梁向軍，劉林飛，張 玲，孟小琴

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，山西 太原 030025)

0 引言

震級是表征地震強弱程度的物理量，通過測量地震波中某個震相的振幅來獲得[1]。在實際測定中，由于臺基效應、儀器響應、不同區(qū)域經驗校正系數(shù)設置不同，造成同一次地震震級在全球地震臺網(wǎng)、中國地震臺網(wǎng)、省級地震臺網(wǎng)中測定結果不同。即使同一臺網(wǎng)，對于一次地震不同臺站測定的單臺震級與整個臺網(wǎng)的平均震級也存在一定偏差，且有的臺站震級偏差較大。那么，對于震級偏差較大的臺站，就需要進行適當校正[2]。在日常震情跟蹤過程中，ML≥3.0地震一般會造成一定的社會影響[3]，需要啟動應急響應。而如何獲得準確的地震震級，對有效指導震后趨勢判定及應急救援工作，顯得尤為重要。因此，針對山西地區(qū)部分臺站單臺震級偏差較大的現(xiàn)象，在開展分析總結的基礎上，提出量化校正范圍，應用于臺網(wǎng)震級測定工作中。

1 數(shù)據(jù)選取與處理

為獲取山西測震臺網(wǎng)同一次地震不同單臺震級與臺網(wǎng)平均震級的偏差關系，選取山西測震臺網(wǎng)記錄到的2009年1月至2015年12月山西地區(qū)的98次ML≥3.0地震[4](見第6頁圖1)。其中震相數(shù)據(jù)來源于全國地震編目系統(tǒng)的觀測報告。

設定第i個地震，第j個子臺的震級偏差為：

ΔMij=Mij-Mi，

式中：Mij是第j個子臺測定的第i個地震的震級；Mi是臺網(wǎng)的平均震級。

具體過程為：選取同一次地震不同單臺震級偏差，一方面，通過典型震例事件，從震級偏差平面等值線圖揭示偏差空間分布特點以及近臺、遠臺對震級的可能影響；另一方面，從整體上探討每一個臺站在歷次地震震級測定中的偏差分布，總結出偏差量化范圍，提出校正方案。

2 單臺震級偏差統(tǒng)計分析

2.1 震級偏差空間分布特征

通過研究3 315次震級偏差結果，顯示ΔMij≤∣±0.5∣的占89%，說明測定偏差相對穩(wěn)定；ΔMij>∣±0.5∣的范圍則較大，個別震例中單臺ΔMij達到-1.1。為更直觀地分析震級偏差，特選取山西斷裂帶上不同地區(qū)有代表性的6次地震(見圖1、第6頁表1)，并通過第7頁圖2反映單臺震級偏離臺網(wǎng)平均震級的程度。

圖1 研究區(qū)ML≥3.0地震震中分布圖Fig.1 Epicenter distribution of ML≥3.0 earthquake in study area

表1 6次典型震例的地震參數(shù)Table 1 Seismic parameters of 6 typical cases

由2012年11月2日山西浮山ML3.8地震震級偏差空間分布圖(見圖2a)看出，浮山地震共有43個臺站參加定位，所有參與定位的臺站單臺震級偏差絕大多數(shù)ΔMij≤∣±0.5∣，只有北部的SHZ臺震級偏差較大，比平均震級小0.8，其次是位于震中附近的YUQ臺偏差較大，為-0.6。

由2013年2月22日山西大同ML4.1地震震級偏差空間分布圖(見圖2b)可見，參與定位的臺站有45個，中北部的臺站偏差較大，DAX臺、ZCH臺、SHZ臺、SZZ臺圍成一個低值區(qū)域，以DAX臺最大，達-1.1，ZCH臺為-1.0，SHZ臺為-0.9，SZZ臺為-0.7，其他臺站除中部的YAX臺、南部的ZEZ臺震級偏差為0.9、0.7外，其余39個參與定位臺站的ΔMij≤∣±0.5∣。

由2013年4月4日山西垣曲ML4.0地震震級偏差空間分布圖(見圖2c)可見，此次地震共有47個臺站參加定位，測定的單臺震級偏差整體較小，45個臺站的ΔMij≤∣±0.5∣，其中ΔMij≤∣±0.3∣的占64%。只有北部的SHZ臺的震級偏差為-0.6，中部YAX臺的震級偏差為0.7。

由2013年11月12日山西朔州ML3.9地震震級偏差空間分布圖(見圖2d)可見，參與此次地震定位的臺站有56個，這些單臺震級偏差比較小，除TIY臺、ZCH臺、SZZ臺和中部的GUJ臺震級偏差為-0.7外，其余52個臺站的ΔMij≤∣±0.5∣。

由2014年4月4日的山西平遙ML4.1地震震級偏差空間分布圖(見圖2e)可見，此次地震共有55個臺站參與定位，其中53個臺站的ΔMij≤∣±0.5∣。離震中最近的TAG臺偏差最大，為-0.8，南部的YJI臺震級偏差為-0.6。

由2015年6月2日山西太原ML3.7地震震級偏差空間分布圖(見圖2f)可見，此次地震共有56個臺站參與定位，52個臺站的ΔMij≤∣±0.5∣，震中附近的JIC臺震級偏差最大，達-1.1。CHS臺和TAG臺為-0.6，北部的SHZ臺為-0.6。

從6次典型震例的地震震級偏差空間分布圖來看，山西臺網(wǎng)單臺測定震級與臺網(wǎng)平均震級偏差較小，絕大多數(shù)ΔMij≤∣±0.5∣，這與山西臺網(wǎng)臺站的臺基全部為基巖密切相關。震級偏差最大的臺站是SHZ臺，此臺的震級低于平均震級，而且偏離平均震級值較大(造成SHZ臺震級偏小的原因，可以排除儀器和場地響應的影響，具體原因有待于進一步查明)，其余臺站震級偏差不大。

2.2 單臺震級校正值

通過計算整理，得到山西地區(qū)各個臺站估算不同震級時的平均震級偏差值和震級校正值(見表2)，在臺網(wǎng)的實際地震定位中，將根據(jù)具體情況給予校正。

表2 各臺站的平均震級偏差值和震級校正值Table 2 Average magnitude deviation value and magnitude correction value of each station

圖2 6次典型震例的震級偏差橫向分布圖Fig.2 Transverse distribution of magnitude deviation of 6 typical cases

3 結論與討論

通過計算2009年1月1日至2015年12月30日98次ML≥3.0近震單臺震級測定值與臺網(wǎng)平均震級之差，并繪制各次地震的單臺震級偏差橫向分布圖，分析得到：

(1) 通過6次典型震例的單臺震級橫向分布圖得知，山西臺網(wǎng)各個臺站的震級與地震事件的平均震級偏差較小，初步認為這與山西臺網(wǎng)所選的臺站都是基巖臺密切相關。震級偏差最大的是SHZ臺，其震級低于平均震級，而且偏離平均震級值較大，其余臺站除震中附近個別臺站偏小以外，臺站震級偏差不大。

(2) 對山西臺網(wǎng)57個臺站進行了震級校正，除KEL臺、YJI臺、ZEZ臺和SHZ臺的震級偏差較大外，其余臺站的震級偏差值均較小，這一研究結果將被應用到山西臺網(wǎng)日常的地震分析工作中。