利用背景噪聲方法研究云南強(qiáng)震前后的波速變化.pdf

1、地殼中的巖石,存在著不同尺度的缺陷,如各種裂紋、裂縫與斷層等等。而引起這些缺陷的因素有很多,如地殼內(nèi)部的應(yīng)力變化所引起的巖石的開閉、擴(kuò)大和縮小,地下水的流入和流出等。通過對(duì)地殼內(nèi)部波速的變化的監(jiān)測(cè),了解地殼內(nèi)部應(yīng)力及流體的變化,從而實(shí)現(xiàn)地震的預(yù)測(cè),是近代地震學(xué)的一個(gè)早期想法。
　　盡管很多科學(xué)家開展了許多波速變化的研究,然而利用波速變化監(jiān)測(cè)地震的工作并不順利,在一些初期報(bào)告關(guān)于存在很大變化的觀測(cè)數(shù)據(jù)并不可靠。并非所有的關(guān)于地震波速

2、的變化都可以觀測(cè)出來,采用人工震源方法,如氣槍可以檢測(cè)出于潮汐應(yīng)力變化相關(guān)的波速變化,但是這些變化都是在地表附近比較狹窄的空間檢測(cè)出來的,在更大范圍,更深部尚未有新的發(fā)現(xiàn)。另一方面,作為廣義意義上的地震波速,Q值描述了地球介質(zhì)的衰減特性。在有巖漿活動(dòng)的火山區(qū),構(gòu)造活動(dòng)區(qū)的巖石破裂帶,地震波穿過時(shí),能量將發(fā)生強(qiáng)烈的衰減而具有低Q值;而在穩(wěn)定的克拉通地區(qū)則衰減較少而具有高Q值,動(dòng)態(tài)Q值變化能夠反映構(gòu)造活動(dòng)的變化趨勢(shì);在地震多發(fā)地區(qū),Q值變化

3、尤為明顯。這說明通過波速變化來研究分析地下應(yīng)力、流體運(yùn)移等變化是可行的。
　　然而,利用天然地震方法研究波速變化存在震源定位和射線分布不均一等問題,使得利用天然地震方法的研究大多是靜態(tài)的波速研究,而不同時(shí)間段的波速變化研究主要還是利用人工震源方法。本文主要利用背景噪聲方法進(jìn)行波速變化的研究。利用背景噪聲方法進(jìn)行波速變化研究的主要優(yōu)點(diǎn)是無需震源信息、射線分布均勻、可研究短周期面波、花費(fèi)小等。云南地區(qū)處于造山運(yùn)動(dòng)的突出部位,地質(zhì)作用顯

4、著,地殼活動(dòng)劇烈,地震火山活動(dòng)頻發(fā),所以該地區(qū)地下應(yīng)力和流體運(yùn)移調(diào)整劇烈,從而波速也發(fā)生相應(yīng)的變化,正是從這個(gè)出發(fā)點(diǎn)開始大震期間的波速變化研究
　　本文利用了2008年1月份到2010年12月份云南遙測(cè)數(shù)字臺(tái)網(wǎng)46個(gè)臺(tái)站的連續(xù)波形資料,采用背景噪聲方法計(jì)算云南地區(qū)(21。~29。N,97。~106。E)不同臺(tái)站對(duì)之間的面波延遲時(shí)間,通過層析成像方法反演得到該地區(qū)不同時(shí)間段相同時(shí)間窗長的面波波速分布,并給出了分辨率測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果

5、表明,云南大部分范圍內(nèi)都可以達(dá)到o.75?！羙.75。的分辨率。通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn),不同時(shí)間段層析成像結(jié)果有明顯的不同,并發(fā)現(xiàn)強(qiáng)震前后的一些規(guī)律:(1)汶川8.0級(jí)地震后,云南地區(qū)波速有明顯的調(diào)整;(2)2008年攀枝花6.1級(jí)地震前攀枝花地區(qū)處于速度升高和速度降低的分界帶上;(3)2009年姚安6.0級(jí)地震震前,震中所在區(qū)域面波波速升高,而震后出現(xiàn)降低。
　　對(duì)區(qū)域范圍的層析成像表明,地震前后在可分辨區(qū)域,特別是震源附近的波速變化

6、明顯。為了得到更加精確的波速變化以及它與地震之間的關(guān)系,選取穿過近期地震頻發(fā)的大姚地區(qū)(100。~103。E,24。~27。N)的射線對(duì)作為研究的對(duì)象,利用互相關(guān)檢測(cè)法檢測(cè)在2008年1月至2010年12月三年時(shí)間內(nèi)波速變化和趨勢(shì),并給出了變化的誤差范圍,其精度可達(dá)0.01s。研究發(fā)現(xiàn),2009年7月姚安6.0級(jí)地震前各射線對(duì)有明顯的波速降低,波速增加的射線集中于楚雄一建水?dāng)嗔褞У臇|北側(cè),說明斷裂帶東北側(cè)存在應(yīng)力集中;同震時(shí),斷裂西北部