利用sato模型计算萝北地震区Q值

摘 要：对介质的品质因子Q值进行了简单介绍，并阐述了Q值的研究意义。根据鹤岗地震台的地震观测数据，通过sato模型进行计算，得出萝北地区的Q值，并得出初步结论。

关键词：品质因子；Q值；sato模型

1 品质因子介绍和研究意义

1.1 品质因子介绍

我们都知道，弹性波在地球的介质中传播的时候，振幅将衰减，振幅衰减的幅度跟弹性波的传播距离和时间成正比。介质的内阻是弹性波部分弹性能量会产生消耗的原因之一，该阻力使能量被转换成热量，这种现象被叫做介质吸收。品质因子“Q”就是表示介质吸收特性的量，是一个无量纲因子，用来体现传输介质吸收能力的强弱。

1.2 品质因子研究意义

地震波是研究地球的内部构造、介质的物理模型的重要依据，因为地震波中携带了大量有价值的信息。比如从分析地震波的运动学信息即可以得到地球的速度模型。地震波中不仅有运动学信息，也包含了许多动力学信息，这些信息就是我们研究地震波衰减的基础。

前面提到，当地震波传播的时候振幅会出现显著的衰减，这正是由于非弹性介质的存在。因此需要用一个合适的物理参数来恰当的描述介质的非弹性特性。由于Q值对地球内部介质应力的变化而导致岩石性质的变化有较好的反映，因此Q值可以很好地体现介质的非弹性特性。地震波在介质中传播的衰减程度和介质的衰减特性有很大关系，因此能较好的反映Q值的变化。

目前，尾波Q值在研究中的应用很广，在火山活动构成研究，石油和天然气勘探，震源参数研究、地震工程中都起到了非常重要的作用。例如：可以通过对地震波的尾波Q值进行分析来确定熔融异常区是否存在，并进一步确定其是否活动。在震源参数的研究中，Q值可以用来对地面运动位移或速度资料使用进行介质衰减校正。在地震预报方面，由于Q值的改变体现了介质裂隙和作用力的改变，因此在地震发生前，震中区的Q值会出现明显变化，这就为地震预测提供了可靠依据。

2 数据处理

文章选取了2012年以来鹤岗地震台观测到的9个Ml≥1.4级地震资料，计算采用朱新运等研制的尾波Qc值分析软件，下面以鹤岗地震台于2012年1月19日接收到的黑龙江萝北Ml1.7级地震为计算实例。

3 计算结果

由于萝北地区地震以中小震居多，所以有些地震波形的信噪比较低，所以在计算后去掉了这些结果。研究表明，尾波Qc值与尾波延续时间的长短有关，一般尾波的持续时间越长，Qc值越大，若将尾波Qc值作为一种地震前兆信息，则在研究时要考虑到延续时间对它的影响。从表1可以看出计算结果基本符合上述情况。

尾波QC值反映了以地震震源和地震台站为两个焦点的椭球区域内的品质因子特性。如果一个地震台站观测到不同地震求出的QC值，则反映了该地震台站周围的介质品质因子特征。文章用Sato模型对鹤岗地震台观测到的多个地震记录进行计算以及拟合后，得到鹤岗地区尾波QC值随频率变化的关系：QC=（24.96±2.74）f（0.93±0.08）。鹤岗地震台附近介质的平均Q0比其他地区相对要低一些，对频率的依赖性（η值）较大，这个结果与萝北地区中小地震较多、构造活动性比较强的特点是基本相同的。

文章也存在一些问题以待改进，如萝北地区地震活动以弱震居多，部分波形的信噪比较低，可以得到较好结果的地震射线不多，从而导致样本个数太少。上文中提到，尾波流逝时间越长，品质因子QC值越大，而尾波流逝时间一般随震中距和震源深度的增加而增加，因此，品质因子QC值会随着震中的距离和震源深度增加而变大。由于能力和时间限制，文中没有考虑震中距和震源深度对QC值的影响，将来会做更为详细的研究。

作者简介：孙鹏宇（1987-），男，辽宁省丹东市人，防灾科技学院地球物理专业，助理工程师，本科，主要从事地震活动性及地震预测方法的研究。