利用sato模型計(jì)算蘿北地震區(qū)Q值

摘 要：對(duì)介質(zhì)的品質(zhì)因子Q值進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并闡述了Q值的研究意義。根據(jù)鶴崗地震臺(tái)的地震觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)sato模型進(jìn)行計(jì)算，得出蘿北地區(qū)的Q值，并得出初步結(jié)論。

關(guān)鍵詞：品質(zhì)因子；Q值；sato模型

1 品質(zhì)因子介紹和研究意義

1.1 品質(zhì)因子介紹

我們都知道，彈性波在地球的介質(zhì)中傳播的時(shí)候，振幅將衰減，振幅衰減的幅度跟彈性波的傳播距離和時(shí)間成正比。介質(zhì)的內(nèi)阻是彈性波部分彈性能量會(huì)產(chǎn)生消耗的原因之一，該阻力使能量被轉(zhuǎn)換成熱量，這種現(xiàn)象被叫做介質(zhì)吸收。品質(zhì)因子“Q”就是表示介質(zhì)吸收特性的量，是一個(gè)無(wú)量綱因子，用來(lái)體現(xiàn)傳輸介質(zhì)吸收能力的強(qiáng)弱。

1.2 品質(zhì)因子研究意義

地震波是研究地球的內(nèi)部構(gòu)造、介質(zhì)的物理模型的重要依據(jù)，因?yàn)榈卣鸩ㄖ袛y帶了大量有價(jià)值的信息。比如從分析地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)信息即可以得到地球的速度模型。地震波中不僅有運(yùn)動(dòng)學(xué)信息，也包含了許多動(dòng)力學(xué)信息，這些信息就是我們研究地震波衰減的基礎(chǔ)。

前面提到，當(dāng)?shù)卣鸩▊鞑サ臅r(shí)候振幅會(huì)出現(xiàn)顯著的衰減，這正是由于非彈性介質(zhì)的存在。因此需要用一個(gè)合適的物理參數(shù)來(lái)恰當(dāng)?shù)拿枋鼋橘|(zhì)的非彈性特性。由于Q值對(duì)地球內(nèi)部介質(zhì)應(yīng)力的變化而導(dǎo)致巖石性質(zhì)的變化有較好的反映，因此Q值可以很好地體現(xiàn)介質(zhì)的非彈性特性。地震波在介質(zhì)中傳播的衰減程度和介質(zhì)的衰減特性有很大關(guān)系，因此能較好的反映Q值的變化。

目前，尾波Q值在研究中的應(yīng)用很廣，在火山活動(dòng)構(gòu)成研究，石油和天然氣勘探，震源參數(shù)研究、地震工程中都起到了非常重要的作用。例如：可以通過(guò)對(duì)地震波的尾波Q值進(jìn)行分析來(lái)確定熔融異常區(qū)是否存在，并進(jìn)一步確定其是否活動(dòng)。在震源參數(shù)的研究中，Q值可以用來(lái)對(duì)地面運(yùn)動(dòng)位移或速度資料使用進(jìn)行介質(zhì)衰減校正。在地震預(yù)報(bào)方面，由于Q值的改變體現(xiàn)了介質(zhì)裂隙和作用力的改變，因此在地震發(fā)生前，震中區(qū)的Q值會(huì)出現(xiàn)明顯變化，這就為地震預(yù)測(cè)提供了可靠依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)處理

文章選取了2012年以來(lái)鶴崗地震臺(tái)觀測(cè)到的9個(gè)Ml≥1.4級(jí)地震資料，計(jì)算采用朱新運(yùn)等研制的尾波Qc值分析軟件，下面以鶴崗地震臺(tái)于2012年1月19日接收到的黑龍江蘿北Ml1.7級(jí)地震為計(jì)算實(shí)例。

3 計(jì)算結(jié)果

由于蘿北地區(qū)地震以中小震居多，所以有些地震波形的信噪比較低，所以在計(jì)算后去掉了這些結(jié)果。研究表明，尾波Qc值與尾波延續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，一般尾波的持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，Qc值越大，若將尾波Qc值作為一種地震前兆信息，則在研究時(shí)要考慮到延續(xù)時(shí)間對(duì)它的影響。從表1可以看出計(jì)算結(jié)果基本符合上述情況。

尾波QC值反映了以地震震源和地震臺(tái)站為兩個(gè)焦點(diǎn)的橢球區(qū)域內(nèi)的品質(zhì)因子特性。如果一個(gè)地震臺(tái)站觀測(cè)到不同地震求出的QC值，則反映了該地震臺(tái)站周?chē)慕橘|(zhì)品質(zhì)因子特征。文章用Sato模型對(duì)鶴崗地震臺(tái)觀測(cè)到的多個(gè)地震記錄進(jìn)行計(jì)算以及擬合后，得到鶴崗地區(qū)尾波QC值隨頻率變化的關(guān)系：QC=（24.96±2.74）f（0.93±0.08）。鶴崗地震臺(tái)附近介質(zhì)的平均Q0比其他地區(qū)相對(duì)要低一些，對(duì)頻率的依賴(lài)性（η值）較大，這個(gè)結(jié)果與蘿北地區(qū)中小地震較多、構(gòu)造活動(dòng)性比較強(qiáng)的特點(diǎn)是基本相同的。

文章也存在一些問(wèn)題以待改進(jìn)，如蘿北地區(qū)地震活動(dòng)以弱震居多，部分波形的信噪比較低，可以得到較好結(jié)果的地震射線(xiàn)不多，從而導(dǎo)致樣本個(gè)數(shù)太少。上文中提到，尾波流逝時(shí)間越長(zhǎng)，品質(zhì)因子QC值越大，而尾波流逝時(shí)間一般隨震中距和震源深度的增加而增加，因此，品質(zhì)因子QC值會(huì)隨著震中的距離和震源深度增加而變大。由于能力和時(shí)間限制，文中沒(méi)有考慮震中距和震源深度對(duì)QC值的影響，將來(lái)會(huì)做更為詳細(xì)的研究。

作者簡(jiǎn)介：孫鵬宇（1987-），男，遼寧省丹東市人，防災(zāi)科技學(xué)院地球物理專(zhuān)業(yè)，助理工程師，本科，主要從事地震活動(dòng)性及地震預(yù)測(cè)方法的研究。