山西省部分台站下方S波速度结构研究及与地震关系探讨a

收集山西省数字台网记录的深源远震S波，采用S波理论波形拟合的方法，获得了山西省境内共6个台站下方的剪切波速度结构． 结果显示， 该省区域内地壳厚度普遍较厚，其中4个台站地壳厚度均在40 km以上；同时地壳均为高低速层相间结构，且不同地区的台站呈现不同的速度结构特征，同一构造区域周围的台站显示了区域相似的特点．最后，结合多次中小地震的优势深度层位，讨论了多震层与高低速层结构的相关性．      

河北省强震区内外深部S波速度结构特征研究

利用短周期记录的S波记录反演了沙城老震区及其邻区共3个台站下方的剪切波速度结构，并进行了对比分析。结合以前得到的邢台、唐山震区及其附近5个台站的速度结构，发现强震区具有几个大致相同的构造特征，即：（1）地壳厚度低于周围台站；（2）S波低速层速度低于周围地区，高低速层差异大；（3）具有较低的上地幔S波速度；（4）强震往往发生在低速层上面的高速层内或高低速层交界面上；（5）易震层往往是两个低速层夹持的高速层等，并对这种结构易于发震的机理给出了分析。总之强震的发生是与低速层紧密相磁的，而剪切波对于反映低速体构造非常敏感，因此S波速度结构研究对于揭示强震的深部构造背景，深入研究震源机制都是很有意义的。而且，强震我所共同具有的这种特征为我们今后强震危险区的划分和强震地点的预测提供了较为科学的依据。     

苏鲁地区剪切波速度结构研究及与地震关系探讨

利用S波纯波形拟合法以及T函数法反演了苏鲁地区壳幔剪切波速度结构,并利用长周期P波T函数反演得到了连云港和莱阳台下方800km深度的速度结构。结果显示:(1)苏鲁地区大部分台站地壳表层及上地壳浅部速度偏高,分别对应高压、超高压物质和古老基底出露地区;(2)沿郯庐断裂带分布的台站均显示明显低速层,并具有北浅南深的特点;(3)连云港和莱阳台超深度反演结果显示两台均在150km深度下出现高速层,反映扬子板块的俯冲深度为100km以下,俯冲板片厚度在100km以上;板片拆离下沉深度甚至达到300km或者更深;(4)地震深度分布与低速层关系密切,沿郯庐断裂和烟台—五莲断裂的中小地震震源深度都比较深,有的甚至达到地壳的底部,反映这两条断裂目前切割深度都比较大,而且地幔物质相对比较活跃。     

陕西省数字地震台下方壳幔速度结构研究

利用广义反、透射系数的传递矩阵计算理论地震图，用快速模拟退火法搜索最佳模型，通过与地震台站实际记录的P波波形进行拟合对比，反演了陕西省13个数字地震台下方的P波速度结构。台站分布区域涉及到秦岭造山带、渭河盆地及鄂尔多斯地台三个构造区域。结果显示，3个构造区的地下速度结构差异明显，呈现了各自的构造特点。其中秦岭造山带上地壳乃至地表速度高，中下地壳出现多个低速层，可能与岩石脱水、构造滑脱带等有关；渭河盆地内上中地壳高低速度层交替出现，反映了断层活动在浅部的影响；鄂尔多斯地台有部分台站保持稳定的匀速构造。反映了古老地台地层稳定发展的特性，部分台站受到后期改造，低速层位增多。因为变化剧烈的台站分布在盆地的南部和西部。而且震源机制解显示该区主应力场方向为近东西向，可以说秦岭北缘的断裂作用以及后来来自青藏高原的挤压应力是导致渭河盆地形成和发展的主要因素。最后我们讨论了速度结构与强震、地震分布以及不同构造演化的关系。     

华北地区地下介质波速比值(VP/VS)研究

文中利用分别独立反演得到的华北地区 16个台的S波和P波速度结构 ,计算了各台站下方分层速度结构各层的波速比值 ,发现在强震区的波速比总体上高于弱震区 ,且地壳中的一些低速层位会出现 >1 8的波速比值 ,而在弱震区或稳定块体内部 ,各层波速比一般都低于正常波速比 1 732 ,平均值甚至 <1 7;在过渡区域 ,如位于盆地边缘或稳定块体边缘的台站 ,其波速比值有高有低 ,一般情况下 >1 732。在此基础上 ,最后我们对位于不同地质构造体的台站下方的介质性质进行了讨论     

利用数字地震记录研究唐山震区台下的P、S波速度结构

直接采集数字地震记录的原始 P波、S波记录波形 ,与利用 Haskell矩阵传递方法得到的理论综合地震图进行对比 ,通过不断调整介质模型 ,最后得到台站下方的体波速度结构模型 ,此方法中得到的 S波速度结构不同于通过其他波形转换而来的结果 ,而是同 P波一样从原始波形拟合而来 ,同时获得地震台下方 P、S速度介质模型 ,这为我们讨论地下介质的性质提供了更多的信息。数字地震波形资料取自于唐山市遥测地震台网陡河和滦县的短周期地震记录 ,共选用了震中距范围为 30～ 60°、震源深度为 1 0 0～ 60 0 km的 5个不同地点的深源远震记录资料。结果表明 ,台站下方的纵波和横波速度分层结构相当吻合 ,说明拟合结果相当可靠。两个台站下的地壳厚度均为 38km,速度结构在 1 3km的低速层处出现差异 ,滦县的低速层比陡河要更厚一些。两个台站的地壳速度结构都是高低相同 ,而且陡河的高低差异较滦县更为显著。唐山震区滦县部分的震源比陡河附近的浅 ,而 1 976年唐山 7.8级地震发生在陡河附近 ,可见地震的发生与壳内低速层的差异幅度有关。从泊松比高值来看 ,地幔顶部存在低速层 ,该区域是地幔上隆区 ,可能有部分熔融     

太行山构造带壳幔结构分段性特征

分别利用纯S波波形反演和T函数法计算了太行山构造带及其邻近地区100km以上的壳幔剪切波速度结构,结果显示太行山构造带在南、中、北段的壳幔结构存在明显差异。南段邢台邯郸地区地壳中比较突出的特点是下地壳存在一个厚度近10km的低速层;中段石家庄—保定地区靠近山脉的各台地壳结构相对比较稳定,越向盆地区发展,结构愈加复杂化;北段到达北京地区,由于该区是太行山与燕山构造带的交汇地区,中下地壳出现薄高低速转换层位,呈现不稳定状态。沿太行山构造带东缘是地震活动带-河北平原地震带,通过对比速度结构与地震空间分布,发现不同区段小震分布特点与地下低速或不稳定结构关系密切。结合该区域上地幔速度结构特征,认为太行山中段与华北地区中新生代以来的岩石圈大规模减薄运动关系密切,而南北两段当前地幔物质比较活跃,构造运动相对更为强烈。     

长白山-镜泊湖火山区地壳结构接收函数研究

利用71个远震的波形资料,用接收函数方法提取了布设在长白山—镜泊湖火山区的34个宽频带流动数字地震台站的接收函数,通过对接收函数反演,获得了台站下方的S波速度结构.研究结果表明,沈阳—敦化一线莫霍面深度32～33km,向西地壳厚度加厚,到长春附近地壳厚度约为36km.在天池火山口莫霍面深度为达38km,而镜泊湖火山口森林的莫霍面深度约为39km.总体看研究区的地壳厚度是南浅北深.长白山天池火山口附近地下10km左右有一明显的低速层存在;镜泊湖火山口森林附近30km也可能有低速体存在;研究发现莫霍面上S波速度梯度在火山口附近和远离火山口有明显区别.在火山口附近其莫霍面的S波速度梯度比非火山口地区的S波速度梯度明显小,说明火山口下与一般的地壳莫霍面结构有差别.研究发现沈阳—敦化一线两侧的莫霍面深度有较大变化,其位置与地表的敦化—密山断裂基本一致,说明敦化—密山断裂是研究区的一条非常重要的地质构造带.     

A PRELIMINARY STUDY ON UPPER CRUSTAL VELOCITY STRUCTURE IN THE THREE GORGES RESERVOIR AREA

In this paper, using the double difference tomography method, the P wave and S wave velocity structures of the earth's crust beneath the Three Gorges Reservoir are inversed based on the high-resolution seismic data of seismological stations recorded from March 2009 to December 2010. According to the research results, the P wave and S wave crust velocity zones in the Three Gorges Reservoir area show a high V_P value area and a V_S value area with value low in the lower part and high in the upper part, distributing respectively at both sides of Shennongxi River to western Xietan in the north of Badong and near the outlet of the Xiangxi River at the northern section on Xiannvshan Fault. In the region from the two sides of Shennong River in the north of Badong to the western Xietan, microseisms are distributed in three zones in near east-west direction, with steep and north-dipping sections, spreading along the high-to-low velocity transition zone of the P and S wave. On the northern section of Xiannvshan Fault, small earthquakes are distributed along the NNW-trending Xiannvshan Fault, and the geological section reveals a steep and linear distribution along the transitional zone between the high V_P value area and the V_S value that is low in the upper and high in the lower part. Joint inversion results show a good consistency of the planes of the microseisms with the distribution of active faults.     

福州-泉州-汕头地区地壳结构的爆炸地震研究

本文根据1982和1985年在福州-泉州-汕头地区的人工爆炸地震测深资料,分析了震相特征,共识别到九个波组:P₁、P_g、P_g^′、P₃^°、P₄（P₄^°）、P₅^°、P_n（P_n^°）、P₇^*及S波组。通过对波的走时反演、正演拟合、理论地震图和射线追踪方法反复计算,得到了该区地壳与上地幔结构模型。结果表明,该区具有大陆地壳向海洋地壳过渡的边缘地区结构特征。地壳P波速度6.30km/s,莫霍面速度7.90km/s,地壳厚度30km,由三层构成,厚度分别为3km、15km和12km。在中地壳存在一层速度为5.50-5.90km/s、厚度为3.0-4.0km的低速层,低速层分布与温泉出露有密切的关系。在下地壳下部有一数公里厚的高速致密的壳-幔混合物层,其形成原因是由于上地幔物质上涌并迁移到下地壳的结果。此外,还讨论了莫霍面结构,界面起伏和断裂展布概况。     

长白山火山区壳幔S波速度结构研究

利用面波层析成像和远震接收函数方法对长白山地区的地壳上地幔速度结构进行了研究。结果表明:长白山火山区附近存在岩石圈减薄、上地幔软流圈增厚以及上地幔S波速度降低等与上地幔高温物质有关的现象,它表明长白山的岩浆系统一直延伸到上地幔软流圈范围。天池火山区地壳内部存在明显的S波低速层,在离天池火山口较近的WQD台附近,低速层顶部埋深约8km,厚度近20km,S波最小速度约2.2km/s。在距离天池火山北部50km的EDO台地壳中没有明显的低速层。火山区S波速度结构总体表现出距离天池越近,地壳的V_P/V_S越大,低速层的厚度和幅度增加的特征,表明天池火山口附近地壳内部存在高温物质或岩浆囊。CBS台站不同方位的接收函数及反演结果表明,地表低速层厚度以及莫霍面深度存在随方位的变化。地表低速层在南部方向明显较厚,莫霍面深度在南部天池火山口方向存在小幅度抬升。CBS台站附近特殊的近地表速度结构可能是该台站记录的火山地震波形主频较低的主要因素。天池火山口附近莫霍面的小幅度抬升意味着存在与火山作用有关的壳幔物质交换通道     

华北地区地壳上地幔P波速度结构

本文利用近震体波资料,研究了华北地区地壳和上地幔P波速度结构。根据华北地区的大地构造特征,分四个区域研究。结果表明,各区之间P波速度结构存在明显差异,在较活动地区壳内和地幔顶部均有低速层存在,而稳定地区则没有,作者认为,这种横向不均匀性和低速层的存在可能是构造活动区的最主要的特征。     

利用纯S波输入研究地震台站下方的横波速度结构

震中距在50°左右的深源远震,直达波S波震相波列可以与其他震相波列分离. 在层状介质中,本文通过传播矩阵方法得到由S波从台下底层输入获得地面理论地震图的新方法,并由此拟合了河北省两个地震台短周期S波记录,获得台站下方横波速度结构. 结果表明,红山台下13km和24km左右有S波低速层存在,地壳厚度为33.km;涉县台下18km和30km左右有S波低速层存在. 红山台下S波差异显著的2个低速层夹持的高速层、较薄地壳及上地幔顶部低S波速度结构,与166年邢台大地震有关. 考虑到S波速度对部分熔融体的敏感性,认为地壳S波速度结构可作为揭示强震深部背景的依据之一.     

云南地区地壳中上部横波速度结构研究

根据云南地区的基阶瑞利波相速度频散资料，用面波层析成像方法反演得到该区域中上地壳S波速度结构. 给出了研究区域内在4个深度上的S波速度水平分布图像和沿100.5°E、24°N、25°N、26°N及27°N的S波速度-深度剖面图. 结果表明：在小江断裂与红河断裂围成的川滇菱形块体内，26～30km深度处的速度明显低于周边地区，其南段从地表到15km深度均为明显的低速区域. 云南地区的强震（M＞6.0）震中位置与S波速度分布图像具有明显的相关性，主要分布于高速与低速的过渡区域.     

S-wave velocity structure beneath Changbaishan volcano inferred from receiver function

The S wave velocity structure in Changbaishan volcanic region was obtained from teleseismic receiver func-tion modeling. The results show that there exist distinct low velocity layers in crust in volcano area. Beneath WQD station near to the Tianchi caldera the low velocity layer at 8 km depth is 20 km thick with the lowest S-wave velocity about 2.2 km/s. At EDO station located 50 km north of Tianchi caldera,no obvious crustal low velocity layer is detected. In the volcanic re-gion,the thickness of crustal ...     

青藏高原地震波三维速度结构的研究

根据青藏高原及其邻区的模拟地震台站和宽频带数字地震记录资料,采用区域体波层析成你和瑞利面波层析成像,反演得到了青藏高原地区的三维地震波速度结构。两种层析成像方法得到的地壳上地幔P波和S波速度结构的结果非常相似,它们显示,青藏高原南部的拉萨块体的上地壳存在明显的低速区,青藏高原北部的羌塘地区的下地壳和上地幔顶部相对速度较低。这些结果与青藏高原南、北部处于碰撞过程中的不同阶段有关。     

Research on the 3—D Seismic Structures in Qinghai—Xizang Plateau

Based on the recording data from the analogue and broadband digital seismic stations in and around Qinghai-Xizang (Tibet)Platean,the three dimensiomal 3-D) seismic velocity stroctures in Qinghai-Xizang Plateau were obtained by using the regional body wave tomography and surface wave tomography.The results from these two tomography methods have similar characteristics for P-and S-wave velocity structures in crust and upper mantle.They show that there are remarkahle low velocity zones in the upper crust of L hasa block in the southern Qinghai-Xizang Plateau and the lower crust and upper mantle of Qiangtang block in the northern Qinghai-Xizang Plateau.These phenomena may be related to the different steps of collision process in southern and northern Qinghai-Xizang Plateau.     

河南及邻区瑞利波群速度噪声层析成像

本文选取河南及邻区39个宽频带和甚宽频带地震台站记录的2014年1月～2015年12月垂直分量的连续波形资料,通过波形互相关和叠加运算得到台站间的经验格林函数,并用时频分析方法提取了498条瑞利波群速度频散曲线,进而采用噪声层析成像方法反演获得了河南及邻区8～25s的瑞利波群速度分布图像。结果表明,8s周期的群速度分布与地表构造特征密切相关,平原地区表现为低速异常,而基岩出露的山区呈现为高速异常;14s、20s周期的群速度在山区表现的高速异常与8s相似,说明中上地壳与地壳浅部结构有一定的相关性和继承性;8～20s周期的群速度在华北平原地区存在低速异常范围随周期增加而减小的现象。华北平原地区在下地壳表现出的低速异常,可能与大陆地壳减薄有关。大致以太行-武陵重力梯度带为界,下地壳表现出的西部低速、东部至研究区中部高速异常差异,体现了地壳东薄西厚的结构特征。     

云南数字地震台站下方的S波速度结构研究

通过对云南数字地震台站的宽频带远震接收函数反演，获得了云南地区数字地震台站下方0-0km深度范围的S波速度结构.结果表明，云南地区地壳厚度变化剧烈，中甸、丽江等西北部地区，地壳厚度达62km左右，景洪、思茅和沧源等南部地区，地壳厚度仅为32-34km.厚地壳从西北部向东南方向伸展，厚度和范围逐渐减小，至通海一带地壳厚度减为42km，其形态和范围与小江断裂和元江断裂围成的川滇菱形块体相一致.地壳厚度较小的东、南部地区Moho面速度界面明显；在地壳厚度较大或变化剧烈的地区，Moho面大多表现为S波速度的高梯度带.云南地区S波速度结构具有很强的横向不均匀性.km深度以上，北部地区S波速度明显低于南部地区，在-20km深度范围内，北部地区的S波速度比南部地区高.地壳内部S波速度界面的连续性较差，低速层的深度和范围不一，近一半的台站下方不存在明显的低速层.受南部地区上地幔的影响，40-50km深度范围内，S波速度南部高、北部低，高速区随深度增加逐渐向北推移，低速异常区形态与川滇菱形块体的形态趋向一致.70-80km深度的上地幔速度分布与云南地区大震分布具有一定的相关性.     

Inversion of Q value structure beneath the Tibet Plateau

A total of 11 earthquakes with 15 Rayleigh wave paths, recorded at 11 broadband digital PASSCAL seismometers installed in the Tibet Plateau by the Sino-U.S. joint research group, were used to determine the phase velocity and attenuation coefficient of surface waves in periods of 10–130 s. The average shear wave velocity and quality factor {ie271-1} structures in the crust and upper mantle were obtained in this region. The result shows the average {ie271-2} is low and there exists a high attenuation ({ie271-3}=93–141) layer in the crust. The depth range of the low {ie271-4} value layer (16–42 km) is consistent with the range of low velocity layer (21–51 km) in the crust. Below 63 km in the lower crust, {ie271-5} decreases with depth from 114 to 34 at depth of 180 km. The low shear wave velocity and low value of {ie271-6} at the same depth range in the crust indicate that the rocks in the range is probably melted or partially melted. According to the shear wave velocity structure, the average thickness of the crust is about 71 km and a clear velocity discontiniuty appears at the depth of 51 km. The low-velocity zone (4. 26 km/s) at depth of 96–180 km may be corresponding to the asthenosphere. Contribution No. 96A0047, Institute of Geophysics, SSB, China. This study was supported by the National Natural Science Foundation of China.