利用sato模型計算蘿北地震區Q值

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

關鍵詞：品質因子；Q值；sato模型

1 品質因子介紹和研究意義

1.1 品質因子介紹

我們都知道，彈性波在地球的介質中傳播的時候，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。介質的內阻是彈性波部分彈性能量會產生消耗的原因之一，該阻力使能量被轉換成熱量，這種現象被叫做介質吸收。品質因子“Q”就是表示介質吸收特性的量，是一個無量綱因子，用來體現傳輸介質吸收能力的強弱。

1.2 品質因子研究意義

地震波是研究地球的內部構造、介質的物理模型的重要依據，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，當地震波傳播的時候振幅會出現顯著的衰減，這正是由于非彈性介質的存在。因此需要用一個合適的物理參數來恰當的描述介質的非彈性特性。由于Q值對地球內部介質應力的變化而導致巖石性質的變化有較好的反映，因此Q值可以很好地體現介質的非彈性特性。地震波在介質中傳播的衰減程度和介質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是否存在，并進一步確定其是否活動。在震源參數的研究中，Q值可以用來對地面運動位移或速度資料使用進行介質衰減校正。在地震預報方面，由于Q值的改變體現了介質裂隙和作用力的改變，因此在地震發生前，震中區的Q值會出現明顯變化，這就為地震預測提供了可靠依據。

2 數據處理

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值與尾波延續時間的長短有關，一般尾波的持續時間越長，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域內的品質因子特性。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品質因子特征。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的平均Q0比其他地區相對要低一些，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，從而導致樣本個數太少。上文中提到，尾波流逝時間越長，品質因子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，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。