利用地震成像技术研究我国首个国际认可的陨石坑

20世纪80年代起,辽宁省岫岩县境内的一个环形构造由中国科学家从地质、地球化学推断为陨石撞击坑,后经地质钻探进行了证实.但该环形构造的深部整体特征仍有待用地震勘探方法来确认.为了对该环形构造的深部有个整体认识,利用三维地震成像方法首次对岫岩坑的地震波折射数据进行了研究,获得了该坑的三维速度结构.结果表明:该撞击坑从地表到深度100 m的速度层对应坑内上部107 m厚的湖泊相沉积物,深度100 m到300 m的速度层对应坑内下部厚度为188 m的角砾岩堆积透镜体.大约250 m深处的波阻抗界面与地质钻孔的260 m深处的陨石冲击分界面相对应.深度300 m到650 m的低速度层可能对应角砾岩堆积透镜体下面的下元古界变质岩系的程度较低的撞击裂隙层.坑中心深度约700 m周围以及向下出现的7.0 km/s以上的高波速可能是陨石撞击时所产生的高温高压使表层岩石达到熔融状态,改变了围岩的性质,致使围岩速度升高.     

岫岩陨石坑的成坑过程与形貌特征研究

利用陨石撞击形态学理论与撞击推演模型,基于遥感影像、数字高程模型,钻孔资料,区域地质图与野外观测等多元数据,对岫岩陨石坑的撞击形成过程与形貌特征等进行了研究.模拟计算表明,岫岩陨石坑撞击成坑瞬时直径为(1406±12)m,瞬时坑深为(497±4)m;撞击完成后最终坑的直径约为(1758±15)m,坑深为(374.5±3.5)m,角砾岩堆积透镜体厚度为(188.5±0.5)m,与前人钻孔揭示的数据基本一致.初步估算出形成岫岩陨石坑的陨石直径:若为铁陨石,直径为55 m左右;若为石陨石,直径为115 m左右.基于数字高程模型数据揭示了岫岩陨石坑的侵蚀与退化特征:坑深/坑径的比值为0.143,与Meteor撞击坑的特征值相似,从而定量地刻画了该坑属于简单坑的特征;坑缘轮廓的圆度值为0.884,表明该坑已受到了一定程度的风化与侵蚀作用.高分辨率SPOT彩色影像解译得到岫岩陨石坑坑内裂隙分布特征,放射状裂隙在NW-SE和WNW-ESE方位上表现出优选性,裂隙控制坑内水系的发育与演化.     

横向非均匀介质Q值层析成像方法、软件及应用

Q值结构对了解地壳的非弹性性质、地壳内部构造、热活动状态、地壳介质非均匀性以及断层分布有着非常重要的意义。编写了基于吸收特征时间t*的二维横向非均匀Q值层析成像人机交互软件,可以方便快捷地计算深地震测深资料的振幅谱并通过拟合振幅谱得到反映地震波衰减的t*。利用t*通过二维Q值层析成像方法得到Q值结构。实际观测资料处理结果表明,文中给出的方法和软件是有效且可行的。     

岫岩陨石撞击坑结构高精度地震探测研究

我国的岫岩陨石撞击坑位于辽东半岛北部低山丘陵地区,直径1.8 km,保存完好,已被多方面的证据证实为陨石撞击坑.陨石的撞击和此后的沉积作用在坑内形成了特殊的地球物理场,使坑内与坑外的介质在速度、密度等方面存在差异.本次通过采用反射和折射地震相结合的探测方法,利用陨石撞击所形成的岩石的地震波速度和波阻抗差异,获得了陨石坑...     

拜城—大柴旦剖面的上地壳Q值结构

利用横跨塔里木盆地、阿尔金造山带和柴达木盆地的拜城—大柴旦综合地球物理剖面的人工地震宽角反射/折射资料，对拜城—大柴旦剖面研究区上地壳的Q值结构进行了反演. 结果表明，研究区上地壳的Q值结构具有明显的分层性，Q值随深度的加大而增大；横向对应的不同地质构造单元的Q值具有不同的分布特点. 塔里木盆地的上地壳具有稳定的Q值结构，但盆地北缘（特别是库车坳陷）的Q值比南缘的低，表明北缘的介质比较破碎. 这可能与盆地北缘活跃的构造特征与巨大的沉积厚度有关，是引起盆地南北两侧地震活动性差异（北缘强，南缘弱）的重要原因之一. 阿尔金造山带上地壳的平均Q值较高（约500），这可能由于结晶基底埋藏较浅，基岩出露，因此地震波在此处传播能量衰减较慢所致. 柴达木盆地西半部分上地壳的Q值除了表层的（厚1.0～2.0km）较高外，其余各层的Q值与塔里木盆地中部的相当（平均约400），显示了与塔里木盆地相似的稳定构造.     

地震走时层析成像方法及在陨石坑探测中的应用

地震走时层析成像是地球物理反演中成熟的方法之一,已在许多领域得到广泛应用,并取得了良好的效果。本文介绍的地震层析成像方法包括模型参数化、射线追踪和理论走时计算、非线性方程组的线性化、线性化方程组的求解以及解的评价。观测数据使用了中国地震局地球物理勘探中心在岫岩陨石坑取得的浅层地震折射资料,反演得到两条近垂直交叉剖面的P波速度结构。结果表明,该坑为一简单坑,直接撞击形成的区域为直径约1．8km、深度约700m的坑体;坑中心深度约700m周围以及向下出现的7．0km／s以上的高波速可能是陨石撞击时所产生的高温高压使表层岩石达到熔融状态,改变了围岩的性质,致使围岩速度升高。     

岫岩陨石撞击坑的速度结构和抗震性能分析

岫岩陨石撞击坑位于辽东半岛北部低山丘陵地区,直径1.8km,保存完好。由于陨石的撞击和此后的沉积作用在坑内形成了特殊的地貌、地质和地球物理环境,使坑内与坑外的介质在速度方面存在差异,尤其是湖相沉积的软弱淤泥层使得坑底上建造的房屋就像躺在一张巨大的海绵垫上一样,使人们常常感到有微震发生,表明坑底的软弱地层对地面的震动产生了放大作用,严重地影响了地基的稳定性,从而影响到地面建筑物的抗震性能。本文采用高分辨折射探测方法,获得了陨石坑内的速度结构和软弱地层的分布,分析了陨石坑地基的抗震性能,为坑内地基和地面建筑物的地震危险性评价提供了可靠的基础资料。     

新疆伽师地震区三维Qem>值结构

利用中国地震局地球物理勘探中心1998年在伽师地震区记录的天然地震资料，通过地震记录波形资料的衰减来反演伽师地震区地壳介质的三维Ｓ波Q值结构，并初步了解该地震区内地壳深部断层的大致形态．首先，对精选的450多次地震记录的Ｓ波求出其振幅谱，称为观测振幅谱；然后，假设震源符合布伦圆盘位错模式，在对仪器和场地效应校正之后，用非线性阻尼最小二乘法对理论振幅谱和观测振幅谱进行拟合，从而得到观测吸收特征时间；最后，利用三维射线追踪方法，对理论吸收特征时间与观测吸收特征时间进行非线性阻尼最小二乘拟合．在拟合过程中，速度模型保持不变．速度模型是通过三维走时层析成像得到的，只修改Q值模型，当拟合达到给定精度后，便得到最终的Q值模型．结果表明，在10～18ｋｍ 的深度范围内，存在一个北东向的低Q值条带；在12～18ｋｍ 的深度范围内，存在一个北西向的低Q值条带．这与他人所做的北东向、北西向的两个低速条带较接近．不同的是，低Q值条带深度范围比低速带的更大一些．      

Lg尾波Qem0sub值与中国大陆及邻区的地质构造关系

利用中国大陆45个宽频带数字地震台站的432条垂直向地震记录， 采用叠加频谱比值法计算单台Lg尾波Q0 (1 Hz的Q值) 及eta;值. 利用层析成像方法反演得到中国大陆及邻区(70deg;~135deg;E, 20deg;~50deg;N)Lg尾波Q0及eta;值的横向变化图象. 结果表明，中国大陆及邻区Q0值主要在150~600之间. 其中川滇及缅甸西北部地区的Q0值最低(240). 该地区地壳有复杂的断裂破碎构造及强烈的水热活动. 最高Q0值(Q0510)区主要位于蒙古高原南部、阿拉善、鄂尔多斯块体交界. 其频率依赖eta;值在0.45~0.75之间变化.      

论用球谐函数拟合地幔地震波品质因数Q值空间分布

本文引用S.J.Duda所导出的吸收特征时间t~*与震中距离△的关系,由地震台网观测的地震波振幅A和周期T,求得观测的t_0~*,及t_0~*～△的关系函数,用以拟合不同周期范围地震波品质因数Q 值随深度的分布Q(h),从而计算理论的t~*,再由t~*的残差δt~*与δQ 的关系参照A.M.Dzjewonskj 拟合地幔地震波速度三维分布的方法运用球谐函数的关系拟合地幔地震波品质因数Q 值的三维空间分布。     

Cratering process and morphological features of the Xiuyan impact crater in Northeast China

By using crater impact morphological theory and mathematics modeling,the paper studies the cratering process and morphological features of the Xiuyan Crater in Northeast China based on remote sensing imagery,digital elevation model(DEM)and drilling and measuring data.The results show that:1)Simulated calculation indicates the diameter of the transient crater was1406±12 m and the depth was 497±4 m.The diameter of the final crater was 1758±15 m and the depth was 374.5±3.5 m;the thickness of the breccia lens was 188.5±0.5 m.The data is basically the same as previous drilling data.2)Preliminary determination of the size of Xiuyan impactor:The diameter at about 55 m for an iron meteorite,and about 115 m for a stony meteorite.3)The depth-to-diameter ratio is 0.143,similar to the typical simple crater.The circularity index of the Xiuyan Crater is0.884,indicating erosion and degradation.4)The distribution pattern of radial fractures has priority in NW-SE and WNW-ESE and these fractures control the development and evolution of drainage inside the crater.     

长白山天池火山区上地壳Q值结构

同天然地震资料相比，人工地震剖面观测资料具有震源球对称且位置已知，观测点位密集、震源和观测点呈直线排列、速度结构已知等突出优点。本文提出了一种利用人工地震振幅资料反演分层介质中Q值的新方法。在利用该方法得到Q值深度函数的基础上，综合各炮点的结果，可研究Q值沿剖面的横向变化。利用上述方法计算了长白山L1剖面上地壳的Q值值结构。发现长白山天池火山区下方Q值明显低于邻近地区，该区域位于天池地区壳内低速异常体的上部，对应于已往的火山喷发通道。     

Evidence of the impacting body of the Ries crater — the discovery of Fe-Cr-Ni veinlets below the crater bottom

Fe-Cr-Ni particles and veinlets have been discovered in the top 15 m of the compressed zone with abundant shatter cones below the bottom of the Ries crater. The metallic particles are less than a few microns across. They occur in various minerals along healed intergranular and locally in intragranular microfractures in quartz diorite, amphibolite and chloritized granite of the basement crystalline rocks.The particles consist of major Fe, Cr, and Ni with minor Si and Ca. Origin due to contamination is absolutely ruled out. We believe that these Fe-Cr-Ni particles are probably condensed from the vaporized impacting body which produced the Ries crater. These particles were injected with high velocity into microfractures near the top of the compressed zone, implanted in and across various minerals before these microfractures were resealed. The presence of Si and Ca as well as the fact that the Cr content is nearly twice that of Ni, led us to conclude that the Ries impacting body is very likely not an iron meteorite but a stony meteorite.     

Earthquake-Generating Structure During the Period of the 1992 Sichuan Lima Earthquake Sequence

In this paper,a test or alternative scheme for studying large earthquake sequences through the study of small earthquake sequences is suggested,and a small earthquake sequence,the Lima earthquake sequence for which analogue records have been turned into digital data,is used here.In order to provide the deep construction background and the spatial distribution of structure for generating earthquakes,the P-wave and S-wave layered velocity models in this area are obtained by using mine explosion and earthquake observed records; then,the hypocenter locations and focal depths of the Lima earthquake sequence are determined adopting the velocity models given above and using a location method with numerical properties for a microseismic monitoring network(Zhao et al.,1994)and a new method for determining focal depth from data of a local seismographic network(Zhao,1992); finally,based on this,the variation of quality factor Q of the crustal medium during the period of the sequence is estimated.The obtained resul     

利用天然地震研究蒙城地震台区域范围内介质的品质因子Q值

基于单次散射模型的尾波功率谱分析法,利用安徽省蒙城区域数字地震台1999年12月30日记录震中距35 km,M_S 4.1地震波形资料计算蒙城地震台周边半径约55 km范围内区域地球介质不同频率的Q值,发现0.5—20 Hz频率范围内,Q值随频率的变化关系近似服从幂函数关系Q_c=Q_0f~η,Q_0为1 Hz时的Q值,即Q_c=27.04f~(0.9952±0.0004),其中Q值在13—533范围内,平均值为273,η值在0.9952±0.004。结果表明,蒙城地震台附近范围内Q值具有较强的频域依赖性,与他人研究求得的Q作比较,平均值结果接近该Q值可以较好反映当地地球介质的品质因子;给出当地地震波传播介质的平均自由程为15 km,探讨介质的品质因子Q(Q_c)值的物理意义及应用,对研究本地区的地震活动习性及震后趋势预测具有重要意义。     

中国东西剖面的地壳 Q 结构研究

本文利用地震面波和体波的资料推断了一条横跨中国东西部剖面的地壳Q结构,并具体分析了中国大陆地台、山前皱褶带、高原和内陆盆地等几个典型构造单元内介质速度与吸收的特点。指出该剖面地壳的Q结构在深度上基本可以划分成上中下三层,其Q_β值分别为(100—300)、(200—550)和(30—190),它可能反映着地壳由弱固结层到低温低压的脆性层和高温高压的韧性层的变化,在横向构造上,以南北构造带为界分成东西两大部分。青藏高原的Q结构具有一定的特殊性。该东西剖面内中下层地壳Q值系统性偏低,这可能是中国地壳的一个普遍现象,在一定程度上反映着上地慢热活动的直接影响。该区震源深度的分布同地壳Q结构表现有良好的相关性,在东部地区绝大多数的构造地震发生在Q值较大的地壳中部层位内。作者由此推断,地壳中大多数的断层是自地表延续到中地壳附近,并认为温度较低、岩石较硬和岩体内有一定的断裂切割是地震易于发生的深部条件。     

Anelastic structure of the upper mantle beneath the northern Philippine Sea

We investigated the upper mantle anelastic structure beneath the northern Philippine Sea region, including the Izu-Bonin subduction zone and the Shikoku Basin. We used regional waveform data from 69 events in the Pacific and the Philippine Sea slabs, recorded on F-net and J-array network broadband stations in western Japan. Using the S–P phase pair method, we obtained differential attenuation factors, δt^*, which represent the relative whole path Q. We conducted a tomographic inversion using 978 δt^* values to invert for a fine-scale (50–100 km) three-dimensional anelastic structure.

The results shows two high-Q regions (Q_P>1000) which are consistent with the locations of the Pacific and the Philippine Sea slabs. Also there is a low-Q (Q_P110) area extending to the deeper parts (350–400 km) of the model just beneath the old spreading center and the Kinan Seamount Chain in the Shikoku Basin. A small depth dependence of the laterally averaged Q_P was found, with values of 266 (0–250 km), 301 (250–400 km), and 413 (400–500 km).     

2013年吉林前郭5.8级震群地震序列尾波Q值研究

挑选出2013年10月31日至12月31日前郭地区发生的58次M1.0以上地震事件,基于Sato的单次散射模型分别计算了长岭台、松原台和乾安台的尾波Q值,获得了3个台尾波Q值与频率的依赖关系,分别为：Qc=33.65f^0.9782、Qc=33.00f^0.9104、Qc=33.46f^1.0299。初步认为研究区内的Q值在2~18Hz范围内与频率有显著的相关性,研究区内的低Q值现象与该区地质构造、地震活动性形成了较好的一致性。