五大连池火山区尾波Q值研究.doc

五大连池火山区尾波值研究( 高亮 张守国 闫峰） （中国黑龙江164155五大连池地震火山监测站） 摘要 选取五大连池火山地区2008年至2011年间ML＞0.6火山地震事件39个，根据尾波散射理论，利用Sato模型计算其尾波值，获得整个火山区尾波与频率关系，表现为低高值的火山构造活动活跃区域尾波特征，同时获得老黑山、火烧山附近区域尾波值20.60，对计算结果与其他国内外火山区尾波值加以对比，对本区域地震活动性进行了分析，并结合本区其他火山研究成果给予简单解释。 关键词 火山地震；尾波散射理论；Sato模型；尾波值；火山构造活动 0引言 五大连池火山区位于黑龙江省西北部，位于五大连池市讷谟尔河北岸，其经纬度为北纬48°36′~49°东经125°58′~126°30′。区内共发育火山锥14座，属陆内新生代火山群。区内新生带构造主要是控制火山的基底断裂构造。基底断裂构造由NE和NW向两组方向的断裂控制，呈“井”字型网格状分布，火山锥分布严格受断裂控制，均位于两组断裂的交汇处(吕宗文，1995)。以往区域火山构造地震活动与火山地质关系研究表明，火山构造地震空间分布受到火山构造活动控制，火山构造地震活动沿着区内网格状断裂分布，尤其以距今喷发280年的老黑山，火烧山北东向断裂为地震密集带，在近几年的地震监测中，五大连池火山区内火山构造地震活动较为频繁(张凤鸣，1996)，表明火山构造活动仍在持续，国内外其他火山区地震活动性评估研究中，计算区域近震尾波值是一种很好的方法。 尾波值是度量地震波衰减的介质基本物性参数，是描述地下介质非均匀程度的确定性指标，值的大小及其对频率的依赖程度反映了介质的非均匀性和非弹性特征。在区域地壳构造活动中，应力变化造成地下介质岩石性质变化，裂隙状态﹑地下流体的迁移﹑热物质的上涌等均会造成区域内介质品质因子值的变化，而地震波的衰减与值的变化息息相关，通过区域天然地震资料研究区域品质因子值的变化，可以探明所属区域地下介质非均匀性程度与非弹性特征，了解区域介质地震活动性，为研究火山构成和火山活动提供新的重要工具。 日本地震学家安艺敬一Aki(1969)根据尾波震相特征，利用散射模型解释了尾波的产生及衰减过程，在假定台源间散射体呈均匀分布的条件下，从能量角度导出尾波振幅随尾波流逝时间衰减的表达式，以此估算尾波值。根据Aki的尾波理论，利用单个台站不同地震波求出区域值，所反映的为台源两个焦点之间椭球体内介质品质因子信息，由于Aki方法简单且易于运算，并得到不断修正，而被广泛应用于区域尾波值研究中。本文利用五大连池区域天然火山地震资料，基于Sato（1977）修正的单次散射模型，计算火山区内尾波衰减品质因子值，并结合其他资料对本区地震活动特性做出相关讨论。 1数据资料 五大连池地震火山监测站火山台网共有三个子台持续运行，其中以五大连池北山子台观测时间最长，运行最为稳定。北山子台位于高程300m的高地，台基为燕山期花岗岩。观测环境清新，干扰极少。经过“十五”规划的数字化台网改造，其基本状况及仪器配备如下表所示： 表1：五大连池北山地震台基本情况 Table1：the basic information of Wudalianchi north mountain seismic station 台站代码 台站属性 台基类型 场地类型 纬度 经度 高程 地震计 /数采类型 供电方式 传输方式 HWDL 国家台 花岗岩 地面 48.7 126.1 300 CTS-1E /EDAS24LIPU 市电+直流 专用光纤 自从2001年开始数字化监测以来，积累大量的五大连池火山区地震，本文从以往大量原始地震事件中认真筛选，收集了自2008年至2011年间发生在火山区ML＞0.6地震共39个，最大震中距不超过50km，地震空间分布主要位于“NE”两条断裂带上及其周围，挑选震相均有信噪比较高，振幅不饱和，干扰小，S波清晰，地震序列、台站、火山锥位置分布如下图1所示。 图1：台站、火山锥及地震震中分布图 Figure1：seismic station、volcanic cone and seismic epicenter distribution map 2方法原理 地下介质品质因子作为一种反映区域介质非均匀性与非弹性的物性参数，在计算区域品质因子值方法中，其主要有两类：第一类利用尾波归一化方法测定区域S波品质因子，主要理论为：对于不同地区、不同地震，尾波和S波的振幅比对频率的依赖较为稳定（Aki，1980），也就是说，尾波振幅与S波振幅成比例变化，据此利用尾波谱振幅归一化S波谱振幅来测定S波值，Yoshimoto（1993）将其扩展到同时测定P波，S波品质因子值。第二类方法仅采用单台地震数据，利用尾波振幅随时间衰减的性质，理论