地震波衰減是定量刻畫地球內(nèi)部固有非彈性特征與小尺度非均勻性的重要參數(shù)，反映了內(nèi)在吸收與散射衰減兩種效應(yīng)，為揭示地下介質(zhì)的熱狀態(tài)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性提供了關(guān)鍵約束。大量研究表明，尾波衰減（QC）的空間分布與區(qū)域構(gòu)造活動、巖石圈結(jié)構(gòu)及地震危險(xiǎn)性等性質(zhì)密切相關(guān)：在活動構(gòu)造區(qū)通常表現(xiàn)為低值，而在穩(wěn)定地塊區(qū)則呈現(xiàn)高值。特別地，低 QC區(qū)域常與火山巖漿活動區(qū)、斷裂帶密集區(qū)以及地殼低速層等地質(zhì)特征空間對應(yīng)。中國大陸位于歐亞板塊東南緣，在復(fù)雜的地球動力學(xué)背景下經(jīng)歷了長期的碰撞-擠壓-俯沖等作用，形成了顯著的活動地塊構(gòu)造格局。這些塊體——包括東北、華北、華南、新疆和西藏等——均被主要斷裂邊界所分隔。近年來，隨著中國地震觀測網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)完善，已積累了超過十年的高質(zhì)量地震記錄，為開展大陸尺度的尾波衰減研究提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也為系統(tǒng)刻畫中國大陸地殼及巖石圈尺度的非均質(zhì)性與動力學(xué)過程提供了新的契機(jī)。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所行星科學(xué)與前沿技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的地球-行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與過程學(xué)科組楊凡博士后，與王巍副研究員及合作導(dǎo)師李娟研究員聯(lián)合地震局臺網(wǎng)中心孫麗研究員、東京大學(xué)地震學(xué)研究所Nozomu Takeuchi教授等合作者，共同開展了針對中國大陸地殼內(nèi)地震尾波QC空間分布特征的系統(tǒng)研究。本研究基于中國地震臺網(wǎng)十余年的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，涵蓋990個有效寬頻帶地震臺站，采用多臺站–多事件方法（Multiple Station and Multiple Event Method,MSMEM）在1–14 Hz的寬頻帶范圍內(nèi)估算了臺站側(cè)的QC值（圖1）。研究結(jié)果系統(tǒng)揭示了中國大陸主要構(gòu)造塊體區(qū)域的QC空間變化特征，并深入分析了其與地殼速度結(jié)構(gòu)、小尺度非均勻性、大地?zé)崃骷暗貧?yīng)變率等地球物理參量之間的關(guān)系。
圖1?各頻率下的尾波QC衰減。(a–e)?分別展示了中心頻率為1.5、3、6、10及14 Hz處的尾波QC衰減分布；(f,i)?分別為1 Hz尾波衰減值Q0及冪律指數(shù)η的分布；(g,h)?則為基于GPS數(shù)據(jù)（Wang and Shen,2020）獲得的水平應(yīng)變與最大剪切應(yīng)變率分布。黑色曲線為一級活動塊體的構(gòu)造邊界
該研究基于同一方法，獲得了覆蓋中國大陸的高分辨率尾波衰減分布圖，結(jié)果清晰勾勒出其空間分布的區(qū)塊性特征，并與一級活動塊體邊界高度吻合（圖2）。結(jié)果表明，QC的空間分布整體符合衰減與構(gòu)造活動性之間的經(jīng)典關(guān)系：穩(wěn)定構(gòu)造區(qū)普遍表現(xiàn)為較高QC值，而構(gòu)造活躍、變形強(qiáng)烈區(qū)域則呈現(xiàn)顯著較低QC值。具體而言，東北、華南和華北塊體在各頻帶段均顯示較高QC值，而新疆、青藏高原及南北地震帶則表現(xiàn)為顯著偏低值。此外，在華南塊體中觀測到QC值具有頻率依賴性，表現(xiàn)為高頻衰減增強(qiáng)、低頻衰減減弱，這一現(xiàn)象可能與地殼內(nèi)低速層或流體作用相關(guān)，暗示其增強(qiáng)了地震波的散射與吸收效應(yīng)。
圖2?衰減與頻率的關(guān)系及冪律參數(shù)η與Q0的分布特征。(a)?各區(qū)域尾波衰減QC值與頻率的關(guān)系；(b–h)?所有區(qū)域及六個代表性子區(qū)內(nèi)冪律指數(shù)η與QC值的相關(guān)性。實(shí)線橢圓表示基于均值與標(biāo)準(zhǔn)差繪制的誤差范圍，菱形標(biāo)識主成分分析橢圓中心。其余符號定義：xj-新疆地區(qū)；xz-西藏地區(qū)；ns-南北地震帶；nc-華北地區(qū)；nec-東北地區(qū)；sc-華南地區(qū)
該研究系統(tǒng)整理并分析了中國大陸地區(qū)的地殼厚度、淺層地殼地震波速度、上地幔Pn波速度、沉積層厚度、地殼Vp/Vs比值、大地?zé)崃髦怠⒌乇淼匦?、剪切波分裂結(jié)果以及剪切/水平應(yīng)變率等多項(xiàng)地球物理參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)QC值與剪切應(yīng)變率之間呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，且該相關(guān)性在高頻段更為突出，指示地殼內(nèi)的應(yīng)變積累與應(yīng)力變化對地震波衰減具有重要控制作用，而與其他地球物理參數(shù)之間未見顯著一階性相關(guān)性（圖3）。這一發(fā)現(xiàn)為深入理解中國大陸內(nèi)地殼非均勻性及地球動力學(xué)過程提供了新的地震學(xué)依據(jù)，進(jìn)一步深化了關(guān)于巖石圈變形、應(yīng)力分布與地震波傳播之間耦合機(jī)制的認(rèn)識。
圖3?最大剪切應(yīng)變率與尾波QC值的關(guān)系。(a–f)?展示了1.0–14 Hz頻率范圍內(nèi)最大剪切應(yīng)變率與尾波QC值的對應(yīng)關(guān)系。圖中紅色點(diǎn)線為線性回歸擬合結(jié)果（y = kx + b），其中k為斜率，b為截距；藍(lán)色虛線表示沿X軸統(tǒng)計(jì)計(jì)算的中位數(shù)點(diǎn)。R值為皮爾遜相關(guān)系數(shù)，反映兩組數(shù)據(jù)間的線性相關(guān)程度
研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊GRL（楊凡，王巍*，梁煜彤，陳思丹，孫麗，鄧文澤，Nozomu Takeuchi，李娟*. A Comprehensive Crustal Coda Attenuation Map of Continental China [J]?Geophysical Research Letters,2025,52: e2025GL117317. DOI:?10.1029/2025GL117317.）。研究受國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42404077）、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所重點(diǎn)研究項(xiàng)目（IGGCAS-202204）及國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2024YFC3012805）的資助，以及東京大學(xué)地震研究所訪問學(xué)者計(jì)劃支持和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42230111、42074063）和中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所重點(diǎn)研究項(xiàng)目（IGGCAS-201904）的資助。
楊凡（博士后）