向涯+王彬+杨润海+王伟涛+杨海燕

摘要：应用S变换对比分析云南宾川地震信号发射台单次气枪激发信号与同当量天然地震信号在传播过程中的波形和频率特征，并基于参考台聚类分析结果，对其他接收台站的地震信号进行线性叠加和相位加权叠加，研究结果表明：（1）气枪信号传播过程中主频为3～6 Hz，可以在距离为151 km的台站检测到信号，传播过程中能量衰减较慢。天然地震信号主频较高，在传播7.7 km时的主频为10～20 Hz，传播距离约为60 km，传播过程中能量衰减较快；（2）经过2 000余次的线性叠加和相位加权叠加，可以分别在距离为225 km和350 km的台站检测到气枪信号。与天然地震信号相比，气枪信号数据丰富、衰减慢、传播距离远，利用气枪数据可以研究更大范围的地壳介质结构。

关键词：宾川主动源；气枪激发；地震信号；聚类分析；信号叠加；波形特征；S变换

中图分类号：P315.31文献标识码：A文章编号：1000-0666（2017）04-0605-08

0引言

地震波携带丰富的地下介质结构和物性的信息，是我们研究地球内部构造的重要基础（王彬等，2012）。地下介质的变化引起穿过的地震波发生改变，通过检测地震波这种细微的差别来研究地震的孕育和发震过程（王彬，2009；杨微等，2010；Chen et al，2014），是当今地球物理学研究的一个重要方面。这种方法需借助能产生相似波形的重复震源，常用的重复震源有天然重复地震和人工震源。天然重复地震受限于时间和空间测量精度的影响，难以达到研究的要求（王宝善等，2016）；不同人工震源也都有各自的缺点和不足，例如人工爆破对环境破坏较大且难以恢复，压电陶瓷震源、精密控制震源、锤击震源等产生的地震信号传播距离短，测量尺度较小（王宝善等，2011）。……