1 研究背景

地震序列活动的增强，尤其是震群活动或主震后的余震活动，短时间内区域地震台网会记录到大量波形资料，距震中稍远的台站常出现波形耦合现象，震级较小的地震波形常淹没在震级较大地震的尾波里，导致在地震编目中容易遗漏一定数量的地震，给利用余震序列研究发震构造带来不利影响，而且编目的完整性和震源参数的准确性对后续震情跟踪和相关研究结果的可靠性有重要影响（Woessner and Wiemer, 2005；冯建刚等，2012）。因此，检测遗漏地震，并测定震中参数是一个值得研究的问题。

利用匹配滤波技术检测遗漏地震，可以补充和完善地震目录，而且利用波形互相关数据，对所检测的遗漏地震定位精度相对较高，为地震破裂扩展的相关研究提供了必要条件。Chen等（2012）利用波形互相关技术获得地震目录后，分析并利用震中迁移特征研究震群活动触发机制、流体浸入或慢滑动；Kato等（2012）利用波形相关技术，研究日本3·11大地震之前2个前震序列的扩展方向和扩展速率，发现前震序列沿海沟向震中扩展，且扩展速率加快等特点；Kassaras等（2014）对奥利卡拉地区浅层震群活动的破裂扩展速率进行了研究，认为该震群可能受流体扩散影响；Kato等（2014）利用波形互相关技术发现，在日本3·11大地震后，菲律宾板块俯冲带上表面存在隐藏的慢滑动事件，并且给出时间—空间事件位置剖面，可以估算慢滑动速率；Kato和Nakagawa（2014）利用匹配滤波技术研究智利8.1级大地震的前震序列，发现前震序列存在多个慢滑动现象，并计算了慢滑动速率，指出前震序列滑动向主震位置迁移等现象。

2013年1月23日，在辽宁省辽阳市灯塔县发生M_S 5.1地震，此为1999年岫岩M_S 5.4地震以来辽宁地区最大地震，震后余震较少，无M_L 3.0以上地震发生。值得注意的是，震前1年内，主震震中曾出现地震活动增强现象。前震特征识别研究是地震预测研究的重要手段，利用前震序列的破裂扩展特征，可以揭示其发震机理、主震触发机制等。文中拟利用匹配滤波技术，分析灯塔M_S 5.1地震前序列破裂扩展特征，为研究前震序列发震机制提供依据。

2 研究内容

（1）确定互相关扫描模板。选择灯塔主震前M_L 2.0以上地震为备选模板。主震150 km范围内分布10个地震台站，其中，辽阳台断记情况较多，且与孤山台信噪比较差，因此，模板所选台站剔除这2个地震台，含沈阳台、鞍山台等8个台站，与震中的距离在27—150 km范围内；两相邻台站相对于主震的最大张角约70°的8个台站记录均参与双差定位计算，选择沈阳台、鞍山台和本溪台记录参与连续波形互相关扫描计算。在全国统一地震目录中，主震前1年内M_L 2.0以上地震共18个，删除Pg和Sg到时不清的地震事件后，确定了9个模板地震。

（2）互相关扫描计算。使用沈阳台、鞍山台和本溪台地震记录连续波形进行互相关扫描。扫描前，使用4阶Butterworth零相移数字滤波器，对模板和连续波形进行带通滤波，滤波波段为2—8 Hz。以互相关系数之和的9倍绝对离差中位数、单台互相关系数0.75为阈值，判断所检测波形是否为遗漏地震。若3台互相关系数之和大于0.75，也判定为遗漏地震。

（3）震相到时校正及震级确定。考虑到较大地震与后续地震震源机制一致性较差，校准模板到时的“标准模板”（以此模板为标准，校正其他模板到时）震级不宜较大，与最大地震的发震时刻也要有一定时间“距离”。因此，选择模板中的2012年6月22日M_L 2.7地震为“标准模板”，对其他模板的Pg和Sg震相到时逐一进行校正，然后对所检测遗漏地震进行震相到时校正，并通过模板地震和遗漏地震的S波幅值比得到遗漏地震震级。

（4）重新定位。模板地震及遗漏地震的震相（Pg和Sg）到时校正后，利用鞍山台、沈阳台等8个台站到时数据，对地震进行重新定位。定位前，根据Pg和Sg震相时距曲线，剔除错误或者明显偏离理论到时的震相数据，对Pg和Sg震相到时赋予相同权重，所有参与定位的地震相对于震群中心重新定位。

3 研究结果

对灯塔震区主震前进行遗漏地震检测，结果发现前震序列阶段共获得36个遗漏地震，是原有地震目录的2倍；主震前4个月未检测到遗漏地震，表明该区缺少M_L 1.0左右的小震活动。

经震相校正，对震前序列进行双差定位，结果表明，重新定位后，灯塔前震序列在东侧形成丛集地震，分布在2 km×0.6 km的矩形区域内，并呈NNE向展布，震源深度分布在5—7 km范围内，其中约80%的地震集中在6—7 km深度范围内。主要地震活动具有由北端向南端迁移的特点，但序列发震缓慢，迁移速率约0.07 km/mon。利用CAP方法，计算灯塔主震的震源机制解，得到震源深度为2 km，从深度变化角度考虑，序列在主震前由深及浅扩展，而主震即发生在较浅部位。因此，在主震发生前，可能存在前震序列向主震缓慢迁移的现象。

将主震和余震起伏阶段的震相到时进行校正，与前震序列重新定位，结果发现，在震前序列发展阶段，地震活动较为集中，明显呈NNE向展布，震中逐渐向主震缓慢迁移；主震发生后，地震活动分布相对较散，逐渐呈NW向展布；余震起伏阶段，地震主要发生在主震东侧，震源深度较浅。

前震阶段，地震活动主要分布在6—8 km深度范围内，地震较为集中，具有由深及浅、向震中迁移的变化特点；主震至余震初始阶段，主体地震仍集中分布在前震序列活动区域，震源深度不具有向浅部扩展趋势；余震起伏阶段，地震震源深度比主震更浅，且分布更散。对比发现，在余震起伏阶段，地震活动分散，且仅在已破裂区域活动，并未向未破裂区定向迁移。因此，灯塔余震活动属灯塔原震区的正常能量释放，该区未来发生中等以上地震的可能性不大。

4 结束语

利用匹配滤波技术，对辽阳灯塔M_S 5.1地震序列进行遗漏地震检测，从而获得较为完整的地震目录；获得基于波形互相关震相到时校正后的双差定位结果，分析灯塔地震发震构造特征及前震序列、余震序列的震中迁移特征。灯塔地震的前震序列深度具有由深及浅、向震中迁移的变化特点；对比发震前后序列迁移规律，可知在余震起伏阶段，地震活动分散，仅在已破裂区域活动，认为余震活动属灯塔原震区正常的能量释放，未来中等以上地震发生的危险性不大。

感谢天津市地震局谭毅培博士提供技术指导，感谢辽宁地震台监测中心提供连续波形数据，感谢中国地震局监测预报司提供项目支持。