利用背景噪声研究地震波速度变化及其在长白山火山监测中的应用.pdfVIP

第 37卷 第 2期 地 震 地 质 V01．37．No．2 2015年 6月 SEISMOLOGY AND GE0L0GY Jun．，2015 利用背景噪声研究地震波速度变化 及其在长 白山火山监测 中的应用 刘 国明 (长 白山天池火山监测站 ，安 图 133613) 摘 要 介绍了利用背景噪声研究地震波瞬时波速变化 的方法 ，应用长 白山火 山区的地震监测数 据演示并讨论了从单台数据预处理到数据质量控制 的4个数据处理步骤。应用文 中介绍的方法 ，使 用长 自山火 山区域地震台网的连续观测数据 ，研究 了长 白山火 山区地下介质 的相对地震波速变化 。 带通滤波范围是 O．02—0．1Hz，这一滤波带的地震波速对应的敏感介质深度位于地壳与上地幔之间。 长 白山火 山区地震波速度的长趋势变化显示出了明显的季节性影响，这可能是 由当地降雨量变化引 起 的。2001--2007年 CBS-YNB台站对的地震波速度变化幅度达到 2％，高于背景值 (1．5％)，因为 此 间长 白山火 山地下岩浆发生 了一次扰动 ，可能是岩浆活动导致 了地震波速度变化 幅度增大。 关键词 地震波速度 火 山 瞬时变化 长 白山 中图分类号：P317．9 文献标识码：A 文章编号：0253-4967(2015)02-0576—12 0 引言 火山监测主要依靠火山地震活动探测 、地表形变及流体地球化学等方法。应用这些方法 ， 可以探测到岩浆升压和运移过程 中的一些信息。地表形变学方法的局限性在于它们都是基于 对地表应变及变形的解释，这就使得它们对深部物质的变化不灵敏。通过对火 山地震的精确 定位 ，可以掌握火 山地震的时空分布特征 ，从而使我们 了解到火山区地下介质属性的变化信 息。然而，在没有发生岩浆活动的时问段 ，即在没有火 山地震发生的情况下，使用火山地震学 的方法就很难探测到火山区地下介质属性的变化信息。 近年来 ，利用地震背景噪声恢复格林函数的方法进行高分辨率的面波成像技术被广泛应 用于空间结构探测。而在一些地球物理研究领域中，探测地震波速度 的连续瞬时变化 比探测 地下波速结构更为重要 ，例如，研究与强震相关的波速变化 (Brenguiereta1．，2008a；Chenet a1．，2010：Chengeta1．，2010；Fromenteta1．，2013)。对于火山监测而言，即使在地下波速结构 未知的情况下，掌握地下介质的相对波速变化也是非常重要的。Sens-Schtienfelder等 (2006)提 出了应用地震背景噪声互相关技术反演火 山区地下介质瞬时波速变化的方法 ，并探测到了印 度尼西亚默拉皮火山地震波相对速度 的季节性变化 ；Brenguier等 (2008b)报道了留尼汪岛火山 喷发前 0．1％的相对地震波速变化 ；Mordret等 (2010)报道了新西兰佩鲁阿胡火山喷发 2天 前 0．8％的相对地震波速度下降。应用地震背景噪声研究地震波速度相对变化的方法已经被广 [收稿 日期] 2014—03—04收稿 ，2015—03—31改 回。 [基金项 目] 中国地震局地震行业科研专项(201208005)和国家 自然科学基金 共同资助。 2期 刘 国明：利用背景噪声研究地震波速度变化及其在长 白山火 山监测 中的应用 577 泛应用于活动火山监测研究中，但其完整 的数据处理过程却未见详细报道 。 长 白山火山位于中国与朝鲜边境 ，作为中国最具潜在喷发危险的活火山，近年来很多学者 对这座火山进行了研究 。吴建平等 (2005)和刘 国明等 (2006，2011)研究了长 白山火山的地震 活动性 ，并指出自1999年以来长 白山火山活动经历 了3个明显的阶段 ；上官志冠 (1997)和上 官志冠等 (2006)研究了长白山火 山区的He同位素 比值变化并指 出长 白山火 山正处于岩浆活 跃状态；李克等 (2009)研究了长 白山火山区流动 GPS和流动水准监测资料 ，发现在 2