利用接收函数反演东北地区地壳结构

选取辽宁、吉林、黑龙江、内蒙东部共111个固定台站自2012年1月1日到2015年10月1日,震中距在2000～18000km范围内,震级在6.0以上的542个地震波形记录。采用最大熵反褶积法,经过仔细筛选共获得4683条接收函数,通过HK扫描法得到台站下方地壳厚度及波速比信息,得到了东北莫霍面分布。     

利用接收函数两步反演法研究小江断裂带及邻区地壳S波速度结构

文中基于2011年9月2日—2014年1月16日小江断裂带及邻区48个台站的远震三分量波形数据提取径向P波接收函数,采用两步反演法和Bootstrap重采样技术反演了各台站下方的S波速度结构,对小江断裂带及邻区的地壳深部结构进行了研究。结果表明：1)研究区地壳的S波速度在横向和垂向上都存在明显的非均匀特性,近地表处有2～4km厚的低速沉积层;中上地壳的S波速度呈高、低速相间分布;在20～35km的深度范围内存在明显的低速层,主要间断分布于小江断裂以西的川滇菱形块体和红河断裂以南的印支块体内部,另外在师宗-弥勒断裂附近也有局部分布。2)小江断裂带中、北段壳内低速层较为发育,以中段最为突出,最厚约达28km;南段在15～25km深度范围内存在明显的高速区。3)研究区的泊松比普遍较低(平均为0.24),呈不均匀分布,且横向变化剧烈,小江断裂带的泊松比总体呈北段较高、南段次之、中段低的分段特征;研究区壳内低速分布与泊松比间的对应关系不明显,大部分低速层似乎缺少发生部分熔融的条件,其地球物理结果的差异和不一致说明壳内低速层的变形演化机制及物理特性较为复杂。     

利用接收函数反演青藏高原西部地壳S波速度结构

相对于宽阔的腹地,青藏高原西部南北向宽度仅约600 km,却记录了印度和欧亚板块汇聚的深部过程及其响应.本文用22台宽频带流动地震台站在西缘构建了一条南北向探测剖面(~80°E,TW-80试验).利用接收函数反演剖面下方S波速度结构,综合西部已有的宽频带探测结果,分析认为:印度板块向北俯冲可能已到达班公湖-怒江缝合带附近,俯冲过程中下地壳发生榴辉岩化;喀拉昆仑断裂带、班公湖-怒江缝合带、阿尔金断裂带均为切穿地壳的深断裂,莫霍面发生错断;喀拉昆仑断裂带和龙木错断裂带之间的中上地壳没有发现连续的S波低速体,说明可能缺乏解耦层,支持青藏高原西部地壳为整体缩短增厚模式.     

利用接收函数研究哀牢山-红河断裂带地壳上地幔特征

对哀牢山-红河断裂带附近宽频带数字地震台阵的远震体波记录, 采用接收函数方法研究台站下方地壳上地幔S波速度结构, 并估算了平均地壳厚度、波速比(Vp/Vs)和泊松比. 研究结果显示, 哀牢山-红河断裂带的壳幔边界不具有简单的速度间断面特征, 表现为速度递增的梯度带, 在Moho深度处速度增大较快, 而上地幔顶部速度偏低, 并呈缓慢递增趋势, 速度结构具有壳幔过渡带特征; 地壳泊松比值偏高(0.26~0.28), 可能与下地壳中镁铁质含量增加有关; 断裂带两侧地壳平均厚度突变, 在断裂带的西南侧约36~37 km, 而东北侧约为40~42 km, 表明红河断裂是陡立的超壳断裂; 下地壳表现为S波低速, 是地壳与壳下岩石圈解耦的有利部位.     

利用接收函数频率特征研究莫霍面形态及应用

基于不同莫霍面模型的全波形理论地震图,计算了不同频率的接收函数,分析对比了不同形态莫霍面在不同频率上的接收函数变化特征。数值试验结果显示,当莫霍面的形态复杂时,高频接收函数上P?S转换波和多次波会出现多峰值特征。之后对不同形态莫霍面的模型在不同频率的接收函数进行了分类总结,据此判别实际观测资料所表征的莫霍面性质。以位于青藏高原东北缘的高台（GTA）地震台为例,分析了该台站不同频率的接收函数。结果表明,该台站下方莫霍面总体为遵循同一变化规律的速度过渡带,但在沿龙首山断裂方向附近速度变化不同于主要变化方式。基于此,通过对观测结构进行拟合构建了该台站下方地壳及莫霍面模型,并结合地质学和岩石学等方面的结果对这种莫霍面形成的原因进行了探讨,进而推断此种莫霍面是由于多种构造因素以及上地幔热物质上涌引起地区壳幔物质的分异与交换所导致。      

利用接收函数方法研究腾冲地区S波速度结构

腾冲地区邻近印度板块与欧亚板块碰撞、俯冲的边界,地质环境和构造背景十分复杂,是我国地震、火山活动比较活跃的地区之一.本文采用最大熵谱反褶积方法提取腾冲地区1.0°×0.8°范围内5个流动数字地震台站的宽频带远震接收函数,反演得到台站下方0～100km深度范围的S波速度结构,分析讨论了该地区的深部构造特征.结果表明:1)腾冲地区地质结构存在明显的横向非均匀性;2)盈江断裂两侧莫霍面深度有较大差异;3)腾冲和高黎贡山之间是地壳厚度和S波速度变化的高梯度带;4)盈江断裂东南、新生破裂带以西附近地区存在明显的低速层;5)盈江断裂和新生破裂带都可能对火山区的熔融体具有阻隔作用.     

利用接收函数研究郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区地壳结构特征

利用郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区的261个宽频带地震台站5年记录的763个远震波形数据,计算并筛选得到了10846条远震P波接收函数.采用P波接收函数H-κ法得到了该区的地壳厚度和壳内平均泊松比值,并采用共转换点叠加法进一步揭示台站下方Moho界面的起伏形态.研究发现：⑴研究区Moho界面埋深在27~40 km范围内变化,平均深度在~34 km,总体上以郯庐断裂带为界呈现出东薄西厚的特征.地壳厚度在不同块体之间或者是块体内部存在着明显差异,表明不同的地质构造单元经历了不同的构造演化过程.⑵研究区地壳泊松比在0.15~0.32之间变化,平均泊松比为0.24,略低于全球陆壳和中国陆壳平均泊松比值;然而,较大的泊松比浮动范围却意味着研究区内地壳物质具有强烈的横向非均匀性及物质组成的复杂性.沿郯庐断裂带展布着一条NNE-SSW方向的泊松比高值异常带,推测是镁铁质基性岩沿郯庐断裂带上涌至地壳所致,亦或是高温高压的幔源热物质底侵至下地壳所致.⑶研究区的地壳厚度和壳内平均泊松比存在着反相关的关系;地壳厚度和地表地貌特征呈镜向关系,即造山隆起区Moho界面埋藏较深,而平原盆地区Moho界面埋藏较浅.Moho埋深等值线分布图和研究区布格重力异常特征对应良好.⑷共转换点（Common Conversion Point,CCP）叠加法对Moho界面的刻画与H-κ叠加法求得的地壳厚度结果具有较好的一致性.CCP剖面表明郯庐断裂带不仅是扬子断块区和华北块体的分界断裂,更是一条切割Moho面、深抵上地幔的深大超壳断裂带,错距达4~7 km.⑸研究区内部分台站下方存在壳内分界面,仍能通过改变壳内速度后采用H-κ法获得其埋藏深度.

     

接收函数反演地壳S波速度结构的有效约束方法

本文通过对径向接收函数和垂直向接收函数进行低通滤波,获取了S波视速度随低通滤波参数的变化曲线,然后利用经验关系将它转换成了台站下方的S波速度结构,并以此作为接收函数反演的初始模型.理论数值实验表明:由于初始模型的S波速度值提供了有效的约束,即使Moho面深度并不准确,但反演迭代过程还是快速地向真解逼近.另外,通过给观测波形加入10%的噪声,在保持S波速度不变的情况下,分别对波速比进行5%的正负扰动(即泊松比分别扰动为0.23和0.27),反演结果仍然快速向真解收敛.对保山台记录的远震接收函数反演结果表明:用本文方法反演所得结果与测深结果较为一致.这充分说明只要S波速度值(而非泊松比)能够提供有效的约束,接收函数的反演过程对P波速度的选取并不敏感.     

腾冲火山区S波速度结构接收函数反演

腾冲火山区临近印度板块与欧亚板块碰撞、俯冲的边界, 火山活动与构造环境关系密切. 采用远震接收函数反演的方法揭示了该区域的深部结构特征. 结果显示, 腾冲火山区S波低速结构明显受到NE向大盈江断裂的影响, 断裂的南部存在明显的S波低速结构, 断裂的北部低速结构不十分明显. 火山区存在浅部的低速结构, 低速结构与地震活动性存在对应关系. 证实了低速结构是火山区热活动的直接因素, 并认为腾冲火山区存在再次活动的基本条件.     

用接收函数方法研究上海地震台阵下地壳结构

利用上海地震台阵16个台站记录的远震资料,采用接收函数线性反演方法,对台阵下的地壳速度结构进行研究,获得了研究区域内地壳厚度和地壳速度的分布特征。研究结果表明,研究区域Moho面深度约为33±2 km,Moho面深度基本不变,地幔顶部S波速度约4.4 km/s,地壳内没有发现明显的低速层。     

利用接收函数方法研究四川地区地壳结构

采用接收函数反演和共转换点(CCP)偏移叠加成像方法, 利用四川数字地震台网宽频带的52个区域固定地震台站和布设的两条52个宽频带流动地震观测台站的远震地震波形数据资料, 对四川地区地壳结构进行研究。 结果表明, 四川地区的Moho面深度在青藏高原和四川盆地差异明显, 在川西高原地区地壳厚度为52~68 km, 在川滇地块地壳厚度为50~60 km, 在中地壳内存在不连续的低速层分布; 而在四川盆地地壳厚度为38~45 km, 地壳内没有低速层存在。 Moho面深度从川西高原的60多公里至四川盆地的约40 km, 在二者的交界处龙门山断裂带下面, 存在厚度约30 km左右宽的下降过渡带, 说明其下的Moho面可能受断层影响, 结构比较复杂; 在高原地区的上地壳界面和下地壳上界面比四川盆地的相应界面深; 高原地区在中地壳的上部有不连续的低速层分布, 在松潘—甘孜地块的上地壳下部存在向南东运动的脆性推覆体, 在羌塘—理塘地块的上地壳下部存在向南东和南运动的脆性物质流动。     

沂沭断裂带中部地区地震波速及地壳厚度的测定

选取1990～2001年发生在沂沭断裂带中部地区的23次ML2．3～4．0级地震为基础资料，对沂沭断裂带中段及附近地区地震波速进行了研究。结果表明，研究区-↑Vp=5．83km／s，-↑Vs=3．54km／s。同时，根据反射波走时方程，得出该地区反射波速度Vp11=6．21km／s，Vs11=3．65km／s和平均地壳厚度为37km。     

山西大同市区剪切波速与土层岩性及深度关系的研究

在对山西大同市区3个主要地貌单元共72个钻孔的剪切波速资料分析整理的基础上,利用指数形式的剪切波速与深度经验公式,对测点较多的粉质黏土、粉土、粗砂三类土层的剪切波速Vs与土层深度H的关系进行统计回归,并将实测剪切波速值与利用上述统计结果得到的预测值进行对比检验,结果表明,分地貌单元各类土层的Vs-H经验关系是可靠的,符合当地岩土特征,可用于对该地区地层剪切波速进行推测。     

由地壳速度结构判断郯庐断裂带江苏段未来大震位置

用多震相地震走时成像法反演郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区三维地壳速度结构。一些地区如郯庐断裂带临沭到定远及以东地区在中地壳的20~25km出现低速层,一些地区莫霍面埋深有变化。浅层速度结构的分段与断裂活动的分段相一致,表明新沂到泗洪是活动断裂的闭锁段。对比1668年山东郯城8级地震区和研究区的深部速度结构,结合与郯庐带相交的断裂、地震活动、活动断裂的闭锁段、中地壳低速层及莫霍面深度变化,综合判断郯庐断裂带江苏段未来可能发生大震的地区为33.4°~34.1°N,118.2°~118.8°E,重点是宿迁、沭阳、泗阳和泗洪。震级估计可达8级。     

杭州市典型土层剪切波速与埋深间的关系分析

基于杭州市丰富的场地钻孔剪切波速资料,采用3种常见的剪切波速与埋深回归分析模型,分析杭州地区5类常规土在场地分类和场地未分类情况下的最优拟合公式和预测范围,并对推荐模型进行可靠性验证,对常规粉质粘土和粉砂进行地区差异性分析。研究结果表明:本文推荐的剪切波速与埋深关系公式具有良好的可靠性;地区、岩土类型和预测深度均对剪切波速与埋深关系模型的可靠性产生显著影响,故应用时应优先选用本地区统计模型,如若未有,则需根据已有资料,对选用模型进行岩土类型和适应预测深度范围验证,以保证所选模型的可靠性;受地区、岩土类型和预测深度的影响,考虑场地分类并不一定提高统计模型的预测精度,在实际工程应用中具有不确定性。     

石河子北开发区土层剪切波速与土层深度经验关系

收集了石河子市北开发区已有的土层钻孔资料及有关报告.对所有的剪切波速资料进行了整理.在前人研究和数据整理、分析的基础上,分别采用线性模型、幂函数模型和一元二次多项式模型,对石河子市北开发区的土层剪切波速与土层深度关系进行了拟合.以拟合优度为评价指标给出了粉土、粉质粘土、粉砂、细砂、砾砂和圆砾的推荐模型参数.最后对结果的合理性、适用性进行了评价.     

华北地区剪切波速与深度之间统计关系的通用模型特征研究

剪切波速是区别土动力学和静力学的重要参数,其影响因素包括土层埋深、颗粒形状、颗粒比重、压缩模量、孔隙比、含水率和密度等,其中土层埋深对剪切波速的变化影响较大。本文搜集整理了华北地区10个城市的928个钻孔共10703个测点的剪切波速与土层埋深之间的经验统计关系,探讨华北地区剪切波速随深度变化的特征,并从岩性条件、沉积环境等方面分析其原因。通过对比分析,给出了华北地区黏性土和砂类土剪切波速随深度变化的最佳拟合经验统计关系,并进行实例验证,所得结果可为缺乏数据的区域提供一定参考。     

Shear Wave Velocity Structure of the Sinai Peninsula from Rayleigh Wave Analysis

The lithospheric structure of the Sinai Peninsula is shown by means of nine shear velocity profiles for depths ranging from zero to 50 km, determined from the Rayleigh wave analysis. The traces of 30 earthquakes, which occurred from 1992 to 1999 in and around the study area, have been used to obtain Rayleigh wave dispersion. These earthquakes were registered by a broadband station located in Egypt (KEG station). The dispersion curves were obtained for periods between 3 and 40 s, by digital filtering with a combination of MFT and TVF filtering techniques. After that, all seismic events were grouped in source zones to obtain a dispersion curve for each source-station path. These dispersion curves were inverted according to generalized inversion theory, to obtain shear wave velocity models for each source-station path, which is the main goal of this study. The shear velocity structure obtained for the Sinai Peninsula is shown through the shear velocity distributions with depth. These results agree well with the geology and other geophysical results, previously obtained from seismic and gravity data. The obtained velocity models suggest the existence of lateral and vertical heterogeneity. The shear velocity increases generally with depth for all paths analyzed in the study area. Nevertheless, in some paths a small low velocity channel in the upper or lower crust occurs. Along these profiles, it is found that the crustal structure of the Sinai Peninsula consists of three principal layers: upper crust with a sedimentary layer and lower crust. The upper crust has a sedimentary cover of 2 km thick with an average S-velocity of 2.53 km/s. This upper crust has a variable thickness ranging from 12 to 18 km, with S-wave velocity ranging from 3.24 to 3.69 km/s. The Moho discontinuity is located at a depth of 30 km, which is reflected by a sharp increase in the S-velocity values that jump from 3.70–4.12 to 4.33–4.61 km/s.     

山西长治市区第四系岩性及剪切波速与深度关系初探

通过对山西长治市区41个钻孔柱状和剪切波速资料的整理分析,利用剪切波速与深度的指数式经验公式,对土层剪切波速Vs与土层深度H间的关系进行统计回归。经对比检验得出,土层Vs-H统计关系符合本地岩性特征。     

利用背景噪声成像技术反演陕西及邻区地壳剪切波速度结构

利用地震背景噪声层析成像技术处理陕西及邻区所布设的257个宽频带台站的连续背景噪声数据,采用基于射线追踪的面波频散直接反演方法获得陕西及邻区地壳(6～39 km)高分辨率剪切波速度结构。成像结果显示:(1)渭河盆地顶部形成于新生代,厚的沉积层造成其浅部显著的低速异常,盆地中、上地壳为低速结构。渭河盆地与南北两侧地质构造单元交界区域的下方存在高速与低速结合带,以及在块体间相互运动的作用下,在块体内部,特别是界带深部可能存在着物质与能量的强烈交换,为渭河盆地及邻区的地震孕育发生提供深部环境。(2)南鄂尔多斯块体并不是一个均匀的整体,块体地壳浅层东薄西厚的低速异常结构,可能与鄂尔多斯自显生宙以来的整体掀斜,以及晚白垩纪以来差异性整体抬升和受强烈而不均匀的剥蚀有关。块体中地壳速度比上地壳和下地壳较高。壳内不存在显著的低速体,说明壳内低速体并没有贯穿整个鄂尔多斯地块。我们推测南鄂尔多斯块体仍保留着稳定克拉通的属性,其地壳结构可能反映了克拉通早期形成时的结构特征,至今还未遭受明显改造。(3)秦岭造山带东,西深部结构存在显著差异,具有分段分区的特征。造山带中地壳速度较高,可能因在板块碰撞和造山过程中,下地壳物质被抬升进入中地壳,从而造成中地壳速度偏高。