攀枝花地震台数字地震分析探讨.docx

攀枝花地震台数字地震分析探讨攀枝花地震台数字地震分析探讨摘要：结合地震波记录原理，分析并讨论攀枝花台数字仪震相的一些物理特征，并使用MATLAB对攀枝花、长春台的地震资料做简单滤波分析，便于真实地反映地震波震相。参考川滇交界地区地质构造，总结出攀枝花台对多次地震记录震相分析的经验规律，为地震速报快速识别震相提供实用参考。关键词：攀枝花地震台；数字地震仪；震相识别；地震速报中图分类号：P315.73文献标识码：A文章编号：1000-0666（2013）02-0215-040引言数字地震分析由于记录方式和处理方式的变化，使得识别震相特征有所变化。仿真和滤波是震相分析处理的有效辅助方法。结合攀枝花地震台所在地区的地质构造，不断摸索解决四川攀枝花台实际震相分析问题。1记录方式的优点数字地震记录具有频带范围宽、动态范围大的特点，攀枝花台使用宽频带数字仪，其频带宽度为0.02～120s，利用波形分析软件可以仿真模拟短周期DD-2仪、中长周期DK-1、SK仪和763仪记录。仿真后短周期信号滤除了低频信号和干扰，中长周期信号滤除了高频信号和干扰，一般震相较为清晰，便于处理。数字地震仪动态范围大，记录了更多的信息，也带有宽频干扰（刘瑞丰，1999）。进一步分析需做仿真或滤波，可充分显现各种震相。2模拟与数字仪器记录的视差模拟地震仪记录地震的最大困难在于周期限制，不能将宽频带的地震波更大限度地记录下来。攀枝花台以前配有短周期仪（DD-2）和中长周期仪（DK-1、SK、763）共4套仪器，虽然可以记录全球地震，但不能将宽频带震相完整地记录下来。现使用速度型宽频带数字地震仪，记录范围大大加宽。对模拟记录图纸来说，滚筒转速是固定的，走纸距离与时间成正比。初至震相起始角与固定图面相对比，尖锐与否是固定的。角度0°～30°为平缓出射，记为“E”；角度60°～90°为尖锐出射，记为“I”；角度30°～60°不作标记。记录频带相对较窄且固定，震相也在图纸上较干净，叠加的成分不多。对数字记录来说，显示的时间框可以拉伸或压缩，震相起始角与看到的不固定“图面”相对比，尖锐与否是相对变化的。除了垂直出射的90°或水平出射的0°角以外，起始角都有随显示“图面”时间框变小而趋“缓”的情况。实际上角度是不会变化的，只是对比的时间线度不一样而已。但这样就会出现使用局部“图面”时与使用全局“图面”时所分析的震相起始角尖锐与否有差别，从而形成视差。所以震相起始角尖锐与否对数字仪来说是一个较为相对的概念，只有针对特定的“图面”时间线度才具有明确的意义。在实际的分析与速报中，除了尖锐出射“I”型的初动震相，一般都不再标出，就可以避免争议。3数字地震仪震相的不同之处仪器的频带差别造成了记录的表象差别，同一震相以不同仪器记录，相位可能会不同。地震波有自身特点，表现为连续的有规律的波形。与地震波初动周期相近的高频大地脉动周期较小（0.04～0.1s），幅度也较小。数字仪记录到的波形周期相对大地脉动周期较大，幅度也较大，使地震初动波形能够和大地脉动及其它不规则干扰区别开来（闵大镒，1993）。例如2003年4月24日6时陕西石泉4.5级影区地震（攀枝花台记录震中距为8.64°，约960km）就体现了两类地震仪记录震相的联系与区别。在DD-2仪上，波形表现为近震，可分出PN、PG、SN、SG震相。在DK-1仪上，可分出P、S远震震相和影区地震面波震相LG1、LG2。数字地震仪上的原始记录文件，则明显记录到较小周期的近震震相、较大周期的远震震相和影区地震面波震相。分别仿真为WWSSNSP和SK，体现出了近震、远震和影区地震面波震相（图1）。在这里P相当于PN，S相当于SN，LG1相当于SG。短周期仪或中长周期仪单独工作时，不会记录到如此丰富的波形。2011年3月发生的缅甸系列地震也反映了类似情况，对攀枝花台来说，这些影区地震使用WWSSNSP仿真分析可较好地分析震相，但因为仿真把S波大周期的成份滤掉了，计算出的ME震级误差较大；使用SK仿真分析才可以体现出较大周期震相携带的巨大能量，计算出比较准确的Ms震级。数字地震仪记录震相与频带相关，经仿真后的波形记录按短周期、中长周期对近震、远震分别处理即可。影区地震可综合处理。4使用MATLAB做简单滤波分析仿真可以解决不同频带的震相分析，滤波可以进行震相本身的频带分析（张志涌，2003）。下面使用MATLAB做简单高通和低通滤波分析。以四川攀枝花地震台200403211717.EVT地震资料曲线做高通滤波。原始资料中由于地脉动使得记录叠加了一些高频成分。为了得到真实的地震近震波形，设计了一高通滤波器（设计程序略），其频带宽度为0.02s。图2是高通滤波前和滤波后的图象。以长春地震台200308100239.EVT地震资料曲线做低通滤波。原始资料中由于地