研究亮点

刘志坤:基于背景噪声的龙门山断裂带地震波速度变化研究【JGR-SE,2018】
发布:科技处 2018-12-06 阅读:

研究地震波速度随时间的变化是探讨地下介质物理性质和应力状态演化的基础,对活动断裂、火山及油气田等的四维监测都有非常重要的意义。但以往受方法技术和观测数据的限制,连续、精确测量波速时变难度非常大。近年来迅速发展的地震背景噪声互相关方法为监测地下介质波速变化提供了一种高精度、低成本、且有很好时间连续性的解决方案。龙门山断裂带在过去十年相继发生2008年汶川Mw7.9级地震和2013年芦山Mw6.6级地震,研究与这两个地震相关的地下介质波速时空变化,有助于理解地震的孕育和发生以及断层的破坏和愈合过程。

针对这一科学问题,我校地球物理与信息技术学院刘志坤讲师和黄金莉教授利用龙门山断裂带周边十余年(2007-2017年)的连续地震波形数据(图1),通过多分量、多频带的背景噪声互相关测量技术,获得了龙门山断裂带下方高精度的波速随时间变化特征,取得以下重要成果:

12008年汶川地震不仅造成了龙门山断裂带浅部介质破坏,还导致了断裂带深部(6-15s周期,反映地下约5-20km深度)介质波速降低(图2),反映了该地震复杂的深部过程;

2、汶川地震产生的同震波速降低在地震后9年时间里仅恢复了1/4(图3),意味着龙门山断裂带震后的愈合过程非常缓慢;

32013年芦山地震引起的地震波速变化较小,且主要集中在断裂浅部;

4、在与地震相关的波速随时间长周期变化曲线中还包含小幅度的季节性变化信号,对比气象观测数据认为季节变化信号可能与降水、气温等环境因素相关。

 

1. 汶川和芦山地震震中位置(红色五角形)和研究所用地震台站(三角形)

 

2. 汶川地震震源区不同周期(反映不同深度)地震波速随时间的变化

周期与深度的大致对应关系:1-3s0-3km3-8s2-10km6-15s5-20km8-20s6-30km

 

3. 汶川地震引起的显著同震波速降低及其缓慢的震后恢复过程

 

上述成果发表于地球科学领域国际著名期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》上:Liu, Z., Huang, J., He, P., & Qi, J. (2018). Ambient noise monitoring of seismic velocity around the Longmenshan fault zone from 10 years of continuous observation. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 123, 8979–8994. https://doi.org/10.1029/2018JB015986 [IF2017=3.482]

附件20181206081234095407.pdf (5.884717MB)