近期国外震源研究综述

本文简要介绍了近年来国外在地震震源、台阵（网）资料在震源参数研究中的应用,全球震源谱对比、地震破裂传播方向、遗传算法在震源参数研究中的应用,地震矩、拐角频率、震源尺度、应力降与震源模型的探讨,以及确定初动震源机制的新方法等方面的研究情况和动态,并对其中的研究结果给予了一定的评述。     

Characteristics of the Seismic Waves from a New Active Source Based on Methane Gaseous Detonation

Active seismic sources are critical for obtaining high resolution images of the subsurface. For active imaging in urban areas, environment friendly and green seismic sources are required. In present work, we introduce a new type of green active source based on the gaseous detonation of methane and oxygen. When fired in a closed container, the chemical reaction, i.e. gaseous detonation, will produce high pressure air over 150MPa. Seismic waves are produced when high pressure air is quickly released to impact the surroundings. The first field experiment of this active source was carried out in December, 2017 in Jingdezhen, Jiangxi Province, where a series of active sources were excited to explore their potential in mine exploration. In current work, we analyzed the seismic waves recorded by near-field accelerators and a dense short-period seismic array and compared them with those from a mobile airgun source, another kind of active source by releasing high pressure air into water. The results demonstrate that it can be used for high resolution near surface imaging. Firstly, the gaseous detonation productions are harmless CO₂ and water, making it a green explosive source. Secondly, the dominant seismic frequencies are 10-80Hz and a single shot can be recorded up to 15km, making it suitable for local structure investigations. Thirdly, it can be excited in vertical wells, similar to traditional powder explosive sources. It can also act as an additional on-land active source to airgun sources, which requires a suitable water body as intermediate media to generate repeating signals. Moreover, the short duration and high frequency signature of the source signals make it safe with no damage to nearby buildings. These make it convenient to excite in urban areas. As a new explosive source, the excitation equipment and conditions, such as gas ratio, sink depth and air-releasing directions, need further investigation to improve seismic wave generation efficiency.     

甘肃地区震源参数的相关性研究

通过对甘肃数字地震台网2008年1月-2009年6月记录的ML 2.0-ML 6.0中小地震,S波观测谱中噪音、仪器、路径、场地等影响的逐一消除,利用遗传算法反演得到甘肃地区273条地震的震源谱,进而根据Brune的圆盘震源模型,计算地震矩、应力降、拐角频率、震源半径等震源参数,并研究甘肃地区震源参数的特征及相似关系....     

地震震源的研究:/

简述了1999~2002年中国学者在地震震源的观测、实验和理论方面所取得的一系列成果. 他们对精确定位、地震矩张量反演和震源参数反演等方法进行了改进和发展，并利用这些方法，研究了许多重要地震事件的破裂过程，并结合地面形变测量，研究了地震破裂与区域应力场、地质构造运动的关系. 总之, 在实验和理论研究领域中，中国学者在地震成因、地震发生的应力与构造条件、地震破裂动力学、岩石断裂力学、地震破裂成核等方面取得了一系列进展.      

Studies on seismic source

During the period of 1999-2002, the Chinese seismologists made a serious of developments in the study on seis-mic sources including observations, experiments and theory. In the field of observation, the methods of the accu-racy location of earthquake sources, the inversion of seismic moment tensor and the mechanism of earthquake source are improved and developed. A lot of important earthquake events are studied by using these methods. The rupture processes of these events are inverted and investigated combined with the local stress fields and the tec-tonic moment by using the measurements of surface deformation. In the fields of experiments and theory, many developments are obtained in cause of seismic formation, condition of stress and tectonics, dynamics of earthquake rupture, rock fracture and nucleation of strong earthquakes.     

1970年通海地震震源影响区的研究

分析了通海地震的震源体过程、空间分布的时序特征及其对周边三角形构造块体内的地震活动可能造成的影响。探讨了通海地震迄今３０年来通海地震震源影响区内以该震开始而以武定地震结束的地震活动过程,指出未来几年内本区的地震活动可能会呈逐渐减弱的态势。     

气枪震源资料反褶积方法及处理流程研究

气枪震源具有极高的可重复性,可用于地下介质变化的监测。但不同工作条件下气枪震源产生的信号会存在细微差异,反褶积方法能在一定程度上消除由震源变化引起的记录信号变化。为了去除气枪震源子波信号,获取气枪源到台站之间的格林函数,通常需要选取一种恰当的方法对地震波形数据进行反褶积处理。频率域水准反褶积和时间域迭代反褶积是在接收函数等领域已被广泛使用的2种反褶积方法。本文以云南宾川主动源资料为例,对比了利用这2种方法处理气枪震源资料的效果,结果表明：在计算效率方面,频率域水准反褶积方法更具优势;在处理结果的信噪比方面,时间域迭代反褶积方法表现更好,P波初至也更清晰。此外,进一步讨论了在多炮资料的处理过程中反褶积和叠加等操作的顺序问题,最后提出了从气枪震源资料中提取气枪源到台站之间的格林函数的一般流程。     

山西地区震源新参数间关系初探

利用“十五”数字化后山西地震台网记录的612次 ML ≥2．0地震,使用中国地震局地震预测研究所推广的中小地震新参数计算软件,计算其中148次事件的震源新参数,对地震矩、矩震级、震源破裂尺度、应力降、拐角频率等参数间的定标关系做初步研究,得出 ML 震级与地震矩、矩震级间存在较好的线性正相关;震级与震源尺度间存在多项式关系;与应力降的对数呈显著正相关,当大于 ML 4．0后,随着震级的增大,释放的应力降略有变缓;与拐角频率的对数呈负相关。     

不同激发环境下井中气枪震源特征研究

基于单枪容量为250in3的BHS-2200LL井中气枪,在内径0.2、5.0m不同激发井中开展了气枪震源特征对比分析,研究表明：①5.0m井中气枪激发产生的信号优势频率集中在10～40Hz,比在0.2m井中的低,这主要是由于较大水体利于气泡的震荡;②在能量方面,5.0m井中激发信号的能量强于0.2m井中的,幅度上相差1个数量级,单次激发的传播距离可达9km;③2种激发环境下产生的气枪信号都具有较好的重复性。     

澄江5.2级地震的震源机制、震源应力场和震源断层

利用地震波资料对澄江5．2级地震序列的震源机制、震源应力场和震源断层作了分析研究。结果表明，整个序列发展中，震源区及附近、构造应力场以南东东方向、水平作用为主的压应力场为主。其次还有南南东向、水平作用为主的压应力场的作用。由序列震源机制解分析，主震发震断层是走向北北东、倾角较陡的断层面，在南南东－南东向，接近水平的压应力场作用下，该断层面具有以左旋走滑为主的错动性质。该断层面是序列的主破裂面。在序列发展过程中，北西西－北西向断层也参与了活动。有的余震，虽然发生在与主破裂面一致或接近的断层面上，但破裂错动的旋性发生了变化，出现了相对主破裂事件的反向错动。极少数余震破裂错动性质呈现以倾向滑动为主的特征。在序列发展过程中，破裂面及其错动性质显地复杂。由于强震的发生，主破裂的错动，使得震源区局部应力场状态错综复杂。     

山西地区非弹性衰减系数、场地响应和震源参数的初步研究

利用山西数字测震台网“十五”数字化之后34次 ML2.5～ML5.2级地震波形资料,采用Atkinson方法反演出非弹性衰减Q值随频率f的关系为Q( f)=469.5df0.3141;采用Moya方法反演得出41个台站的场地响应,结果显示出仪器安置在山洞且地处外界干扰小的台站没有明显的放大效应,而其它台站尽管都是基岩台...     

基于弹性波全波形反演的主被动源多分量混采地震数据速度建模

在常规地震采集中,被动源地震波场往往被视为噪声而去除,这就造成了部分有用信息的丢失.在目标区进行主动源和被动源弹性波地震数据的多分量混合采集,并对两种数据进行联合应用,使其在照明和频带上优势互补,能显著提高成像和反演的质量.本文针对两种不同类型的主被动源混采地震数据,分别提出了相应的联合全波形反演方法.首先,针对主动源与瞬态被动源弹性波混采地震数据,为充分利用被动源对深部照明的优势,同时有效压制被动震源点附近的成像异常值,提出了基于动态随机组合的弹性波被动源照明补偿反演策略.然后,针对低频缺失主动源与背景噪声型被动源弹性波混采地震数据,为充分利用被动源波场携带的低频信息,并避免对被动源的定位和子波估计,提出了基于地震干涉与不依赖子波算法的弹性波主被动源串联反演策略.最后,分别将两种方法在Marmousi模型上进行反演测试.结果说明,综合利用主动源和被动源弹性波混采地震数据,不仅能增强深部弹性参数反演效果,还能更好地构建弹性参数模型的宏观结构,并有助于缓解常规弹性波全波形反演的跳周问题.     

实现数据库管理震源参数的探索

就如何利用数据库，结合Java、XML等手段对震源参数管理进行了一些探索，并给出了一些在一个实际系统中实现了的例子。     

计算断层自发破裂过程的离散网格划分研究

离散化网格的空间步长选取在各种数值算法中都是一个很受关注的问题,在全空间均匀介质模型和简单离散化方案下,利用边界积分方程方法研究在自发破裂求解过程中动力学参数组合Dc和Te (Dc为临界滑动弱化位移,Te为有效的断层破裂面上的初始应力)对计算网格划分的影响,初步得到了Dc和Te参数空间中的有效计算网格的选取规律,对合理、有效地运用边界积分方程方法计算地震震源的破裂过程具有重要的指导意义.      

井中垂直双极源体积分方程法三维模拟研究

类比水平方向电偶极源和垂直方向磁偶极源电磁场求解的原理,又利用偶极沿电流方向积分是双极原理,推导出地下均匀半空间中垂直双极源电场和磁场解析计算公式.采用体积分方程法对井中垂直双极源电磁响应进行了三维模拟.它对提高井中垂直双极源圈定储层范围的精度有着非常重要的意义,同时也为井中垂直双极源三维反演问题奠定了基础.     

2009年姚安6.0级地震序列研究

2009年7月9日在云南省姚安县发生M6.0地震,利用云南区域数字地震台网记录的ML≥2.0余震波形记录,通过对S波观测记录谱进行传播路径、场地响应和仪器响应等影响的逐一消除,得到131个地震的震源谱.进而根据Brune圆盘震源模型,利用遗传算法计算地震矩、应力降、震源半径等震源参数.结果表明,该地震序列的M0在1012-1016N·m,与近震震级有很好的线性关系,与震源半径呈线性关系;应力降与近震震级有一定线性趋势相关性;拐角频率和地震矩M0之间有明显的依赖关系.     

2008年盈江5.9级地震序列震源参数研究

2008年8月21日在云南省盈江县发生了MS5.9地震。利用云南区域数字地震台网记录的ML≥2.5余震波形记录,通过对S波观测记录谱进行传播路径、场地响应和仪器响应等影响的逐一消除,得到了196个ML≥2.5地震的震源谱,进而根据Brune圆盘震源模型,利用遗传算法计算了地震矩、应力降、震源半径等震源参数,结果表明,该地震序列的地震矩在1012～1016N.m间,与近震震级有很好的线性关系,与震源半径也呈线性关系;应力降与近震震级有一定的线性趋势相关性;拐角频率和地震矩之间有明显的依赖关系。     

基于控制照明的合成震源记录交互剩余偏移速度分析

提出了一种新的偏移速度分析方法——基于控制照明的合成震源记录交互剩余偏移速度分析方法．与其他类似偏移速度分析方法的不同点在于：（1） 叠前深度偏移采用基于波动理论的快速合成震源记录算法;（2）偏移方法采用平面波震源,与速度分析方法一致;（3）应用控制照明技术,避免了因横向变速而导致的平面波震源波场在传播过程中的畸变,从而减小了速度分析的误差;（4）实用的速度谱设计,使交互偏移速度分析可行且易于操作．模型和新疆实际资料的试算表明该方法是一种有效和实用的偏移速度分析方法．     

Site attenuation and source parameters on the North Anatolian Fault zone, eastern Turkey estimated from the aftershocks of 13 March 1992 Erzincan earthquake

Site attenuation and source characteristics of 45 aftershocks of the 13 March 1992 Erzincan, eastern Turkey earthquake have been determined from SH-wave spectra using a least-squares best-fit method. Although the most of the seismograms were recorded on the ophiolitic rock sites and the average regional attenuation correction of Q(f) = 35 f^0.83 was applied, the high fall-off rates ranging between 3.0 and 4.5 beyond the corner frequencies of 8–13 Hz were observed on the SH spectra. The site attenuation value, , has been calculated from the slope of the high frequency part of the SH spectra. It was found that varied in the range of 0.0124–0.0364 s and the average was 0.0246 s with a standard deviation of 0.0047 s. The high fall-off rates of observed spectra have decreased considerably as a result of site attenuation corrections and converged to an average value of 2.3. We concluded that the high fall-off rates of SH wave spectra are mainly controlled by highly deformed Miocene ophiolitic formations which covers a wide area in the North Anatolian Fault zone in the vicinity of Erzincan region. Using the spectra that were corrected for regional and site attenuation, and assuming a Brune's source model; seismic moment, source radius, and stress-drops of the aftershocks were computed. We found that stress-drops for some of the aftershocks in Erzincan area have slightly decreased after removal of site attenuation over SH wave observed spectra.     

三维并行合成震源记录叠前深度偏移

提出了一种基于波动理论的三维合成震源记录叠前深度偏移方法,该方法不含任何物理假设,利用波动方程算子的3个性质,合成炮震源及炮震源记录,将面炮记录合成与相位编码合成两种方法在理论上和计算上合二为一,成为一个统一的合成理论. 通过双重叠加把三维叠前五维数据转换为三维数据,既保证了成像质量同炮记录偏移成像一样精确,又显著地提高了计算效率,且适于复杂地质构造成像. 针对不同情况,给出了几种不同的合成算子,使方法在实际应用中有较大的灵活性和选择性. 基于MPI并行算法的实现,进一步提高了计算效率. SEG＼EAGE盐丘C3_NA数据模型上的试算结果和新疆三维起伏地表实际地震资料的处理结果进一步说明了该方法的有效性和实用性.