唐明帅王海涛魏芸芸李艳永王 琼苏金波
1)中国乌鲁木齐830011 新疆维吾尔自治区地震局
2)中国北京100045 中国地震台网中心
地震发生前后孕震区的应力状态和介质属性会发生变化,监测地球内部介质变化,为研究地震的发生过程并发现地震前的异常变化提供了可能。由于难以直接深入地球内部进行测量,只能通过地震波分析来研究地球内部介质的变化,而地震波速变化能直接反映地下介质的应力状态和物质组成等物性参数。远震P 波接收函数是,用远震P 波波形的垂直分量,对径向分量或切向分量作反褶积得到时间序列,主要由直达波、台站下方速度界面产生的一次反射转换波及多次反射转换波的震相组成,可以近似认为是台站下方壳幔结构的响应。笔者利用远震P 波接收函数中的莫霍面转换波信息,选取2009—2012 年新疆发生的21 次5.0 ≤MS≤6.6 地震,分析震中附近台站下方地壳介质泊松比在地震前后随时间的变化,结果显示,8 次地震(6 个台站)震前地壳介质泊松比出现低值异常,且呈“V”字型变化,地震即发生在“V”字型尾端,震后泊松比继续回升。
在已分析的8 次地震中,有6 次中强地震对应的7 个地震台站的远震P 波接收函数,存在能量较强的、清晰的壳内间断面转换波。目前,国内关于壳内间断面转换波的相关研究成果较少。那么,对于震前地壳介质泊松比出现或未出现低值异常的台站,其上地壳(壳内间断面上方地壳)介质泊松比是否存在低值异常?壳内间断面的深度与地壳孕震深度是否存在关系?基于以上问题,笔者利用远震P 波接收函数中莫霍面和壳内间断面转换波,联合接收函数H—κ叠加方法和时间窗滑动方法,分析6 次中强地震对应的7 个地震台站下方的地壳和上地壳介质泊松比在地震前后随时间的动态变化,获得以下认识。
(1)2011 年和2012 年新疆于田分别发生MS5.5 和MS6.2 地震,与于田地震台分别相距43 km 和83 km;2012 年新疆新源—和静发生MS6.6 地震,与乌苏和独山子地震台分别相距77 km 和96 km。3 个地震台站下方的地壳介质泊松比,在地震前后存在明显的低值异常变化,下降幅度大于均值误差,而其上地壳介质泊松比则未观测到明显低值异常。
(2)2009 年新疆发生柯坪MS5.4 地震和阿合奇MS5.8 地震,与阿合奇地震台分别相距26 km 和41 km;2011 年发生尼勒克MS6.0 地震,与察布查尔地震台相距76 km。3 次地震发生前后,2 个地震台站下方地壳和上地壳介质泊松比无明显的低值异常变化。
(3)观测结果显示,在2011 年和2012 年新疆于田MS5.5 和MS6.2 地震、2012 年新疆新源—和静MS6.6 地震前后,中下地壳介质出现低值异常,认为3 次中强地震的孕震、震源位置位于中下地壳。