一、研究背景

非天然地震是指由人类活动引起的地震，如矿山开采、水库蓄水、地下注水、核爆炸等。非天然地震不仅对人类社会造成巨大的经济损失和生命威胁，而且对地球内部结构和动力学过程的认识也有重要的科学意义。因此，在我省开展非天然地震相关研究十分必要。我省矿产资源丰富，矿山开采活动十分频繁，导致了大量的非天然地震发生。其中，铁法煤业集团大强煤矿是我国东北地区最大的煤炭生产基地之一，也是非天然地震活动最为活跃的区域之一。为了有效防范和减轻非天然地震对煤矿安全生产和周边居民生活的影响，我局与铁法煤业集团大强煤矿达成了战略合作协议。“非天然地震研究创新团队”依托于科创中心，通过对大强煤矿矿区开展加密观测，基于加密观测数据开展矿区精细速度结构、基于神经网络震相自动拾取技术的非天然地震目录构建、非天然地震精确定位、非天然地震频谱特征分析及其与天然地震的异同等方面的研究工作,利用我们在非天然地震监测和分析方面的科技服务能力，为企业提供技术支持和咨询服务。

二、团队成员

项目团队现有成员6人，其中高级技术职称2人，中级技术职称4人，具体任务分工如下（姓名加粗人员为分项负责人）：

1).矿区精细速度结构

钱蕊、杨士超

2).基于神经网络震相自动拾取技术的非天然地震目录构建

孙庆山、李子昊

3).非天然地震精确定位

杨士超、孙庆山

4).非天然地震频谱特征分析及其与天然地震的异同

孙庆山、钱蕊

1.团队负责人简介

王亮，男，1983年12月出生，高级工程师，地震科技创新中心主任、辽宁省地震局科学技术委员会评委专家兼秘书长、省级防震减灾科学传播师。入职以来一直从事地震预报与科研相关工作，2015年12月任地震预报研究中心副主任，2020年9月任省地震台副台长，任职以来紧盯我省震情发展态势，主持各类会商几百次，主持或参与各年度我省地震趋势会商报告编写，针对我省今年出现的显著地震事件，多次向国家局和省政府起草震情分析趋势研判报告，较好的把握了我省的震情发展形势。2017年作为辽宁省地震局科研团队—数字地震学应用研究科技创新团队牵头人，带领团队开展了大量辽宁省内数字地震学方法的研究与应用工作。2018年加入到中国地震局监测预报司测震学科管理组，作为学科组成员，致力于全国测震学科的发展与谋划，参与《测震分析预测技术方法工作手册》，《测震学科异常核实报告规范》等著作或规范的编写。作为辽宁省地震局科技委秘书长，辽宁省地震局防震减灾科学传播师，参与我局多次职称评审、规划编写、项目评审等工作，完成多次显著震情后的媒体应对，防震减灾宣讲等工作。2021年10月任辽宁省地震局地震科技创新中心主任，任职以来，深入开展辽宁地区地震科技创新相关工作，大力开展合作交流、推进中心人才发展，深入服务主责主业，带领科学团队完成了辽宁显著地震活动区域高精度成像、震源参数计算、地震重新定位等相关科研工作。入职以来，共承担项目20余项，共发表文章30余篇。

2.分项负责人简介

杨士超，男，1989年生，硕士研究生，辽宁省地震局工程师，辽宁地震台综合学科组组长，2022年入选辽宁省地震局优秀科技人才库。主要从事小震精定位、震源参数等数字地震学研究。

钱蕊，女，1990年生，学士，辽宁省地震局工程师，辽宁地震台测震学科组组长，主要从事测震学科相关研究工作。参与发表论文多篇，以第一作者发表科研论文2篇，其中核心1篇。参与编写专著著作1部。作为项目负责人主持项目9项，包括省部级课题2项，厅局级课题7项。作为主要参与者参与省科技厅、局所合作等项目7项。作为第一执笔撰写异常核实报告10余篇，其中获得国家局评比三等奖 1次，优秀奖3次。

孙庆山，男，1992年生，硕士研究生，辽宁省地震局工程师，2022年入选辽宁省地震局优秀科技人才库。主要从事小震精定位、重复地震等数字地震学研究。主持省部级项目1项、厅局级项目1项；参与国家级项目2项、省部级项目1项、厅局级项目若干。发表论文十余篇，其中以第一作者发表SCI论文1篇（Q3）、EI论文1篇、核心期刊论文2篇、会议摘要2篇及普刊论文2篇；与他人合著SCI论文1篇（Q3）、EI论文2篇、核心期刊论文4篇、普刊论文3篇。

三、现阶段成果

1.加密台阵布设

目前团队已完成对大强煤矿的第一期观测任务（图1），观测所用密集台阵由64套短周期地震计构成，平均台间距~2 km，覆盖面积约15×15 km²（如图2），观测时段2023年7月~8月，实现对矿区内非天然地震的全面监测。

 2.神经网络震相自动拾取

利用2021年10月的数据进行试算，用于测试方法、调试环境，验证了神经网络震相自动拾取技术在辽宁地区的可行性。图3展示了一个地震的自动拾取与震相关联结果。

 3.高分辨率地震目录构建

团队成员曾基于人工智能技术与加密观测手段构建了辽宁地区2021年8月~12月的高分辨率地震目录，地震目录中记录到的地震有5602次，目录时距曲线如图4所示，全部地震均有可用的事件波形。最小完整性震级约为-0.1级（见图5），与王亮等（2015）的研究结果相比，提升了约1个震级单位，表明了基于人工智能技术与加密观测手段构建的高分辨率目录对于研究区的微震监测能力提升显著，对于地震目录的完整性有极大的补充。

 4.非天然地震事件频谱分析科研成果

团队牵头人曾对康平地区2022年以来的5次非天然地震进行频谱分析并与康平地区的天然地震进行比较，结果表明：(1)天然地震能量释放频率更宽，通常为20~30 Hz；非天然地震为0~8 Hz。(2)天然地震频谱拐角频率较高，通常为20+Hz；非天然地震拐角频率通常较低，为6~8 Hz。(3)天然地震频谱一般呈“凸”型；非天然地震频谱一般呈“凹”型。(4)天然地震（特别是近震），不包含长周期面波成分；非天然地震一般包含长周期面波成分（图6中红色方框部分）。

5.省内非天然地震事件库的构建

团队曾对海城河断裂开展加密观测，架设了由23套宽频带地震计构成的加密观测台阵，并利用神经网络基于密集台阵2021年8月~12月的数据构建了包含1290个事件的省内非天然地震库，图7展示了非天然地震库中的部分事件波形，为省内非天然地震研究提供数据支撑。