基于祁連山主動(dòng)源資料的介質(zhì)波速變化研究.pdf

1、地震的孕育和發(fā)生往往伴隨著地下介質(zhì)應(yīng)力狀態(tài)的變化，而介質(zhì)應(yīng)力狀態(tài)的變化會(huì)引起地震波波速的變化。研究地下介質(zhì)的波速變化有助于我們研究地下介質(zhì)的物性變化、了解地震的孕育過(guò)程、認(rèn)識(shí)地震發(fā)生的機(jī)理。在利用人工震源對(duì)地下介質(zhì)進(jìn)行探測(cè)的諸多震源中，大容量氣槍震源具有高度的可重復(fù)性、能量強(qiáng)、探測(cè)距離遠(yuǎn)、綠色環(huán)保等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?；诖耍袊?guó)地震局蘭州地震研究所在甘肅省張掖市西流水水庫(kù)建立了我國(guó)第三個(gè)大容量氣槍發(fā)射平臺(tái)—祁連山主動(dòng)源氣槍信號(hào)發(fā)射平臺(tái)，用以探測(cè)

2、和監(jiān)測(cè)祁連山地區(qū)的地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)及其變化。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴祁連山主動(dòng)源氣槍信號(hào)發(fā)射平臺(tái)性能良好，氣槍震源重復(fù)性高，最佳沉放深度為25m，激發(fā)信號(hào)強(qiáng)和探測(cè)范圍大等特點(diǎn)，非常適合開(kāi)展祁連山地區(qū)地下介質(zhì)的探測(cè)與監(jiān)測(cè)。波形疊加和相關(guān)系數(shù)結(jié)果表明氣槍震源重復(fù)性非常好，祁連山主動(dòng)源氣槍不同沉放深度的激發(fā)試驗(yàn)結(jié)果分析認(rèn)為，氣槍震源沉放深度應(yīng)選擇為25m效果為最佳，其主頻約為7Hz；單次激發(fā)的氣槍震源信號(hào)最遠(yuǎn)可以在距氣槍震源304km的

3、古浪臺(tái)（GLT）識(shí)別，110次疊加的信號(hào)可以追蹤到412km的安西臺(tái)（AXX），通過(guò)4600次的信號(hào)疊加可以在距氣槍震源677km的烏圖美仁臺(tái)站（WTM）觀測(cè)到。⑵兩次中強(qiáng)地震前存在較明顯的走時(shí)異常變化。利用祁連山主動(dòng)源自2015年7月至2016年11月的氣槍激發(fā)數(shù)據(jù)，采用互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)技術(shù)對(duì)祁連山中段地區(qū)各個(gè)臺(tái)站的走時(shí)變化進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果表明：在2016年青海門源、2015年青海祁連地震發(fā)生前各自震源區(qū)內(nèi)臺(tái)站均出現(xiàn)了兩次相對(duì)走時(shí)下降變化

4、（走時(shí)減少），地震發(fā)生于走時(shí)變化恢復(fù)過(guò)程中。兩次地震（2016年門源地震、2015年祁連地震）發(fā)生前后在各自震源區(qū)的臺(tái)站存在明顯的Pg和Sg震相走時(shí)變化，祁連Ms5.2、門源Ms6.4各自地震震源區(qū)內(nèi)臺(tái)站的震相走時(shí)變化具有同步性和一致性，兩次地震震前S波走時(shí)變化最低幅度達(dá)13～18ms。⑶2015年7月至2016年11月時(shí)期內(nèi)，除青海門源和青海祁連地區(qū)地下介質(zhì)波速在地震期間存在明顯較大變化外，祁連山中段地區(qū)地下介質(zhì)相對(duì)波速變化較為平穩(wěn)。

5、其中門源地震震源區(qū)內(nèi)ZDY38臺(tái)站震前S波平均波速相對(duì)變化為0.38％， ZDY37號(hào)臺(tái)站震前S波平均相對(duì)波速變化為0.27％，62430臺(tái)站震前S波平均波速相對(duì)變化為0.15％，HJT臺(tái)站震前S波平均波速變化約為0.34％。祁連地震震源區(qū)內(nèi)63001臺(tái)站震前S波平均波速變化約0.24％，63005震前S波平均波速變化約為0.09％，QIL臺(tái)站震前S波平均波速變化約為0.06％。而震源區(qū)外各個(gè)臺(tái)站的平均波速變化均在0.001%~0.02

6、%之間，且變化幅度相對(duì)穩(wěn)定。⑷分析了影響走時(shí)變化的因素，如水庫(kù)水位，固體潮等。通過(guò)對(duì)祁連山主動(dòng)源激發(fā)場(chǎng)地所在水庫(kù)（西流水水庫(kù)）水位進(jìn)行分析，得到了水庫(kù)水位最大落差引起的走時(shí)變化約為5ms。2015年9月31日至2015年11月5日我們進(jìn)行了固體潮實(shí)驗(yàn)，通過(guò)求取P波最大值所對(duì)應(yīng)時(shí)間位置并與這期間肅南洞體應(yīng)變儀記錄到的洞體應(yīng)變進(jìn)行分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)與其記錄到的應(yīng)變有較好的一致性，祁連山主動(dòng)源臺(tái)站受到固體潮的影響所引起的最大走時(shí)變化約為10ms。