2) 中国安徽 233500 安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站
2) Anhui Mengcheng National Geophysical Observatory, Anhui Province 233500, China
安徽“霍山地震窗”(31°—31.9°N,115.7°—116.5°E)(下文简称霍山窗)位于安徽省中西部,地处地质构造复杂的北大别地区。从地震活动性来看,历史上安徽省共发生23次5级以上地震,其中9次发生在霍山窗地区,包括2次6级以上地震。自1970年有小震记录以来,该区域内小震活动频繁。郑兆苾等(1999)的研究结果显示,霍山窗内ML≥1.0地震3月累积频次(≥40次)异常对华东地区中强震具有一定指示意义。因此,对霍山窗内小震活动进行研究具有必要性。安徽霍山地区小震活动密集,同时有中等地震发生,如2014年霍山ML 4.3地震,虽然该区地震台网分布较为密集,但是小震可能存在波形相互交叠干扰或受到中等地震波形的影响而无法被识别的情况,因此需要对霍山窗内的小震进行检测并定位。
2 研究方法与内容Zhang和Wen(2015)提出了一种检测小震的新方法,命名为匹配定位方法(Match and Locate,简称M & L方法),该方法应用与波形模板匹配方法类似概念,但在相关波形叠加前考虑了小震与模板之间的位置差,对小震检测更加有效,而且同时能获得高精度的地震位置信息。2014年4月20日霍山ML 4.3地震是2000年以来霍山窗区域内发生的最大地震,可通过小震检测获取霍山窗地区更为完整的地震目录,研究此次地震前后(2014年4—5月)霍山窗内地震活动变化。
图 1给出2014年4—5月霍山窗地区小震和台站分布,选择模板事件时,需确保每个台站均记录到有效信号,震级不易过大或过小,且需避免前面较大地震的P波与后面较小地震的S波重叠,并要求连续波形与模板波形所用台站相同,最终选取SJH、LNA、FZL、BZY四个台站的模板数据(图 1)和连续波形数据进行地震检测。在实际计算过程中,选取参考震相前1 s、后3 s作为相关窗口,并以模板事件震中为中心位置参考左右0.05°范围内进行搜索,并取0.01°作为搜索间隔,相关系数阈值与信噪比阈值分别设置为0.3与10。
经计算获得229个遗漏地震,其中选取的7个模板均被检测到,且相关系数较高。在2014年4月—5月时段内,模板事件周边6 km范围(与实际检测范围保持一致)内共发生地震228次,与检测地震数量相当。检测地震的震级档统计结果见图 2(a),可见检测到的地震震级相对较小,检测的最大地震为ML 2.7,最小地震为ML 0.1。总体来说,检测地震震级主要分布在ML 0.6—1.5。由检测地震与地震目录的M—t图[图 2(b)]可以看出,检测地震与地震目录地震频次分布较为一致,4月20日至22日最多,但4月20日霍山ML 4.3地震前未出现地震活动增强现象。
从对比检测地震与实际地震目录M—t结果来看,检测地震数目未出现明显高于实际地震目录现象,可见台网地震目录结果较好,说明霍山窗地震监测效果较好。同时,从检测地震的M—t结果来看,4月20日霍山ML 4.3地震前并未出现显著变化,与实际地震目录记录结果比较一致。由此做出以下推测:霍山ML 4.3地震前,没有显著的成核过程和地震活动的加速,因此震前震中周围区域不会出现明显的地震活动性变化;霍山ML 4.3地震震级相对较小,震前震中区域的应力变化不明显;原始连续波形记录存在断点,在数据预处理过程需将断点补零,之后再经过滤波,断点出会发生波形畸变,可能会对检测结果产生影响。
郑兆苾, 庆梅, 李敏莉. 霍山窗与华东中强地震关系研究[J]. 防灾减灾工程学报, 1999(2): 1-9. |
Zhang M, Wen L. An effective method for small event detection: match and locate (M&L)[J]. Geophysical Journal International, 2015, 200(3): 1 523-1 537. |
Zheng Zhaobi, QingMei, Li Minli. Study on correlation between Huoshan seismic window and occurrence of moderate earthquake of east China[J]. Journal of Seismology, 1999(2): 1-9. |