基于祁連山主動源資料的介質(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)應力狀態(tài)的變化，而介質(zhì)應力狀態(tài)的變化會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、了解地震的孕育過程、認識地震發(fā)生的機理。在利用人工震源對地下介質(zhì)進行探測的諸多震源中，大容量氣槍震源具有高度的可重復性、能量強、探測距離遠、綠色環(huán)保等獨特優(yōu)勢?；诖耍袊卣鹁痔m州地震研究所在甘肅省張掖市西流水水庫建立了我國第三個大容量氣槍發(fā)射平臺—祁連山主動源氣槍信號發(fā)射平臺，用以探測

2、和監(jiān)測祁連山地區(qū)的地下介質(zhì)結構及其變化。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴祁連山主動源氣槍信號發(fā)射平臺性能良好，氣槍震源重復性高，最佳沉放深度為25m，激發(fā)信號強和探測范圍大等特點，非常適合開展祁連山地區(qū)地下介質(zhì)的探測與監(jiān)測。波形疊加和相關系數(shù)結果表明氣槍震源重復性非常好，祁連山主動源氣槍不同沉放深度的激發(fā)試驗結果分析認為，氣槍震源沉放深度應選擇為25m效果為最佳，其主頻約為7Hz；單次激發(fā)的氣槍震源信號最遠可以在距氣槍震源304km的

3、古浪臺（GLT）識別，110次疊加的信號可以追蹤到412km的安西臺（AXX），通過4600次的信號疊加可以在距氣槍震源677km的烏圖美仁臺站（WTM）觀測到。⑵兩次中強地震前存在較明顯的走時異常變化。利用祁連山主動源自2015年7月至2016年11月的氣槍激發(fā)數(shù)據(jù)，采用互相關時延檢測技術對祁連山中段地區(qū)各個臺站的走時變化進行測量，結果表明：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)臺站均出現(xiàn)了兩次相對走時下降變化

4、（走時減少），地震發(fā)生于走時變化恢復過程中。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)的臺站存在明顯的Pg和Sg震相走時變化，祁連Ms5.2、門源Ms6.4各自地震震源區(qū)內(nèi)臺站的震相走時變化具有同步性和一致性，兩次地震震前S波走時變化最低幅度達13～18ms。⑶2015年7月至2016年11月時期內(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)相對波速變化較為平穩(wěn)。

5、其中門源地震震源區(qū)內(nèi)ZDY38臺站震前S波平均波速相對變化為0.38％， ZDY37號臺站震前S波平均相對波速變化為0.27％，62430臺站震前S波平均波速相對變化為0.15％，HJT臺站震前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臺站震前S波平均波速變化約為0.06％。而震源區(qū)外各個臺站的平均波速變化均在0.001%~0.02

6、%之間，且變化幅度相對穩(wěn)定。⑷分析了影響走時變化的因素，如水庫水位，固體潮等。通過對祁連山主動源激發(fā)場地所在水庫（西流水水庫）水位進行分析，得到了水庫水位最大落差引起的走時變化約為5ms。2015年9月31日至2015年11月5日我們進行了固體潮實驗，通過求取P波最大值所對應時間位置并與這期間肅南洞體應變儀記錄到的洞體應變進行分析對比，發(fā)現(xiàn)與其記錄到的應變有較好的一致性，祁連山主動源臺站受到固體潮的影響所引起的最大走時變化約為10ms。