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1資料

川滇畸形塊體是橫跨四川南部和云南中部近似畸形的區(qū)域，它的北部為北西走向的理塘—待巫斷裂和則木河斷裂連結(jié)而成，東部為南北走向的小江斷裂帶，南部為與北部斷裂近似平行的北西走向的紅河斷裂，西部為與東部小江斷裂帶近似平行的南北走向的金沙江斷裂帶。川滇畸形塊體東西跨度約350km，南北約800km，在菱塊內(nèi)部存在兩條相距約140km的北南走向斷裂:元謀—綠汁江斷裂和程海斷裂，在這兩條斷裂之間，2000～2008年間集中發(fā)生了5次6級(jí)以上強(qiáng)烈地震，尤其是2008年8月發(fā)生的攀枝花6.1級(jí)地震，位于元謀—綠汁江斷裂。震區(qū)周?chē)陙?lái)數(shù)字地震臺(tái)站逐漸增多，地震前后在該區(qū)域已積累一定數(shù)量的中小地震觀(guān)測(cè)資料，筆者利用這些觀(guān)測(cè)資料，研究攀枝花地震前后波速比變化特征，研究時(shí)間為2004年1月～2009年6月，研究區(qū)域?yàn)?25°～27.7°N，101°～102.8°E)，考慮到震級(jí)小于2級(jí)的微小地震多數(shù)背景干擾大、信號(hào)弱，讀取的P波和S波到時(shí)誤差大，故取震級(jí)下限為2級(jí)，該區(qū)域共發(fā)生地震227次。本文資料選用云南省地震局昆明區(qū)域數(shù)字臺(tái)網(wǎng)波形資料，該臺(tái)網(wǎng)始建于1999年，至2009年已建成包含53個(gè)臺(tái)站覆蓋全省及周邊地區(qū)的區(qū)域臺(tái)網(wǎng)。2007年12月以前，采樣率為50count/s，理論時(shí)間精度為0.02s，2008年1月以后，采樣率增大了一倍，相應(yīng)精度提高一倍為0.01s。根據(jù)《地震學(xué)分析預(yù)報(bào)方法程式指南》(國(guó)家地震局科技監(jiān)測(cè)司，1990)，可以確定用于計(jì)算波速比的地震和臺(tái)站的限定條件，規(guī)定地震到臺(tái)站的ΔTi≤20s，且要有3個(gè)以上臺(tái)站同時(shí)記錄的地震為本文所用地震。1給出研究區(qū)域臺(tái)站和震中分布，為相應(yīng)地震波射線(xiàn)空間分布(圓表示主震，三角形表示臺(tái)站)，從中看到，所使用的地震臺(tái)站達(dá)24個(gè)臺(tái)，地震射線(xiàn)對(duì)攀枝花地震孕震區(qū)有較好的覆蓋，尤其是主震南部的元謀—綠汁江斷裂附近射線(xiàn)非常密集。影響波速比可靠性的一個(gè)重要因素是地震波記錄質(zhì)量的好壞，我們應(yīng)該挑選那些P波和S波到時(shí)都容易區(qū)分的資料，對(duì)于不可靠的P波和S波記錄要放棄，2給出幾次地震的原始記錄，從中看到P波和S波較容易分辨，由于記錄的采樣率高，實(shí)際讀取數(shù)據(jù)時(shí)可以放大，故P波和S波到時(shí)是容易讀取且可靠的。

2結(jié)果及分析

波速比VP/VS直線(xiàn)擬合從(5)式可知，直達(dá)P波到時(shí)與S波、P波到時(shí)差為通過(guò)原點(diǎn)斜率為k的直線(xiàn)，波速比VP/VS為k+1。根據(jù)到時(shí)差小于20s及3個(gè)以上臺(tái)站的挑選地震限定條件，研究區(qū)共發(fā)生ML≥2.0地震227次，符合條件的為215次:8個(gè)以上臺(tái)站的為34次，占總數(shù)的16%，5個(gè)以上臺(tái)站的有150次，占70%，最多為12個(gè)臺(tái)站。由此來(lái)看，多數(shù)入選地震的到時(shí)數(shù)據(jù)達(dá)到5個(gè)臺(tái)站以上。3給出4次地震求波速比的直線(xiàn)擬合情況，以3d2008年12月9日大姚2.5級(jí)地震為例，中橫坐標(biāo)為P波到時(shí)，縱坐標(biāo)為S波、P波到時(shí)差，有7個(gè)臺(tái)站同時(shí)記錄到清晰的直達(dá)P、S波到時(shí)，用最小二乘法直線(xiàn)擬合可得斜率k=0.73，波速比VP/VS為1.73。該次地震震源深度為7km，實(shí)測(cè)S波、P波到時(shí)差最小為2.90s，為大姚臺(tái)記錄，震源距為21km;實(shí)測(cè)S波、P波到時(shí)差，最大為18.75s，為易門(mén)臺(tái)記錄，震源距為153.9km。從中看到，相關(guān)系數(shù)R=0.998，說(shuō)明觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)與擬合直線(xiàn)較為相關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)誤差S=0.36，在誤差1.5范圍內(nèi)，從中可以清楚地看到只有2個(gè)點(diǎn)(自下而上第5、6個(gè)點(diǎn))與直線(xiàn)有較小偏離，直線(xiàn)與觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)整體上吻合較好。

3誤差分析

擬合殘差為觀(guān)測(cè)值與理論值之差，本文取0.1s為間隔進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從中可以看到，擬合殘差正態(tài)分布現(xiàn)象較為明顯，Δy在±0.25s以?xún)?nèi)的數(shù)據(jù)占總數(shù)的40%，而Δy在±0.5s以?xún)?nèi)的數(shù)據(jù)則高達(dá)70%，可見(jiàn)本文使用的擬合方法是能夠保證絕大多數(shù)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)與直線(xiàn)有較為緊密的結(jié)合，從而使計(jì)算得到的波速比誤差較小。3.3攀枝花6.1級(jí)地震前后波速比變化5給出攀枝花6.1級(jí)地震前后波速比VP/VS隨時(shí)間的變化，為了消除單點(diǎn)突跳，對(duì)波速比進(jìn)行5點(diǎn)平均，中同時(shí)給出5點(diǎn)平均1點(diǎn)滑動(dòng)平均線(xiàn)，3條直線(xiàn)中實(shí)線(xiàn)為均值，上下兩條虛線(xiàn)為2倍均方差。從5a中看到，波速比最大值為1.88，最小值為1.53，平均值為1.69，大部分在均值上下2倍均方差范圍。2004年至2005年6月，波速比在均值上下隨機(jī)波動(dòng)，高值點(diǎn)多于低值點(diǎn)，2005年6月～2006年8月，波速比出現(xiàn)緩慢下降過(guò)程(5點(diǎn)移動(dòng)平均線(xiàn)更為清楚)，至2006年8月降到最低并出現(xiàn)2個(gè)低于1.6的低值異常點(diǎn)。2006年8月～2008年3月，波速比又逐漸恢復(fù)至均值附近波動(dòng)。2008年3～6月，波速比出現(xiàn)劇烈下降，并出現(xiàn)多達(dá)7次小于1.6的低值異常，之后在較短時(shí)間內(nèi)回升到均值發(fā)生攀枝花6.1級(jí)地震，震后至2009年6月波速比在均值附近變化，期間有高值異常點(diǎn)出現(xiàn)，但未出現(xiàn)低于1.6的低值。從整個(gè)研究區(qū)較大范圍來(lái)看，攀枝花6.1級(jí)地震前波速比出現(xiàn)2次異常變化，一次開(kāi)始于震前相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間(3年)，波速比出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的下降過(guò)程，另一次是震前半年，波速比出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短、急劇下降過(guò)程，并伴有群體低值異常出現(xiàn)。通過(guò)分析每次地震得到的標(biāo)準(zhǔn)誤差S可知，平均S=0.66。雖然S的大小反映的是觀(guān)測(cè)資料的離散程度，S面大意味著觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)較分散，但從另外角度考慮，觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)分散，有可能是地下介質(zhì)物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變所引起，這種離散現(xiàn)象對(duì)地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)研究具有較大意義，因此，我們將標(biāo)準(zhǔn)誤差大于均值0.66的波速比值挑選出來(lái)(5b)，發(fā)現(xiàn)震前低值異常同樣明顯。

作者：錢(qián)曉東蘇有錦單位：云南省地震局