利用地震背景噪声方法分析北天山西段介质波速的时变特征

【作者】 寇华东； 王伟君；

【机构】 中国地震局地球物理研究所； 中国地震局地震预测研究所；

【摘要】 地下介质物质变化或所受应力改变,均有可能导致波速变化。通过监测介质波速,可以了解内部物质或应力的时变特征,为环境监测、介质物性特征和区域应力背景等研究提供支持。与基于重复地震和人工重复震源的手段相比,以地震背景噪声理论为基础的分析方法具有不受震源空间分布影响、可连续监测的优势,近年来被广泛应用于分析火山、地震、滑坡和冰川等活动引起的介质波速变化。本文收集了北天山西段地区5个固定台站Z分量2015年1月至2018年12月的连续波形记录,这期间在研究区内发生了三个5级以上地震。用背景噪声互相关方法提取不同台站对间每天的经验格林函数,然后叠加得到参考经验格林函数。用移动窗互谱方法(MWCS)计算每天经验格林函数与参考格林函数之间的走时漂移,分析它们的相对波速变化。结果表明,三个5级以上地震发生时,震源区附近介质波速有所下降,震后一段时间恢复,该特征在2017年8月9日精河MS6.6级地震发生时尤为明显。研究结果也显示部分台站对存在着季节性的长期波速变化,将这些台站对的波速变化进行平均,分析波速的年变化趋势与JHE台周边地区的温度年变化之间的关系,发现波速年均变化与温度的变化有一定的相关性,因此温度起伏引起的热力学形变可能对波速季节性变化有一定的贡献。此外,存在季节性波速变化的台站对方位角大多在300～330°之间,指向北大西洋东海岸;或为225°,指向北印度洋。北半球海洋活动一般表现为冬季较强,夏季较弱的特征。这与经验格林函数中面波信号强弱变化一致,所以介质波速的季节性时变特征可能与海洋活动也有关。综上,研究区内介质波速的季节性变化特征很可能与温度起伏引起介质的热力学形变和季节性的海洋活动有关。更多还原