于晨 王淑艷2 陳界宏3 楊志高 李美 余懷忠14

1)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心,北京 100045 2)中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院,北京 100041 3)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢),武漢 430074 4)新疆維吾爾自治區(qū)地震局,烏魯木齊 830011

0 引言

早在20世紀(jì)70年代,我國(guó)已開始進(jìn)行地震預(yù)測(cè)研究,隨著國(guó)際上膨脹-擴(kuò)散模式(Nur,1972)、膨脹-失穩(wěn)模式等物理機(jī)制的發(fā)現(xiàn)(Scholz et al，1973)，有效地解釋了一些和地震有關(guān)的前兆現(xiàn)象,地震學(xué)家相繼提出巖石擴(kuò)容-斷層蠕動(dòng)(dilatancy-creep)模式(牛志仁,1978)、應(yīng)力積累單元和應(yīng)力調(diào)整單元組成的孕震模式(郭增建等,1979)、堅(jiān)固體或硬包體模式(梅世蓉等,1989a、1989b)等?；诘卣鹗菙鄬涌焖馘e(cuò)動(dòng)結(jié)果的認(rèn)識(shí),地震學(xué)者提出了一系列預(yù)測(cè)方法和模型,如利用地震剪切波分裂監(jiān)測(cè)地殼應(yīng)力變化以預(yù)報(bào)地震的時(shí)間和震級(jí)的“應(yīng)力預(yù)報(bào)地震”方法(滕吉文等,2000、2012；華衛(wèi)等,2006)、地震活動(dòng)性的“臨界加速模型”(楊文政等,1999；陳學(xué)忠等,2013)、“加速矩釋放模型”(蔣長(zhǎng)勝等,2009)、“短期叢集模型”(蔣海昆等,2012；蔣長(zhǎng)勝等,2013、2015)和 “應(yīng)力觸發(fā)模型”(萬永革等,2002；王瓊等,2016)等。

這些理論模式和物理模式來源于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的巖石力學(xué)和流體流動(dòng)實(shí)驗(yàn),在地震預(yù)測(cè)實(shí)踐中尚難以得到較好的應(yīng)用,不能有效解釋所有地震前觀測(cè)到的現(xiàn)象。近幾年來,隨著觀測(cè)水平不斷改進(jìn),地震儀可以記錄到更寬頻帶的數(shù)據(jù),這些新的數(shù)字化寬頻帶觀測(cè)數(shù)據(jù)有助于研究人員更好地認(rèn)識(shí)斷層內(nèi)物理過程及異常演化規(guī)律。目前,中國(guó)地震局在川滇地區(qū)布設(shè)了密集的寬頻帶地震儀,可以連續(xù)記錄地面振動(dòng)信號(hào),對(duì)于開展地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)研究、改進(jìn)防災(zāi)減災(zāi)工作有著重要的意義。研究發(fā)現(xiàn),強(qiáng)震前能夠觀測(cè)到長(zhǎng)周期信號(hào),信號(hào)的產(chǎn)生與斷層活動(dòng)密切相關(guān)(車用太等,2002；張晁軍等,2005；周龍壽等,2009),慢滑移(慢地震或靜地震)及其伴隨的脈動(dòng)事件(前驅(qū)波)是可能的原因之一。然而這一研究目前尚未達(dá)成共識(shí),對(duì)于事件的產(chǎn)生原因、發(fā)生的位置和頻率的主要成分仍然存在分歧(Seno et al，2003；傅容珊等,2009)。對(duì)于單個(gè)地震儀臺(tái)站,利用記錄的三分量數(shù)據(jù),可以對(duì)連續(xù)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行偏振分析,通過對(duì)比3個(gè)分量之間相位的關(guān)聯(lián)性,就可以得出地震背景噪聲的傳播模式,既可在時(shí)間域上分析,也可以在頻率域上分析,而且這些不同類型的偏振方法已被用于地脈動(dòng)分析。

本文分析了2019年6月17日四川長(zhǎng)寧MS6.0地震前后的地殼振動(dòng)現(xiàn)象,對(duì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的低頻信號(hào)源(8×10-5～2×10-4Hz)進(jìn)行定位,發(fā)現(xiàn)異常持續(xù)時(shí)間和主要異常區(qū)域與長(zhǎng)寧地震基本一致,認(rèn)為地震前后的低頻地殼振動(dòng)現(xiàn)象可能對(duì)地震預(yù)報(bào)研究具有重要的意義。

1 地殼振動(dòng)現(xiàn)象

Chen等(2020)的研究結(jié)果顯示,在國(guó)內(nèi)外多個(gè)強(qiáng)震前,觀測(cè)到了地殼振動(dòng)現(xiàn)象。通過地震儀資料和GPS資料,發(fā)現(xiàn)在震前半個(gè)月低頻頻段(8×10-5～2×10-4Hz)發(fā)生增強(qiáng)的現(xiàn)象。我們以2014年景谷MS6.6地震前2個(gè)月、距離震中約20km的景谷臺(tái)連續(xù)波形資料為例進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。

如圖1 所示,圖1(a)為景谷MS6.6地震前2個(gè)月的連續(xù)波形原始資料,圖1(b)為震前5～10天(紅色)和震前2個(gè)月(藍(lán)色)的頻譜,發(fā)現(xiàn)在10-5～10-4Hz的頻帶范圍內(nèi),震前5～10天相比背景值(震前2個(gè)月)出現(xiàn)了明顯的振幅增強(qiáng)現(xiàn)象。2019年長(zhǎng)寧MS6.0地震的發(fā)生有助于我們對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行檢驗(yàn),認(rèn)知川滇地區(qū)未來的地震危險(xiǎn)性。

2 長(zhǎng)寧MS6.0地震及觀測(cè)資料

2019年6月17日22時(shí)55分43秒,四川省宜賓市長(zhǎng)寧縣發(fā)生MS6.0地震(圖2),震中104.9°E、28.34°N,震源深度19km,地震發(fā)生在青藏高原東緣的四川盆地南緣盆山結(jié)合地帶,震中位于長(zhǎng)寧-雙河大背斜上,序列發(fā)震構(gòu)造整體呈NE-SW向擠壓為主、兼具一定 NW-SE 向拉張分量的變形特征。成都市距離震中約260km且震感明顯,本次地震余震豐富,影響范圍之廣、損失之重,為國(guó)內(nèi)近幾年同等震級(jí)地震所罕見(易桂喜等,2019)。

圖 1 景谷MS6.6地震前景谷臺(tái)連續(xù)波形資料(a)景谷臺(tái)震前2個(gè)月連續(xù)波形原始資料； (b)景谷臺(tái)震前5～10天(紅色)和震前2個(gè)月(藍(lán)色)的頻譜

圖2 長(zhǎng)寧地震和地震臺(tái)分布紅色五星為震中； 藍(lán)色三角為地震臺(tái)

表1 參與研究的地震臺(tái)站

本文采用四川、云南、重慶和貴州的數(shù)字地震臺(tái)站連續(xù)波形記錄(圖2),選擇長(zhǎng)寧地震震中500km范圍內(nèi)觀測(cè)環(huán)境較好的15個(gè)臺(tái)站進(jìn)行研究(表1)。四川、云南、重慶和貴州地震臺(tái)觀測(cè)環(huán)境穩(wěn)定,自2007年8月開始觀測(cè),經(jīng)過“十五”數(shù)字化改造,已全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。臺(tái)站使用BBVS- 60、KS-2000等寬頻帶地震儀和CTS-1甚寬頻帶地震儀等觀測(cè)系統(tǒng),其具有靈敏度高、設(shè)備體積小、觀測(cè)結(jié)果穩(wěn)定等特點(diǎn),儀器采樣頻率為100Hz,分別包含東西、南北和垂直3個(gè)分量,垂直分量向上表示壓縮作用,向下表示膨脹作用。研究使用的地震波形連續(xù)記錄來源于國(guó)家地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心(1)http://data.earthquake.cn。

3 分析方法

選擇震中距500km范圍內(nèi)的15個(gè)臺(tái)站進(jìn)行計(jì)算,下載這些臺(tái)站2019年4月20日至6月20日共2個(gè)月的數(shù)據(jù),去均值、去傾斜后,對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣,由于本文關(guān)注的頻段在8×10-5～2×10-4Hz范圍內(nèi),關(guān)注的信號(hào)為長(zhǎng)周期低頻信號(hào),寬頻帶地震儀的采樣率過高,造成過采樣,增加了不必要的工作量,所以在進(jìn)行頻譜分析之前,對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣,將采樣頻率從100Hz降至10Hz,既達(dá)到了信號(hào)的保真處理,也大大減少了處理的數(shù)據(jù)量。

利用傅里葉變換(FFT),將各個(gè)地震臺(tái)預(yù)處理之后的信號(hào)從時(shí)間域轉(zhuǎn)換到頻率域,在頻率域上對(duì)地殼振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析。對(duì)各個(gè)地震臺(tái)4月和5月的垂向記錄進(jìn)行傅里葉變換,得到的頻率譜作為背景譜,計(jì)算頻段8×10-5～2×10-4Hz信號(hào)成分的振幅譜,記為AMP1。將各個(gè)地震臺(tái)6月的垂向記錄均勻分割成小段,每個(gè)時(shí)段保存1天的波形記錄,傅里葉變換后,得到震前1個(gè)月每天的頻譜圖,分別計(jì)算每天頻段8×10-5～2×10-4Hz信號(hào)成分的振幅譜,記為AMP2。單臺(tái)記錄的長(zhǎng)周期地殼振動(dòng)信號(hào)的振幅比Ratio=AMP2/AMP1。振幅比大于1(小于1)表示振幅增強(qiáng)(衰減),將所有的觀測(cè)臺(tái)站每天的比值在空間上進(jìn)行插值計(jì)算,得到振幅比的空間分布圖。通過國(guó)內(nèi)外多個(gè)震例的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,我們認(rèn)為,當(dāng)振幅譜比值超過1.2時(shí)出現(xiàn)地殼振動(dòng)異常(Chen,et al 2020),即振幅譜的幅度比背景值增強(qiáng)了20%以上。

目前用于定位地脈動(dòng)信號(hào)源的方法主要包括：波束法(Beamforming Method)、振幅法和單臺(tái)法(Polarization Method)等。隨著地震臺(tái)陣觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)階段雖然可以較好地確定地震波信號(hào)的來源方向,但是這需要有較高密度的臺(tái)站分布作為基礎(chǔ)。本研究區(qū)臺(tái)站的平均距離為80km,為了保證在分布較稀疏的臺(tái)網(wǎng)分布下獲得較為準(zhǔn)確的定位結(jié)果,我們選擇了Tanimoto等(2006)提出的利用單臺(tái)的連續(xù)波形記錄確定地震信號(hào)源的方法,通過對(duì)多個(gè)臺(tái)站的單臺(tái)法定位結(jié)果進(jìn)行綜合分析,取得了較好的研究結(jié)果，由下式可知

(1)

圖3 地殼振動(dòng)信號(hào)定位技術(shù)的示意圖黑色三角為示意臺(tái)站； 紅色重疊區(qū)域?yàn)槎ㄎ粎^(qū)域

式中,φ取值范圍0°～360°,為信號(hào)來源的潛在方向,N(ωi)和E(ωi)表示頻段在ωi的SN向和EW向采集的連續(xù)波形數(shù)據(jù)。利用傅里葉逆變換,對(duì)水平N向和E向觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu),得到頻段為8×10-5～2×10-4Hz的信號(hào),將水平方向的2個(gè)信號(hào)投射到正交軸上,按照順時(shí)針0°～360°旋轉(zhuǎn)疊加,尋找最大振幅I對(duì)應(yīng)的方向,該方向就是該地震臺(tái)記錄的信號(hào)源的來源方向?？紤]到計(jì)算過程中的誤差,以來源方向?yàn)橹行?構(gòu)造1個(gè)角度為30°、半徑為300km的扇形區(qū)域,至少3個(gè)臺(tái)站的重疊區(qū)域是與長(zhǎng)周期地殼振動(dòng)有關(guān)的震源潛在區(qū)域(圖3)。

4 結(jié)果與分析

4.1 地震前的低頻異常信號(hào)

距長(zhǎng)寧地震震中最近的地震臺(tái)為高縣臺(tái)(HWS),其震中距為34km,本文以高縣臺(tái)為例介紹低頻異常信號(hào)的識(shí)別過程。選取高縣臺(tái)4月20日— 6月20日(即震前后2個(gè)月)的連續(xù)波形垂向記錄單獨(dú)進(jìn)行處理分析。重采樣去均值、去傾斜后,將垂向記錄均勻分割成小段,每個(gè)時(shí)段保存1天的波形記錄。傅里葉變換后,通過觀察傅里葉變換得到的垂直分向的連續(xù)波形頻率譜不難發(fā)現(xiàn),在長(zhǎng)寧地震震前1周到震前一個(gè)月,即從5月1日到6月14日,高縣臺(tái)的頻譜在8×10-5～2×10-4Hz的頻段并未出現(xiàn)振幅明顯增強(qiáng)的現(xiàn)象,通過式(1)計(jì)算的振幅比也表明,在這段時(shí)間內(nèi)振幅比均低于臨界值1.2,說明并未出現(xiàn)明顯的地震振動(dòng)異常信號(hào)。而在長(zhǎng)寧地震震前2天到震后2天,即6月15日到6月19日,8×10-5～2×10-4Hz的頻段出現(xiàn)明顯的振幅增強(qiáng)現(xiàn)象,振幅比也均超過了臨界值1.2,并在震后恢復(fù)到了臨界值1.2以下(圖4、表2)。通過對(duì)長(zhǎng)寧地震震前后2個(gè)月內(nèi)高縣臺(tái)單臺(tái)連續(xù)記錄進(jìn)行分析可知,地震振動(dòng)異常信號(hào)和地震有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系,反映了斷層介質(zhì)在地震孕育過程中的變化特征。

圖4 長(zhǎng)寧地震前高縣臺(tái)異常振幅比時(shí)間演化規(guī)律藍(lán)色虛線為閾值線； 紅色虛線表示長(zhǎng)寧地震發(fā)震時(shí)間

表2 長(zhǎng)寧地震前高縣臺(tái)各時(shí)段的比值

4.2 長(zhǎng)寧地震地殼振動(dòng)現(xiàn)象

基于四川、云南、重慶、貴州地震臺(tái)網(wǎng)的連續(xù)波形數(shù)據(jù),利用本文所述的地殼振動(dòng)識(shí)別、定位技術(shù),對(duì)2019年6月17日四川長(zhǎng)寧MS6.0地震進(jìn)行分析,得到了地震前一個(gè)月和后一個(gè)月的地殼振動(dòng)異常變化,變化以1天的數(shù)據(jù)為計(jì)算單元。結(jié)果顯示,在4月26日和5月16日研究區(qū)內(nèi)有個(gè)別臺(tái)站出現(xiàn)地殼振動(dòng)異常,6月上旬研究區(qū)內(nèi)未出現(xiàn)明顯的特定頻段的振幅增強(qiáng)現(xiàn)象,自6月15日開始在川東南地區(qū)出現(xiàn)了明顯的振幅增強(qiáng)現(xiàn)象,異常持續(xù)到6月19日,主要集中分布在震源區(qū)附近,異常區(qū)域逐漸集中且特定頻度的振幅顯著增強(qiáng),這段時(shí)間的振幅與背景振幅相比增強(qiáng)了20%以上。長(zhǎng)寧地震后,地殼振動(dòng)異常區(qū)域逐漸減弱,并于震后基本消失,在時(shí)間和空間上與長(zhǎng)寧地震均有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系(圖5)。

圖5 長(zhǎng)寧地震前地震振動(dòng)現(xiàn)象的時(shí)空演化色標(biāo)表示振幅譜的比值

4.3 長(zhǎng)寧地震地殼振動(dòng)定位結(jié)果

利用相同時(shí)段和相同臺(tái)站的連續(xù)波形數(shù)據(jù),對(duì)長(zhǎng)寧地震前后的地殼振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行定位,觀察地震前后1個(gè)月的地殼振動(dòng)定位區(qū)域,結(jié)果顯示：5月研究區(qū)內(nèi)未出現(xiàn)3個(gè)以上臺(tái)站交匯的區(qū)域,15個(gè)臺(tái)站的信號(hào)源方向沒有顯著的規(guī)律性,從6月15日開始在研究區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了一些信號(hào)源相對(duì)集中的區(qū)域,信號(hào)源相對(duì)集中現(xiàn)象持續(xù)5天,6月19日基本消失,異常信號(hào)來源定位在長(zhǎng)寧地震震中東北部30km附近地區(qū)。震前2天,定位區(qū)域出現(xiàn)在長(zhǎng)寧源震區(qū)附近,表明該地區(qū)的斷層可能進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài),該現(xiàn)象一直持續(xù)到地震發(fā)生。長(zhǎng)寧地震后,地殼振動(dòng)異常現(xiàn)象逐漸減退并基本消失,未定位出顯著的信號(hào)來源區(qū)域(圖6)。

圖6 長(zhǎng)寧地震前地震振動(dòng)現(xiàn)象的定位結(jié)果色標(biāo)表示臺(tái)站的數(shù)量

通過統(tǒng)計(jì)圖6 中出現(xiàn)異常的臺(tái)站數(shù)量演化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)在長(zhǎng)寧地震前2個(gè)月,異常臺(tái)站的數(shù)量主要在3～8個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)波動(dòng)(圖7、表3),異常臺(tái)站的數(shù)量總體偏低：在4月26日、31日和5月1日分別有8、7、6個(gè)臺(tái)站同時(shí)記錄到了異常信號(hào),但是沒有明顯的定位區(qū)域,5月和6月上旬異常數(shù)量有所下降,之后異常臺(tái)站數(shù)目一直維持在較高數(shù)量,直到地震前2天達(dá)到最大值,有12個(gè)臺(tái)站同時(shí)出現(xiàn)地殼振動(dòng)異常。自6月6日開始,一直持續(xù)到6月20日,異常臺(tái)站的數(shù)量維持在10個(gè)以上,說明在鄰近地震發(fā)生時(shí),斷層發(fā)生穩(wěn)態(tài)變化,介質(zhì)承載的應(yīng)力積累逐漸達(dá)到臨界值,發(fā)生了振動(dòng)現(xiàn)象。

圖7 長(zhǎng)寧地震前異常臺(tái)站數(shù)量的時(shí)間演化規(guī)律紅色虛線表示長(zhǎng)寧地震發(fā)震時(shí)間

表3 長(zhǎng)寧地震前各時(shí)段異常臺(tái)站數(shù)量

5 討論

本文研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)寧地震前低頻信號(hào)源(8×10-5～2×10-4Hz)出現(xiàn)了明顯的增強(qiáng)現(xiàn)象,以往研究表明頻帶在0.3～0.05Hz的背景噪聲信號(hào)通常被稱為微震,頻帶范圍內(nèi)瑞利面波(Toks?Z et al，1968)的能量占主導(dǎo)部分,主要是由大氣與海水以及海水和地球之間的相互作用產(chǎn)生。Toks?Z等(1968)利用Montana臺(tái)陣的資料證明了微震的來源區(qū)域與大氣的低壓區(qū)域有關(guān),7s和14s的周期成分在頻譜中能量最強(qiáng),這些特征均與海洋重力波的頻譜類似。Stehly等(2006)分析了長(zhǎng)時(shí)段平均噪聲互相關(guān)函數(shù)的能量與臺(tái)站方位角的對(duì)應(yīng)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)噪聲源的分布與衛(wèi)星觀測(cè)到的海浪高度分布有較好的對(duì)應(yīng)性。在更長(zhǎng)的周期20～300s,即頻帶范圍0.05～0.003Hz,背景噪聲通常被稱為地球的嗡嗡聲(earth hum),其頻譜特征與地球自由振蕩相似(Tanimoto et al，1998)。研究表明該頻段范圍內(nèi)的背景噪聲來源于低頻海洋重力波與固體地球的相互作用,在海洋的大浪區(qū)可以觀測(cè)到低頻背景噪聲的分布(Rhie et al，2004)。綜上所述,我們關(guān)注的低頻頻帶沒有顯著的環(huán)境和空間干擾源,有利于探索低頻頻帶信號(hào)與地震的關(guān)聯(lián)性。

這種振幅顯著增現(xiàn)象,可能與地震前的斷層失穩(wěn)有關(guān)。事實(shí)上,按照馬瑾等(2008,2014)的觀點(diǎn),地震是斷層快速錯(cuò)動(dòng)的結(jié)果,形成條件主要包括較高的斷層協(xié)同化程度和應(yīng)變釋放區(qū)的加速擴(kuò)展,在鄰近地震發(fā)生時(shí),斷層發(fā)生失穩(wěn)態(tài)變化。Scholz等(1973)利用明確的數(shù)學(xué)公式描述了斷層失穩(wěn)加速的變化,但目前尚未明確觀測(cè)到這樣明顯的現(xiàn)象。Mogi(1984)發(fā)現(xiàn)日本東南海地震前2天,鄰近斷層的傾斜儀出現(xiàn)了失穩(wěn)態(tài)的加速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。而地震是由于地殼上的應(yīng)力積累超過震源區(qū)介質(zhì)承載能力而產(chǎn)生的,當(dāng)介質(zhì)承載的應(yīng)力積累接近臨界值時(shí),可能發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象,連續(xù)記錄的地震儀記錄到了地震前背景噪聲放大的現(xiàn)象(Kanamori et al，1974)。Zhao等(2010)通過巖石壓力實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了由擠壓產(chǎn)生的地殼振動(dòng)信號(hào)與振動(dòng)頻率的關(guān)聯(lián)性。Walczak等(2017)通過單軸壓縮實(shí)驗(yàn)分析了巖石樣品對(duì)不同擾動(dòng)的響應(yīng),結(jié)果表明預(yù)測(cè)材料是否產(chǎn)生破損是通過表面振動(dòng)的臨界變化來判斷的。通過觀察地殼振動(dòng)異常信號(hào)的定位結(jié)果發(fā)現(xiàn),在震前2天,定位區(qū)域出現(xiàn)在長(zhǎng)寧地震源震區(qū)附近,表明該地區(qū)的斷層可能進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài),該現(xiàn)象一直持續(xù)到地震發(fā)生。長(zhǎng)寧地震后,地殼振動(dòng)異?，F(xiàn)象逐漸減退,基本消失,未定位出顯著的信號(hào)來源區(qū)域。

本文觀測(cè)到的不是偶然現(xiàn)象,其他震例如2014年魯?shù)镸S6.5、景谷MS6.6和2018年通海MS5.0等地震前均觀測(cè)到了低頻信號(hào)增強(qiáng)現(xiàn)象(Chen,et al 2020),存在地殼振動(dòng)是共性特征。長(zhǎng)寧地震周邊出現(xiàn)異常的臺(tái)站最多時(shí)曾達(dá)到12個(gè),略少于魯?shù)镸S6.5和景谷MS6.6地震前的異常臺(tái)站數(shù)量,而通海MS5.0地震前出現(xiàn)異常的臺(tái)站不超過3個(gè)。異常出現(xiàn)的時(shí)間集中在震前半個(gè)月,可能對(duì)地震短期至短臨預(yù)報(bào)具有重要的參考價(jià)值。

本文以長(zhǎng)寧地震為例,在震前2個(gè)月川東南地區(qū)已經(jīng)有大量地震臺(tái)站記錄到了地殼振動(dòng)異常,震后1個(gè)月異常臺(tái)站數(shù)量有所下降,在此期間沒有出現(xiàn)集中的定位區(qū)域,說明此時(shí)該地區(qū)發(fā)生6級(jí)以上強(qiáng)震的可能性不大,但存在發(fā)生5級(jí)地震的可能。其理由是：在沒有定位的情況下,臺(tái)站的異常是互不相關(guān)的,反映的僅是臺(tái)站局部的變化,本文研究區(qū)域的臺(tái)站的平均距離為80km,而1個(gè)5級(jí)地震產(chǎn)生的影響區(qū)域不足100km(Scholz等,1973),因而得出上述結(jié)論。而震前2天到震后2天的時(shí)段內(nèi),異常臺(tái)站數(shù)量一直維持在10個(gè)以上的高值范圍,并定位出顯著的信號(hào)源區(qū)域,說明此時(shí)異常的關(guān)聯(lián)尺度明顯增加,并達(dá)到了發(fā)生6級(jí)地震的尺度(Yin et al，2000)。

6 結(jié)論

本文研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)寧MS6.0地震前10天,距震中500km的地震波形記錄到明顯增強(qiáng)的低頻異常信號(hào),通過頻譜分析,得出信號(hào)頻段為8×10-5～2×10-4Hz。利用單臺(tái)偏振法可以對(duì)該頻段信號(hào)進(jìn)行定位,震前2天出現(xiàn)異常來源的集中區(qū)域,其位置在未來震中附近。研究還發(fā)現(xiàn),低頻地殼振動(dòng)信號(hào)的方向和振幅變化與長(zhǎng)寧6.0級(jí)地震在時(shí)間和空間上均具有很強(qiáng)的相關(guān)性,推測(cè)這部分信號(hào)與地震前斷層加速失穩(wěn)有關(guān)。需要指出的是,本文提出的長(zhǎng)寧地震前地殼振動(dòng)異常并非偶然現(xiàn)象,事實(shí)上,我們?cè)诙鄠€(gè)隨機(jī)選擇的6級(jí)地震前,如魯?shù)椤⒕肮鹊鹊卣鹁^測(cè)到明顯的異常,本文討論的地殼振動(dòng)識(shí)別、定位方法具有合理的物理基礎(chǔ)和客觀的邏輯分析,從連續(xù)波形資料出發(fā),通過合理的預(yù)處理工作,保證了計(jì)算結(jié)果的有效性,未來更多的工作將針對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的物理機(jī)理進(jìn)行深入探討。

致謝：感謝國(guó)家地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心(http://data.earthquake.cn)為本文提供了連續(xù)波形資料以及審稿專家對(duì)本文提出的中肯的修改建議。