利用人工重复震源进行地下介质结构及其变化研究的探索和-中国地震.PDF

第 ３２卷　第 ２期（１６８～１７９） 中 国 地 震 Ｖｏｌ．３２　Ｎｏ．２ ２０１６年 ６月 ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＲＥＳＥＡＲＣＨＩＮＣＨＩＮＡ Ｊｕｎ．２０１６ 王宝善、葛洪魁、王彬等，２０１６，利用人工重复震源进行地下介质结构及其变化研究的探索和进展，中国地震，３２（２）， １６８～１７９。 ·综述· 利用人工重复震源进行地下介质结构 及其变化研究的探索和进展 １） ２） ３） ４） 王宝善 　葛洪魁 　王彬 　王海涛 ５） ６） １） 张元生 　蔡辉腾 　陈 １）中国地震局地球物理研究所（地震观测与地球物理成像重点实验室）， 北京市海淀区民族大学南路 ５号　１０００８１ ２）中国石油大学（北京），北京　１０２２４９ ３）云南省地震局，昆明　６５０２２４ ４）新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐　８３００１１ ５）中国地震局兰州地震研究所，兰州　７３００００ ６）福建省地震局，福州　３５０００３ 摘要　在自然和人类活动的作用下，地球内部的介质会产生变化。通过分析来 自重复地 震、背景噪音和重复性人工震源等的地震波，进而研究地球介质的变化，是近年来地震学研究的 一个热点方向。这些研究为人类认识地震、火山等灾害的物理过程提供了重要的手段。本文介 绍了过去 １０余年中我们在利用人工震源（尤其是大容量气枪震源）探究地下介质结构及其变化 方面的研究进展，以期为今后类似的研究提供参考。本文首先介绍了在不同类型震源的性能、 数据处理方法等方面的研究进展和主要认识，最后也给出了关于下一步人工震源研究方向的一 些思考。 关键词：　人工重复震源　大容量气枪　地下介质变化 ［文章编号］１００１４６８３（２０１６）０２０１６８１２　　［中图分类号］Ｐ３１５　　［文献标识码］Ａ ０　引言 近年来，利用地震学方法研究地下介质的变化已引起越来越多的关注。利用地震波研 究地球内部介质变化依赖于重复性震源。随着地震台站数量的增加和观测资料的累积，利 用重复地震等天然重复震源研究地球介质变化取得了重要进展。 ［收稿日期］２０１６０３１５；［修定日期］２０１６０５１４ ［项目类别］中国地震局公益性行业科研专项（２０１５０８００８）、国家自然科学基金４１４７４０５１、４１５６１１６４０１８）、云南 省陈院士工作站专项经费联合资助 ［作者简介］王宝善，男，１９７６年生，研究员，主要从事主动源探测方面的研究工作。Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｂｓ＠ｃｅａｉｇｐ．ａｃ．ｃｎ ２期 王宝善等：利用人工重复震源进行地下介质结构及其变化研究的探索和进展 １６９ 天然地震是研究区域介质结构的重要信号来源。在天然地震中有不少是发生在同一个 地区，有类似的震源机制并产生相似的地震波形（Ｓｃｈａｆｆｅｔａｌ，２００４），这些地震被称为相似地 震或重复地震。利用相似地震，Ｐｏｕｐｉｎｅｔ等（１９８４）研究了美国加州地区 Ｃａｌａｖｅｒａｓ断层带波 速变化，Ｓｏｎｇ等（１９９６）观测到地球内核具有更快的转动速度。 近年来，随着地震背景噪声成像技术的发展（Ｂｅｎｓｅｎｅｔａｌ，２００７；Ｓｈａｐｉｒｏｅｔａｌ，２００５；Ｙａｏ ｅｔａｌ，２００６），地震背景噪声也被作为重复震源用于地下介质变化的监测研究中。如利用背 景噪声，研究人员观测到火山喷发之前地震波速会发生明显变化（Ｂｒｅｎｇｕｉｅｒｅｔａｌ，２００８），地 下介质波速也会因季节变化或大地震的发生而产生明显变化（Ｃｈｅｎｇｅｔａｌ，２０１０；Ｃｈｅｎｅｔａｌ， ２０１０；Ｈｉｌｌｅｒｓｅｔａｌ，２０１５）。 天然地震能量大，但其时空分布相对受限，利用数量有限的相