基于远场近场地震数据的九州岛局部持续性噪声源特征研究

The persistent localized microseism source(PL source in short) affects accuracy of seismic ambient noise tomography and has potential application in monitoring temporal variation of medium, but its mechanism is not well understood yet. Recently a newly found PL source in Kyushu Island is hypothesized to be related to phreatic activity in Aso Volcano.Firstly, we develop an algorithm to compute Noise Cross-correlation Function(NCF) with amplitude information recoverable; Then, we calibrate propagation of short period surface wave with amplitude amplification factor obtained from earthquake data. Thereafter, souce mechanism and strenghth of PL source are resolved from regional ambient noise data for different time span, and are compared with those observed at local stations. Joint study with regional and local data helps to reveal the mechanism of the PL source.

局部持续噪声源是地震背景噪声源中激发机制尚未明了的一种特殊震动源，近期发现日本九州岛存在局部持续噪声源，对东亚尤其是我国的地震背景噪声层析成像有严重影响，也为监测区域地壳介质物性动态变化提供了难得的信号源。据推断该源与附近的Aso火山内部活动有一定关系，但其激发机制尚存诸多疑问。本项目发展可提取振幅信息的噪声互相关函数计算方法，基于天然地震研究获得中短周期面波振幅放大因子，从不同时段远场噪声数据中获得该源的机制解及强度信息。结合近场观测数据，分析该源与Aso火山内部活动等近场过程的关系，为揭示九州岛噪声源的激发机制奠定基础，同时也为压制该源信号在地震噪声层析成像研究中的影响以及利用该源信号监测介质物性变化研究提供基础资料。

过去三年中，在本项目资助下，收集了大量数据，围绕微地震噪声源，机制解等课题开展了一系列研究工作，取得的一系列成果，在国内外学术期刊上发表了6篇学术论文。主要的学术成果包括：.1..日本九州岛噪声源信号特征研究.收集了我国东部187个台站和日本Fnet台网30个台站一年的连续波形记录。通过选取特定方位角和距离的台站计算噪声互相关函数(NCF)上的日本九州岛噪声源信号(PL信号)的振幅变化，分析了尾随噪声，几何扩散，非弹性衰减等影响，发现主要影响因素为几何扩散。经过几何扩散校正后，得到的PL信号在不同方位角的台站上振幅分布。未观察到明显的随方位角变化，因此认为九州岛噪声源的辐射花样是各向同性的，与近场观测到的Aso火山长周期震颤的机制解一致。同时还计算了更长时间周期上的PL信号变化特征，发现2011-2013年间，PL信号明显减弱，与Aso火山的孤立型火山震颤活动特征一致，进一步支持了Aso火山的震颤是PL信号的源的假说。.2..2013年4月20日芦山Ms7.0地震震源机制研究.收集了区域地震台网和全球地震台网的主震记录，首先利用了P波的初动符号，初步确定了主震的断层面，然后采用”剪切粘贴”(CAP)方法拟合区域台网记录的体波，面波信号，全球台网记录的P波和SH波信号，进一步确定了主震是一个高倾角的逆冲断层。.3..南太平洋Vanuatu群岛26秒噪声源研究.26秒噪声源是类似九州岛噪声源的微地震噪声源，其信号在全球台网都可观测到。一般认为位于非洲几内亚湾内，而南太平洋地区观测到类似信号是位于Fiji盆地的镜像源。通过分析大西洋中部地震面波信号在南太平洋地区台站记录，和南太平洋地区台站NCF上的26s信号时空特征，确定其位于Vanuatu群岛，可能是长周期火山震颤引起的。.4..利用噪声互相关函数校正地震定位.NCF作为经验格林函数可以作为准确的理论到时用于地震定位。利用邻近地震震中的地震台站与区域地震台站的NCF中的Rayleigh波群到时，和地震记录的群到时差，确定了澳大利亚Kalannie地震位置，与InSAR确定的震中位置误差在2km以内，说明通过NCF校正，利用稀疏台网也可以得到高精度的地震位置。.