用震源算法(SSA)进行微震的定位.pdf

维普资讯 第 26卷 第 3期 地 震 VoI_26，No．3 2006年 7月 EARTHQUAKE Ju1．，2006 用震源扫描算法 (SSA)进行微震的定位 李文军，陈棋福 (中国地震局地震预测研究所 ，北京 100036) 摘要 ：引入 了一种新 的方法——震源扫描算法 (Source--ScanningAlgorithm，SSA)来对地震定 位和地震破裂面进行研究 ，这种方法充分利用了数字地震波形资料 ，在不用精确拾取到时和计 算理论地震 图的情况下达到 比较理想 的定位效果 。首先 ，文中阐述 了 2004年 由 Kao等人 发展 的 SSA方法 的原理 ；其次对扫描算法的分辨率进行 了理论上 的模拟 ，用 5点试验证 明了 SSA 的很强的分辩 能力 ；最后将 SSA应用于南北地震带微震的定位试验 中去 ，发现它能够在没有 人工干预 的情况下较好地定 出地震 的位置。理论模拟和实 际定位结果都证 明，SSA 是普通微 小地震定位 的一种好工具 。 关键词 ：震源 扫描 算法 ；地震定位 ；南北地震 带 中图分类号 ：P315．6 文献标识码 ：A 文章编 号 ：1000—3274(2006)03—0107—09 引言 精确地确定震源位置和发震时刻是地震研究中的一个最基本 问题 。通常的方法是计算 各个台站 、各个震相的理论到时和观测到时之差 (走时残差)的最小值而确定震源位置的 ， 尽管理论地震学和计算机硬件都有了很大的发展 ，但是大多数台网的定位依然离不开震相 拾取的方法 。 读取到时的方法至少有几个方面的缺点：第一 ，信噪比较低时到时的震相容易误认或 者根本找不到；第二 ，当相同震源不同位置和时间但 是相距很近的多事件发生时 ，各个事 件独立震相的提取是非常困难的；第三，台站数量较 多时，人们往往要付出很多时间对台 站进行选取 ，不便于大批量 的计算。总之 ，震相拾取的方法在单独事件容易分离的情况和 具有清晰的到时并且观测台站具有较低 的背景噪声的情况下才能理想地定位。 通过使用互相关方法确定地震对的到时差 ，利用双差法或主事件定位法 ，对于地震丛 集事件的定位得到了很大的改进_1j1_2]，然而 ，互相关方法会把原来并不相关的波形段进行 关联 。通过波形的反演可 以较好地改进定位的时间和空间位置，其假设条件是完整的震源 结构可 以从不同方 向和不同距离遭受干扰的各个 台站得 到恢复 ]。然而 ，波形反演方法仅 仅应用于非常有限的一些大地震 (M、v7)，这很大原因是因为近场地壳介质复杂性不能不 * 收稿 日期 修改 回日期 基金项 目：地震科 学联合 基金课题 (10601O) 作者简介 ：李文军(1969一)。男，湖南怀化人 。2005年获 固体地球物理学博士学位 ，主要从事地震学等研究 。 维普资讯 1O8 地 震 加以考虑 ，于是很难精确计算在近场范围内的短周期理论地震图。另外，波形反演方法要 求预先假设断层的规模和产状，但是对于很小的地震通常不可能获得这些相关的数据 。 震源扫描算法 (Source—ScanningAlgorithm，SSA)是一种新 的可以对震源分布进行成 像的方法 ，这种方法不需要预先知道断层产状 和规模 ，它可以方便地利用包括相对振幅和 到时等波形数据 ]，检测到给定的时间和位置是否有地震震源 。通过系统地扫描一个试探 性的位置范围和起震时刻 ，可以发现整个震源序列分布而不需要拾取到时又无需计算理论 地震 图。 震源扫描算法 2004年由Kao和 Shan提 出，他们在对 2003年 3月北 Cascadia俯冲带 的慢地震研究中取得了比较满意的效果 。当时，在一个小时的时间里发生 了几个 “tremor”