我国东部地区非随机持续性微震背景噪声场源的特性及定位研究

我国东部地区陆海相连的独特区位是探究微震(2~20 s)背景噪声机理的天然场所.本文发展了一种基于噪声互相关非对称性能量走时差的场源定位技术, 并结合频域偏振等方法, 利用335个宽频带固定地震台站2015—2017年期间三分量的连续记录数据, 着重研究了我国东部陆地及近海地区微震背景噪声的非随机固有特性与场源位置, 并对及其激发响应机制进行了分析.获得的主要认识: (1)近海岸的涌浪作用是致使近岸台站DF(Double Frequency)微震谱峰出现双峰或多峰现象的主导因素, 其DF谱峰的频率和幅值明显强于陆地型台站.进一步获得的LPDFMs与SPDFMs偏振特性表明, LPDFMs主特征偏振功率的强弱与观测台站所处的地质构造环境密切相关, 而SPDFMs的强弱则取决于与海岸线的距离; 从极化程度、径向与垂向分量相位差结果看, 两者在0.25 Hz附近的分段特征非常清晰, 它们的产生机理并不完全一致, 可能来源于不同的场源; 在垂向和切向上的运动学特征差异不明显, 表明SF微震并不是纯态瑞利波; (2)研究区非随机持续性SF微震噪声源的方位主要指向印度洋方向, 很可能位于南半球印度洋南部至南极洲之间的深海区, 是由海浪驻波作用于远海海底所激发; 而DF微震噪声源的方位则主要指向东南向的太平洋方向, 其中LPDFMs很可能产生于开阔近海海域海浪与海底的相互作用, SPDFMs则可能源自于我国近海区域内稳定波-波相互作用形成的另一场源.(3)周期约10 s的主要持续性噪声源位置位于日本九州岛上的ASO火山附近区域; 另一个位于北太平洋的深海区, 但其所激发的信号强度相对较弱.

     

深渊着陆器坐底位置的精确测量和反演计算

深渊着陆器在下潜过程中,由于受到海流的影响,其坐底位置会偏离投放点,偏离量和偏离方向很难估计,而声学水下定位方法在深渊海区不太适用.通过在海面进行气枪十字放炮作业,利用炮点准确位置和时间信息,以及海底地震仪（Ocean Bottom Seismometer,OBS）记录的直达水波到时,对深渊着陆器的坐底位置进行精确测量可以提供有效定位数据.该方法对采集得到的数据进行预处理,使用蒙托卡洛方法结合最小二乘法,对万泉号着陆器实际坐底位置进行了反演校正,得到三个潜次的位置校正偏移量分别为211 m、178 m、861 m,偏移方向各不相同,校正精度为±20 m,比以往的定位精度大为提高.此外,该方法测量确定了三个海底标志物的精确位置,为未来万米无人或载人潜器提供了可靠的水下参考坐标.

     

一种新型潜标式海洋地震仪及在海洋地震探测中的应用

本文介绍了一种面向全球海洋地震P波长期探测的新型潜标式海洋地震仪.该地震仪不同于传统的固定式陆地地震台站或者坐底式海底地震仪,而是漂浮在海水中一定深度接收天然地震信号,并随着洋流运动.当接收到地震P波信号后,该地震仪可以自动上浮至海面,并通过卫星将数据传回岸基中心,然后下沉到指定深度继续工作.该潜标式海洋地震仪主要由水听器模块、浮力调节模块、通信与传输模块、能源模块以及中央控制模块组成,同时有安全监测功能,以实现准实时、大范围的天然地震P波信号长期监测.该海洋地震仪将突破现有海洋地震观测技术局限,拓展海洋地震监测的时空覆盖范围及监测尺度,为海洋地震研究和地球深部构造提供准确可靠的数据.     

地震仪标定常数计算程序组

为了快速准确地计算地震仪标定常数,作者根据国家地震局规定的地震仪标准标定方法,参考本台姚立平工程师编制的《基式仪常数计算程序》,编制了这一组地震仪常数计算程序。本程序组的硬件配置为IBM-PC/XT计算机或其它兼容机、打印机和绘图仪(可选)。程     

天津及邻近地区的地磁短周期变化与地下深部的电性结构

本文使用天津及邻近地区14个地磁台记录的地磁短周期变化资料,求出了各台的帕金森矢量。这些参数的大小反映了地下深部电性结构的横向不均匀程度。在本文涉及的区域内,帕金森矢量的异常分布与重力,电磁测深的结果相吻合。结果表明:天津及邻近地区的电性结构异常区在渤海,其它地区无明显的不均匀电性结构。     

2009年3月19日Mw7.6级汤加大地震的“震前扰动”现象

汶川大地震爆发后,作者在武汉大地测量国家野外科学观测站的重力仪资料中发现了震前约48小时的“重力扰动”现象、并在随后对全国数十个台站宽带地震仪资料的分析中得到了证实.2009年3月19日,太平洋岛国汤加海域爆发了M_w7.6级（里氏7.9级）大地震,宽带地震仪资料中再次出现了显著的、信号周期为4~8秒的“震前扰动”现象：从大地震前约16天的3月4日开始一直持续到地震发生.     

深地震探测的分辨率分析——以南海北部OBS数据为例

多次深地震探测结果表明南海北部陆缘地壳结构在走向和倾向上都有明显的变化.在一些相隔很近的测线上,探测的深部地壳结构却相差较大,为了分析这些探测结果中差异的原因和地壳结构变化的可靠性,本文以东沙东侧海域测线和东沙西侧海域测线为例,对采集的海底地震仪记录进行了时间、位置校正和初至波走时拾取,利用有限差分地震走时层析成像进行了走时反演,获得所在剖面的地壳速度结构,并分析了模型的横向分辨率,剔除模型中短波长的横向速度变化.分辨率检测结果表明,模型的横向分辨率随着深度快速下降,0～8 km深度范围可以分辨10 km的横向变化,8～17 km的范围能够分辨10～40 km,而17～33 km的范围只能分辨40～80 km.因此,折射波的横向分辨能力不高,在地壳深部难以分辨较小的横向速度变化,前人探测的南海北部6 km宽、延伸至莫霍面的滨外断裂带并不能清晰的识别.     

南黄海OBS数据转换横波分析及其地质意义

多分量地震勘探在减小地球物理反演问题多解性的同时提供了更丰富的地下信息,可以从量化的意义上真正实现岩性勘探.由于地壳结构的复杂性及转换横波的特殊性,南黄海地壳结构研究中基本未涉及横波.本文使用南黄海OBS数据,在不同剖面上对比分析纵横波走时、视速度以及质点运动轨迹,基于纵波理论模型对转换横波震相进行射线追踪和走时试算,识别并拟合了来自不同地层的转换横波震相.研究表明,北部坳陷中主要发生了PPS转换,转换界面为陆相沉积层底界面.千里岩隆起区除了发生转换界面为陆相沉积底界面的PPS转换还有转换界面为海底的PSS转换.断层活动引起岩石破碎,高波速比特征的断层边界为胶莱盆地在海上部分的边界圈定再添证据.千里岩地区高速地层成分含有花岗岩,其纵横波速比为1.67~1.68;推测北部坳陷中的海相沉积北-南地层不同,依次为碳酸盐岩及砂岩两类地层.

     

昆明地震台地面与井下地震观测背景噪声对比

对昆明地震台山洞内放置的宽频带地震仪BBVS-60及观测井内放置的GL-S60B深井宽频带地震仪所记录的资料,进行背景噪声对比分析,得到基岩地区地面及井下背景噪声干扰,为今后在云南地区推广井下观测提供参考依据。结果显示,在1—20 Hz频段内,井下台背景噪声RM_S值比地表台小,降噪效果UD向达30%以上,EW向达50%,NS向达60%。在100—30 s频带内噪声不降反升,原因有待进一步分析。     

静海地震台地磁短周期变化及其在地震短临预报中的应用

近年来的一些研究表明，由于地震前孕震区地下介质的电性结构的变化，将导致地磁短周期转换函数发生异常变化。通过对地震前后的地磁短周期转换函数的参数的计算、分析和研究，有可能提取出可靠的地震短临前兆异常（曾小苹等，１９９０）。为了进一步开展对该方法研究工作并使其在我区地震预测预报研究中得到应用，我们使用了静海台的地磁记录资料，分析计算了该台地磁短周期转换函数在地震前后的变化情况，确立了该方法应用天津地区地震预报的短临异常特征及指标，取得了较好的效果。