2006年代县震群性质研究

王 霞,宋美琴,吕 睿

(1.山西省地震局,山西 太原 030021；2.太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站，山西 太原 030025)

0 引言

利用前兆异常、前震或前兆震群对未来强震做出预测预报是目前地震预测研究的重要内容之一[1-9]，也是日常跟踪分析中常用的主要方法之一。国内外对震群性质或类型及判别方法已有大量研究，主要有三方面：一是震群序列形成机理研究，如岩石破裂实验、数值模拟等；二是震群序列类型判别的地震活动图像方法研究，如震群序列时空强的统计特征、震群的特征参数定量分析等；三是基于地震波形的震群序列判别方法研究，如振幅比、波速比、震源参数和尾波衰减等[10-14]。尽管上述各种方法在实际地震预测中都显示出一定的应用效能，但多数方法是统计性的，难免存在不同程度的不确定性[15-16]；而科学地判定震群序列的性质或类型，对准确预报其后有无大地震及其三要素具有非常重要的现实意义[17]。

目前，在山西省年度震情趋势判定研究以及日常跟踪工作中，多采用以地震目录为基础数据的多种参数来判别震群类型或性质。文章选用物理意义较明确、结果更有效的谱振幅相关系数法对2006年代县震群的性质进行重新判定，开展此方法在今后山西震群序列的探索与研究。

1 研究方法

现有理论研究表明，在区域应力场增强的背景下，孕震的震源区地壳内的裂隙逐渐呈现出优势取向排列，期间发生小地震的节面将趋于一致。这表现为震源及其附近地区地壳介质的各向异性增强，中小地震的震源机制解将会显示出较高的相似性。根据此特性，将强震前中小地震震源机制具有较高的相似性应用于震群序列类型的判定研究。由于受台网布局、观测点密度和小震波形资料信噪比的制约，直接求解小震群中诸多地震的震源机制解往往存在较大困难，也难以精确给出其中多数小地震的震源机制解。为了解决这一问题，根据Lund等提出的微震体波谱振幅相关分析法对震群性质进行判定[15-16]。

根据上述理论，有如下计算步骤：(1) 收集小震群波形资料；(2) 将三分量地震记录旋转为径向、切向、垂向，采用延迟时间窗方法[18-19]计算其位移谱；(3) 采用多台联合反演方法[20]反演Q值；(4) 采用Moya方法[21]反演台站场地响应；(5) 获得经过路径及场地校正后的谱振幅[22-23]；(6) 计算各分组谱振幅的相关系数。具体原理和方法可参见文献[15]、[16]，在此不再赘述。

2 谱振幅相关系数的计算

2006年4月3日-9月19日山西代县发生一次较大的震群活动，距离最近的台站为雁门关台，以雁门关单台为准，累计记录到0级以上地震1 171次。其中，0.0～0.9级地震926次，1.0～1.9级地震192次，2.0～2.9级地震49次，3.0～3.9级地震4次。

文章利用恒山台(HSH)、右玉台(YUY)、山自皂台(SZZ)、镇川台(ZCH)、岢岚台(KEL)和定襄台(TIY)6个地震台记录到的2.0级以上25个小地震观测资料，计算谱振幅相关系数(见第2页图1)。根据前述方法获得代县震群谱振幅相关系数，其计算结果显示相关系数较小(见第2页图2、表1)，平均值为0.732，说明此震群地震震源机制解相似程度较低。

图1 2006年代县震群及测震台分布图Fig.1 Daixian earthquake swarm in 2006 and distribution of Seismic stations

图2 2006年代县震群谱振幅相关系数随时间变化曲线Fig.2 Curve of correlation coefficient of spectral amplitude of Daixian earthquake swarm in 2006

3 震群参数的计算

在我国日常震情分析预报工作中，国内很多学者利用震群目录，通过b值、h值、应变释放均匀度U值、震群归一化信息熵K、震群序列的地震发生方式参数ρ值、序列能量释放的均匀程度F值等参数，进行实际小地震震群类型的判定[24-25]。

文章运用地震预报软件系统MapSIS，计算2006年代县震群的上述参数来判定其震群性质，结果如表2所示。虽然U值、F值满足前兆震群的判定指标，但根据《地震学分析预报方法程式指南》给出的震群综合判定指标[26-27]，表明此震群是一般性震群，非前兆性震群。

4 结论与讨论

崔子健对多个震群谱振幅相关系数的计算和分析结果表明[15]，前震序列和非前震序列谱振幅相关系数存在明显的差异。前震序列震源机制相似程度较显著，表现在谱振幅相关系数接近1.0。如1999年岫岩M5.4、2001年施甸M5.9、2001年永胜M6.0强震前的小震群序列谱振幅相关系数平均值分别为0.91、0.88、0.93；非前震序列震源机制解相似程度较弱，谱振幅相关系数偏离1.0较大，如2002年漾濞、2003年洱源、2005年宾川3个一般震群的谱振幅相关系数平均值分别为0.48、0.68和0.63。另根据裂隙应力场相互作用原理[28]，在区域应力场作用增强的背景下，若裂隙无优势取向排列，裂隙扩展受阻，不利于裂隙贯通和应力增强，因而不易发生较强地震。2006年代县震群的谱振幅相关系数平均值为0.732，其相关程度较不显著，显示此震群小地震震源机制较为紊乱，且局部应力场强度较低，因此为一般性小震群。结合震群参数的计算，结果显示除U值、F值外，其他b值、h值、K值、ρ值均达不到前兆震群的判定指标，也说明其为一般性小震群。

表1 2006年代县震群谱振幅相关系数表Table 1 Correlation coefficient of spectral amplitude of Daixian earthquake swarm in 2006

表2 2006年代县震群参数计算结果Table 2 Result of Daixian earthquake swarm parameters in 2006

综上所述，文章运用两种方法对2006年代县震群的性质进行判定，均表明其为一般性震群，是一次正常的地震活动，这与宋美琴等[29]的研究结果较为一致。