低频事件频谱特征分析

邓津

1）中国地震局兰州地震研究所，兰州 730000

2）中国地震局地球物理研究所博士后流动站，北京 100081

根据文献记录低频事件可根据频率特征划分为低频震动(LFE)，超低频地震（VLE）和慢滑移事件（SSE），间歇性脉动与滑移事件（ETS），深低频震颤事件（DLF）等。随着更多低频观测资料的出现，需要对各种地面震动做出类别属性划分的深入研究结果，为未知事件的判别提供依据。

低频地震与火山以及天然地震及其他天然震动（如海浪，台风等）的持续时间和滤波频段均不同。主要的低频事件有下列几种类别：

（1）慢滑移现象（SSE）。全球观测表明，缓慢滑动事件（SSEs）是一种常见的现象，几乎所有剪切带GPS仪器都能够观察记录到。慢地震滑移缓慢且只释放低频地震波，释放的低频地震频率范围在2～4 Hz之间。

（2）低频震颤与滑移事件（ETS）。ETS是指同时能被GPS观察到的慢滑移现象，ETS的主振幅频率范围为2～8 Hz，低于同等大小的正常地震，低频成分介于1～10 Hz之间，同时发生的慢滑移事件(SSE)；累积震级可达到MW=6～8，持续数天到数月不等。ETS事件的发生时间是相互迁移和补充的，其共同特点是均发生于大陆地区几个最大间断地块范围为100～200 km的近陆弧前盆地上。因此ETS和地震行为在空间上是有密切联系的。

（3）深低频震颤（DLF）。与火山附近的莫荷不连续面和活断层体系的DLF事件频谱特征相似，滤波范围为0.01～0.1 Hz。DLF被认为是发生在剪切带地区，具有更大的空间和时间尺度的低频事件。DLF是由许多的tremor群组成的链状，每一个有特征周期。日本南部的DLF与慢滑移事件一一对应，活跃期为6个月，持续时间为几天到一周，同时发生的滑移均沿着俯冲间断面发生。

（4）超低频地震（VLF）。超低频地震（VLF）与LFE和SSE两类事件同时发生，性质介于LFE和SSE之间，主要在日本被发现。虽然类型不同，VLF与其他两类事件都发生于同一时间段和地点，因此，起源可能相同，并且相互之间是紧密联系的。VLF相比普通地震有更长的持续时间，信号的特征频率为0.05 Hz。

低频事件与其他事件频谱特征有明显的区别。如图1所示，低频事件的持续时间一般很长，如ETS（ETS/Japan;ETS/cascdia）的持续时间为30分钟到几个小时，周期范围为2～6 Hz和1～10 Hz。普通地震的频率范围10～20 Hz，远远高于低频事件，并且持续时间短仅为几秒到数分钟左右。洋流的影响及重力的周期范围与DLF（1～100 s）和VLF事件（10～100 s）相比，频率范围相差很大，洋流的周期范围为1666～3333 s，持续时间为3～4天。重力形变（gravity effect）周期范围5000～1万s，南极冰川流动的周期范围为25～100 s，与VLF事件有重合。台风和非台风扰动脉动事件的频率范围集中在4～5.6 s 和 6～8 s，低于各类低频事件，持续数天。

图1 非火山低频事件及其他震动事件的持续时间和周期范围