1 研究背景

地震波在地球介质中的衰减受几何扩散影响，还与地球介质非完全弹性引起的衰减有关，地震波能量穿过地球介质时产生的这种衰减通常可以表示为介质的品质因子Q（刘建华等，2004；汪素云等，2007；郝召兵等，2009）。因新疆区域地震台网发展相对缓慢，目前针对天山地区地壳介质衰减结构等研究仍然较为有限。为数不多的关于此方面的认识仍然较为粗糙，多为局部区域的定性结果或较大尺度范围的平均结果。随着新疆区域地震台网的发展，天山地区的数字地震台站数量较前期显著增加，加之新疆地区频繁的地震活动（约占全国地震的40%），为开展天山地区地壳衰减结构研究提供了充足数据。本文将采用衰减结构层析成像方法，对天山地区进行Q值成像，通过分析该地区的Q值分布及其变化特征，深刻认识天山构造带及其相邻地块之间的结构特征及深部动力学作用关系。

2 研究内容

新疆区域地震台网在天山地区布设51个数字地震台站。选取这些台站2009—2020年记录的24 273个近震波形资料，采用衰减结构层析成像方法，对天山地区地壳在0.8°×0.8°的分辨率上进行Q值成像，获得该地区地壳衰减模型，分析天山构造带地壳介质衰减结构及变化特征。

3 研究结果 3.1 S波Q值静态成像结果

Q值的横向变化与研究区沉积层的厚度、地壳运动的剧烈程度以及区域介质性质有关（孙莲等，2012）。在研究中选取全时段（2009年1月—2020年12月）地震数据，采用衰减结构层析成像方法，对天山地区地壳在0.8°×0.8°的分辨率上进行Q值成像（图 1）。结果显示，天山构造区的Q_s值分布在300—800之间，整个地区的Q₀平均值为520，与此前用同样方法得到的天山中段地区2009—2014年的Q₀平均值结果（520）一致（李金等，2017），高于赵翠萍等（2011）给出的天山中段的平均结果（460）。天山地区地壳Q值横向不均匀变化显著（图 1），其分布特征及其所揭示的地壳衰减变化与天山地区的地表构造明显相关。总体表现为天山主体区域Q值高，天山与其南、北两侧的盆山交会区域及盆地边缘地区Q值低的特征。

3.2 区域平均Q值与地震活动性的关系

统计了2009—2010年、2011—2012年、2013—2014年、2015—2016年、2017—2018年及2019—2020年6个时段内天山中段（V₁区）和南天山西段（V₂区）中等以上地震个数（表 1），以M_S≥4.0地震与对应时段内的研究区域平均Q值进行对比，发现上述2个地区的区域平均Q值随时间的变化与相应时段内M_S≥4.0地震数呈现较好的正相关性（图 2），这一结果与川滇地区（裴顺平等，2010）和海南岛地区（王惠琳等，2016）的研究结果较为一致，即Q值越大，则地震个数越多，大体呈正相关性。

4 结论

基于天山地区近震波形记录，采用衰减结构层析成像方法，获得该地区地壳衰减模型，分析Q值分布及变化特征，主要结论如下：

（1）天山地区Q_s值分布在300—800之间，平均值Q₀约为520。Q_s值具有显著的横向差异，其分布及反映的地壳衰减结构特征与地表构造具有较好的相关性，天山主体区域Q值较高（650—750），天山南、北两侧的盆山交会部位及盆地边缘区域Q_s值相对较低（小于550），反映了由山区向平原及盆地过渡、沉积层逐渐加厚的过程。

（2）Q值的动态变化能够反映构造活动、裂隙、地下流体等的变化趋势，为深刻理解地震的孕育发生提供依据支撑。将天山中段和南天山西段地区中等以上地震个数与对应时段内研究区域平均Q值进行对比，发现二者呈现较好的正相关性。这一现象与川滇地区（裴顺平等，2010）和海南岛及邻区（王惠琳等，2016）的研究结果较为吻合，即区域平均Q值越大，则地震个数越多。