甲烷震源和密集台阵观测研究粤港澳大湾区中心城区浅部P波三维速度结构

城市下方的三维速度结构是服务城市建设规划和地震灾害风险评估等的重要资料.2020年开展的粤港澳大湾区浅层结构探测实验布设了由6172个短周期台站组成的密集台阵, 并利用新型甲烷绿色震源开展了63次主动源激发.本文拾取了63次甲烷震源激发在各台站记录到的16885条初至P波, 采用simul2000走时反演程序首次获取了粤港澳大湾区中心城区高分辨率的地壳浅部(1.5 km深度以上)三维P波速度结构.结果表明: (1)成像结果与区域地形和浅部岩性分布有很好的相关性.断陷区呈现低V_P, 而断隆区为高V_P分布, 分别与碎屑沉积岩、花岗岩及变质岩等相对应.(2)广从断裂、瘦狗岭断裂、珠江口断裂和白坭—沙湾断裂两侧速度均具有明显差异.其中瘦狗岭断裂的控制作用最强, 使得不同深度速度分布在南北向的差异最为显著.(3)跨断层速度剖面分布特征显示区域断裂控制着沉积层的展布和基底埋藏深度.本文研究表明, 将新型绿色震源和密集台阵相结合是探测城市承载体下方速度结构和断层系统的有效方法, 具备较强推广价值.

     

粤港澳大湾区浅层三维地壳结构探测（一期）项目简介

<正>1研究背景粤港澳大湾区是与东京湾区、纽约大都会湾区以及旧金山湾区相媲美的全球第四大湾区。大湾区内有中国密度最高的城市超高层建筑群、现代化综合交通运输体系、世界级港口群、空港群,以及大亚湾核电站、港珠澳大桥等灾害敏感程度高的生命线工程。不容忽视的是大湾区近海展布着曾发生多次强震的滨海断裂带（刘以宣,1981）。大湾区城市防震减灾工作既要重视当地活动断裂带破坏性地震的发生,更应重视场地效应对于远处强震的放大作用所引发的灾害,地表松散的浅层结构是造成地震场地作用、加剧地震破坏的主要因素。     

叠前深度偏移技术在活动断层探测中的应用

通过叠前深度偏移与常规处理的方法原理对比及实例分析,说明叠前深度偏移技术利于求准速度的纵横向变化、利于提高复杂构造和小断层的成像清晰度和精度,该技术在精细速度分析、正确速度—深度模型建立和叠加方法上的优势,在浅层地震勘探中具有广泛的推广价值。文中叠前深度偏移技术在活动断层探测中的应用实例表明,叠前深度偏移剖面与常规处理剖面相比,具有如下特点：①归位准确、断点清楚;②分辨率和信噪比更高;③真实反映地下构造形态;④解决速度陷阱问题,直接、精确给出地质层位深度。     

四川芦山MS7.0地震震源区及其周边区域P波三维速度结构研究

利用四川数字地震台网和流动地震台站在芦山M_S7.0地震震后(2013年4月20日—6月23日)记录到的2026次区域地震事件的28188条P波到时资料,采用地震层析成像方法反演得到了芦山地震震源区及其周边区域中上地壳P波三维速度结构. 结果表明,浅部地壳的P波速度异常分布特征与地表地质构造、 地形和岩性密切相关,即成都断陷盆地表现出与第四纪沉积有关的低速异常区;犍为、 乐山一带的川中微升区和川青块体龙门山以西的邻近地带均表现为与构造抬升有关的高速异常;宝兴、 康定附近分布的基性火山岩及火山碎屑岩均呈局部高速异常分布. 芦山地震震源位于高低速异常分界线附近且偏向高速体一侧,其下方存在明显的低速异常分布,可能与流体的存在有关. 流体的作用导致中上地壳内部发震层的弱化,使孕震断层易于破裂,可能对芦山地震起到了触发作用. 芦山地震与汶川地震两次地震的余震密集区相距50 km,这50 km地震空区震源体的深度范围附近目前正处于高速异常区内,加之龙门山断裂带西南段又具有比较典型的断错地貌发育,使得该段地震空区(大邑—邛崃活动断裂破裂空段)现在所处的深浅部构造环境变得复杂,其潜在的地震危险性仍值得进一步关注.      

遗传算法及其在速度结构与震源联合反演中的应用

遗传算法是近年来发展较快的一种求解多参数非线性优化问题的有效方法。本文通过对遗传传算法的介绍。对该方法的发展现状及特点进行了分析,在此基础上,对遗传算法进行了改进：通过引入放大系统Ｋ。对目标函数进行压缩及扩展来提高遗传算法的搜索机制;     

SASW及MASW方法在隐伏断层探测中的应用

针对地壳浅部介质横向变化大的特点,用瞬态瑞利波SASW与MASW方法对河北夏垫断裂进行了探测与数据处理分析.分别用时间域互相关法和频率域f-k分析法提取频散曲线,然后进行反演得到横波速度结构.实验结果表明瞬态瑞利波法在应用中便捷、灵活,对于探测地表介质中非均匀异常体及断裂向浅部的延伸情况具有独特的应用前景.     

地震背景噪声HVSR方法在安徽明光城市场地响应特征和活断层探测中的应用

本文利用跨郯庐断裂带明光段东边界一条密集测线的波形数据, 计算了该测线133个台站的HVSR曲线, 获得了剖面的峰值频率.基于计算的HVSR曲线, 我们采用粒子群算法反演了浅层地壳的S波速度结构, 并通过地质构造、钻孔资料、浅层地震反射剖面和频散曲线反演结果等验证其可靠性, 进而对郯庐断裂带明光段的沉积格局、东界两条主干断裂的空间展布和活动性特征进行分析讨论, 得出如下结论: (1)测线下方HVSR剖面呈现复杂的双峰、多峰形态, 其场地分类均为Ⅱ类中硬土, 但峰值频率变化较大, 应关注西侧凹陷区对强地面震动的放大效应; (2)HVSR反演S波速度结构揭示的土石界面与钻孔结果较为一致, 其分布形态、趋势与浅层地震反射剖面结果高度吻合, 且刻画了主动源未能刻画的风化基岩-未风化基岩界面; (3)HVSR反演S波速度结构刻画的郯庐断裂带东界两条断裂的空间展布、活动性等特征与钻孔、浅层地震、频散反演和地质构造等结果较为一致, 并揭示池河—太湖断裂的活动性强于嘉山—庐江断裂, 可能为活动断裂.上述研究结果表明HVSR方法可以应用于城市场地响应特征、浅层沉积结构和隐伏活断层探测等.

     

玉树地震震源区速度结构研究

2010年4月14日07时49分37秒(北京时间),我国青海省玉树县发生了Ms7.1地震.根据中国地震台网测定,震中位于33.2°N,96.6°E,震源深度14 km.此次地震造成了严重的人员伤亡和财产损失,是继汶川地震之后又一次有极大社会影响的地震事件.     

断层气探测方法在深隐伏活断层探测中的有效性研究

断层气探测方法是活动断层探测中常用的一种方法。 实践证明, 这种方法在浅覆盖地区活动断层初勘阶段是有效的。 但在第四系厚覆盖地区开展活断层探测, 断层气方法是否有效或怎样做有助于提高该方法的有效性, 是本文要阐述的问题。 本文利用天津地区断层气实测的丰富资料, 并与人工地震、 钻孔勘探、 样品年代学测定资料进行对比分析, 论证了断层气方法在深隐伏活断层空间位置、 断层活动性判定和断层分段中的有效性。 并依据实际工作经验, 给出了提高断层气方法在活断层探测中有效性的技术途径。     

丽江-清镇剖面上地壳速度结构及其与鲁甸MS6.5级地震孕震环境的关系

2014年8月3日,云南省昭通-鲁甸地区发生M_S6.5级地震,造成了重大的人员伤亡和财产损失.鲁甸震区位于扬子块体的西缘,小江断裂带的东侧北东向的昭通-莲峰断裂带内.由于至今没有穿越该断裂带的人工源深地震测深剖面,而丽江-攀枝花-清镇650 km长深地震测深剖面距离鲁甸主震区不超过50 km,利用宽角地震资料的初至波震相,通过有限差分反演揭示该地区上地壳速度结构,可以为鲁甸震区的地震定位、地震孕育机制等提供深部速度模型.速度剖面显示：剖面结晶基底厚度平均为2 km左右;小江断裂带速度较低,东西两侧的速度较高;因此小江断裂带区域地壳强度比较低,加上断裂两侧的应变速率很高,所以小江断裂带和旁边的鲁甸-昭通断裂带,未来具有发生较大地震的可能,值得关注.     

基于背景噪声成像方法研究郯庐断裂带中南段及邻区地壳速度结构与变形特征

郯庐断裂带是贯穿我国东部北北东走向的一条深大断裂,其中南段及其邻区（115°E-121°E,29.5°N-35°N）穿过了大别造山带、苏鲁造山带、长江中下游成矿带及合肥盆地.为了研究该区域地壳速度结构及变形特征,我们使用安徽省和江苏省及其周边地区105个台站（固定台站98个,流动台站7个）的垂向连续波形数据,时间范围从2014年5月到2015年7月,共计14个月.利用背景噪声互相关方法,从垂直分量互相关函数中最终提取了2590条瑞利面波相速度频散曲线,反演得到周期范围为5~30 s的瑞利波方位各向异性相速度分布图,再反演每个网格点瑞利面波相速度频散得到一维层状横波速度模型,然后拼合起来组成三维横波速度模型.根据本文反演结果并综合已有资料,我们得出如下结论：（1）在北大别、蚌埠隆起、长江中下游成矿带、合肥盆地北部大桥凹陷区域存在中地壳横波高速体,可能与岩石圈和下地壳拆沉以及中生代中国东部大范围岩浆活动有直接关系,更深层原因可能与古太平洋俯冲相关;（2）苏鲁造山带南缘,垂直于嘉山响水断裂,从南向北中上地壳低速体深度变浅,这个低速体可能是高压/超高压变质岩与扬子板块接触处的破碎带,是扬子板块与华北板块接触的边界;（3）郯庐断裂合肥-嘉山段两侧以及大别造山带东缘短周期瑞利面波相速度快轴方向与郯庐断裂带走向基本一致,可能是三叠纪碰撞期与白垩纪时期的大规模左旋走滑活动的结果;（4）合肥盆地南部15~20 s周期的瑞利波相速度快轴方向为北西-南东向,反应该区域中下地壳快波方向为北西-南东向,推测是大别造山带折返的痕迹;（5）郯庐断裂带的结构和地震活动性存在明显的分段性,嘉山-郯城段郯庐断裂带现今地震活动性弱,但发生过较强的古地震,推断现今郯庐断裂带宿迁段可能处于闭锁状态,从长远来看要注意该地区发生大震的可能.