地震中相鄰的兩個(gè)波對比分析
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給出分區(qū)相鄰的兩個(gè)波隨時(shí)間變化，從中看到:1區(qū)(楚雄—大姚):相鄰的兩個(gè)波平均值為1.71，震前1年未出現(xiàn)低值，2007年初出現(xiàn)1次單點(diǎn)低值，但絕大多數(shù)數(shù)據(jù)都在均值上下隨機(jī)波動，地震前該區(qū)相鄰的兩個(gè)波異常不明顯。2區(qū)(攀枝花—元謀):相鄰的兩個(gè)波平均值為1.68，比整個(gè)研究區(qū)、1區(qū)和3區(qū)平均值低，2007年6月以前變化平緩，其后幅度較大，震前1年左右出現(xiàn)低值，震前3個(gè)月也出現(xiàn)低值，震后有高值出現(xiàn)，地震前該區(qū)相鄰的兩個(gè)波異常明顯。3區(qū)(鹽源—寧蒗):相鄰的兩個(gè)波平均值為1.71，高于整個(gè)研究區(qū)、2區(qū)和4區(qū)平均值，震前2年左右出現(xiàn)單點(diǎn)異常，但震前1年無異常出現(xiàn)，震后相鄰的兩個(gè)波高低變化幅度較大，該區(qū)攀枝花地震前相鄰的兩個(gè)波異常不明顯。4區(qū)(巧家—普格):相鄰的兩個(gè)波平均值為1.64，為4個(gè)區(qū)域中最低值，該區(qū)2008年以前地震較少，地震主要集中發(fā)生于震前3個(gè)月，從中看到，震前有低值出現(xiàn)，小于均值的次數(shù)較多，震后相鄰的兩個(gè)波較高，無低值，地震前該區(qū)相鄰的兩個(gè)波異常明顯。總體看來，地震前1年左右相鄰的兩個(gè)波VP/VS出現(xiàn)低值異常，震區(qū)及元謀—綠汁江斷裂附近低值異常較為明顯，該區(qū)整體(平均)相鄰的兩個(gè)波低，小于1.7;震區(qū)西北部的寧蒗—鹽源地區(qū)和西南部的楚雄—大姚地區(qū)與震區(qū)距離較遠(yuǎn)，整體處于高相鄰的兩個(gè)波狀態(tài)(大于1.7)，震前波速變化不明顯。震區(qū)東北部的巧家—普格地區(qū)，低相鄰的兩個(gè)波異常明顯。上述討論相鄰的兩個(gè)波分區(qū)特征，是將研究區(qū)按構(gòu)造和地震活動性劃分為4塊區(qū)域，反映的是每一區(qū)相鄰的兩個(gè)波平均特征，由于每塊區(qū)域較大，尤其是區(qū)域2包括攀枝花至元謀較廣區(qū)域，要反映空間精細(xì)特征，則要采用空間像方法。給出研究區(qū)相鄰的兩個(gè)波空間分布，從中看到，相鄰的兩個(gè)波高低值異常特點(diǎn)雖然與上述分區(qū)結(jié)論大體一致，但中有兩個(gè)現(xiàn)象較為突出，一是攀枝花震區(qū)較小范圍內(nèi)未出現(xiàn)低值，低值出現(xiàn)在其南部的元謀附近;二是震區(qū)東北部的普格、巧家一帶出現(xiàn)大面積低相鄰的兩個(gè)波。地震前的2008年5月12日，四川汶川發(fā)生8.0級大地震，發(fā)震斷裂北東走向的龍門山斷裂向西南方向延伸即指向這片低值區(qū)，從中看到低相鄰的兩個(gè)波地區(qū)似乎顯現(xiàn)出北東向帶狀分布。震區(qū)東北部出現(xiàn)的大面積低值異常是否受到汶川大地震及其強(qiáng)余震影響還有待深入研究。
2討論和結(jié)論
2.1討論
真實(shí)地殼是多層的，不同巖性的地層常表現(xiàn)出不同的傳播速度。從式可知，相鄰的兩個(gè)波是在一定假設(shè)條件下得到的，即地震射線是直線傳播，震源上方介質(zhì)是均勻和單層的，因此，VP/VS并非真正地震波傳播速度的比值。VP/VS依賴于P波和S波到時(shí)數(shù)據(jù)，是多個(gè)臺站資料線性擬合結(jié)果，最小二乘線性擬合直線一定通過縱、橫坐標(biāo)平均值，因此可以認(rèn)為相鄰的兩個(gè)波是各臺數(shù)據(jù)總體平均結(jié)果，是對震源至臺站介質(zhì)物理性質(zhì)的綜合反映。相鄰的兩個(gè)波表達(dá)式為(時(shí)振梁等，1990)VPVS=2(1－σ)槡1－2σ.(10)式中，σ為泊松比。由式(10)可見，相鄰的兩個(gè)波與地下介質(zhì)的泊松比σ有關(guān)，是σ的函數(shù)，相鄰的兩個(gè)波隨σ的增大而增大。巖石σ一般在0.2～0.4之間，若取σ=1/4=0.25，則正常情況下相鄰的兩個(gè)波為1.73。泊松比σ表示巖石受力后橫向與縱向應(yīng)變之比，反映巖石的完整程度，當(dāng)孕震區(qū)應(yīng)力場強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí)，巖石趨向于固結(jié)，σ變小，從而相鄰的兩個(gè)波變小。隨著應(yīng)力場強(qiáng)度的不斷增加，巖石臨破裂前微裂隙增多，橫向變形愈加明顯，σ增大，相應(yīng)相鄰的兩個(gè)波增大(相鄰的兩個(gè)波增大并非波速增大，巖石中的孔隙越多、巖石越破碎，P波或S波的速度反而下降)。這可能就是我們所觀測到的震前相鄰的兩個(gè)波減小而臨震反而回升的原因。地震后，巖體破碎且結(jié)構(gòu)面變軟，隨著余震的不斷發(fā)生使震區(qū)附近巖體裂紋增多，σ增大，相應(yīng)相鄰的兩個(gè)波增大，可能是地震后相鄰的兩個(gè)波不斷出現(xiàn)高值的原因。本文得到的地震前相鄰的兩個(gè)波存在正常降低上升(恢復(fù))發(fā)震的異常變化過程，與國內(nèi)許多學(xué)者得到的結(jié)論是一致的。都昌庭等(2001)研究了2000年9月青海興海6.6級地震前相鄰的兩個(gè)波變化，發(fā)現(xiàn)震前相鄰的兩個(gè)波下降過程明顯。曾文敬等(2007)研究了2005年11月九江瑞昌5.7級地震主余震相鄰的兩個(gè)波變化，由于震區(qū)主震前無地震活動，發(fā)現(xiàn)余震的強(qiáng)度和頻度有明顯增強(qiáng)之前，相鄰的兩個(gè)波會出現(xiàn)下降變化。王林瑛等(2008)研究了2006年7月河北文安5.1級地震前后相鄰的兩個(gè)波變化，得到的文安地震前相鄰的兩個(gè)波變化特征結(jié)論與本文攀枝花地震前變化過程結(jié)果較為相似。
2.2結(jié)論
誤差分析表明，計(jì)算得到的相鄰的兩個(gè)波是可靠的。攀枝花地震前3年，相鄰的兩個(gè)波出現(xiàn)一次持續(xù)時(shí)間相對較長的下降過程，震前0.5年，相鄰的兩個(gè)波又出現(xiàn)一次持續(xù)時(shí)間相對較短、急劇下降過程，且伴隨有多次異常低值出現(xiàn)，震前2個(gè)多月至發(fā)震，相鄰的兩個(gè)波從低值回升至均值附近。震后相鄰的兩個(gè)波維持在均值上下波動，并伴有高值出現(xiàn)。震區(qū)南部的元謀附近和東北部的巧家—普格一帶相鄰的兩個(gè)波異常較為明顯。
作者：馬良呂單位：攀枝花地質(zhì)局
