摘要：本文针对2015年4月15日发生在南北地震带北端的阿拉善左旗5.8级地震，利用乌海台、东升庙台、石嘴山台的连续数字地震波形资料，采用快速傅里叶变换对三个台站的2015年4月1日00时—4月15日23时波形数据进行分析，并持续跟踪0—0.25Hz包络幅值极大值的变化形态。结果显示：（1）在5.8级地震前，震中附近的乌海地震台、东升庙地震台、石嘴山地震台记录的地震波形均出现频谱向低频偏移的现象；（2）三个台站出现低频异常的包络幅值极大值跟踪形态不一致，其中只有乌海台在震前出现明显的持续不稳定异常，异常持续时间约120小时；（3）三个台站距离震中由近及远包络幅值极大值的跟踪形态差异明显。
关键词：低频信号;傅里叶变换;频谱偏移;包络幅值极大值
0 引言
随着国家宽频数字台网的建立与完善，BBVS-120、CTS-1、BBAS-2甚宽带地震计，JCZ-1等超宽带地震计为前震信息的识别提供了有力的物质基础，而分析震前特殊信息，频域分析要比时域分析更有优势（杨立明，王建军，冯建刚等，2009），周围环境影响因素（如：塌方、爆破、雷电等）均有其固有的频率特征，而就地震波本身而言，P波、S波、面波、体波等也均有其不同的优势频段，特别是地震波中的低频信号，由于其频率低、波长长、不易被吸收而绕过障碍物，使得其传播距离远等特点，故研究地震波的低频成分更能反映大地深部的变化。为加强防震减灾实效作用，利用快速傅里叶变换对地震计记录的波形数据进行数据挖掘，以求发现强震前频率域的低频异常信号，在2008年汶川8.0级地震前曾出现地脉动低频波动现象，并且该现象具有重现性，对之后该地区出现的中强地震也具有适用性。为检验此异常信号出现是否具有普遍性，甘肃台网根据此特征信号的重现现象进行了震前内部预报试验，发现低频波动信号出现在距发震前20～160个小时内，持续时间约为60～160小时，具有重现性、持续性、过程性等特征（杨立明，王建军，冯建刚等，2009）。其实早在多年前就有学者（冯德益等，1983，1994）研究认为，大震前短周期面波的频谱可能会在震前显示出一定的前兆异常特征，但是当时的地震数据记录并不乐观，研究效果也并不理想，随着数字化地震台网的建立，高精度、高稳定性地震计仪器的产出，为该方法的应用提供有力的物质基础。频谱偏移现象得到了许多地震研究专家的广泛关注，有学者（陈运泰等，1979；郭增建等，1991）认为其物理本质是断层的预滑或慢破裂，而之后又提出的破裂成核理论（Dieterich，1992）中具有前兆意义的推论也说明在震前会出现低频波，那么表现出来的频谱特征就是频带变窄并向低频偏移。同时有学者提出距震中距不同的台站所记录同一普通地震（非前震）的频谱特征会发生变化（杨立明，梅秀苹，姜佳佳，2015）。
本文针对2015年4月15日发生在南北地震带北端、鄂尔多斯块体西北缘的阿拉善左旗5.8级地震，利用傅里叶变换对其震前15天内的地震波形数据进行频谱分析，意在寻找震前突出异常特征。
作者：梁沙沙