气枪震源激发条件对波速变化监测的影响

Ⅲ-38
气枪震源激发条件对波速变化监测的影响
周青云※ 郑定昌 贺素歌
（云南省地震局，昆明 650224）
中图分类号：P315.3 文献标识码： A doi ：10.3969/j.issn.0253-4975.2018.08.086
地震前后地壳介质应力会发生改变，波速也会随之发生变化。

早在20世纪70年代初，地震学家就已经开始尝试利用人工震源向地下发射地震波，研究地壳浅部介质的波速变化。

数字地震仪的出现让波速变化研究的精度可以达到10–3—10–4量级，理论上可以监测到低至4—5级地震前后的波速变化。

国内外大量学者研究和发现过地震前后确有10–3左右量级的波速变化，表明监测地壳介质波速变化可以成为预测地震的一种手段。

自2011年云南宾川地震信号发射台建立起，全国已有云南宾川、甘肃张掖、新疆呼图壁等数个能利用气枪震源主动向地下发射地震信号的发射台。

与传统的爆破、锤击、铁轨等人工震源相比，气枪震源具有时间分辨率高、波形重复性极高的特点，王伟涛等、张元生等、王宝善等研究表明，气枪震源信号的走时变化与潮汐应力及应变记录对应良好，具有清晰的半日变和日变特征，高精度的波速变化监测能力表明，气枪信号适宜用来监测地壳介质变化。

张元生等利用气枪信号分析了门源6.4级地震前后波速变化特征。

除地震外，潮汐应力、水库水位变化、大气压变化等都会造成地壳介质应力变化，从而导致波速变化。

周青云等通过理论分析认为前述外部因素对走时变化的影响为10–3 s 数量级，而刘自凤等认为气枪信号提取的走时变化无地震时可以达到10–2 s 数量级，二者相差达到一个数量级，排除接收台站、传播路径的影响，我们认为原因可能来自于震源及震源附近。

2017年2月，我们在宾川地震信号发射台尝试了在不同压力、深度和水平位置下激发气枪，以研究激发条件对气枪信号及走时提取的影响。

试验期间总共激发气枪161次。

为保证单枪信号的信噪比，选取震中距10 km 范围内总共8个台站，预处理后将台站记录数据与震源附近的参考台反卷积得到格林函数，用干涉法计算并提取某一时窗内气枪信号格林函数相对于模板的走时变化。

模板由台站的161个格林函数叠加得到。

格林函数峰值附近长度为0.3 s 时窗的结果显示：①走时变化曲线与激发压力曲线相关系数8个台站均大于0.6，其中53 273台相关系数达到0.94；②激发压力由9 MPa 变为15 MPa ，走时变化增大0.004—0.06 s 。

8个台站相同的变化趋势说明，激发压力对走时变化的影响具有空间上的一致性。

时间上，我们计算并提取了53 265台（震中距4.2 km ）0—10.2 s 内窗长0.3 s 共计34组走时变化数据，并与气枪激发压力计算互相关系数。

分析结果表明，走时变化与激发压力之间有正相关、不相关和负相关3种关系，并且沿时间轴上规律分布。

分析不同激发压力下波形快速傅里叶变※ 作者信息：周青云，男，工程师，云南省地震局，Tel ：183****0512，E-mail ：*******************.cn 。

基金项目：云南省地震局科技专项（2018ZX02）和国家自然科学基金（41474048）联合资助。

第 8 期地震数值预测理论、方法与技术97All Rights Reserved.
换的频谱，发现它们低频段（<3 Hz ）几乎完全一致，高频段（>3 Hz ）差异较大。

据此推测激发压力变化导致走时变化的原因是，激发压力变化后不变的低频段和变化的高频段耦合在一起，形成了“伪走时变化”。

激发条件导致的伪走时变化数量级上等于或大于中强地震造成的走时变化，并且技术上目前难以区分开，因此，我们建议在利用气枪震源监测地壳介质应力状态的时候，保持激发条件不变。

Ⅲ-71
川滇地区近期断层运动特征分析
贾 鹏※ 唐红涛 李瑞莎 张 希
（中国地震局第二监测中心，西安 710054）
中图分类号：P315.2 文献标识码： A doi ：10.3969/j.issn.0253-4975.2018.08.087
跨断层形变监测在我国开始于20世纪70年代，已经开展了40多年，是一种观测精度较高、能够直接反映断层活动的形变观测手段，通过分析断层活动性质、运动速率，建立观测模型提取异常观测信息，结合构造应力背景对断层危险性进行研究，为地震预测研究提供了有效的方法。

周硕愚等利用系统科学理论构建板内地壳形变系统动力学，并将系统科学引入断层形变领域，识别“场兆”、“源兆”性断层形变异常，对稳态的偏离做定量描述；施顺英等利用动态灰箱法提取长趋势异常和突跳异常，再用孕震系统信息合成方法进行合成，来提高异常识别的可靠性；张晶、李瑞莎等利用断层活动协调比来捕获潜在震源区异常变化信息与断层应变积累状态；陈兵、李杰、张希、焦青等利用垂直形变趋势累积率、跨断层垂直位移速率的动态演化以及速率合成方法对震前的跨断层形变特征进行了分析和总结等一系列研究成果表明，跨断层形变的异常识别指标对地震预报的方法探索有着积极的作用。

通过对川滇地区的跨鲜水河断裂带、龙门山断裂带、安宁河—则木河断裂带、滇西北地区、小江断裂带和石屏建水断裂带的断层形变资料进行速率合成计算，对这些场地的短水准和短基线在芦山地震、汶川地震、丽江地震、永胜地震等地震前后速率合成结果和张压趋势变化进行分析，并结合2011—2015年GPS 资料的面膨胀计算结果进行对比，得到了川滇地区各活动断裂带（或构造区）与地震活动的几点认识：
（1）川滇地区的大多断裂带年均合成活动速率不高，发震时速率接近于0，但地震前1—3年张压趋势变化幅度会显著增多，例如丽江地震、芦山地震、姚安地震和永胜地震等。

（2）短水准场地和短基线场地对于不同地震反应和异常响应程度不同。

芦山地震发生在龙门山断裂带，但压性异常主要表现在鲜水河断裂带的短基线场地上；而丽江地震前对于滇西北地区的几个短水准和短基线场地都有明显的异常张压转折变化。

※ 作者信息：贾鹏，男，工程师，中国地震局第二监测中心，Tel ：186****9150，E-mail ：***************。

基金项目：中国地球物理场观测—大华北地区项目（201508009）、地震科技星火计划项目（XH17061Y ）和震情跟踪定向跟踪任
务（2018010203）联合资助。

98国　际　地　震　动　态2018 年All Rights Reserved.。