密集台阵背景噪声成像揭示郯庐断裂带潍坊段地壳浅层速度结构及变形特征

郯庐断裂带是中国东部最重要的一条走滑断裂带,历史上发生过多次破坏性大地震,而潍坊段（沂沭断裂带北部）有历史记录的地震较少,未来发生大地震的可能性尚不清楚.因此,研究潍坊段地壳浅层精细结构,将对该地区的地震危险性评估提供重要的参考模型,同时也将有助于深入了解郯庐断裂带潍坊段的动力学过程.我们利用302个短周期流动台站组成的密集台阵在2017年8—10月期间记录的垂向分量连续背景噪声数据,通过预处理、计算噪声互相关函数、手动提取频散曲线并进行质量控制,共得到17614条0.6~6 s周期的Rayleigh波相速度频散曲线.然后基于面波直接成像法反演了该区域地下0~7.5 km的三维各向同性和方位各向异性横波速度模型.研究结果显示,断裂带东边界条带状低速异常从近地表延续至地下4 km深度,表现出明显的高低速异常过渡的构造边界特征.地壳浅部的速度结构与地表构造单元一致性较好,其中凹陷区和隆起区分别显示低速和高速异常.0~4 km深度的快波方向主要为NNE向和NE向,且集中分布在低速异常区,可能与断裂带的左旋走滑有关.4~7.5 km深度,研究区出现大范围的NEE向和近EW向快波方向,可能与白垩世地壳NWW-SEE向伸展变形和现今华北地区最大主压应力场（NEE-SWW向和近EW向）的共同作用有关.潍坊凹陷处0~4 km呈现特殊的环绕凹陷边界的圆环状快波方向,可能与新生代岩浆活动形成的熔岩沿凹陷边界溢流和断裂带受EW向挤压作用而发生右行平移有关.     

青藏高原东北缘地壳P波速度结构及其对地壳变形研究的启示

青藏高原东北缘同鄂尔多斯块体及阿拉善块体过渡地区,也是南北地震带的北段;该区地震活动水平较高,是发生强震危险性较大的地区.鉴于该区特殊的构造环境和深部构造背景,本研究利用两条"十字交叉"的地震宽角反射/折射剖面进行相互约束,以更为精确地获得研究区各个块体及其耦合部位的深、浅部地壳速度结构特征,进而探讨历史强震区的深部孕震构造环境.文章对两条剖面获得的P波数据进行了资料处理和解释,采用地震射线走时正演构建了沿两条剖面的二维地壳速度结构模型.结果显示:两条剖面所穿过的不同块体速度结构、地壳内部界面形态及地壳厚度等存在较大差异.其中,沿兰州-惠安堡-榆林地震测深剖面(L1)的地壳厚度由鄂尔多斯块体西缘的43.0km向西加深至祁连块体的55.9km.同时,鄂尔多斯块体速度等值线横向变化平缓,地壳平均速度为6.30km s~(-1);而祁连块体和弧形构造区壳内结构变化较为剧烈,壳内平均速度低于鄂尔多斯块体0.10km s~(-1)左右.此外,祁连块体与弧形构造区上地壳存在不连续低速层(LVZ1和LVZ2),低于周围介质速度0.10～0.20km s~(-1);鄂尔多斯块体在L2(铜川-惠安堡-阿拉善左旗地震测深剖面)和L1剖面上平均地壳厚度基本一致,均在43.0km左右起伏变化,但沿L1剖面壳内界面、速度等值线平缓,显示稳定的克拉通式地壳结构特征,而沿L2剖面壳内速度等值线变化紊乱,显示鄂尔多斯块体壳内结构具有显著区域差异.贺兰山造山带和银川盆地地壳结构呈现"隆凹"起伏变化,表现出局部挤压变形特征,且在贺兰山中-下地壳存在高低速相间的低速层,低于周围介质速度0.15～0.25km s~(-1).阿拉善块体地壳厚度为49.0km左右,该块体上、中-下地壳层内速度等值线起伏形态差异较大.沿L1、L2地震测深剖面获得的复杂地壳速度结构特征揭示了不同地块的结构差异、相互耦合关系及历史强震区的速度结构,从而为进一步研究该区强震的孕育环境和机制提供了更为精确的地壳结构约束.     

马鞍山-铜陵-安庆长江沿线上地壳速度结构成像

利用安徽人工震源地下结构探测科学实验的三维高分辨探测数据,以及初至波走时成像技术,获得了沿长江一线上地壳速度结构的成像结果。结果显示,沿长江马鞍山-安庆,上地壳速度结构存在明显横向差异,沉积盖层厚度和浅表速度在该区呈现明显的隆升和坳陷相间的构造特征,显示了该区域中生代以来经历的隆升和伴随着岩浆活动的伸展作用。     

反射波走时高阶多项式拟合在三维地震透射中的应用

利用高阶多项式拟合的方法取代传统的T2-X2法进行反射波走时曲线拟合得到分层地壳中的走时残差,对其应用基于广义反演理论的速度层析成像技术,重建研究区台阵下方的上地壳三维速度结构图像.数值模拟和长白山天池火山三维地震透射速度层析成像都显示了该方法的有效性.     

天津地区上地壳构造及沧东断裂折射地震走时成像

采用初至波成像方法,对天津地区上地壳进行成像,获得了塘沽-武清地区上地壳P波速度精细结构,成像结果反映了沧县隆起两侧凹陷盆地不断拉张下沉的特征.基于Colin Zelt 提出的初至波成像方法,给出了一种判断隐伏断裂的成像方法,数值模拟和对沧东断裂的成像结果显示出该方法的有效性,同时也对沧东断裂进行了空间判断和分析.     

空气中声波在井下地震计记录强度的特征分析

基于理论地震图,分别探讨台站埋深、S波速度以及衰减结构对井下地震计噪声强度的影响,发现当台站深度小于参考深度即S波速度与声波速度相等的深度时,声波转换波/P波振幅比随深度变化较小;而当台站深度大于参考深度时,声波转换波/P波振幅比随深度指数下降。利用2015年天津爆炸事件在井下地震计记录的波形,分析井下地震计噪声强度的变化特征,其结果与基于理论地震图的结果一致。     

长江断裂带安徽段上地壳速度结构及基底特征

长江断裂带是中国东部构造体制转换的典型地区,具有断隆相间、"一盖多底"的构造特征,发育了大量金属矿区,精细的上地壳速度结构和基底图像对该区的成矿作用和构造演化研究具有较为重要的意义。文中以在长江航道内激发的大容量气枪作为震源获得的密集观测数据为基础,综合利用初至波走时成像、时间项和射线反演等方法,构建了长江断裂带安庆—马鞍山段的上地壳精细速度结构和基底结构。综合分析研究结果可知,长江断裂带的上地壳精细速度结构和结晶基底特征显示该区具有断隆相间的构造特征。怀宁盆地是该段上地壳最厚的区域,其基底埋深约4.5km。庐枞盆地的结晶基底埋深约为4.1km,沉积盖层呈明显的坳陷盆地形态,结晶基底及其下方存在相对高速的速度特征。长江断裂带在跨江处的上地壳存在明显的速度横向变化,显示了长江断裂带切断基底的断裂特征。长江断裂带安徽段基底最浅的区域为铜陵隆起区,埋深仅为2.2km,表明铜陵隆起区新生代以来经历了强烈的挤压作用。     

短周期密集台阵探测的应用进展

正近年来,基于噪声成像和密集台阵观测手段的发展是地震学研究技术和方法的重要变革,该方法已经成为地球深部精细结构探测研究中的重要手段。随着便携式一体化短周期地震仪改进和完善,该类型地震仪集成了数据采集器、单或三分量拾振器、大容量锂电池和GPS时钟等。相对于宽频带地震仪有价格优势,其体积较小非常便于野外施工,     

大容量气枪震源在陆内反射地震探测中的应用

为探索大容量气枪震源在陆内地壳结构反射地震探测中的应用前景,在安徽长江中下游池州一铜陵段完成气枪震源流动水体激发、岸上反射地震仪器接收的探测试验,获得测线下方反射地震数据剖面。结果显示：在研究区内大容量气枪震源激发的地震波信号具有传播距离远、穿透深度大等特点,在距炮点13km处获得清晰地震波初至起跳信号,纵向上双程走时...     

利用HVSR法探测渭河盆地浅部构造

利用渭河盆地眉县至扶风段地震测线的连续地震背景噪声数据,基于噪声水平和垂直向谱比（HVSR）法,得到各台站HVSR曲线;再通过频率与深度的转换关系,获得测线下方近地表第四系沉积层结构埋深。结果显示,盆地第四系沉积层厚度呈U型分布,由盆地两侧向中间腹部逐渐变厚,两侧厚度为100~400 m,中部厚度为400~600 m;沉积层深度剖面在距测线起点25 km和33 km处明显表现出沉积界面间断跳跃特征,该变化与岐山-马召断裂和扶风-乾县断裂在空间位置上有较好的一致性。