中朝地台东北缘地区的地震层析成像

根据中朝地台东北缘地区 (东经 1 1 7°0 0′— 1 2 6°0 0′ ,北纬 36°0 0′— 44°0 0′) 1 980— 1 997年的 380 0 0余条P波走时数据 ,利用正交投影法重建了该区地壳和上地幔的三维速度结构 .通过分析及同人工地震测深剖面的详细对比 ,证明了成像结果的可靠性 .结果表明 :中朝地台东北缘地区地壳上地幔介质存在显著的横向不均匀性 ,直至 1 2 0km深度处依然明显 ;地壳上部的速度图像清楚地反映了不同岩石单元的分布与该区不同性质的基岩分布基本吻合 ;从上、中地壳的速度图像中发现了研究区存在海城、朝阳、义县、丹东南、唐山等几个低速异常区(即速度逆反层区 ) ,其中海城、唐山、朝阳等地区的壳内低速层已由深地震测深资料所证实 ;研究区陆地发生的几次强震均发生于壳内低速层上方的高速脆性介质内 ,而渤海发生的强震 ,此现象不明显 ,但都发生于横向介质速度显著突变的位置 ;在地壳不同深度上发现了普兰店至山海关横跨渤海的北西向低速异常带 ;地震层析二维速度图像与深地震测深资料的对比表明 ,研究区利用地震层析成像技术 ,在一定条件下可以获得与人工地震测深相似的效果     

胶辽渤海地区地壳上地幔结构特征与介质的横向非均匀性

根据地球物理资料的综合研究和地壳上地幔速度地震层析成象结果,系统地阐述了胶辽渤海地区基底厚度、地壳厚度、岩石层厚度和壳－幔结构比Ｒ值分布特征及地壳上地幔介质的横向非均匀性。研究结果表明：胶辽渤海地区是一个以渤海湾为中心的上地幔隆起区、软流层隆起区和壳－幔结构比Ｒ高值分布区;该区地壳上地幔介质在不同深度均存在显著的横向非均匀性,并在海域周围的海城、唐山、朝阳、东沟等陆地地区存在明显的壳内低速逆反层。     

唐山及邻区双差层析成像研究

收集唐山及邻区2010—2018年76个固定地震台站的震相数据,采用双差层析成像的方法,联合反演了唐山及其邻区中上地壳的震源位置和P波三维速度结构。结果表明:在浅层研究区P波速度的变化特征与地表地质构造和活动断裂的展布具有较好的一致性。唐山断裂两侧速度差异明显,其附近P波速度结构横向不均性显著;中地壳存在明显的低速异常,推测可能与幔源物质侵入有关。重新定位后震中位置更加集中,M_L3.0以上地震主要位于P波高、低速变化较强烈的区域。     

安阳及邻区三维地壳速度结构研究

应用区域地震台网1985～2008年的地震到时资料,对安阳及邻区地壳三维速度结构和震源参数进行了联合反演,获得了该区地壳的三维速度结构图像.成像结果表明:研究区浅部地形速度分布特征为:凹陷盆地速度较低,山脉位于速度的过渡区,隆起区多位于高速区,速度横向分布差异较大;上、中地壳速度横向分布存在非均匀性,与区域构造分布特征...     

中国北部及其邻区地壳上地幔三维速度结构

本文利用中周期和长周期瑞利面波资料分别反演得到中国北部及其邻区的三维Ｓ波带度结构。结果表明，地壳中横向非均匀性非常明显，许多地区显示出构造活动的特征；上地幔速度结构的横向变化相对减小。研究区的地壳厚度从东向西逐渐增大，地壳平均速度分布的格局与地壳厚度分布大体一致。地壳厚度与地壳平均速度的空变带处与布格重力异常梯级带基本一致。从数据上看，地壳厚度远比地壳平均速度与布格重力异常的一致性程度高，因此可以     

芦山与汶川地震震区地壳上地幔结构及深部孕震环境

雅安芦山Mw6.6级地震,是汶川7.9级地震之后龙门山地区的又一次强震,给当地的社会经济发展和生态环境带来了巨大的破坏.本文借助全国地震台网连续波形数据,使用背景噪声层析成像方法和远震接收函数分析方法,获得了震区及其周边地区精细的S波速度结构和地壳厚度、泊松比分布情况,进而分析了龙门山断裂带及邻区深部孕震环境.研究结果发现:(1)龙门山断裂带两侧剪切波速度和地壳厚度有非常显著的差异;(2)芦山和汶川地震均位于地壳厚度和波速结构变化剧烈之处,断层的破裂面和余震的分布均处于地震波横向速度梯度和地壳厚度的横向梯度跳变的地区;地震深度处于从均匀波速结构向非均匀波速结构过渡区域;(3)汶川地震及其余震发生在泊松比较低的地区,而芦山地震及其余震发生在高泊松比的地区.我们推测,横向的显著速度变化,以及地壳厚度和地形高度的巨大差异所产生的重力势能等作用可能在一定程度上构造成了龙门山断裂系上大地震的孕震环境,而龙门山断裂带南北段岩石泊松比的差别,可能是导致汶川地震余震空间分布和芦山地震延后5年发生的原因.     

南北构造带及邻域地壳、岩石层速度结构特征研究

本文利用重力数据采用Parker-Oldenburg方法反演了南北构造带及邻域地区的地壳厚度,同时采用体波地震层析成像方法反演了研究区的地壳至上地幔的三维速度结构.根据计算结果对研究区的地壳及岩石层结构进行了探讨,力图揭示南北构造带及邻域地壳、岩石层变形特征,并且对青藏高原边缘活动带壳幔构造演化的深部成因、研究区的上地幔流变性及其动力学意义进行了相应的讨论.通过分析研究表明南北构造带地区为地壳厚度剧变区,西侧为地壳增厚区,东侧的鄂尔多斯、四川盆地为地壳稳定区,而再向东为地壳逐渐减薄区.中国岩石层减薄与增厚的边界基本被限定在大兴安岭—太行山—秦岭—大巴山—武陵山一带,这也是东部陆缘带和中部扬子、鄂尔多斯克拉通地区深部构造边界的分界线,其两侧不仅浅层地质构造存在较大的差异,上地幔深部的物性状态和热活动也明显不同,这说明研究区的岩石层和软流层结构以及深部物质的分布存在横向非均匀性.中部地区和青藏高原深部构造边界的分界线位于东经100°—102°左右.     

根据接收函数反演得到的首都圈地壳上地幔三维S波速度结构

利用2002~2003年中国地震局地质研究所台阵实验室以唐山大震区为中心布设的40个流动宽频带地震台站和首都圈数字台网的33个宽频带台站的远震数据,采用接收函数非线性反演方法得到其中72个宽频带台站下方60 km深度范围内的S波速度结构.根据得到的各台站下方地壳上地幔的S波速度结构,并综合刘启元等（1997）用接收函数非线性反演方法得到的延怀盆地15个宽频带流动台站下方的地壳上地幔S波速度结构模型,给出了39°N～41°N,114°E~119.5°E区域内沿不同走向、不同深度S波速度分布.由于综合了利用首都圈数字地震台网的宽频带台站以及流动地震台阵的观测数据,本文给出了较前人同类研究空间分辨率更好的结果.结果表明: (1)研究区的速度结构,特别是怀来以东的速度结构十分复杂.在10~20 km深度范围内,研究区地壳具有高速和低速异常块体的交错结构.研究区中上地壳速度结构主要被与张渤地震带大体重合的NW向高速条带和穿越唐山大震区的NE向高速条带所控制,而其中下地壳的速度结构主要为延怀—三河—唐山地区上地幔隆起所控制.(2)研究区内存在若干壳内S波低速体,它们主要分布在唐山,三河及延怀盆地等地区.在这些地区,壳内低速体伴随着壳幔界面的隆起和上地幔顶部速度结构的横向变化.(3)地表断层分布与地壳速度结构分区有较好的相关性,表明断层对不同块体有明显的控制作用.其中,宝坻断裂,香河断裂和唐山断裂均为超壳断裂.(4)首都圈内大地震的分布与壳内低速体及上地幔顶部的速度结构有密切关系.对于唐山大地震的成因,仅考虑板块作用引起的水平应力场是不够的,有必要充分重视由于上地幔变形引起的地壳垂直变形和上地幔物质侵入造成的热效应.     

中国大陆及邻区岩石圈三维流变结构

依据地震波速得到的上地幔温度和气象台站记录的地表温度为约束,结合地表热流和热导率观测数据,利用有限元方法计算了中国大陆及邻区岩石圈三维热结构.基于此温度结果和GPS观测得到的应变率数据,以滑动摩擦、脆性破裂和蠕变三种强度机制为约束,计算得到了中国大陆及邻区岩石圈三维流变结构.结果显示:弱强度和低等效黏滞性系数的下地壳在中国大陆及邻区普遍存在,并且下地壳的流变强度和等效黏滞性系数比上地壳和岩石圈地幔一般要低1~2个数量级;中国大陆范围内青藏高原存在着厚度最大、强度最低的下地壳;青藏高原的岩石圈强度和等效黏滞性系数比华北、华南和印度板块的都要低;岩石圈流变结构的横向分布特征与重力梯度带和地形过渡带比较一致.     

天山及其邻区地壳上地幔S波速度结构的接收函数与面波频散联合反演

根据天山及其邻近区域88个宽频带地震台站的接收函数和欧亚大陆的基阶瑞利波群速度图像,联合反演了这些台站下的地壳上地幔一维S波速度结构.在这些速度模型的基础上,利用线性各向同性变差克里金空间插值技术得到了该区域的地壳上地幔三维S波速度模型.通过在垂向不同深度上的切片和横向上剖面投影的方式,显示和分析了天山及其邻区地壳上地幔的剪切波速度特性与构造特性之间的关系.结果表明,天山及其邻区的地壳结构垂向上分为上、中、下3层,每层的界面大致位于20,40和50km,并且这些界面的起伏随不同块体的构造差异而变化.天山地区和塔里木盆地隆起区的上地壳表现为高速特征,而沉积盆地大部分地区和山前坳陷区的上地壳则表现为低速特征.东、西天山之间下地壳存在的近南北向低速带以及上地幔高速盖层在深度上的差异均说明东、西天山在构造活动和形变上有明显的差别,这种差别可能是由于印度板块与欧亚大陆的碰撞对它们产生的不同影响而造成的.     

青藏高原及其东部邻区的三维地震波速度结构与大陆碰撞模型

自从印度次大陆与欧亚大陆碰撞以来.印度的大量地壳物质向欧亚大陆的地壳和上地幔挤入.寻找这些物质储藏的处所是了解大陆碰撞过程的关键.利用地震波层折成像方法.研究三维地震波速的结构,可为发现青藏及其邻区地壳和上地幔的异常物质提供证据.本文引用并分析地震面波和体波的层析成像结果.提出印度次大陆向欧亚大陆挤入的新模式,它不仅符合地震波速度数据,而且也和地质及地球物理现象相匹配.印度次大陆向欧亚大陆挤入的新模式可归纳如下:(1)印度次大陆的地壳向青藏的下部地壳挤入,而不是向青藏的地壳底部或上地幔的软流层挤入;(2)增多的青藏下地壳物质沿破裂的地壳底面,向东部邻区(青川滇)的上地幔软流层下插;(3)青藏中部及川滇上地幔较轻的热物质分别自地壳底面涌入地壳中;上涌物质可以达到地表附近(青藏中部)或是达到25km 深度的中地壳(川滇).视不同地区条件的不同而异.地表的张性构造和热物质的上升有密切关系.      

中国及邻近地区地壳结构

利用中国及邻近地区数字地震台网提供的三分量地震波形记录，应用转换函数及快速模拟退火算法对中国及邻区61个地震站下的地壳横波速度结构进行了反演. 结合已发表的人工地震测深资料获得了该地区地壳厚度分布，为进一步揭示中国大陆的动力学演化过程、建立大陆动力学理论提供了可靠的地球物理证据. 结果表明中国及邻区地壳厚度分布的特点为从东到西逐渐增厚，可分为：地壳厚度缓变地区，如蒙古高原,华北，华中，华南，青藏高原内部；地壳厚度递变带，如沿大兴安岭—太行山—秦岭—大巴山—云贵高原一带；地壳厚度陡变带，主要为青藏高原边缘地区. 除青藏高原外，其他地壳厚度缓变区速度结构较简单，壳幔边界明显. 青藏高原及其南缘，台湾—菲律宾一带，台站下方速度结构复杂，反映了板块边界处构造活动、物质交换活跃，表明这些地区还未达到均衡.      

宁河—涿鹿剖面地震测深资料的再解释

为了确定唐山地震区的地壳速度结构,进一步研究地震成因和地震发生的规律,本文对穿过唐山地震区的宁河—涿鹿剖面的深地震测深资料进行了新的解释。在资料分析中,为了提高结果的精度而做了高程校正和沉积层校正,明确指出,在横向非均匀性显著的地区,资料的预处理有着重要的意义。本文利用理论地震图、射线追踪方法对该剖面资料进行了分析,最终的结果表明:整个测线的地壳结构可分为三种类型,各种类型的结构有着明显不同的差异和特征;唐山到北京之间的平原地区的莫霍界面的深度为33公里左右,平原区的莫霍面整体隆起的宽度为150公里;唐山地震区附近没有发现较厚的壳内低速层。     

新乡及邻区三维地壳速度结构

应用区域地震台网1981-2011年的地震到时资料,对新乡及邻区地壳三维速度结构和震源参数进行了联合反演,获得了该区地壳的三维速度结构图像.结果显示:0~4 km深度层位的速度分布基本反映出了研究区浅部地形的分布特征,凹陷盆地速度低,山脉位于速度的过渡区,隆起区多位于高速区,横向速度分布差异较大;其余各深度层速度横向分布存在非均匀性,与地形分布特征也存在着一定的联系;速度剖面整体显示区域地壳可以分为上、中、下三个分层,上地壳速度横向变化较小;中、下地壳的界面速度横向起伏变化较大,局部地区呈现上隆或凹陷状;根据速度的分布差异,以及所勾画的深部断裂的轮廓展布,对该区的深部构造有了较深认识:汤西断裂、汤东断裂显示错断较深,倾角较陡,有延伸到中地壳底部的趋势;郑州-开封断裂带、新乡-商丘断裂,与人工地震剖面相同位置处及地质剖面有着较好的对应.     

利用接收函数研究河北及邻区地壳厚度与泊松比分布特征

本文收集了河北及邻区174个宽频地震仪2007年1月到2011年12月记录到的全球范围内体波震级6.0级以上、共488个远震事件的波形资料。利用H-k叠加搜索方法得到河北及邻区143个台站下方接收函数、地壳厚度和泊松比值分布特征。结果表明,河北及邻区地壳厚度具有明显的分块特征并与区域构造背景有较好的相关性,泊松比值在0.25上下变化,与全球的泊松比估计值相当。河北及邻区地壳厚度以太行山山脉为界呈现出东薄西厚的特征并与地表地形起伏呈正相关;山西地震带南北地壳厚度存在明显差异,大同、宁武及安泽盆地地区泊松比值超过0.3;张-渤地震带地壳厚度由东至西逐渐增厚,泊松比值存在较强的横向变化。华北平原地震带呈现出的薄地壳和低泊松比值特征可能与华北克拉通拆沉作用相关联。     

中国及邻区Pn波速度结构成因探讨

在汪素云等利用全国地震台网资料所得结果的基础上, 补充了约5万条区域地震台网Pn波到时数据, 再次反演了中国及邻区Pn波速度横向变化和各向异性变化. 对比分析了研究区的地壳厚度分布、大地热流分布、新生代火山岩分布和高温、高压实验研究结果, 并探讨了中国及邻区Pn波速度结构的成因. 定量分析结果表明, Pn波速度与地壳厚度成正相关变化, 与大地热流成反相关变化. 根据Pn波速度随地壳厚度变化而估计的P波速度vP随压强p的变化率δvP/δp, 与(Matsushima和Akeni)由二辉橄榄岩包体的岩石实验所得结果非常接近. 在扣除了增厚地壳引起的压强增大对Pn波速度的可能影响后, 青藏高原地区的低Pn速度区更加显著. 低Pn速度区与新生代火山岩分布区有较好的一致性. 在几处波速各向异性显著的区域, 快波速方向与地壳最大主压应力方向和现代地壳运动方向一致, 可能与研究区上地幔顶部沿挤压方向的流动变形有关.     

青藏高原地区地壳升降运动的分析

通过青藏高原及其邻区地壳、上地幔三维S波速度的分布, 换算出不同深度的压强分布规律;结合岩石类型, 地震及地壳相对运动进行综合分析, 探讨青藏高原地区地壳上地幔结构, 并针对人们关注的问题(青藏高原隆起的驱动力是什么？它还会上升多高？它会不会突然下落？)做了讨论。      

利用接收函数研究河北及邻区地壳厚度与泊松比分布特征

本文收集了河北及邻区174个宽频带地震仪2007年1月至2011年12月记录到的全球范围内体波震级6.0以上、共488个远震波形资料。利用H-k叠加搜索方法得到河北及邻区143个台站下方接收函数、地壳厚度和泊松比值分布特征。结果表明,河北及邻区地壳厚度具有明显的分块特征并与区域构造背景有较好的相关性,泊松比值在0.25上下变化,与全球的泊松比估计值相当。河北及邻区地壳厚度以太行山山脉为界呈现出东薄西厚的特征并与地表地形起伏呈正相关;山西地震带南北地壳厚度存在明显差异,大同、宁武及安泽盆地地区泊松比值超过0.3;张—渤地震带的地壳厚度自东向西逐渐增厚,泊松比值则表现为相对较强的横向变化。华北平原带的薄地壳和低泊松比值特征可能与华北克拉通拆沉作用相关联。     

渤海水域居里面分析

本文用航磁资料根据B.K.Bhattacharyya教授提出的剩余异常谱分析的方法,计算了渤海水域的居里面。结果表明,渤海水域下面,地壳温度很高,有些地方居里等温面的深度只有12公里。这说明,许多学者根据渤海及周围地区的地质及地球物理资料,推测渤海是华北地区上地幔热物质上涌的高点是正确的。渤海凹陷及周边地区的高热流值(1.8—2.36)是有深部背景的。指出,地下热物质上涌及由于地壳不均匀性引起的温度场的水平梯度与华北地区的地震活动有密切的关系     

天然地震Lg波衰减研究进展及其在中国大陆地区的应用

品质因子Q值的大小用于描述地震波的衰减程度.Lg波Q值反映了地壳介质的非弹性衰减特征.Lg波的Q值与地壳的速度异常、断层/裂隙和孔隙水、热状态、构造活动历史等有一定的相关性.研究Lg波Q值的横向分布特征是考察地壳横向不均匀性的一种颇为有效的途径.本文简述了Q值的定义、地震波衰减的机制,Lg波震相的特性及其应用,重点阐述了单台法,双台法以及反双台法/反双事件法等Lg波Q值测定方法、适用条件及范围,分析了这些方法的优缺点,总结了中国大陆及其邻区的Lg波Q值成像的研究成果.