王 赟,孙丽霞,李栋青,陈 畅,邱新明

(中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院“多波多分量”研究组,北京100083)

1 六分量地震概况

空间中任意一点的运动状态有六个自由度(图1),即需要完整地刻画3个平动分量和3个旋转分量[1-2]。由震动引起的旋转是地震学研究的重要方向之一[3-4]。伴随着旋转地震仪的研发日益成熟,旋转观测在天然地震、地震工程、建筑工程和火山监测等不同领域都获得了广泛的应用[5]。为推动国际间对地震旋转运动的关注和加强合作,美国地质调查局的LEE联合多位地震学家于2006年成立了International Working Group on Rotational Seismology(IWGoRS)合作小组,该小组每三年召开一次旋转运动学术讨论会[6],截止目前,旋转运动的观测研究主要局限于美国、欧盟和日本等一些发达国家及中国台湾地区,并以天然地震和地震建筑工程领域为主,鲜有勘探地震领域的实际应用。

图1 三维正交笛卡尔坐标系统中的旋转运动示意[2]

除目前的平动3分量地震观测外,Stanford大学近十年一直倡导在勘探地震中进行3个旋转分量的数据采集,并进行旋转分量观测应用于勘探地震的可行性研究[7]。BARAK等[8-9]在常规海底四分量地震观测(包括压力和笛卡尔坐标系下3个方向的线性位移振动)的基础上,强调增加3个分量记录质点旋转运动的重要性,通过简单的水下散射体波场模拟,说明了7分量记录的地震波场对于有效描述不同类型波的振动轨迹,恢复波场的空间矢量特征具有重要意义;并从去噪的角度阐释了利用7分量记录去除面波和折射波的方法以及技术优势。……