馮甜 吳建平 房立華

中國(guó)地震局地球物理研究所，北京 100081

0 引言

地震發(fā)生的頻度和震級(jí)通常符合古登堡-里克特關(guān)系式lgN=a-bM，N表示震級(jí)高于M的累積地震數(shù)量，a代表地震的產(chǎn)出率，b值指示大、小地震的比例(Gutenberg et al，1944)。這一統(tǒng)計(jì)關(guān)系表明小地震發(fā)生的頻度要比大地震多很多。在世界上大多數(shù)地方，3級(jí)地震的數(shù)量是4級(jí)地震的10倍，4級(jí)地震的數(shù)量是5級(jí)地震的10倍(Brodsky，2019)。微震震級(jí)通常較小，由于背景噪音干擾或者地震波形的重疊，微震常常難以被識(shí)別。改善地震觀測(cè)條件或利用先進(jìn)的地震識(shí)別技術(shù)檢測(cè)微震信號(hào)，可以獲得更多數(shù)量的地震，為相關(guān)科學(xué)研究提供更豐富的資料。

微震檢測(cè)已被應(yīng)用到多個(gè)研究領(lǐng)域，例如探尋前震和地震成核(Kato et al，2014；Yoon et al，2019)、研究余震的時(shí)空分布特征及余震觸發(fā)機(jī)理(Wu et al，2017；Yao et al，2017)、遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)觸發(fā)(Peng et al，2010b)、確定斷層分布(Warren-Smith et al，2017)、研究重復(fù)地震(Yao et al，2017)、研究誘發(fā)地震(Skoumal et al，2014)、檢測(cè)非火山顫動(dòng)中的低頻地震(Shelly et al，2006)等。數(shù)量眾多的微震可以促進(jìn)更高分辨率的地震發(fā)生過(guò)程的研究，為深入理解地震和斷層的物理特性提供了更好的約束。

本文基于國(guó)內(nèi)外微震研究進(jìn)展，總結(jié)了主要的微震檢測(cè)方法，列舉了微震在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，并對(duì)微震的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

1 微震檢測(cè)方法

近年來(lái)，隨著固定地震臺(tái)站數(shù)量的增長(zhǎng)以及密集流動(dòng)地震臺(tái)陣的廣泛使用，地震觀測(cè)數(shù)據(jù)呈指數(shù)增長(zhǎng)，一個(gè)亟需解決的問(wèn)題是如何自動(dòng)處理這些地震數(shù)據(jù)，獲得更加完備的地震目錄。由于幅度小、信噪比低或受到大震后尾波干擾等多種原因，微小地震難以被識(shí)別。目前地震學(xué)家發(fā)展了多種地震檢測(cè)方法用于微震檢測(cè)，除了傳統(tǒng)的長(zhǎng)短時(shí)窗比法(Stevenson，1976；Allen，1978；Baer et al，1987)，近年來(lái)模板匹配(Gibbons et al，2006；Shelly et al，2007；Peng et al，2009；Yang et al，2009；Meng et al，2013；Yao et al，2017)、模板匹配定位(Zhang et al，2015；Wang et al，2017、2018)、波形自相關(guān)(Brown et al，2008)、FAST(Fingerprint and Similarity Thresholding)(Yoon et al，2015、2019)、局部相似度(Li et al，2018)、機(jī)器學(xué)習(xí)(Ross et al，2018；Perol et al，2018；Kong et al，2019；Zhu et al，2019)等方法逐步受到人們的重視。

長(zhǎng)短時(shí)窗比法采用短時(shí)窗和長(zhǎng)時(shí)窗的平均能量比值來(lái)檢測(cè)地震信號(hào)，具有簡(jiǎn)單直觀、運(yùn)算速度快等特點(diǎn)，在地震臺(tái)網(wǎng)的地震自動(dòng)檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用，但該方法難以檢測(cè)到信噪比較低的地震信號(hào)。模板匹配方法和模板匹配定位方法是以模板地震為參考，利用波形互相關(guān)找出與其相似的地震，可以檢測(cè)到信噪比較低的地震信號(hào)，有效降低地震目錄的最小完整性震級(jí)，檢測(cè)到的地震數(shù)量可達(dá)到人工檢測(cè)目錄的數(shù)倍至數(shù)十倍。若用該方法掃描時(shí)間跨度較長(zhǎng)的連續(xù)地震波形數(shù)據(jù)，耗時(shí)則是一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。波形自相關(guān)方法是將連續(xù)地震波形分成若干時(shí)窗，然后進(jìn)行兩兩互相關(guān)檢測(cè)地震，該方法無(wú)需模板地震，信噪比較低時(shí)檢測(cè)效果也較好，但耗時(shí)較長(zhǎng)。FAST地震檢測(cè)方法首先對(duì)連續(xù)地震波形提取出可區(qū)別的關(guān)鍵性特征，以創(chuàng)建二進(jìn)制指紋，然后進(jìn)行相似性搜索來(lái)檢測(cè)地震，搜索效率較高。局部相似度方法需要有較密集的臺(tái)站分布，通過(guò)對(duì)每個(gè)臺(tái)站及其鄰近臺(tái)站記錄的波形進(jìn)行滑動(dòng)互相關(guān)計(jì)算，得到平均互相關(guān)函數(shù)，將所有臺(tái)站的平均互相關(guān)函數(shù)疊加來(lái)檢測(cè)地震事件，該方法可以檢測(cè)到低于噪音水平的微弱地震事件，檢測(cè)速度較慢。機(jī)器學(xué)習(xí)方法通過(guò)從上百萬(wàn)的波形中不斷提取地震震相特征，訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而快速拾取較高精度的震相到時(shí)，該方法可應(yīng)用于海量數(shù)據(jù)，但需要大量的訓(xùn)練樣本和較長(zhǎng)的模型訓(xùn)練調(diào)試時(shí)間，是目前正在快速發(fā)展和具有重要應(yīng)用前景的新方法。鑒于篇幅，僅對(duì)模板匹配類(lèi)方法的原理進(jìn)行詳細(xì)介紹。

模板匹配方法是將已知地震的波形(一般為S波或P波)作為模板，與連續(xù)波形數(shù)據(jù)做滑動(dòng)互相關(guān)，從而找到模板地震附近、與模板地震相似的地震信號(hào)。將各個(gè)臺(tái)站分量的互相關(guān)結(jié)果疊加，可有效加強(qiáng)地震信號(hào)，抑制噪音信號(hào)，從而識(shí)別出噪音級(jí)別甚至低于噪音水平的地震信號(hào)。模板匹配定位方法是模板匹配方法的進(jìn)一步發(fā)展，由于考慮了新檢測(cè)地震在三維空間的位置，并根據(jù)地震位置與模板地震位置的差異對(duì)各個(gè)臺(tái)站的震相走時(shí)進(jìn)行了矯正，可使波形匹配程度更高，從而識(shí)別到更微弱的地震信號(hào)，同時(shí)獲得更可靠的檢測(cè)地震的位置。模板匹配方法和模板匹配定位方法的核心技術(shù)均為對(duì)微弱信號(hào)十分敏感的波形互相關(guān)方法，由于模板波形需要與連續(xù)波形的每一個(gè)采樣點(diǎn)做滑動(dòng)互相關(guān)，因此程序耗時(shí)一直是需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。在利用模板匹配方法和模板匹配定位方法處理大量的連續(xù)波形觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，通常會(huì)采用基于GPU的并行算法(Meng et al，2012；Beaucé et al，2017；Yin et al，2018；Liu et al，2020)提高處理效率。模板匹配方法也可以通過(guò)適當(dāng)降低數(shù)據(jù)的采樣率來(lái)減少程序運(yùn)行時(shí)間(Yin et al，2018；Wu et al，2017)。對(duì)于模板匹配定位方法，可以設(shè)置較粗的網(wǎng)格間隔，或設(shè)置粗網(wǎng)格-細(xì)網(wǎng)格的多步驟搜索方案(Feng et al，2021)。需要指出的是，降低數(shù)據(jù)的采樣率或設(shè)置較粗的網(wǎng)格搜索方案通常會(huì)在一定程度上降低地震的檢測(cè)數(shù)量(Feng et al，2021)。

2 微震的應(yīng)用

近20年來(lái)，關(guān)于微地震的論文研究數(shù)量逐步增加，微震已成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)(圖1)。微震檢測(cè)在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，并在多個(gè)方面取得了令人矚目的研究進(jìn)展。

圖 1 基于谷歌學(xué)術(shù)統(tǒng)計(jì)的2001—2020年微震研究論文數(shù)量

2.1 確定斷層幾何形態(tài)

基于斷層破裂分布的反演可以大致確定孕震斷層(Sun et al，2018；Zhao et al，2018)，更直接的方式是采用精定位后的地震分布刻畫(huà)斷層形態(tài)(Fang et al，2015；房立華等，2018；Yin et al，2018)。地震數(shù)量越多，斷層形態(tài)刻畫(huà)得越清晰。利用微震檢測(cè)方法識(shí)別更多的地震并對(duì)其進(jìn)行精定位，可以得到時(shí)空分辨率更高的地震目錄，從而有助于認(rèn)識(shí)斷層的三維形態(tài)。Ross等(2019)采用模板匹配方法掃描了美國(guó)南加州地區(qū)近10年的連續(xù)波形數(shù)據(jù)，獲得了181萬(wàn)個(gè)地震，其數(shù)量約為原始地震目錄的10倍，然后采用雙差地震定位方法獲得了高精度的相對(duì)地震位置。相較于原始地震目錄，基于新檢測(cè)目錄的南加州地區(qū)的斷裂明顯被刻畫(huà)得更加清晰，一些明顯的非對(duì)稱性破碎帶、大量交叉線性小斷裂以及以前未知的小斷裂均被描繪出來(lái)，如西南方向的Coyote Creek斷裂在深度方向上表現(xiàn)出高度彎曲的結(jié)構(gòu)，該斷裂的西北和東南端較深，而中間部位較淺。Fang等(2015)和Wu等(2017)采用雙差地震定位和模板匹配檢測(cè)等方法對(duì)2013年蘆山MW6.6地震的余震序列進(jìn)行了研究，揭示了發(fā)震斷裂高分辨率的空間分布形態(tài)，并發(fā)現(xiàn)該發(fā)震斷層出現(xiàn)“Y”型結(jié)構(gòu)的時(shí)間在主震發(fā)生后的20min內(nèi)(圖2)。Liu等(2019)檢測(cè)到2016年門(mén)源MS6.4地震的余震數(shù)量為原始目錄的11倍，發(fā)現(xiàn)主震發(fā)生后10min的余震分布顯示出一個(gè)具有50°～60°傾角的斷裂，而后余震分布揭示了近直立的發(fā)震構(gòu)造。Shelly(2020)利用模板匹配方法和雙差地震定位方法得到高精度、高分辨率的地震目錄，根據(jù)地震分布發(fā)現(xiàn)2019年里奇克雷斯特(Ridgecrest)MW7.1地震序列的發(fā)震斷層具有高度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，存在大量與西北走向主斷裂交叉垂直的小斷裂。通過(guò)微震檢測(cè)降低地震目錄的最小完整性震級(jí)，使用更多數(shù)量的地震來(lái)確定未知斷裂以及斷裂的形態(tài)，是地震學(xué)研究的重要發(fā)展方向。

圖 2 2013年蘆山MW6.6地震重定位后的余震分布(據(jù)Fang等(2015))(a)中圓圈大小指示地震震級(jí)，圓圈顏色代表距主震(黃色五角星)發(fā)生時(shí)間(天)的對(duì)數(shù)；紅色虛線表示剖面的位置；黑線代表主要斷裂：F1：鹽井-五龍斷裂，F(xiàn)2：大川-雙石斷裂，F(xiàn)3：新開(kāi)店斷裂，F(xiàn)4：大邑?cái)嗔眩坏貓D的背景代表地形；(b)～(e)為余震(距垂直剖面3km以內(nèi)的地震)在各個(gè)剖面上的投影；斷裂在每個(gè)剖面上的位置用三角形表示；灰線表示采用線性回歸方法擬合的斷層平面

2.2 前震探尋和地震成核

前震活動(dòng)可以為地震成核過(guò)程提供至關(guān)重要的信息，前震一直被認(rèn)為是預(yù)測(cè)地震的手段之一(Jones et al，1979；Dodge et al，1995、1996；Ben-zion，2008；Brodsky et al，2014)。然而，歷史上有的地震發(fā)生前存在前震活動(dòng)，有的地震發(fā)生前不存在前震，這種前震發(fā)生的偶然性阻礙了其在地震成核和地震預(yù)測(cè)方面的發(fā)展。前人研究發(fā)現(xiàn)僅有10%～50%的主震發(fā)生前存在前震活動(dòng)(Jones et al，1976、1979；Abercrombie et al，1996；Reasenberg，1999；Marsan et al，2014；Chen et al，2016)，另有研究認(rèn)為板內(nèi)中強(qiáng)地震一般不存在明顯的前震活動(dòng)(Yang et al，2009；Wu et al，2014；Ruan et al，2017；Meng et al，2018)。自然界中的前震可能由于震級(jí)小而未被識(shí)別，對(duì)前震發(fā)生率的認(rèn)知可能會(huì)隨著可檢測(cè)到的最小前震震級(jí)而改變(Mignan，2014)。Trugman等(2019)系統(tǒng)分析了經(jīng)過(guò)模板匹配檢測(cè)后獲得的南加州2008—2017年高精度地震目錄(Ross et al，2019)，該地震目錄的最小完備性震級(jí)在某些區(qū)域低至0.3級(jí)，在局部地區(qū)低至0級(jí)?；诖四夸洶l(fā)現(xiàn)72%的主震存在明顯的前震活動(dòng)，因此自然界的前震發(fā)生率可能要比以前認(rèn)為的更加普遍。

微震檢測(cè)不僅可以促進(jìn)對(duì)前震發(fā)生率的理解，也可以提高對(duì)單個(gè)地震成核過(guò)程的認(rèn)識(shí)。目前關(guān)于前震和地震成核的關(guān)系存在3種觀點(diǎn)，第一種觀點(diǎn)為地震成核的級(jí)聯(lián)破裂模型，即每個(gè)前震通過(guò)應(yīng)力擾動(dòng)觸發(fā)鄰近的下一個(gè)前震發(fā)生，主震剛好是一個(gè)更大的被觸發(fā)事件(Helmstetter et al，2003；Felzer et al，2004)；第二種觀點(diǎn)為震前預(yù)滑模型，即主震發(fā)生前存在一些準(zhǔn)備性的物理過(guò)程，例如無(wú)震蠕滑或者孔隙壓力變化，由此導(dǎo)致了主震的發(fā)生(Dodge et al，1995、1996；McGuire et al，2005；Gomberg，2018)；第三種觀點(diǎn)為主震發(fā)生前級(jí)聯(lián)破裂和震前蠕滑過(guò)程均存在的混合模型(McLaskey，2019；Yao et al，2020)。Ross等(2019)基于常規(guī)目錄認(rèn)為2012年美國(guó)加州布勞利震群發(fā)生的10h之前存在的3個(gè)地震可能是與此次震群不相關(guān)的地震事件，但模板匹配檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)在這10h內(nèi)實(shí)際上存在36個(gè)活躍的前震事件。Kato等(2012)采用模板匹配方法檢測(cè)到2011年日本9.0級(jí)大地震的前震數(shù)量是原始JMA目錄的4倍，更加明確地揭示了震前存在2個(gè)向主震震中遷移的前震序列，并認(rèn)為該現(xiàn)象與板塊邊界的慢滑移過(guò)程有關(guān)。利用FAST地震檢測(cè)方法，Yoon等(2019)檢測(cè)到1999年加利福尼亞州赫克托爾MW7.1地震的前震數(shù)量約為原始目錄的3倍，通過(guò)對(duì)前震序列進(jìn)行精定位和震源參數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)前震序列向北發(fā)生直至主震爆發(fā)，前震-主震發(fā)生過(guò)程符合應(yīng)力的級(jí)聯(lián)破裂模型。對(duì)于中等震級(jí)的主震，F(xiàn)eng等(2021)采用模板匹配定位方法檢測(cè)到2018年石棉ML4.0地震的前震數(shù)量是原始目錄的2倍，結(jié)合精定位以及常數(shù)應(yīng)力降假設(shè)，發(fā)現(xiàn)前震-主震的發(fā)生與級(jí)聯(lián)應(yīng)力觸發(fā)機(jī)制一致。Yao等(2020)對(duì)2010年墨西哥(El Mayor-Cucapah)MW7.2地震的前震序列進(jìn)行模板匹配檢測(cè)、精定位以及波譜比分析發(fā)現(xiàn)，主震震前斷層蠕滑過(guò)程和級(jí)聯(lián)應(yīng)力觸發(fā)共同促進(jìn)了主震的成核作用。通過(guò)微震研究獲得前震的高精度時(shí)空分布特征以及更多數(shù)量的前震震例，對(duì)深入認(rèn)識(shí)地震成核過(guò)程、發(fā)展地震預(yù)測(cè)技術(shù)方法具有重要意義。

2.3 余震時(shí)空演化特征研究

主震發(fā)生后，余震發(fā)生率較高，不同地震的波形相互重疊(信噪比低)，可能導(dǎo)致大量地震信號(hào)未被識(shí)別。近年來(lái)，大量研究基于先進(jìn)的信號(hào)識(shí)別技術(shù)檢測(cè)到更多數(shù)量的余震，獲得余震詳細(xì)的時(shí)空擴(kuò)展過(guò)程，進(jìn)而探討余震的觸發(fā)機(jī)制和震后變形特征。Peng等(2009)通過(guò)模板匹配方法識(shí)別到2004年帕克菲爾德6級(jí)地震的余震數(shù)量是原始目錄的11倍，并觀測(cè)到余震沿著走向隨時(shí)間的對(duì)數(shù)存在明顯的擴(kuò)展現(xiàn)象，與余滑導(dǎo)致余震擴(kuò)展的數(shù)值模擬結(jié)果一致，表明余震擴(kuò)展主要是由震后余滑驅(qū)動(dòng)的，而基于原始余震目錄很難觀測(cè)到明確的余震擴(kuò)張遷移現(xiàn)象。類(lèi)似的研究也表明模板匹配等微震檢測(cè)方法在研究余震遷移方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)(Wu et al，2017；Yin et al，2018；Liu et al，2019)。Meng等(2016)對(duì)10個(gè)M>4.0的地震序列進(jìn)行了模板匹配檢測(cè)，新檢測(cè)目錄的地震數(shù)量至少是原始目錄的5倍，最小完整性震級(jí)降低了0.5～1級(jí)，此外，該研究發(fā)現(xiàn)在大地測(cè)量推斷的閉鎖深度之下，存在異常大的余震帶，可能被主震發(fā)生后的深部蠕滑驅(qū)動(dòng)，認(rèn)為11～12km之下蠕滑帶的存在可能對(duì)限定該地區(qū)地震的最大震級(jí)具有重要意義。Sugan等(2019)通過(guò)模板匹配方法對(duì)2012年意大利艾米利亞2個(gè)6級(jí)主震之間的地震進(jìn)行了研究，獲得的地震數(shù)量約為原來(lái)的4.5倍，其發(fā)現(xiàn)第一個(gè)主震的余震序列向第二個(gè)主震的成核點(diǎn)遷移，遷移距離與時(shí)間的對(duì)數(shù)成正比，認(rèn)為前者的震后余滑對(duì)斷層產(chǎn)生了應(yīng)力加載，并促使了9天后6級(jí)地震的發(fā)生。通過(guò)新的技術(shù)方法檢測(cè)常規(guī)目錄可能遺漏的微小余震、獲取更加完備的余震序列、揭示更詳細(xì)的余震時(shí)空分布及遷移特征，有助于深入認(rèn)識(shí)余震觸發(fā)機(jī)制和震后變形過(guò)程。

2.4 遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)觸發(fā)

大地震除了可以觸發(fā)近場(chǎng)余震外(Freed，2005)，其面波導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)應(yīng)力變化還可以觸發(fā)成百上千千米外的地震活動(dòng)(Hill et al，2015)、深部震顫信號(hào)(Peng et al，2010a)和慢滑移事件(Peng et al，2015)。通過(guò)微震檢測(cè)方法識(shí)別大地震發(fā)生后常規(guī)目錄遺漏的地震信號(hào)，完善地震目錄，可以獲得更真實(shí)的地震發(fā)生速率的變化?；赟CSN目錄，2010年墨西哥(El￣￣Mayor-Cucapah)MW7.2地震發(fā)生后，震中175km范圍內(nèi)的地震活動(dòng)速率增加，然而基于模板匹配檢測(cè)后的地震目錄，實(shí)際上遠(yuǎn)至275km范圍內(nèi)的地震被觸發(fā)了(Ross et al，2019)。Li等(2019)利用模板匹配方法研究2012年印度洋MW8.6地震發(fā)生后騰沖火山區(qū)的地震活動(dòng)性，新檢測(cè)的地震數(shù)量為原始目錄的4倍?；谠寄夸浳从^測(cè)到地震活動(dòng)速率明顯的變化，但基于新檢測(cè)后的目錄，發(fā)現(xiàn)主震發(fā)生數(shù)天后，地震活動(dòng)速率顯著增加，表明2012年印度洋地震在該地區(qū)產(chǎn)生了延遲動(dòng)態(tài)觸發(fā)作用。Li等(2017)對(duì)2015年尼泊爾MW7.8地震發(fā)生后西藏南部地區(qū)的地震活動(dòng)性進(jìn)行了研究，基于模板匹配檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)尼泊爾地震發(fā)生后西藏南部地區(qū)地震活動(dòng)性立即增強(qiáng)，藏南地區(qū)產(chǎn)生了廣泛的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)觸發(fā)作用。Yao等(2015)通過(guò)模板匹配檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，2004年蘇門(mén)答臘9.1級(jí)地震和2005年尼亞斯8.6級(jí)地震觸發(fā)的西藏中南部微震活動(dòng)存在持續(xù)時(shí)間的差異，認(rèn)為可能是由2個(gè)大地震的面波能量不同引起的。上述震例均表明，識(shí)別到更多的微震活動(dòng)可以更明顯地揭露大地震的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)觸發(fā)作用，從而有利于探討地震之間的相互關(guān)系和地震觸發(fā)機(jī)理，有助于評(píng)估重點(diǎn)地區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力水平，為地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供新的信息。

2.5 基于重復(fù)地震研究斷層深部滑移特征

斷層蠕滑會(huì)導(dǎo)致凹凸體被重復(fù)加載和破裂，從而產(chǎn)生了重復(fù)地震。分析重復(fù)地震序列可以研究地下斷層的滑動(dòng)特征，例如震后余滑、自發(fā)性或周期性的慢滑移、斷層穩(wěn)定蠕滑等(Uchida et al，2019；Uchida，2019)。微震的缺乏或地震目錄的不完備可能導(dǎo)致重復(fù)地震的遺漏，從而引起對(duì)斷層蠕滑量的低估(Deng et al，2020)。通過(guò)檢測(cè)微震，有可能提取更完備的重復(fù)地震序列，獲取更可靠的斷層蠕滑特征。Kato等(2012)和Kato等(2014)基于模板匹配方法擴(kuò)充了2011年日本9.0級(jí)大地震和2014年智利伊基克8.1級(jí)地震的前震數(shù)量，觀測(cè)到顯著的重復(fù)前震活動(dòng)和重復(fù)地震遷移特征，表明主震發(fā)生前存在大規(guī)模的慢滑移現(xiàn)象，斷層界面的慢滑移產(chǎn)生的應(yīng)力加載可能促進(jìn)了主震的發(fā)生。Yao等(2017)通過(guò)模板匹配方法檢測(cè)到2012年尼科亞7.6級(jí)大地震的余震數(shù)量是原始模板數(shù)量的17倍，發(fā)現(xiàn)53組重復(fù)地震序列，認(rèn)為沿板塊界面的震后余滑驅(qū)動(dòng)了余震的時(shí)空擴(kuò)展?；谥袊?guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心提供的區(qū)域地震目錄，Deng等(2020)從海原斷裂老虎山段2009—2018年發(fā)生的震級(jí)大于1級(jí)的地震中提取了重復(fù)地震序列，估算的斷層蠕滑速率略小于大地測(cè)量和地質(zhì)學(xué)觀測(cè)的結(jié)果，認(rèn)為其可能是由于缺乏小地震或者地震目錄不完備導(dǎo)致的。這些研究均表明，新的微震檢測(cè)技術(shù)可以獲取更完備的重復(fù)地震序列(鄭晨等，2015；譚毅培等，2016)，揭示更高精度的斷層蠕滑過(guò)程，有助于認(rèn)識(shí)斷層活動(dòng)性和進(jìn)行地震危險(xiǎn)性評(píng)估。

2.6 誘發(fā)地震

Skoumal等(2014)使用模板匹配方法結(jié)合地震精定位對(duì)2011年俄亥俄州揚(yáng)斯敦地震序列進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)廢水處理井開(kāi)始注水后，地震活動(dòng)性明顯增加，注水停止后地震活動(dòng)性顯著降低，該地震序列在距廢水處理井不到100m處開(kāi)始發(fā)生，并向西南方向發(fā)展遷移，形成一個(gè)800m左右的線性地震條帶，地震擴(kuò)散距離隨時(shí)間的演化符合上述關(guān)系式。水力壓裂法是通過(guò)注入增壓流體將頁(yè)巖層等滲透率較低的巖石壓裂或使預(yù)先存在的斷層滑動(dòng)，產(chǎn)生裂縫，從而使石油或天然氣從裂縫中流出。加拿大艾伯塔省的福克斯克里克(Fox Creek)在2010年3月開(kāi)始水力壓裂作業(yè)之前曾是一個(gè)地震靜止區(qū)，自2013年12月首次在該地區(qū)報(bào)道壓裂引起的地震以來(lái)，地震活動(dòng)急劇增加(Schultz et al，2017)。發(fā)生于韓國(guó)浦項(xiàng)地?zé)岚l(fā)電廠之下的2017年MW5.5地震，是20世紀(jì)以來(lái)韓國(guó)最大和最具破壞性的地震之一，研究認(rèn)為此次地震的發(fā)生與該增強(qiáng)型地?zé)岚l(fā)電廠在過(guò)去2年中曾進(jìn)行過(guò)高壓液體注入有關(guān)(Grigoli et al，2018)。張致偉等(2012)研究發(fā)現(xiàn)，四川自貢-隆昌地區(qū)天然氣生產(chǎn)井所產(chǎn)生的工業(yè)廢水回注至家33井中，在加壓注水階段，地震活動(dòng)的頻度、強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，與注水量呈現(xiàn)較好的相關(guān)性。深入研究工業(yè)開(kāi)采等人為活動(dòng)誘發(fā)地震的機(jī)理，有利于指導(dǎo)工業(yè)活動(dòng)的開(kāi)展，減輕誘發(fā)地震的災(zāi)害。

2.7 檢測(cè)震顫(Tremor)信號(hào)

構(gòu)造震顫信號(hào)是在日本西南俯沖帶首次被發(fā)現(xiàn)的，這是一種微弱、低幅度、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的地震信號(hào)，并經(jīng)常伴有慢滑移事件發(fā)生(Obara，2002；Rogers et al，2003；Shelly et al，2007)。普通地震大多發(fā)生在較淺的脆性地殼，而構(gòu)造顫動(dòng)信號(hào)常發(fā)生于較深的韌性地殼中(Guilhem et al，2010)。Shelly等(2007)使用677個(gè)低頻地震作為模板，采用模板匹配方法在日本四國(guó)島(Shikoku)識(shí)別到了2組活躍的震顫序列，發(fā)現(xiàn)第二組震顫信號(hào)沿著板塊界面以45km/h的速度向上發(fā)生遷移。這種震顫信號(hào)由低頻地震震群組成，其本質(zhì)為板塊界面的小的慢滑動(dòng)事件?；谀０迤ヅ浞椒ǎ琒helly(2010)發(fā)現(xiàn)在圣安德烈斯斷層下的地殼基底(26km)存在遷移的震顫信號(hào)，大約在90min內(nèi)沿著斷層走向往西北遷移了25km，遷移速率為15～80km/h。震顫信號(hào)對(duì)認(rèn)識(shí)斷裂帶的深部活動(dòng)具有重要的意義。

3 結(jié)語(yǔ)

雖然能量較強(qiáng)的中強(qiáng)地震常常是地震學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)，但微震的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)提供了豐富寶貴的地震資料，有利于揭示精細(xì)而重要的地震物理過(guò)程。高精度的地震目錄對(duì)揭示盲斷層的精細(xì)形態(tài)、了解地震速率的變化特征、探討前震、余震時(shí)空分布特征等具有重要意義。目前存在多種微震檢測(cè)方法，每種方法均具有各自的優(yōu)勢(shì)和局限性，應(yīng)根據(jù)研究的連續(xù)波形時(shí)間長(zhǎng)度、臺(tái)站密度等實(shí)際條件選取應(yīng)用。

Ross等(2019)使用美國(guó)南加州地區(qū)2000—2017年發(fā)生的約28萬(wàn)個(gè)地震作為模板，對(duì)2008—2017年的連續(xù)地震波形數(shù)據(jù)進(jìn)行了模板匹配掃描，共檢測(cè)到了近181萬(wàn)個(gè)地震，該高精度地震目錄表明，地震與地震之間的時(shí)間間隔由原來(lái)的1753s減至現(xiàn)在的174s。隨著地震檢測(cè)算法的改進(jìn)以及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和運(yùn)算能力的發(fā)展，從大量連續(xù)地震波形數(shù)據(jù)中提取地震信號(hào)的效率和能力將會(huì)不斷提高，檢測(cè)到的地震與地震之間的時(shí)間間隔將會(huì)繼續(xù)縮短，進(jìn)而揭露出更加精細(xì)的地震活動(dòng)性隨時(shí)間的演化過(guò)程。隨著我國(guó)固定臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站密度的增加和密集流動(dòng)地震臺(tái)陣的廣泛使用，如何實(shí)時(shí)處理地震數(shù)據(jù)并獲取高精度地震目錄是一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。在未來(lái)的工作中，可以考慮將微震識(shí)別技術(shù)和精定位方法相結(jié)合，應(yīng)用于密集臺(tái)陣數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理，從而有利于實(shí)時(shí)獲取高精度地震目錄、分析地震活動(dòng)性、b值和應(yīng)力狀態(tài)等的時(shí)空變化，提高中短期地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平。