

利用密集台阵资料研究宾川盆地浅层介质尾波Q值

为得到更准确的浅部介质衰减参数，便于工程地震领域开展更精细的地震动模拟等研究，以气枪密集台阵资料为基础，联合天然地震资料，利用Sato单散射模型研究了云南宾川盆地浅层介质尾波衰减特征。结果显示，随着频率的增加，尾波Q值Q_c整体呈增加趋势，符合Q值的频率依赖关系。在空间上，该地区Q_c值分布具有明显的横向不均匀性，位于研究区中部宾川盆地的台站Q_c值较低，而位于研究区南西和北东方向的山地丘陵地区的台站Q_c值较高，与速度层析成像研究结果一致。研究区平均Q_c频率依赖关系为Q_c(f)=28.04f^1.07，气枪震源密集台阵资料得到的Q₀值较天然地震得到的值更低，证明使用密集台阵资料得到的结果反映了更浅部介质的衰减特征，而更高的频率依赖指数η值意味着浅层介质的非均匀性高于深部介质，符合实际情况。宾川盆地Q₀值大于松辽盆地、华北盆地和中国大陆平均沉积层，而指数η小于松辽盆地和中国大陆，表明本研究所用资料反映...     

Lg波Q值随震源深度的变化作为地壳本征衰减深度的判据

Lg波的Q_Lg值是描述区域地壳结构及介质衰减特性的重要参数之一,Q_Lg层析成像被广泛应用于地壳衰减结构横向不均匀性的研究中.但是,对Q_Lg在垂直方向上的不均匀性的研究较少.当发现一个地区发生Q_Lg值低时,我们希望进一步了解这种介质衰减深度.本文通过数值模拟合成地震图的方法,通过分析不同震源深度和介质模型计算Q_Lg,判断Lg波发生主要衰减的深度.研究结果显示：（1）当震源深度浅时,上地壳介质衰减对于Lg波Q值的影响明显比下地壳的影响更大.而震源深度深时,两者贡献基本相当;（2）如果上地壳介质衰减强,则随着震源深度的增加,η值逐渐减小;如果下地壳介质衰减强,η值先增大后减小;但如果下地壳存在低速层,则η值持续增大;（3）如果上地壳介质衰减强,则随着震源深度的增加,Q₀逐渐增大;反之如果下地壳介质衰减强,则Q₀逐渐减小.因此,我们可以通过调查某一区域不同深度地震的Lg波衰减规律,来判断这一地区的地壳介质衰减情况.     

1932年昌马7.6级地震震源区及其邻近地区尾波衰减特征研究

Q_c值是描述地震波在地下衰减变化的重要物理参数之一,其大小能够反映该地区地震活动的强弱和地下介质非均匀性程度。基于Aki的单次散射模型,选用2008—2020年间昌马地震震源区及其周边区域5个固定数字化地震台站接收到的震中距小于100 km、M>2.0的1 252次地震记录,计算分析该区域的尾波衰减特征。研究结果表明：(1)窗长为20 s、30 s和40 s的Q_c值与频率f的衰减关系分别为Q_c=(71.76±8)f⁽(1.10±0.04))、Q_c=(103.83±17)f⁽(1.04±0.06))和Q_c=(120.77±22)f⁽(1.00±0.06));(2)通过克里金插值绘制的Q_c值空间分布图表明昌马地震震源区及其周边区域的Q_c值分布与地质构造、地震活动性存在较明显的相关性;(3)研究区域的Q₀值较低,η值较高,与该区域构造活动性较强的特...     

日本上地壳S波衰减成像

地球介质的衰减特性可以从地震波中的频谱信息中获取,并且能够提供地球内部结构非均匀性的重要信息.与大量的速度结构研究相比,对衰减结构的研究却较少,且大多仅对日本群岛局部地区做研究.本文运用M_L振幅层析成像技术反演获得了整个日本群岛上地壳的品质因子Q₀值（1 Hz时的Q值）.计算中共利用了日本Hi-net台网971个台站记录到的5559个地震事件,超过60000 条Sg波最大振幅-频率数据,并且满足震中距小于2°、震源深度小于10 km.计算结果表明,低Q₀值区域主要存在于日本群岛的中央火山带,与日本新生代以来的火山分布非常一致;同时,位于从神户到京都东北地区、以及四国岛东部等地的非火山区,断层密集,对应的Q₀值也很低;另外,西太平洋俯冲海沟与日本群岛东海岸之间的区域也是低Q₀值区,这说明高温、岩石强烈破碎、深厚的沉积物是造成地震波强烈衰减的主要原因.高Q₀值主要分布在中央火山带前缘与日本东海岸之间.     

利用ML振幅研究地壳横波Q值Ⅱ:Q横向变化特征

利用中国地震年报(1984～2004年)测定M_L所用的54000余条区域地震最大振幅数据,采用二维层析成像方法反演中国大陆地壳介质品质因子Q₀结构.反演结果表明,中国大陆地壳介质品质因子Q₀平均为370,Q₀横向变化量可达±200.在整个研究区解的分辨率能够达到3°×3°,大部分地区能够达到2°×2°.Q₀的变化显示出与地质构造分区相关的特征：低衰减 (高Q₀值) 异常区主要分布在塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯高原及华南地区,鄂尔多斯高原北部Q₀值最高;高衰减异常区(低Q₀值)主要分布在青藏高原以东的川滇地区、华北平原、渤海湾,最低Q₀值在渤海湾地区,天山、祁连山和汾渭地堑Q₀也呈较低异常变化.总体看来,构造上稳定的克拉通地台的介质品质因子Q₀较高,而构造上活动的地区往往Q₀较低,显现出区域的衰减变化特征与地壳结构和区域构造之间的密切关系.     

用近震尾波估算昆明及其周围地区的Q值和地震矩

本文应用推广了的Aki尾波理论模式,忽略震源频谱含量的影响,考虑到仪器系统和地球Q-滤波器对尾波频散的影响,计算了f_p-t^*和k-t^*独立的两套尾波响应理论量板。在假定Q与频率有Q（f）=Q₀（f/f₀）ⁿ关系的基础上,用云南区域台网短周期地震仪器记录的小震尾波资料,估算了昆明周围地区频率约1.0Hz的短周期波的地壳Q₀值。结果表明,该区的Q₀值在150-220之间,平均为191;频率相关值η不是常数,多数为0.2-0.3。这些结果与用尾波估算川滇交界地区的结果接近,表明云南地区的地壳Q₀值与美国西部地区类似,是属于低Q₀值地区。 此外,用尾波与地震矩建立的关系,提出用尾波估算地震矩的一种可能方法,讨论了该区震级与地震矩的经验关系。     

陕西地区近震震级与介质衰减、场地响应的关系

利用陕西测震台网51个台站2012—2019年所记录的91个地震,基于遗传算法和互相衔接的三段几何衰减模型,采用Athinson方法计算得到陕西地区介质品质因子Q值与频率f的关系为Q (f)=698.4f ^0.2828。考虑到陕西地区介质横向不均匀性强烈及天然地震分布特征,反演了秦巴山区和关中盆地的介质品质因子,分别为Q₁(f)=665.5f^0.2671和Q₂(f)=756.2f ^0.3443。采用Moya方法反演陕西测震台网46个固定台站的场地响应。TOCH台在1—6 Hz,HUAX台在3—20 Hz,GST台在7—20 Hz,FXI台在2—20 Hz,LNA台在3—10 Hz,均表现出了明显的放大作用。根据波形数据和观测报告,计算出2002—2019年陕西测震台网所记录到的2 309次M_L≥2.0近震单台震级测定值与台网平均震级的差,得到震级偏差的分布图像。结果显示：关中盆地单台震级普遍偏大,这与盆地表层松软沉积层对入射波的放大作用有关。秦巴山区单台震...     

川滇及周边地区地壳横波衰减的成像研究

利用由149个台站记录的中国地震年报、四川和云南区域地震台网观测报告的5897个近震的27530条横波振幅与周期资料，反演得到川滇地区及周边的地壳衰减Q0值（频率为1 Hz时的Q值）空间分布图像、台站的场地响应以及由于介质衰减不同造成的震级偏差.结果表明，川滇及周边地区的地壳横波衰减Q0值在200～600范围内变化，平均值为400，横向变化显著.在川西-滇西北-保山地区、云贵交界-昆明-思茅地区以及海原-祁连、汾渭和东昆仑等活动块体边界带的Q0值明显较低，这些地区地震和构造活动相对活跃；而构造相对稳定的四川盆地、马尔康块体、桂西滇东断块以及鄂尔多斯、秦岭-大别等地区的Q0值则明显较高.此外，川滇地区大多数台站的场地响应都在1附近，仅有少数增益或衰减较大，达到2倍左右，且其分布无明显规律性.该区观测报告给出的大多数地震震级偏差不大于03，但也有少数震级偏差达04，其分布与介质品质因子Q0值分布相关，说明震级测定可能受地壳介质衰减横向变化的影响.     

利用ML振幅研究地壳横波Q值I: 不同构造区的衰减特征

本文利用《中国地震年报》中测定震级M_L时所用的区域地震图中水平向的最大振幅及周期资料，研究了地壳内横波的衰减及介质品质因子Q₀特征. 结果表明，中国整个区域平均的Q₀值为367，以华南地台最高，为460，塔里木盆地为442，鄂尔多斯高原为419，华北地区最低，为294，其次是川滇地区为295. 由这个结果可知，Q₀与地质构造之间存在明显的相关特征，在构造上稳定的克拉通地台，如塔里木盆地、鄂尔多斯高原、华南地台等具有较高的Q₀值；而构造上活动的强烈剪切变形带和新生代扩张盆地，如川滇地区和华北断陷盆地往往是Q₀值低的地区，这和Pn速度分布特征也很相似，在Pn速度高的地区地壳Q₀值亦高，在Pn速度低的地区Q₀值亦低.     

华北地区Lg尾波衰减研究--Lg尾波Q0地震成像

利用单台记录叠加频谱比法测量出的华北地区560余条单台传播路径上平均Lg尾波Q0值数据（Q0是1Hz的Q值）,采用随机褶积模型和奇异值分解法,重建该地区地壳中Q0的横向变化.结果表明,华北地区地壳中Lg尾波Q0值分布具有显著的横向不均匀性,这种不均匀性与地质构造明显相关,块隆区具有较高的Q0值,例如,燕山造山带、太行山块隆、鲁西隆起;华北平原区表现为低Q0值分布,例如冀中坳陷、黄骅坳陷、济阳坳陷,二者界限分明.结合研究区内的大地热值分布研究表明,低Q0值区大都处于高热流区,这可能是地壳内热物质的活动有关.虽然华北地区Lg尾波Q0值高、低分区明显,但是,从总体上应该属于低Q0值异常区,也就是说,该区的地壳是高地震波衰减区,这可能是该地区受太平洋板块和欧亚板块的相互作用而使地壳减薄,热物质上升造成的结果.     

Lg Coda Q Variations across South America and their Relation to Crustal Evolution

Nine broadband seismograph stations in South America have provided 389 recordings of Lg coda with paths that cover most of the continent. Lg coda Q (Q0v) and frequency dependence <(eta)> values at 1 Hz, obtained from these records, were inverted using back-projection tomography to obtain regionalized maps of Q0 and <eta>. The entire western margin of the continent (the active Andean mountain belt) is typified by low Q0 (250–450), whereas broad regions of high Q0 (700–1100) span the central Brazilian shield and contiguous regions to the north and south. Intermediate Q0 (450–700) characterizes the northern Patagonia platform and most of the Atlantic shield. Reduced Q0 in the Atlantic shield may be related to tectonic or igneous activity that occurred during the breakup of Gondwanaland during the Jurassic period. This Q distribution is generally consistent with earlier studies where Q0 was found to be directly proportional to the time that has elapsed since the most recent episode of major tectonic or orogenic activity in any region. Reduced Q0 in the Patagonian platform may, however, be due to young sediments there. Q0 is slightly higher in two portions of the Andean belt (between latitudes 2.0°N and 10.0°S, and between latitudes 24.0°S and 34.0°S) than in other portions of the belt. These variations are consistent with results of earlier studies of body-wave attenuation and heat flow in the Andean mountain belt. Spatial variations of <eta> generally vary inversely with Q0v, being low (0.0–0.2) throughout a broad region centered in the central Brazil shield and extending to the northeastern coast. All surrounding regions except that to the northeast exhibit intermediate to high (0.4–0.8 and possibly higher) <eta> values. Possible biasing of Lg coda Q measurements by proximity to the transition between the South American and Pacific plates was examined using records from a station near that boundary and was found to be small.     

DISCUSSION ON ATTENUATION CHARACTERISTICS,SITE RESPONSE AND MAGNITUDE DETERMINATION IN SICHUAN

The attenuation characteristics and site response are calculated respectively for each individual tectonic unit in Sichuan (Sichuan Basin,west Sichuan plateau and Panzhihua-Xichang area),using digital waveform data recorded by regional seismic networks and relevant seismic phase data collected from China Seismograph Network.The frequency dependent Q(f) is obtained by the iterative grid-search technique described by Atkinson and Mereu based on trilinear geometrical spreading model.The source spectra are determined by the model of Brune and the site responses of seismic stations are derived by Moya's method using genetic algorithms.Comparison to conventional M_L estimates shows that the network local magnitude bias is quite significant at low and intermediate magnitudes.The bias at the j^th station for the i^th event is defined as ΔM_ij=M_ij-M_i, where ΔM_ij is the station magnitude and M_i the network-average value.For comparison,we mapped the spatial distribution of biases by digital seismograms recorded from 10535 earthquakes of magnitude 2.5≤M_L≤4.9 that occurred in Sichuan from January 1,2009 to June 30,2015.Based on the above data,the attenuation characteristics,site response and their effects on magnitude determination in Sichuan are analyzed.Our results demonstrate that the associated model for regional quality factor for frequencies can be expressed as Q₁(f)=450.6f^{0.513 4} for Sichuan Basin,Q₂(f)=136.6f^{0.581 3} for west Sichuan Plateau and Q₃(f)=101.9f^{0.666 3} for Panzhihua-Xichang area.Site response results indicate that different stations show different amplifications.Maps of biases appear to be different,but with similar dominant spatial distribution.For stations in Sichuan Basin,their greater magnitudes are functions of low attenuation in structure and amplification effects of both seismic stations and basin effects.For stations in west Sichuan Plateau,the possible causes of these lower magnitudes are severe dependence upon source region due to extreme lateral variations in either structure or path effect attenuation.For stations in Panzhihua-Xichang area,broken medium caused by strong tectonic activity or large earthquakes and heat flow up-welling along active faults may be the main reasons of low magnitude values when earthquakes occur in western Sichuan and eastern Tibetan region.And the greater magnitudes for earthquakes along the Longmen Mountains appear to be well correlated with edge effect of sedimentary basin on strong ground motion.In our study,stations magnitude biases appear to be extremely correlated with tectonic structures and different regions when seismic rays passing through,magnitudes are affected significantly by lateral variations in attenuation characters rather than site responses.     

华北地区Lg尾波衰减研究--Lg尾波Q的测量

利用1989～1998年间发生在中国华北地区ML≥3.0级的地震事件,华北遥测台网以及数字化台网记录到的信噪比较高的Lg尾波时间序列,经过滤波、消除背景噪声等预处理,采用单台记录叠加频谱比法,得到传播路径上Lg尾波Q0（Q=Q0fη, Q0是1Hz的Q值,η是Q值与频率相关系数）,进而获得该地区Q0和η的空间分布. 测量结果表明,华北地区地壳Lg尾波Q0值分布存在显著的横向不均匀性,这种不均匀性与该地区地壳的速度分布基本一致,表现为与该地区地表地质特征明显的一致性,即传播路径位于太行山隆起和燕山隆起区为高Q0值分布;传播路径位于冀中坳陷和黄骅坳陷等平原区表现为低Q0值;传播路径位于隆起区和坳陷区二者之间,其Q0值也介于二者之间,说明华北地区的地壳结构没有很大的阶跃式变化而使波导遭到破坏,Lg尾波Q0值基本上反映了地壳内介质滞弹性的固有衰减.     

Distribution of L_g coda Q in the Chinese continent and its adjacent regions

In continent Lg is usually one of the predominant phases recorded by short-period or broad-band seismometers. A ray-theoretical approach shows that Lg wave is the superposition of higher-mode surface waves propagating in the continental crust[1—4]. The g…     

地幔瑞利面波的频散和衰减

本文利用世界标准地震台网（WWSSN）29个台记录的渤海地震（1969年7月18日,M_s=7.4）、炉霍地震（1973年2月6日,M_s=7.9）、海城地震（1975年2月4日,M_s=7.3）的长周期瑞利面波R₁、R₂、R₃,测定了40-250秒周期内R₂波群速度,45-200秒周期内经地球大圆路径的瑞利面波衰减系数和Q值,并讨论了地幔瑞利面波频散和衰减特征以及与区域构造间可能的联系。