贵州西部多流域水库区地壳三维速度结构

使用基于机器学习构建的贵州西部多流域水库区地震目录和震相报告,采用波速比一致性约束的双差层析成像方法联合反演得到了该地区的地震位置和三维v_p、v_s、v_p/v_s结构。结果显示,研究区内的地壳速度结构具有明显的不均匀性,不同大地构造变形分区展现出不同的速度结构特征。在10km以上深度,横穿黔西中部NW向的威宁构造变形区显示出显著的低速异常条带,揭示了威宁—水城深大断裂带的影响深度和范围。受库区岩性和流体渗透的影响,0km深度的速度结构显示普遍的低波速和高波速比特征,包括夹岩、平寨、光照和马马崖水库区域。重定位后,地震的空间分布勾勒出大量隐伏断层的几何展布特征,结合三维速度结构,推测该区域的地震活动与水库周围的断层活化有关。     

帕米尔及邻区地壳上地幔P波三维速度结构的研究

研究了帕米尔及邻区(65°E-80°E,30°N-45°N,深度0-2km)的P波三维速度结构. 所使用的59054条初至P波到时数据取自ISC的73个台站对5402个地震的记录报告,这些地震和台站都在研究区内. 以水平面上1°×1°和不等的深度间隔(随深度在20-90km之间变化)划分网格并设置初始三维速度模型,用近似弯曲快速射线追踪方法计算走时和射线路径,用LSQR方法进行反演. 反演结果的分辨率用检验板方法进行了讨论,并引入了定量描述还原程度质量的两个参数. 初步结果表明:(1)天山山脉的km深度处,在东部和西部各有一个明显高速区,而在74°E、41°N附近的低速区可能与天山地表大断层在该处被大幅错开相关. 在75°E附近的天山山脉下,波速在40-60km深度偏高,而在60-90km深度(或更深)又偏低,反映了天山下方构造和物性的复杂性. (2)在由帕米尔构造"结"南侧往北直至天山以北的速度纵剖面上,显示了印度-欧亚板块在帕米尔构造"结"地区的强烈碰撞挤压作用:在抬高地面形成高原的同时,也把浅部速度较低的地壳岩石层介质俯冲拖曳到了深部.     

天山地震带的地壳结构与强震构造环境

以中国西北地区的地震层析成像为基础,研究了天山地震带深部结构的基本特征．结果表明,天山地震带的地壳中部为低速的韧性滑脱层,南天山的断裂深度超过莫霍面,北天山的断裂深度一般只到地壳中部;天山莫霍面的深度一般大于５０ｋｍ,壳－幔边界由宽而缓的速度过渡带构成,中强地震主要位于盆山边界地壳中下部位波速变化较大的区域．帕米尔、南天山和塔里木之间存在一个北北东方向的低速带,乌恰和伽师地震分别位于该低速带东、西两侧的梯度带附近．推测帕米尔、南天山和塔里木之间的相对运动是导致低速带内部物质发生形变并在边界附近产生破裂的主要原因,地幔热物质的侵入对该地区的构造活动起到了重要的动力学作用．     

新疆天山及邻区地壳上地幔三维速度图象

利用地震层析成像法建立起天山和邻近区域的地壳上地幔三维速度图象, 结果表明:(1)北天山和天山中部地区为隆起的高速地区, 吐鲁番盆地、库车拗陷、柯坪断块、喀什拗陷和准噶尔盆地南缘构成了天山北南两侧的山前低速区。伊犁盆地和西昆仑是壳内稳定的高速块体, 巴楚隆起一直延伸到地壳的底部。沿天山主峰和西昆仑公格尔一带, 莫霍面形成五大低速区；(2)北天山和准噶尔西部岩石圈厚度较大, 具有高速特性, 在其顶部80km左右可能存在较流物质。天山南部岩石圈的性质不明显, 喀什地区位置120-280km之间存在的低速锥形体估计与地幔软流物质的上涌有关；(3)速度结构与地震活动的确存在着一定的联系, 特别是上地壳低速区与下地壳高速区之间的梯度带往往与强震的分布有关, 有可能成为中强地震的孕育场所；(4)天山南北缘的地震多发地带是壳内介质结构极不均匀的地区, 也是深大断裂较为发育的区域, 在外力的作用下很容易产生破裂或层间滑动而引发地震。      

新疆天山中段地壳和上地幔顶部P波速度结构研究

天山造山带一直以来是研究盆山耦合作用的理想场所,深入理解这一地区的壳幔结构对认识天山造山带深部动力学过程具有重要意义.本研究基于2009—2020年新疆区域数字地震台网固定台站、震后架设应急流动台站以及部分宽频带流动地震台站记录到的M_S≥1.5地震到时资料,采用双差地震层析成像方法反演获得了新疆天山中段精细的地壳和上地幔顶部三维P波速度结构和地震震源参数.结果显示：新疆天山中段具有复杂的深浅构造关系,地壳浅部及上地壳P波速度结构与地表地质构造密切相关,高速异常区对应于天山造山带,低速异常区对应于沉积盆地.研究区中东段中地壳和下地壳存在较大范围低速区,与两侧准噶尔盆地和塔里木盆地上地壳和中地壳低速区相连,且准噶尔盆地和塔里木盆地下地壳及上地幔顶部双向均向新疆天山中段下方倾斜.结合前人诸多研究成果推测,在南北向构造挤压作用下,塔里木盆地与准噶尔盆地双向向天山造山带壳幔岩石圈发生“层间插入与俯冲削减”.重定位后地震分布显示,地震震源深度优势范围为0～25 km,主要沿断裂带、盆山结合部以及不同块体接触部位分布,且与壳内低速体有较好的相关性.这些结果可能为研究新疆天山中段...     

澜沧江流域重大水电工程地区地震层析成像

根据云南区域地震台网记录的地震观测资料，使用澜沧江流域周边40个地震台记录到的3600多个地震的近25000条P波和S波波形数据，采用层析成像理论，反演了云南澜沧江流域地区的三维速度结构图，结果表明，上地壳速度异常分布与地表地质断裂构造有关。以澜沧江断裂为界，西侧大部分地区表现为速度负异常，扰动值在-2．0％～-4．0％；东侧大部地区为速度正异常。在30km深的剖面上，澜沧江流域西南出现一条近北东走向的负速度异常带，这可能与南汀河深大断裂有关；在45km和65km深度以下的剖面上，同样出现与澜沧江断裂和红河断裂有关的速度负异常带，并且澜沧江断裂北段与南段速度异常不同，北段总体表现为负异常，南段则表现为正异常。腾冲火山地热区从地表至地幔均出现低速异常，表明地幔热物质参与了腾冲火山的活动。研究区域层析成像三维速度异常分布揭示了谰沧江流域地球内部状态的某些特征，为澜沧江流域重大梯级电站的水库诱发地震机理研究与地震预测提供了地球内部介质结构的深部背景。     

基于噪声面波直接反演法研究天山中段地壳S波速度结构

天山造山带是新生代以来复活隆升的陆内造山带,强烈的地震活动性使得理解和认识天山造山带深部结构及盆山耦合关系尤为重要。文章中使用天山造山带及邻区(40°～49°N,79°～93°E)85个台站2017—2019年的背景噪声资料,结合背景噪声互相关方法获得了6～52 s瑞利波相速度频散曲线,利用基于射线追踪的面波直接反演法对天山中段地壳三维S波速度结构及盆山耦合关系进行研究。结果显示：地壳浅层S波速度分布与构造单元中沉积层厚度相关,塔里木盆地北缘、准噶尔盆地南缘表现为低速,天山造山带表现为高速;到了中下地壳,天山造山带下方存在被高速异常包裹的低速体;莫霍面附近,天山造山带表现出相对低速;准噶尔盆地南缘和天山造山带的地壳厚度分别在45～50 km、50～62 km之间,沿南北向,天山造山带莫霍面呈现较为宽缓的形态;在82°～86.5°E之间,塔里木盆地和准噶尔盆地向天山下方双向俯冲,86.5°～88°E之间,准噶尔盆地向天山南向俯冲,由西向东,不同盆山耦合关系揭示了新生代以来天山中段不同区域构造运动差异,为进一步探讨造山动力过程提供参考。     

2003年大姚6.2和6.1级地震前三维波速结构的演化

尝试在年度尺度上对云南地区地壳速度结构进行成像,以确定2003年大姚地震前三维地壳速度结构的演化,并对其发震成因的介质物性变化进行探讨.检测板分辨试验显示,在年度尺度上,大姚附近区域15km深度上节点解的分辨率在0.6左右;误差分析显示,在震源附近的误差(约0.02km/s)远小于速度变化的幅度(约0.15km/s).研究结果表明,大姚地震前震源区附近形成一条北北西向的高、低波速交界带,其走向与两次大姚地震震源机制解的走向以及通过余震精定位确定的断层走向基本吻合,且震源位于交界带的高波速一侧.此外,大姚地震震后在震源下方形成一低速体.本文得到的大姚地震前的波速结构演化可为探讨其孕震、发震条件提供约束.      

新疆及毗邻地区深部孕震环境和地震成因研究

根据新疆及毗邻地区地壳上地幔的三维速度图象和地震震中在不同深度的投影分布，揭示了研究区域地壳上地幔速度结构特征与地震活动关系，还揭示了研究区域内天山地震带、兴都库什中深源地震区、西昆仑和喀喇昆仑中源地震带（区）等不同地震带深部的孕震环境，并探讨了地震成因．      

川滇地区中小震重新定位与速度结构的联合反演研究

通过震源与速度结构联合反演, 利用2000年4月至2006年3月云南和四川区域地震台网给出的P波初至走时资料, 确定了川滇地区的三维速度结构, 同时获得了川滇地区6642次中小地震的重新定位结果。 结果表明: ① 川滇地区地震震源平均深度随震级增大而加深的特征明显, 地震震级越大, 震源深度越深, 但震源下界不超过25 km; ② 在瑞丽-龙陵、 丽江-小金河以及龙门山等断裂带以西地区, 震源深度偏浅, 大多在15 km以上, 15 km深度以下地震稀少; ③ 川滇地区中小地震分布具有与强震相同的地壳深部介质背景, 震源大多分布于正、 负异常过渡区的速度相对较高一侧, 而其下方主要为低速异常分布。     

伽师强震群区上地壳三维速度层析成像——人工爆破和天然地震的联合反演

伽师震区位于天山褶皱、帕米尔构造弧与塔里木块体三个构造单元的交接地带，近年来该区发生了一系列的强震活动.为进一步获得该震区详细的地壳速度结构，本文利用人工爆破和天然地震资料联合反演的方法，对1997年新疆伽师震区布设的三维人工地震透射台阵和流动地震台网的资料进行处理，重建了台阵下方上地壳三维速度扰动图像，并结合地震活动分布，对伽师强震群的地震成因作出进一步分析.结果表明研究区上地壳速度结构在纵向和横向上具有明显的非均匀性，随着深度的逐渐加深，震区下方以萨如锡为中心的低速异常体逐步被高速异常体所替代.自12 km深度开始，在与强震群震中相应的位置上，明显出现沿北北西向的高P波速度异常体，在其周围为相对低速分布，呈现出低速条带环绕高速条带的分布格局，V_P/V_S在相同的位置上也表现为高值分布.这种结构上的差异可能与伽师强震群发生有密切关系.16 km深度的P波速度层析图表明，伽师强震群发生在地壳相对高速扰动区内或是高速扰动向低速扰动过渡的边缘，壳内高速体的存在为强震的孕育和发生提供了重要基础.     

利用远震接收函数方法研究南海西沙群岛下方地壳结构

利用西沙琛航岛流动地震台站和永兴岛固定地震台站的资料,提取了远震P波接收函数,结合正演和反演方法模拟了台站下方的地壳结构.模拟结果显示:西沙群岛地壳顶部存在2 km厚的新生代低速沉积层,横波速度只有2.0~2.2 km/s;上地壳为一速度梯度带,横波速度由2 km处的3.4 km/s逐渐增加到12 km深度时的3.8 ...     

伽师地震区地壳细结构及发震断层的初步研究

199年至1998年伽师地区共出现9次震级为6.1-6.8级的强震. 在一个非常短的时间间隔内和非常小的地区范围内接连出现这么多次震级非常接近的地震,确实非常罕见. 为研究伽师强震区的深部构造背景和孕震机制,本文对伽师地震区的余震观测资料进行了分析处理. 利用联合反演技术同时得到了地震震源位置和地震区地壳三维速度结构. 余震震中沿一北北东向条带分布,与强震分布的两个条带中的北东向条带位置基本重合. 三维反演得到的速度结构结果表明,在地下12 km以下存在一条北北东向和一条北北西向的低速条带. 上述两低速条带与强震分布的两个条带位置很接近. 初步推测,低速条带对应了地壳深部的两条断裂. 在我们观测期间,北北东向断裂有微震活动,北北西向断裂相对平静.     

Fine upper crustal structure of Jiashi strong earthquake swarm region in Xinjiang inferred from high resolution seismic refraction profile data

Introduction Jiashi-Artux area in southwest Xinjiang is one of the most active earthquake provinces at pre-sent in Chinese mainland. In the last century, about 3/4 strong earthquakes in Chinese mainland hit this area, and especially from January 21 to April 16 in 1997, 7 earthquakes with the magnituderanging from 6.0 to 6.9 occurred in a very small area of 9 km×18 km near Jiashi (ZHU et al, 1998). It has never taken place before in Chinese mainland that a series of strong earthquakes shoo…     

长白山火山区地壳S波速度结构的背景噪声成像

利用探测深俯冲的中国东北地震台阵NECsaids的60个流动台与固定地震台2010年7月至2014年12月的垂向连续波形数据,采用地震背景噪声成像方法获得了研究区6~40 s周期的瑞雷波相速度分布,并通过相速度频散反演得到了研究区下方0~50 km的三维S波速度结构.结果表明:研究区下方地壳S波速度结构存在明显的横向和纵向不均匀性,浅部速度结构与浅表地质构造单元有较好的对应,深部速度结构较好地反映了区域火山活动及深部热物质作用的结构特征;在长白山火山下方9~30 km深度范围内存在明显低速区并有向下延伸的趋势,推测可能为长白山火山地壳岩浆囊;在龙岗火山下方12~30 km深度范围内发现较弱的低速区,可能代表火山喷发后的残留物,而在镜泊湖火山下方没有明显的低速异常,说明镜泊湖火山地壳内可能不存在部分熔融的岩浆物质.     

用接收函数方法研究汶川和芦山地震之间未破裂段的地壳结构

芦山与汶川地震之间存在约40 km的地震空区.震源区和地震空区的深部构造背景的研究对深入了解中强地震的深部孕育环境及地震空区的地震活动性具有重要科学意义.利用本小组布设的15个临时观测地震台以及21个芦山科考台站和21个四川省地震局固定台站记录的远震数据,用H-K叠加方法得到各个台站的地壳厚度和平均泊松比,并构建了接收函数共转换点(CCP)偏移叠加图像以及反演得到台站下方的S波速度模型.我们的结果揭示了震源区和地震空区地壳结构特征差异:(1)汶川震源区的地壳平均泊松比为~0.28;芦山震源区为~0.29;而地震空区处于泊松比变化剧烈的区域;(2)汶川地震与芦山地震的震源区以西下方的Moho面呈现深度上的突变(这与前人的研究成果基本一致),分别从~44 km突变到~59 km,~40 km突变到~50 km,而地震空区地壳平均厚度呈现渐变性变化;(3)地震空区Moho面下凹且具有低速的上地壳.综合一维S波速度结构和H-k以及CCP的初步结果,这可能显示汶川地震的发震断裂在深部方向上向西倾斜并形成切割整个地壳的大型断裂;芦山地震则可能是由于上、下地壳解耦引起的;而地震空区处于两种地震形成机制控制区域的过渡带中.     

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.     

中国境内天山地壳上地幔结构的地震层析成像

根据横跨中国境内天山的库车—奎屯宽频带流动地震台阵和区域地震台网记录的近震和远震P波走时数据，利用地震层析成像方法重建了沿该地震台阵剖面下方400 km深度范围内地壳上地幔的P波速度结构.结果表明：沿新疆库车—奎屯剖面，天山地壳具有明显的横向分块结构，且南、北天山地壳显示了较为强烈的横向变形特征，表明塔里木地块对天山地壳具有强烈的侧向挤压作用；在塔里木和准噶尔地块上地幔顶部有厚度约60～90 km的高速异常体，塔里木—南天山下方的高速异常体产生了较为明显的弯曲变形，而准噶尔—北天山下方的高速异常体向南一直俯冲到中天山南侧边界下方300 km的深度，两者形成了不对称对冲构造；在塔里木和准噶尔地块下方150～400 km深度存在上地幔低速体，其中塔里木地块一侧的上地幔低速物质上涌到南天山地块的下方；在塔里木—南天山200～300 km深度范围的上地幔存在高速异常体，它可能是地幔热物质向上迁移过程融断的塔里木岩石圈的拆离体. 上述结果表明，塔里木地块的俯冲可能涉及整个岩石圈深度，但其前缘仅限于南天山的北缘；青藏高原隆升的远程效应可能不但驱动塔里木岩石圈向北俯冲，同时还造成天山造山带南侧上地幔物质的涌入；天山造山带上地幔广泛存在的低速异常有助于其上地幔的变形，而上地幔物质的强烈非均匀性应有助于推动天山造山带上地幔小尺度地幔对流的形成；根据研究区地壳上地幔速度结构特征推断，新近纪以来天山快速隆升的主要力源来自青藏高原快速隆升的远程效应，相对软弱的上地幔为加速天山造山带的变形和隆升创造了必要条件.