地震波在測定地下核爆當量和地震震源過程中的應用研究.pdf

1、地下核爆或天然地震發(fā)生時，都會產(chǎn)生地震波，研究地震波所帶來的信息是地震學的主要內(nèi)容之一?；诘卣鸩ɡ碚摚鶕?jù)地震波波形特征，分析和解釋地震記錄圖，是測定地下核爆炸的震源參數(shù)、研究天然地震震源過程的有效途徑。
　　當量和埋深是地下核爆中兩個重要參數(shù)，準確的估計當量和埋深對于合理評估核爆的威力以及對核爆進行地震學監(jiān)測的可信性檢驗具有重要意義。傳統(tǒng)的當量估計方法通常是利用振幅或震級與當量之間的經(jīng)驗關系獲得當量的估計，然而在地方性及區(qū)域地

2、震范圍內(nèi)，用于研究的體波震相Pn,Pg，Sn和短周期面波 Lg波形較為復雜、容易受到源和路徑不均勻性等影響，同時直達波的不確定性導致需要用多臺站平均來減少實際數(shù)據(jù)中振幅散射等問題，這些因素均能在震源大小和當量估計上引起較大誤差。
　　為了避免上述因素帶來的誤差影響，并在進行當量估計的同時獲得埋深的結果，根據(jù)尾波對源區(qū)輻射花樣、路徑不均勻性等不敏感且波形穩(wěn)定的特征，建立了通過單一地震臺站擬合區(qū)域波形全波列的尾波包絡，同時獲得當量和埋

3、深估計的方法。首先，基于尾波單一散射模型，以震源譜、傳播效應、臺基響應、傳遞函數(shù)及其尾波形狀函數(shù)的物理模型為基礎，直接建立了地方性及區(qū)域范圍尾波包絡的解析表達式。利用此關系，將單個區(qū)域震相擴展到區(qū)域全記錄，并結合中國東北區(qū)域范圍內(nèi)地震臺站觀測記錄，進一步解釋傳播、臺站等因素的影響，最終得到區(qū)域地震臺站水平分量尾波包絡，振幅穩(wěn)定，包絡振幅的變化清晰地顯示區(qū)域震相的位置。在此基礎上，通過網(wǎng)格搜索的方法來比較不同當量、不同埋深事件的理論包絡與

4、實際波形記錄，找出最佳擬合范圍，最終獲得五次核爆當量以時間為序從0.6±0.2 kt到3.0±1.5 kt，增加至10.0±2.0 kt，之后降到8.0±2.0kt，又增加至11.0±2.0 kt，并達到最高值。埋深基本表現(xiàn)為由淺到深，從150±100 m到350±100 m，隨后兩次都為500±200 m達到最深范圍，再略微下降為500±150 m。研究結果均在埋深-當量關系線之下，與前人研究成果具有良好的一致性，既驗證了結果的可靠性

5、和準確性，也說明了使用單一地震臺站尾波振幅包絡是可以同時約束地下核爆當量和埋深。
　　震源破裂過程是地震學的重要組成部分，在地震發(fā)生之后獲得主震破裂過程和震源區(qū)地面震動圖像，可以為判斷受災范圍、程度和強余震時空分布提供參考。在此基礎上，計算強震之后在周邊俯沖帶上引起的靜態(tài)庫侖應力的變化是研究震源區(qū)附近應力變化的有效手段，進一步提供地震觸發(fā)和余震分布的判斷依據(jù)。
　　利用小波域中有限斷層反演的方法，通過遠場體波和面波波形聯(lián)合反

6、演，對2015年智利伊拉佩爾Mw8.3級和2010年馬烏萊Mw8.8級地震的震源過程進行研究。結果顯示這兩次地震均為逆沖型大地震，滑動分布較為集中，2015年伊拉佩爾地震的滑動主要分布在震中北側，斷層面上的平均滑動量約為2.43m，平均滑動角度107°，平均破裂速度為1.82km/s，標量地震矩為3.28×1021Nm，95％的標量地震矩在104s內(nèi)得到了釋放。最大滑動量約8m，位于沿走向75km，深度8km處。2010年馬烏萊地震為雙

7、側破裂事件，滑動向南北兩側擴展，平均滑動角度為109°，平均滑動量4.95m，平均破裂速度1.90km/s，標量地震矩為1.86×1022Nm，95%的標量地震矩在121s內(nèi)得到了釋放。最大滑動量約12.5m，位于沿走向100km，深度21km處?；瑒臃植冀Y果與前人研究成果在總體上較為一致。此外，2015年伊拉佩爾地震淺部更大的滑動量應該是其引起了較大海嘯的一個原因?；谄屏鸦瑒臃植?，計算了這兩次地震引起的周邊俯沖帶上靜態(tài)庫侖應力變化，