山西地区中强地震数字记录特征分析.pdf

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1、地震地磁观测与研究第34卷第5／6期SEISM0L0GICALANDGE0MAGNETICVo1．34No．5／62013年12月0BSERVAT10NANDRESEARCHDec．2O13doi：10．3969l／J．issn．1003—3246．2013．05／06．015山西地区中强地震数字记录特征分析靳玉贞D，林木金。’孟彩菊D赵春华D吴昊昱'杨世英，1)中国山西030025太原基准地震台2)中国山西030025太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站3)中国福建363400东山地震台摘要对山西地区

2、4次Ms≥4．0地震震中距2O8Okm的近台PG、SG波列进行频谱分析，结果显示，不同震相的频谱特征存在较大差异，优势频段不一。并对山西大同Ms4．6、阳曲M4．6地震波列进行小波多分辨分解，结果显示，PG、SG波均表现为多组波列，且差异较大，可能与两次地震的破裂机制、所处构造部位不同有关。关键词地震波形；频谱；小波多分辨分析0引言地震信号是一种非稳态信号，其频率特性是时变的。随着数字化地震台网的建设，为高精度地震数据时频分析提供了契机，研究结果对震源破裂过程、介质特性研究和地震预报都具有重要意义。小波分析

3、是20世纪80年代兴起的一门新学科，由于它在时频两域具有良好的局部特性，故在数学上被誉为“数字显微镜”。杨文采等(2001)等应用小波变换的理论在地球物理领域进行了研究，尤其在地质勘探找油、找矿方面得到广泛地应用，刘希强(2000)、杨选辉(2005)、赖晓玲(2003)等在数字化地震资料处理方面利用类似方法开展天然地震震相识别、天然地震与爆破、塌陷的辨别、地震波形反演等方面应用研究，得出一些有益的结果。2009-2010年山西地区相继在原平、大同、阳曲、河津发生4次Ms4．0以上地震，为山西数字化台网运行

4、以来记录到的省内最大地震，为开展山西地区的数字地震研究提供极其宝贵的第一手观测资料(宋美琴，2012a；2012b；2012c；2012d)。本文就这4次地震的PG、SG频谱进行初步分析，并对大同Ms4．6和阳曲M4．6地震应用小波分析方法做细致研究，希望从中提取不同地震序列有用的频谱特征，有助于了解地震破裂机制。1资料选取本研究资料取自山西数字化地震台网31个台站的垂直向宽频带数字化速度型记录，采样作者简介：靳玉贞(1971一)，女，1992年毕业于防灾技术高等专科学校应用地球物理专业，工程师，从事地震监

5、测工作基金项目：山西省地震局科研项目(SBK一1105)本文收到日期：2013-05-1092地震地磁观测与研究率为100点／s。选取波形资料时需满足以下原则：①高信噪比，且不经任何噪声滤波处理；②震中距离越近的台站越好，从而尽量减少传播路径上介质非均匀性的影响，突出震源信息；③截取波形长度要求为整个地震波列，一般约6000s。根据上述资料选取原则，收集2O092010年山西地区发生的4次M4．0以上地震记录中的24个台站波形数据(表1，表2)。表1山西省几次Ms4．0以上地震参数Table1Seismic

6、parametersofseveralearthquakswithmorethanmagnitudeMs4．0inShanxiprovince表2山西地区Ms≥4．0地震记录近台信息Table2NearstationinformationtableofMs≥4．0earthquakesinShanxiarea震中位置近台台站震中距／kin近台台站震中距／km近台台站震中距／kin山西原平代县21．6丁武54．4雁门关37．5山西河津侯马58．0夏县65．5永济82．2山西大同镇川56．7山自皂20．9恒山2

7、9．5山西阳曲晋祠55．3娄烦63．2太谷90．72数据处理分析2．1信号频谱分析应用Matlab数据处理的快速Fourier变换，对山西地区4次M≥4．0地震波列的PG、SG波形进行快速Fourier变换，分析其频谱特征，并提取相关数据(万永革，2007)。地震波是多种频率成分波形的综合体，利用截取地震波软件得到20092010年山西地区发生的4次M4．0以上地震(表1)信号。首先将各小时波形数据进行分道并转换为ASCⅡ码格式文本，然后对整个地震波中的P波信号和S波信号应用快速傅里叶变换作频谱分析，地震波

8、分析结果见图1和图2。2000置曼l50001000500O1O∽'岂8＼粤烂l0000至85000～00510152O253O35f／Hz图1近震PG波频谱分析Fig．1ThenearearthquakeanalysisspectrumchartofPG-wave第5／6期靳玉贞等：山西地区中强地震数字记录特征分析∞luj0。＼馨642OOOlOOO舳∞∞加OOOOOOOO∞O∞O∞O∞O墨O馨辎5Fg∞善2垦