深地震测深在国内的发展与应用现状研究

通过关键词共现分析方法,对深地震测深技术在国内的发展及其应用现状进行研究。结果表明,深地震测深资料处理以二维动力学射线追踪的正反演方法为主,三维地壳结构模型的构建方法则以改进的克里金插值方法为主;深地震测深可用于揭示孕震构造环境,但对区域地壳结构与地震发生规律和活动性的总结较少;在地震测深成果方面,包括地壳结构类型和地壳厚度等,与地热、金属以及油气矿产资源的形成密切相关,但是目前尚未形成能够服务于矿产资源勘查的成果库和数据产品;海洋深部探测是目前深地震测深方法应用的热点,应当加强海陆联合地震观测,充分发挥两种观测模式的优势。     

长白山天池火山区上地壳三维速度层析成像

利用三维地震透射观测系统所获得的莫霍界面反射波对长白山天池火山区下方上地壳的三维速度细结构进行了反演计算，得到了研究区下方地壳内不同深度的P、S波速度层析成像和VP/VS扰动分布图像，结果表明，天池火山区及其周边速度结构所呈现出的非均匀性变化与该区的地质构造和岩浆系统的存在有着密切的关系，异常变化比较明显的低P波速度异常体分布和高VP/VS扰动体意味这些介质体处在“软化高温”的状态，这与该地区广泛分布的地热异常和低Q值结构的研究结果是一致的.     

利用宽角反射/折射地震剖面揭示芦山M_S7.0地震震区深部孕震环境

2013年4月芦山地震发生后,中国地震局迅速成立了芦山地震科学考察指挥部,要求查明芦山地震的深部构造环境和孕震背景.为此,中国地震局地球物理勘探中心于2013年9月至11月在芦山震源区布设了一条长约410km的人工地震高分辨宽角反射/折射探测剖面,获得了信噪比较高的人工地震探测数据,采用地震射线走时正演拟合构建了该区的地壳及上地幔二维P波速度结构模型,结果显示:扬子块体和松潘—甘孜块体显示出迥异的速度结构特征,地壳厚度由南向北逐渐加厚.沉积盖层在四川盆地厚达7.8km,而进入松潘—甘孜块体沉积层最薄处只有几百米厚,几乎出露地表;在中上地壳,扬子块体平均速度比松潘—甘孜块体高0.2km·s-1,在盆地与高原耦合部位(构造转换带)以北深度大约20km左右有一厚度为8.0km的软弱层(低速层),该层内的速度为5.80km·s-1,明显低于周围介质的平均速度6.00~6.10km·s-1;构造转换带内,震相显示紊乱、不清晰、不能连续对比,由地表至上地幔顶部壳内界面不连续、速度结构异常紊乱且呈现低速异常特征;在中下地壳,沿剖面速度呈现正梯度垂向增大变化;壳内界面在扬子块体内部起伏变化不大,但在构造转换带以北呈现急速加深的趋势,特别是Moho界面起伏变化较为明显,界面深度在距离50km范围内由扬子块体的36.2km迅速变化至松潘—甘孜块体下方的45.8km,形成一陡变带.芦山MS7.0级地震震源位置位于二维速度结构异常紊乱和界面起伏变化的地带,研究表明,壳内界面及速度结构差异、起伏变化的特征与该区域的地震活动性关系密切.     

利用地震走时反演阿尼玛卿缝合带东段及两侧基底结构

对11炮宽角地震反射/折射的Pg波走时数据进行了反演,结果表明:阿尼玛卿缝合带东段基底速度结构整体呈低速带分布,两侧的速度分布相对均匀;缝合带内基底界面剧烈下凹,最深达5.5 km,不存在稳定的基底界面;松潘-甘孜微块体基底界面整体埋深达3.5 km,相对平坦,其中部略微下凹;从缝合带过渡到西秦岭褶皱带,基底界面急剧抬升至1.8 km,之后迅速下降至4.7 km,然后趋于平坦;缝合带的地壳变形存在挤压和走滑两种形式,在缝合带及邻近地区,上部地壳物质曾有过向北方向逃逸的迹象.     

北京及附近地区地壳速度结构与构造

利用研究区多条地震测深剖面段观测资料解释及多条剖面段的模型数据计算出了研究区结晶基底及莫霍面深度等深线结果,对该地区地壳深部速度结构与构造进行了较详细研究.结果表明,地壳深部速度结构与构造在纵向和横向上具有明显的不均一性,浅部基底断裂发育;研究区莫霍面等深线总体特征显示出从东向西逐渐加深趋势,局部区域显示异常变化,变化...     

张渤地震构造带中西段及邻区深部构造探测

利用穿过张渤地震构造带中西段及邻区的多条地震测深资料．详细研究了张渤地震构造带中西段及邻区的地壳深部速度结构与构造。结果表明,该区地壳深部速度结构与构造在纵向和横向上具有明显的不均一性。在三河-平谷8级震区、延庆-怀来盆地及张家口附近地区莫霍面埋深分别为35、39和42km,其地壳厚度由东至西逐渐增加。该区基底断裂发育。在其深部,根据地震波动力学及运动学特征和二维速度结构中的地震界面与速度等值线起伏变化推测,在大兴、延庆、涿鹿等地均存在深部断裂带,在深部断裂带一侧或两侧的上地壳存在6．0km／s左右的低速层（体）。     

基于深地震测深的深部动力学研究方法和应用

深地震测深是探测壳幔岩石圈精细速度结构、探讨岩石圈变形和演化过程的一种有效方法,在青藏高原隆升、克拉通裂解等大陆动力学研究中已发挥了重要的作用。然而,地震测深方法与深部动力学研究的结合尚处于现象描述为主的状态。因此,本文对前人利用深地震测深资料进行深部动力学研究的相关方法进行了回顾与总结:宽角反射/折射地震震相特征具有明显的动力学响应,是进行动力学研究的基础;通过速度结构对比可以确定不同地壳速度结构模型所对应的构造单元及其演化过程,地壳厚度和泊松比等参数可以用于地壳变形模式的讨论,壳内高速和低速异常体反映了不同动力学过程对地壳的改造;人工地震S波资料与Pn波速度可以用于壳幔各向异性的研究,为动力学演化过程研究提供独立的观测证据;运用现代构造解析方法可以构建不同的地壳结构—动力型式,进而通过壳幔结构的解构恢复岩石圈演化过程;此外,地震测深资料可以约束地壳成分结构,为动力学数值模拟提供岩石流变参数等资料。本文对于充分挖掘深地震测深资料在动力学研究中的应用价值至关重要,对于加强地震测深同其他学科的交叉研究也具有重要意义。     

伽师强震群区上地壳三维速度层析成像

以伽师强震群为中心布设了一个50km60km范围的三维人工地震透射临时台阵，接收来自不同方位的8次爆破激发产生的地震波；利用所记录到的莫霍界面临界反射P 波、S波走时，采用模型不分块反演技术，重建台阵下方上地壳三维P，S波速度扰动图象，以及vp/vs扰动分布图象；并结合伽师震群的地震活动分布，对该震群的成因进行了分析．结果表明，研究区上地壳存在明显的不均匀性．自12ｋｍ 深度开始，在与震群震中相应的位置上，明显出现沿北北西向的高Ｐ波速度块体，在它的周围为相对低速分布，这种结构上的差异是伽师强震群发生的最直接原因；vp/vs在相同的位置上为高值分布，则表明由于介质相对软弱可能造成震源体抗剪强度下降．这可作为伽师强震群发震特点的一种解释．      

伽师强震群区上地壳三维速度层析成像——人工爆破和天然地震的联合反演

伽师震区位于天山褶皱、帕米尔构造弧与塔里木块体三个构造单元的交接地带，近年来该区发生了一系列的强震活动.为进一步获得该震区详细的地壳速度结构，本文利用人工爆破和天然地震资料联合反演的方法，对1997年新疆伽师震区布设的三维人工地震透射台阵和流动地震台网的资料进行处理，重建了台阵下方上地壳三维速度扰动图像，并结合地震活动分布，对伽师强震群的地震成因作出进一步分析.结果表明研究区上地壳速度结构在纵向和横向上具有明显的非均匀性，随着深度的逐渐加深，震区下方以萨如锡为中心的低速异常体逐步被高速异常体所替代.自12 km深度开始，在与强震群震中相应的位置上，明显出现沿北北西向的高P波速度异常体，在其周围为相对低速分布，呈现出低速条带环绕高速条带的分布格局，V_P/V_S在相同的位置上也表现为高值分布.这种结构上的差异可能与伽师强震群发生有密切关系.16 km深度的P波速度层析图表明，伽师强震群发生在地壳相对高速扰动区内或是高速扰动向低速扰动过渡的边缘，壳内高速体的存在为强震的孕育和发生提供了重要基础.     

南华北块体及邻区地质结构构造研究进展

本文通过对前人在南华北块体及邻区所做的地质及地球物理勘探研究成果进行了综合分析,发现一些构造单元的划分、岩石圈变形机制及应力变化过程等问题存在争议,甚至同一地区不同研究者研究结果相互存在着矛盾和差异性.为此,本文对上述有差异和争议的研究进行了系统详细的调研,认为在南华北及邻区地块范围内地表地貌整体呈现隆坳相间的形态,深部构造较为复杂,从地表地势到岩石圈构造都经历了不同程度多种方式的变形和多期演化.横向上岩石圈构造在原有基础上变形调整,岩石圈厚度具有南厚北薄、西厚东薄的特点,是受到NW向和NE向两组应力作用的结果,构造主体有序分布,研究区域被两个方向的断裂切割和围陷,进而划分为不同构造单元,构造单元呈长条状间隔分布,次级构造单元内部又可划分为更小的单元,具有分层次变形特征.在演化过程中,研究区域经历了多期构造运动变形,后期运动继承并改造了先存构造,发育有切穿地壳的深大断裂,这些先存大断裂影响并控制了区域隆坳发育,在浅部分散为多条小断裂,对区域中小地震的发生具有重要的影响.本文在分析横向及纵向大地构造特点的基础上,系统梳理了区域内重要构造单元,分南北两侧调研了区内断裂的发育情况,为后续该区相关地质研究提供借鉴和有价值的参考.