1 研究背景

圣海伦斯火山是北美喀斯喀特火山链上的一座圆锥形复合式火山，形成于4—5万年前，自1857年以来一直处于休眠状态。经过123年休眠后，1980年3月火山开始苏醒，5月18日，该火山发生大规模爆发式喷发（火山爆发指数VEI = 5），并持续活动到1986年。经过短暂的18年休眠，2004年又再活动，并持续到2008年。高b值通常与火山区岩浆的存在有关，本文通过使用USGS圣海伦斯火山1980—2022年记录的26 755次地震目录数据，利用ZMAP7最大似然法得到圣海伦斯火山区b值时空分布特征，总结其时空变化特征，对未来开展b值在火山活动预报预警研究工作奠定基础。

2 研究方法及内容 2.1 研究方法

本研究采用最大似然法来估算b值，最大似然法由Aki（1965）年最先提出：

$ b=\frac{N \lg \mathrm{e}}{\sum\limits_{i=1}^N\left(M_i-M_0\right)} $

(1)

式中，N为地震总数，M_i为第i个地震的震级，M₀为起始震级。

2.2 数据资料

本研究使用地震目录资料来源USGS（https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/），研究区范围为：（122.6°—121.7°W，46°—46.51°N），震级范围：0.4—5.7，时间范围：1980—2022年。获得圣海伦斯火山26 755次地震目录数据，震源深度为-1.996—70.25 km（-表示水平面以上高度）。圣海伦斯火山震中分布见图 1。

3 研究结果

圣海伦斯火山活动状态分为2个喷发期（1980年5月—1986年，2004年10月—2008年1月）和3个平静期（1980年5月之前、1987年至2004年9月、2008年2月至今）。在喷发期阶段，圣海伦斯火山b值显著升高，大于1（图 2）。在平静期阶段，火山地震的b值却保持相对稳定，小于1。通过圣海伦斯火山b值深度图，在火山锥体区域，b值相对较高（图 3）。

4 结束语

本研究通过最大似然法获得圣海伦斯火山b值时空分布特征，初步结果如下：①火山区b值预计比周围地区更高；②火山爆发期间的b值比火山平静期更高。下一步将开展圣海伦斯火山区b值空间扫描以及三维成像，进一步阐释b值在火山活动预测预警中的应用。