陆态网淮北连续重力映震能力统计分析

尹传兵 丁雨

摘  要：通过淮北连续重力2015年1-6月份所记录到的地震开展分析，得到淮北连续重力映震能力公式，连续重力仪器对观测点周边有感地震的映震能力较为敏感，对远大地震能记录到较为完整的震相特征，淮北连续重力对地震有很强的映震能力。

关键词：连续重力;映震能力;有感地震

中图分类号：P315.7        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）30-0081-03

Abstract： Based on the analysis of the earthquakes recorded by Huaibei continuous gravity from January to June 2015， the seismic reflection ability formula of Huaibei continuous gravity is obtained. The continuous gravity instrument is more sensitive to the seismic reflection ability of the felt earthquakes around the observation point. For the relatively complete seismic phase characteristics of great earthquakes， Huaibei continuous gravity has a strong ability to reflect earthquakes.

Keywords： continuous gravity; earthquake reflection ability; felt earthquake

引言

地殼在变形过程中密度发生改变，该过程中还可能有质量的迁入迁出，引起重力发生变化。地震在孕育、发生的过程中最直接变化即是大地形变。当前，地震监测基本实现了数字化观测，可直接监测到震时地壳发生的垂直方向的倾斜变化、水平方向的应力变化以及地球自身密度改变产生的重力加速度变化，由地震波激发产生上述变化被称为同震形变波或震时形变波，它不同于地震波。能够记录到震源破裂信息、传播过程中地质构造等大部分信息。因此，通过对同震形变波物理特性、响应特征的研究，分析反演得到地震震源参数，有助于研究短临地震前地壳形变的异常动力特性。由于同震响应具有广区域性、易识别性等优点，也是地震预报中了解地震认识地震最直接的资料依据，已成为研究的热点。

地震观测映震能力的研究得到研究者的关注。本文通过对陆态网淮北连续重力记录到的地震进行统计分析，从震级、震中距、最大振幅等地震参数开展关联分析，从连续重力记录到的近震、远震的同震形变波开展差异分析，从而得到淮北连续重力仪器的映震能力。

1 基本情况

淮北地震台位于安徽省北部，建于相山背斜南翼，肩负着监测苏鲁豫皖交界处震情形式变化，距离著名的郯庐大断裂西侧仅120km，观测点所在地势从西北向东南方向趋势下降，雨季时雨水沿斜坡向东南凹地聚集，形变观测受降雨影响明显，山体岩石主要由是寒武和奥陶系地层形成的，岩层裂隙发育，角度近似直立。2009年10月，连续重力基准站建成并投入观测，观测仪器采用美国Micro-g LaCoste公司gPhone型弹簧连续重力仪，观测室位于形变观测山洞内，数据采样率为1次/S，仪器核心传感器采用零长弹簧系统，仪器采用真空的双层恒温结构，有较强的抗干扰能力，仪器观测环境稳定。

2 淮北连续重力映震能力

遴选连续重力仪记录到的地震资料，读取地震的触发时间、最大幅度等参数，分析连续重力仪对周边近震和远震的记录能力。

2.1 资料选取原则

本文统计地震均为淮北连续重力仪记录到的地震，采用中国地震台网和安徽省地震台网的地震目录，对连续重力记录地震事件进行识别。震级参考地震目录统一采用面波震级Ms，近震采用以下公式进行换算：

Ms=1.59mb-3.97  （1）

观测点震中距计算公式为

cos△=cosφecosφssinφesinφscos（λe-λs）        （3）

式中，△为台站震中距，λe为震中经度，λs为观测点经度，φe为震中地心余纬度，φs为观测点地心余纬度。地心余纬度为

φ=90°±ψ（北纬为-，南纬为+，下同）           （4）

式中，ψ是地心纬度，与地理纬度φ′的关系如下：

tanψ=（1- ）2tanφ'                           （5）

式中，  为地球的扁率，  =1/298.25≈0.003，若其忽略不计，则ψ=φ′，即可将ψ近似看成φ′，于是

φe=90°+φe'   （6）

φs=90°+φs'          （7）

其中，φe'为震中地理纬度，φs'为观测点地理纬度，则

cos△=cos（90°±φe'）cos（90°±φs'）+sin（90°±φe'）sin（90°±φe'）cos（λe-λs）                         （8）

若观测点震中距△用长度D可表示为

D=R△               （9）

式中，R为地球平均半径，取6371km，△单位为弧度。

2.2 映震能力分析

统计2015年1月至6月连续重力仪记录到的所有地震，按照上述公式计算得到地震的震级Ms、震中距D。连续重力对地震的记录能力，主要反映的是震级与震中距的关系。图1为淮北连续重力映震能力，图以同震变化的震中距对数lgD为横坐标，以地震震级Ms为纵坐标，绘出陆态网淮北连续重力震级与震中距的散点图。

从图1显示，所有观测到有同震形变波的地震标点大数分布在图的左上部，在直线上取两点，其坐标为点01（3.34，4.4）、点02（4.28，6.4），将这2个地震标点的横、纵标数值代入直线方程：M=（lgD-lgD1）（M2-M1）/（lgD2-lgD1）+M1，式中lgD1、M1为第一标点的地震参数，lgD2、M2为第二标点的地震参数。推导出淮北连续重力映震能力公式： M=2.11lgD-11.466。

统计资料显示见表1，所记录的最小地震为2015年5月17日10：17安徽省滁州市天长市2.8级地震，震中距150km。记录的最远地震为2015年6月20日10：10智利6.4级，震中距19027km。震级较小且震中距较大的地震为2015年4月28日19：38秘鲁5.4级，震中距16077km。

记录到的震级最小和最大震中距范围的地震如表1所示，2～3.9级有感地震、中等地震能记录到的多为近地震;4～5.9级中强地震多为远地震，最远地震的震中距为18599km。6.0级以上地震的最小震中距为1211km，振幅为38605×10-8m·s-2，各级震级对应震中距表中有三对同震级不同震中距的地震。

3 结论

本文通过震级与震中距的关系，得到淮北连续重力映震能力公式：M=2.11lgD-11.466。淮北连续重力仪能记录到周边有感地震，地震波主要为多点突跳，不能完全展示地震特征。远震记录能力较为突出，较大地震能记录到较为完整地震震相特征。同震记录变化幅度与震级成正比，与震中距成反比，因地震波传播路径不同、震源深度等差异，存在个例的地震记录特征。

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