利用接收函数研究2012年新源—和静MS6.6地震前地壳介质泊松比变化

摘要

对地震孕育、发生过程中地震前兆的观测和研究是地震预报的科学核心之一,监测地下介质性质随时间变化一直是地震前兆研究的重要思路.在地震孕育过程中,由于孕震区应力的增加和应变的积累,地下介质将产生微破裂、扩容等变化,从而引起介质弹性参数发生变化,地震波通过孕育区时,波速会相应发生变化,这是利用波速比异常预测地震的重要依据.根据地震波弹性理论可知,P和S波速度的比值仅反映泊松比的改变,泊松比表示介质受力后横向与纵向应变之比,反映地壳介质的性质,波速比是介质泊松比的函数,随泊松比的增大而增大.本文利用远震P波接收函数，联合接收函数H-x叠加方法和时间窗滑动方法，分析了2012年6月30日新疆新源-和静Ms6.6地震震中距200 km内，共计11个固定数字地震台从2009年1月一2012年12月的地壳介质泊松比变化特征，同时利用近似重复震源的接收函数，分析了乌苏、石场和新源3个台站的接收函数Ps转换波与初至P波到时差(tPs动变化情况。获得以下认识和结论:①在新源一和静MS6.6地震前2-3年不同时段，震中距小于130 km的5个台站的地壳介质泊松比相继出现了较为明显且持续时间较长的下降过程，以地壳泊松比均值为参考，下降幅度介于2%-8%之间，低值最小值均超过平均值的计算误差，乌苏台(震中距最小77 km)的下降起始时间(2009年3月)最早;②6个震中距大于150 km台站的地壳介质泊松比在均值上下波动，没有出现明显的下降和低值持续过程;③地壳介质泊松比出现明显的降低台站，其变化形态特征呈“V”字型，地震发生在“V”字形成过程的尾端，地震发生后，泊松比继续回升;④距新源一和静6.6地震发震时间越近的接收函数，其Ps震相与初至P波的到时差变小，即Ps转换波在地壳内的走时变小。随着应用接收函数对更多震例的分析，对地震孕育过程中出现地壳介质参数变化认识会越来越清楚，接收函数方法可能成为探测中强震前地壳介质参数变化的一种新的技术途径。