利用sato模型計算蘿北地震區(qū)Q值

摘 要：對介質(zhì)的品質(zhì)因子Q值進行了簡單介紹，并闡述了Q值的研究意義。根據(jù)鶴崗地震臺的地震觀測數(shù)據(jù)，通過sato模型進行計算，得出蘿北地區(qū)的Q值，并得出初步結論。

關鍵詞：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)中傳播的時候，振幅將衰減，振幅衰減的幅度跟彈性波的傳播距離和時間成正比。介質(zhì)的內(nèi)阻是彈性波部分彈性能量會產(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，是一個無量綱因子，用來體現(xiàn)傳輸介質(zhì)吸收能力的強弱。

1.2 品質(zhì)因子研究意義

地震波是研究地球的內(nèi)部構造、介質(zhì)的物理模型的重要依據(jù)，因為地震波中攜帶了大量有價值的信息。比如從分析地震波的運動學信息即可以得到地球的速度模型。地震波中不僅有運動學信息，也包含了許多動力學信息，這些信息就是我們研究地震波衰減的基礎。

前面提到，當?shù)卣鸩▊鞑サ臅r候振幅會出現(xiàn)顯著的衰減，這正是由于非彈性介質(zhì)的存在。因此需要用一個合適的物理參數(shù)來恰當?shù)拿枋鼋橘|(zhì)的非彈性特性。由于Q值對地球內(nèi)部介質(zhì)應力的變化而導致巖石性質(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值在研究中的應用很廣，在火山活動構成研究，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：可以通過對地震波的尾波Q值進行分析來確定熔融異常區(qū)是否存在，并進一步確定其是否活動。在震源參數(shù)的研究中，Q值可以用來對地面運動位移或速度資料使用進行介質(zhì)衰減校正。在地震預報方面，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值會出現(xiàn)明顯變化，這就為地震預測提供了可靠依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)處理

文章選取了2012年以來鶴崗地震臺觀測到的9個Ml≥1.4級地震資料，計算采用朱新運等研制的尾波Qc值分析軟件，下面以鶴崗地震臺于2012年1月19日接收到的黑龍江蘿北Ml1.7級地震為計算實例。

3 計算結果

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，所以在計算后去掉了這些結果。研究表明，尾波Qc值與尾波延續(xù)時間的長短有關，一般尾波的持續(xù)時間越長，Qc值越大，若將尾波Qc值作為一種地震前兆信息，則在研究時要考慮到延續(xù)時間對它的影響。從表1可以看出計算結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站為兩個焦點的橢球區(qū)域內(nèi)的品質(zhì)因子特性。如果一個地震臺站觀測到不同地震求出的QC值，則反映了該地震臺站周圍的介質(zhì)品質(zhì)因子特征。文章用Sato模型對鶴崗地震臺觀測到的多個地震記錄進行計算以及擬合后，得到鶴崗地區(qū)尾波QC值隨頻率變化的關系：QC=（24.96±2.74）f（0.93±0.08）。鶴崗地震臺附近介質(zhì)的平均Q0比其他地區(qū)相對要低一些，對頻率的依賴性（η值）較大，這個結果與蘿北地區(qū)中小地震較多、構造活動性比較強的特點是基本相同的。

文章也存在一些問題以待改進，如蘿北地區(qū)地震活動以弱震居多，部分波形的信噪比較低，可以得到較好結果的地震射線不多，從而導致樣本個數(shù)太少。上文中提到，尾波流逝時間越長，品質(zhì)因子QC值越大，而尾波流逝時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值會隨著震中的距離和震源深度增加而變大。由于能力和時間限制，文中沒有考慮震中距和震源深度對QC值的影響，將來會做更為詳細的研究。

作者簡介：孫鵬宇（1987-），男，遼寧省丹東市人，防災科技學院地球物理專業(yè)，助理工程師，本科，主要從事地震活動性及地震預測方法的研究。