利用波形互相关方法识别分析灌县-安县断裂重复地震

以中国地震台网中心地震目录中的事件为模板地震,通过滑动窗口的波形互相关方法对布设在灌县—安县断裂周边17个流动地震台的连续地震记录进行处理,识别ML0.0以上的重复地震.然后使用结合波形互相关技术的双差算法对这些地震进行重定位,获得了243次地震的重定位结果.结果表明:在研究时段内,灌县—安县断裂的地震活动性呈减弱趋势;地震震源的优势分布深度为5—15km,震源深度剖面显示地震呈高角度向西倾斜分布;地震震中沿NE向分布,与龙门山前山断裂的走向基本一致;研究区内南、北两段的地震活动性及b值存在差异,这可能与龙门山断裂带中段区域应力方向由南到北发生的WNW向到ENE向转换的构造作用密切相关.

结合波形互相关的双差定位方法在2008年汶川地震余震序列中的应用

选取了汶川地震主震后的2008年5月12日—2009年8月31日,震级为3.0≤MS≤5.0的余震4 240次.利用波形互相关方法得到其P波到时,用双差定位方法对其进行定位,最终得到了2 441次重新定位的结果.统计定位误差(两倍标准偏差)在E--W方向为0.4 km,N--S方向为0.4 km,垂直方向为0.7 km.定位结果表明,汶川地震的余震深度集中在10—20 km,震中分布与龙门山中央断裂带的走向关系密切.沿龙门山断裂的地震分布具有明显的分段性,西南段呈水平带状分布,东北段接近垂直分布,且在北川附近存在深度突变.这与龙门山断裂的地震在西南段多表现为逆冲,东北段多表现为走滑的现象相吻合.在深度剖面上地震的空间分布存在分立的特征,通过对比前人在此地区浅层的地震剖面资料,发现地震空间分布与已探知的浅部断层有较好的对应关系.

结合波形互相关的双差定位方法在2011年盈江地震序列中的应用

选取2010年12月10日至2011年10月24日盈江地区发生的1 458次地震,利用结合了波形互相关技术的双差定位法对其进行定位,最终获得1 048次地震的震源参数.统计定位误差（两倍标准偏差）在EW向为58 m,NS向为34 m,垂直方向为93 m.结果表明：（1）重定位后,震中位置明显集中,主要在NE—SW向呈条带状（长约10 km）分布,另外还在SSE向优势分布;（2）前震和余震的震中分布存在显著差异,前震仅在大盈江断裂两侧呈NE—SW向条带分布,而余震不仅在NE—SW向分布,还在大盈江断裂中段和北东段转折处向SSE向迁移;（3）主震发生在断裂转折处及前震在震源区往返跳动的现象,可能是由于断裂转折处属于构造脆弱区、地应力易于集中造成的;最大强余震震源机制的明显变化及余震新的优势分布,可能反映了余震活动除了受区域应力场控制外,还受到主震引发的局部应力场控制;（4）在相同区域应力场的控制下,深度沿大盈江断裂的分布具有分段性,即深度在相邻的AA＇剖面SW段和BB＇剖面NW段都分布在1～9 km,而在AA＇剖面NE段主要集中在6 ～9 km.

结合波形互相关的双差定位方法在广西北流--广东化州5.2级地震序列中的应用

基于广东地震台网记录的地震观测报告和连续波形数据,应用双差地震定位算法,对2019年10月12日广西北流-广东化州MS 5.2地震序列进行重新精确定位。重新定位后结合震源分布和震源机制解发现:发震断层沿NWW方向展布,跨度约3.5 km,破裂深度4~10 km。震后25 h内的余震基本沿断层方向分布,有部分沿破裂面向深处发展。之后的余震有向地表、向北东向发展的趋势,根据震源深度剖面分布判断断层的倾角约75°。与震源机制解的断层形态基本一致。

基于分段波形互相关的井下随采地震数据成像

随采地震勘探是以采煤机为震源的被动地震探测技术,由于采煤机是不断移动的、且其激发的是一种连续信号,因此常规数据处理方法无法直接应用。提出分段波形互相关方法,通过将采煤机产生的数据分段,采用互相关方法提取有效信号的走时,然后利用速度层析成像方法对工作面内部和切眼前方进行速度成像。利用波动方程对含异常体的工作面模型进行随采地震数值模拟,反演得到的成像结果和速度模型基本吻合;实际随采地震数据测试中,利用该方法对采煤机震源数据反演得到采动过程中地震波传播速度的成像结果,实现了对工作面内应力异常变化区域的实时动态监测。研究结果表明:基于分段互相关成像方法能解决采煤机震源信号处理问题,满足随采地震勘探技术实时性和稳定性的要求。

结合波形互相关技术的双差算法在地震定位中的应用探讨

本文致力于探讨在数字化地震监测大规模发展后,如何更好地将大量丰富的数字化波形信息应用到地震定位领域,从而更大程度地提高地震定位精度问题。笔者认为"结合波形互相关技术的双差定位算法"是一种比较有发展前景的方法,因此分别从基本理论、发展历程、台网实用化过程以及推广使用中可能存在的问题等角度进行分析,探讨该技术在地震定位领域中的发展方向及推广使用的可能性。

结合波形互相关的双差定位方法在三峡水库地震中的应用

本文采用基于波形互相关算法的双差定位方法对三峡水库地震进行精定位和地震活动性分析。首先使用双谱互相关方法分析了三峡库区加密台网于2009年3月至2010年12月观测到的地震波形数据,并对波形互相关分析的结果进行了评价。基于结合获得的波形互相关数据使用双差定位方法对地震事件进行精定位研究,结果表明使用双谱法验证的波形互相关数据的定位精度要高于其他数据的结果,其东西向震源位置平均误差为3.2m、南北向为3.9m、垂直向为6.2m。重定位震中结果显示巴东神龙溪两岸微震分布明显呈现出3条近东西向的线性条带状,与地表小规模断裂和碳酸盐岩地层走向一致,揭示了库水主要沿着溶洞或者地下暗河渗透进而诱发地震活动,较强地震可能是微小地震贯穿活动面的结果。

结合波形互相关技术的龙滩水库地震双差定位

利用结合波形互相关技术的双差定位法对龙滩库区2006年9月30日至2013年5月26日发生的3682次地震进行精定位，获得了精度更高的定位结果，平均理论误差小于10m。精定位结果显示：蓄水后龙滩库区中小地震活动呈现明显的丛集性，主要集中在罗妥、八茂、拉浪、坝首、布柳河以及库区下游的天峨县城6个区域，每个地震丛的分布范围在10km内，优势深度为4-9km，优势展布方向与穿过该地震丛的主要断裂带的走向或倾向一致，表明库区地震活动基本分布在河流及断层附近10km范围内，表现出水库诱发地震活动典型的“双十”特征。研究成果可为龙滩水库续建工程诱发地震的预测与地震安全性评价提供依据。

利用微地震记录互相关成像的震源定位方法

基于微地震记录偏移叠加的微震定位方法是通过对振幅叠加来提高微震信号的信噪比,无须拾取微震初至;但其叠加成像效果易受初至极性反转的影响,对噪声的压制效果也不甚理想。文中利用不同检波器记录的同震源波形相似的特点,提出一种基于微震记录互相关成像的震源定位方法。即将时差校正后的微震记录之间的互相关系数相乘,构造成像函数,计算地下所有网格的成像能量值,通过能量极大值的网格点实现震源定位。针对模拟数据和实际资料的测试结果均表明,该方法能较好地同时压制噪声和初至极性反转对震源成像的干扰,提高了震源成像分辨率和定位精度。

基于波形聚类分析的微地震监测事件类型判别及应用

以不同类型微地震监测事件在波形相似性上的差异为基础,结合发生位置、走时规律和偏振方向等方面的特征,提出一种基于波形聚类分析的微地震监测事件类型判别方法。首先使用常规的微地震事件识别算法,快速地得到待分类的疑似事件;然后进行波形聚类分析,结合事件的属性特征,实现对不同类型微地震事件及噪声事件的分类和判别。分类结果可用于波形模板匹配,识别同类的低信噪比微地震事件;还可将所有同类事件作为一个整体,采用全局优化手段提高初至拾取的精度。

天津港"8.12"爆炸事件记录波形分析

利用天津地震台网23个短周期地震仪记录到的2015年8月12日天津港爆炸事件波形数据,对事件进行初步分析和研究。分别使用能量包络线法和波形匹配法,共识别出4次爆炸事件,并结合波形互相关的主事件定位法对爆炸事件进行定位。分析结果表明:第一次爆炸发生的时间为2015年8月12日23时34分4秒,1.77s后发生了规模更大的二号爆炸事件;34.11s后又发生了最强的三号爆炸事件;86.33s再一次发生了能量较弱的四号爆炸事件,其中二号与三号爆炸事件相距65~70m,二号与四号事件相距160~170m。此外,通过选用爆破、矿塌、核爆和天然地震等不同类型事件的波形数据,从时间域和频率域分别对这些事件进行对比分析,发现其震相特征表现出明显差异。

新疆努尔加水库周边区域地震活动性特征

水库库区附近的地震活动性对水库的安全运行有重要影响。为了进一步理解构造活跃区地震活动与水库蓄水的关系,以新疆努尔加水库为例,采用模版匹配滤波方法对2014—2018年库区附近的地震事件进行了检测,完备震级(M_(C))由检测前的1.1降低至0.5,b值为0.86。利用双差定位法对检测事件中的1064个事件进行了重定位,地震定位结果及波形相似性分析显示,水库蓄水后在库区下游形成的两个地震丛集分属于不同的发震构造。受库区东西两侧昌吉背斜和喀拉扎背斜的控制,两丛集地震活动分别位于积累了大量形变的反冲断层上盘和背斜生长行成的膝折带中。地震活动在时间上还与蓄水水位的周期性变化相关。根据地震活动时空演化特征推断,库水沿着砂砾岩层向下渗流,改变了介质强度或断层的摩擦阻力,促使构造应力的释放,这是地震活动增加的主要物理机制。

湖南地区重复地震识别及其在数字地震台网定位评价中的应用

本文基于湖南地震台网2009—2022年间记录的778个地震事件波形及其观测报告,开展波形互相关分析,设定重复地震筛选条件为:同时被至少3个台站记录,且互相关系数不低于0.8。共识别出重复地震对149组,占地震总数的14.5%。通过研究这些重复地震对,对湖南地震台网的定位水平和震相拾取精度进行评估。结果表明:湖南地震台网的水平定位误差约为3.5 km,垂直定位误差约为3 km;P_(g)和S_(g)震相的拾取误差分别约为0.4 s和0.7 s。此外,湖南地区定位误差没有明显的区域差别,除常德地区外,误差值基本在4 km以内。

龙滩水库地震精定位及活动特征研究

本文利用结合了波形互相关技术的双差定位法对龙滩库区2006年至2007年发生的地震进行了精确定位,并对其活动特征进行了分析.通过定位结果的比较,证明利用波形互相关技术提取的地震对的P、S波走时差数据及双差精定位法显著地提高了定位的精度和质量.对龙滩库区地震活动特征的研究结果表明,龙滩库区的地震活动与水库蓄水过程密切相关,成丛分布的地震活动分别表现出对水库蓄水过程不同的响应过程和活动特征,反应了龙滩库区在岩性特征、渗透条件、地质构造及应力场等方面存在局部性差异.

利用sPn震相测定芦山M_S7.0级地震余震的震源深度

利用南北地震带南段密集流动地震台阵的观测数据,采用波形互相关方法拾取Pn波走时,应用滑动时窗相关法识别sPn震相,通过sPn与Pn震相之间的走时差测定了芦山地震序列中28个ML4.0级以上余震的震源深度.结果表明,震源深度集中在10～20km范围内,垂直余震带的北西—南东向震源深度剖面揭示,余震分布表现出西深东浅的特点,倾角大约为39°.这些余震在空间上具有较好的线性分布特征,推测可能发生在与主震有关的破裂面上或邻近位置,由此推测主震的破裂面倾角大约为39°.根据余震的空间分布特征,认为芦山地震的发震断层并非双石—大川断裂,可能是其东侧的一条隐伏断层.

利用重复地震观测地壳介质变化

利用天然重复地震观测地壳介质速度随时间的变化,其精度主要受地震定位精度、重复地震位置不一致以及震相读取误差等影响,这限制了其在实际中的应用。文中提出利用射线追踪方法对重复地震进行位置归一处理,并且采用波形互相关技术消除震相读取误差影响,从而达到提高精度的目的。根据上述方法原理,利用大姚地区重复地震观测该地区地壳介质随时间的变化。结果表明,该方法能够有效地提高测量的精度,并且显示在2003年大姚6.2级、6.1级地震前出现了短期的地壳介质速度明显升高的现象。

2012年9月7日彝良地震及余震序列双差定位研究

本文提出了时域多通道相关检测函数并用其计算波形互相关走时差数据,采用双差定位法对2012年9月7日云南彝良地震和余震序列共944个地震进行重定位,得到652个重定位事件,并与目录数据的结果进行了对比.本文采用了多个准则对走时差数据进行筛选,确保定位结果稳定可靠.得到MS5.7主震的震中为27.516°N,103.951°E,震源深度6.9km;MS5.6主震的震中为27.543°N,104.023°E,震源深度7.27km;重定位结果显示,地震序列紧缩为条带状并沿附近断裂走向分布,深度总体分布较重定位前变浅,集中分布在5～8km,地震群出现轻微倾斜.东西向、南北向、深度和发震时刻的平均相对误差分别为55.2 m,43.0 m,186.7 m和0.01s,走时残差16ms.研究表明：互相关数据的结果要优于目录数据;震源深度与速度模型存在较大的相关性;确定彝良—会泽断裂为本次彝良地震序列的发震构造。

位于构造活跃区的小湾水库地震活动特征--基于地震精定位的分析

针对我国在西南构造活跃区修建的水库蓄水与地震活动的关系,本文对蓄水已长达7年并在高水位运维多个周期的云南小湾水库,采用结合波形互相关技术的双差地震定位法对水库库区及周边地区2005年7月至2014年12月发生的M≥1.0级地震进行了精定位处理,结果显示出明显的地震成丛活动特征,库区内外的地震震源深度差别较大.对地震震源深度、地震活动与水库蓄水水位及b值分析结果表明:小湾水库蓄水后地震活动明显增多,有水库触发地震发生,触发地震主要分布在沿黑惠江(A)和澜沧江流域(B、C)的3组地震丛中,且3个区的触发地震类型均为快速响应型;在水库蓄水响应活动最明显的地震丛集区A,展现出明显的随水库蓄水水体渗透发生地震"迁移"活动的现象;但库区内也存在着与蓄水关系不大的可能属于正常构造地震的活动,而库区外的地震活动与水库蓄水没有什么相关性,很可能是属于正常的构造地震.综合断层展布、岩性分布及震源深度分析,认为水库蓄水引起的溶岩作用和渗透作用及断层活动可能是小湾水库触发地震的主控因素.

2017年漾濞M_(S)4.8和M_(S)5.1地震序列的微震检测及重定位

基于云南地震台网记录到的2017年漾濞M_(S)4.8和M_(S)5.1地震序列的地震目录和波形数据,采用结合波形互相关的双差定位方法得到了M_(S)5.1主震前7天至主震后30天共258次地震事件更加准确的震源位置,然后利用匹配定位方法获得了更加丰富的地震目录,并对其余震活动的时空演化特征进行了初步分析。双差重定位获得了漾濞地震序列中193次地震的精确位置,水平方向和垂直方向的定位误差均值分别为1.3 km和1.9 km,重定位及震源机制解反演结果显示维西—乔后断裂中南段应为此次地震的发震断层。使用匹配定位方法检测得到了1 625次中小地震事件,事件数量是云南地震台网目录中的6倍,被检测事件主要为主震后早期余震及M_(L)≤0微震事件。对比2016年云龙M_(S)5.0地震序列的研究结果后初步分析认为,"震群(多震)型"和"主余型"地震序列的一个主要区别可能是"震群(多震)型"地震序列的余震数量相对更少、余震活动衰减得更快。

2012年6月24日宁蒗-盐源M_S5.7地震的精确定位

采用双差定位方法对2012年6月24日宁蒗-盐源MS5.7地震主震及其余震序列进行了重新定位.首先采用时间域互相关技术对波形数据进行处理,获得高精度的事件对走时差;然后分别使用目录数据、波形互相关数据和目录数据+波形互相关数据等3种不同的数据组合,对宁蒗-盐源MS5.7地震主震及其余震序列进行重新定位.3种数据组合的主震定位结果、参与重定位的地震事件数、最终被定位的地震事件数及重定位结果标准差等对比结果表明,同时使用目录数据和波形互相关数据所获得的重定位结果最佳.重定位结果显示,宁蒗-盐源MS5.7地震主震的震中位置为(27.790°N、100.707°E),震源深度为10.4km,发震时刻为北京时间2012年6月24日15时59分32.74秒.本文结果表明,震源区附近NW走向的永宁断裂为宁蒗-盐源MS5.7地震的发震构造.