利用主动震源直达波互相关时延检测技术监测小江断裂带浅层地震波摘要：为了监测云南小江断裂带附近地震波波速的连续变化，2006年4月在小江断裂带以西10km布置了一条长235m的主动震源浅勘测线，进行为期1个月的连续观测实验。采用前后互相关技术对直达波进行了高精度波速变化测量，分析得到以下结果和结论：（1）实验期间，实验点地下介质存在相对波速变化δv/v≈10-3～10-2；（2）波速变化随震巾距增加迅速减小，这可能反映了较浅层波速变化与较深层相比更剧烈；（3）波速变化和大气压变化有很好的相关性，相对波速变化对大气压的敏感系数为10-6Pa-1量级；（4）降雨会显著影响波速与气压的关系，降雨前相对波速变化随气压增加而增加，而降雨后相对波速则与气压呈负相关。关键词：小江断裂带；主动震源；直达波互相关时延检测；相对波速变化；大气压敏感系数：P315.31文献标识码：A：1000-0666（2015）01-0007-090引言地震是由在地应力作用下活动断裂失稳错动引起的，监测断裂带介质应力状态的变化对研究断裂带的演化规律、理解地震的孕育发生过程具有重要意义，但地下介质应力状态变化的测量是非常困难的。断裂带应力状态的改变会导致地下介质属性的变化，故可以通过监测介质属性从而间接监测地下介质应力状态。地震学家们很早就致力于地壳介质属性时变性质的研究，提出了包括测量波速比的变化（Semenov，1969）、剪切波分裂的变化（Crampinetal.，1990）、尾波Q值的变化（激n，Aki，1986）、衰减系数的变化及利用重复人工（Reasenberg，Aki，1974）或天然地震（Poupinetetal.，1984）测量波速的变化等地震学方法。波速变化研究是其中一个很重要的方法。大量岩石实验结果显示波速与作用于岩石的正压力有关，压力通过改变岩石中微裂隙的开合来影响波速（Walsh，1965；Nur，1971），因此，理论上如果我们能够连续精确监测波速变化，波速变化可以作为辅助判断断裂带地下应力状态的指示计。随着高重复性人T主动震源和高精度走时测量技术的发展，波速变化的精确测量取得了一些进展（王伟涛等，2009）。Yamamura等（2003）用压电超声波震源连续监测了日本MiuraBay海岸线附近波速变化，发现波速随着海潮的应力加载变化而规律地变化。Silver等（2007）在California的两口井中同样用压电超声波震源进行了波速测量实验，测得量级为10-6s的波走时变化，其中一口井测得的走时变化与大气压呈正相关，而另一口井的走时变化与大气压呈负相关，其原因为多孑L弹性介质的近场和远场效应，两口井处相对波速变化对大气压的敏感系数分别约为10-6Pa-1和10-7Pa-1。Niu等（2008）通过对SAFOD钻井内波速测量，发现波速变化与大气压呈负相关，并且发现实验期间的两次地震前波走时都有异常变化，可能是由于震前地下介质应力发生了变化。Wang等（2008）在云南小江断裂带开展了主动震源监测介质波速变化实验，并用尾波干涉时延检测方法测得10-3～10-2的相对波速变化，精度为10-4，相对波速变化与大气压有很好的负相关性，且对大气压的敏感系数为10-6Pa-1。尾波由介质内部非均匀性颗粒对弹性波的多次反射、散射等产生，传播路径复杂，所测波速变化反映的是存在强散射区域介质的平均波速变化，而很难确定变化发生的相对位置。与尾波相比，直达波传播规律很清楚，其波速变化可以反映其传播路径上的波速变化，因此笔者使用直达波互相关时延检测方法监测云南小江断裂带附近地震波波速的连续变化。1实验简介实验地点位于云南省昆明市小哨台站附近，实验时间从2006年4月7日06时30分至5月8日23时30分，近一个月。实验选址有如下3方面考虑：（1）观测点所处的大构造背景是小江断裂带，小江断裂带形成与发育历史久远，无论是断块垂直差异运动还是走向滑移运动都非常突出，地震活动十分频繁；（2）测线布设在小哨台站东北方一块较平缓的山坡上，其覆盖层厚度不超过2m，地表基岩出露较多；（3）实验地点附近有多种观测数据可以用来和波速变化进行比对标定。小哨台（XS）有一口地下水位观测井，井深2156m，在小哨台以西33km处的昆明台（KM）有连续重力观测系统，以东32km处的嵩明台（SM）有气象三要素（气压、温度、降水量）观...