二维反射地震成象—界面与速度的联合反演

介绍了利用反射走时联合反演地震界面起伏形态和速度横向分布的方法。正问题采用了一种简单而有效的二维介质中两点射线追踪方法，反问题在广义最小二乘意义下求解，描述界面和速度的两类参数不必要先进行分离，数值模拟的结果表明方法是有效的。处理了通过唐山震区的各庄－丰南－丰宁深地震测深剖面，得到了意义的结果。     

闾阳—海城—东沟剖面地壳与上地幔速度结构特征与地震

通过对闾阳——海城——东沟深地震测深剖面二维非均匀地壳速度结构的计算与研究,获得了该剖面地壳与上地幔速度结构纵横向不均匀性分布特征,发现横向不均匀性最明显的部位位于海城地震区一带,在此还发现了壳内低速层,这些重要地球物理现象对研究海城7.3级地震发生的力源过程提供了重要依据。     

利用H/V谱比法研究三河和唐山地震震区地壳浅部沉积结构

利用一条穿过三河和唐山地震区的密集地震探测剖面数据,采用H/V谱比法获得了三河、唐山地震区及邻近区域的地壳浅部沉积结构特征、场地共振频率及易破坏程度等参数.结果表明:研究区松散沉积层厚度约为100—800 m,呈现出NW浅而SE深的变化特征;探测剖面西北部通县隆起的沉积层厚度约为350—450 m,沉积层界面起伏平缓;大厂凹陷沉积层厚度约为300—600 m,横向变化特征显著.测线东南部唐山地震区地壳浅部存在上下两组较明显的沉积界面:上层界面深度约为100 m,呈水平展布;下层界面深度约为300—800 m,且向东南方向逐渐加深.三河和唐山地震区的场地放大系数约为3—4,场地易破坏程度均大于20,显示出地表建筑物易破坏程度较高的特征.     

震源区和接收区结构不同情况下体波合成地震图的矩阵-射线方法

本文进一步扩展了合成地震图的广义射线方法.由于算法中将地球模型划分成震源区、接收区和地幔区,因此可用于计算震源区与接收区速度结构不同时的体波合成地震图.新算法把广义射线理论与传播矩阵理论结合起来,并采用了分层Q值模型,从而可以自动包括指定介质层内所有多次波的混响.为简便数据准备,设计了射线编码自动生成算法. 本文算法与Kind扩展的反射率法用相同的地球模型进行了数值结果对比,结果表明,矩阵-射线方法用于计算体波地震图时,不但有足够好的精度,而且还具有速度快并适于单个震相研究的优点.在计算由10个接收点组成的地震剖面时,其计算时间仅为反射率法的7％左右.     

震源区和接收区结构不同情况下体波合成地震图的矩阵-射线方法

本文进一步扩展了合成地震图的广义射线方法.由于算法中将地球模型划分成震源区、接收区和地幔区,因此可用于计算震源区与接收区速度结构不同时的体波合成地震图.新算法把广义射线理论与传播矩阵理论结合起来,并采用了分层Q值模型,从而可以自动包括指定介质层内所有多次波的混响.为简便数据准备,设计了射线编码自动生成算法. 本文算法与Kind扩展的反射率法用相同的地球模型进行了数值结果对比,结果表明,矩阵-射线方法用于计算体波地震图时,不但有足够好的精度,而且还具有速度快并适于单个震相研究的优点.在计算由10个接收点组成的地震剖面时,其计算时间仅为反射率法的7％左右.     

分块三维速度模型生成及理论地震图的计算

本文提出了在计算机上实现分块三维地壳模型及利用加权最小二乘拟合生成平缓光滑的三维速度函数的方法,给出了适用于分块、块内速度连续变化的三维模型中Cauchy射线追踪的新算法,简介了基于上述方法反射线的基本理论所编制的合成三维理论地震图的程序包RSSGTD.给出的两个盆地状模型的算例表明,所使用的模型生成方法具有模拟复杂地壳结构的能力;与三维样条函数方法比较,最小二乘拟合方法能给出更加适合射线方法合成地震图计算的速度函数,并且内存小、计算速度快;所给出的Cauchy射线追踪算法能够适合块状模型中任何体波射线的追踪.     

水平层状介质射线追踪方法的Matlab实现

水平层状介质中地震波走时计算在地震定位、地壳速度研究中具有重要地位。总结了水平层状介质中射线自震源追踪到台站的3种算法,采用Matlab软件编程实现了水平层状介质中的2点间射线追踪,为地震定位和平层介质速度确定提供了计算手段。对打靶法、p参数求解法和改进的p参数求解法的计算效率进行比较,发现打靶法和改进的p参数求解法可以对任意复杂的水平层状速度模型进行准确追踪,而p参数求解法只能进行小震中距的射线追踪。对于同样的模型,打靶法的计算效率较改进后的p参数求解法高。     

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。     

地震射线辛几何算法初探

走时计算已广泛用于地震建模、成像及速度分析等诸方面．基于地震波场的Ｈａｍｉｌｔｏｎ力学性质,本文探索应用适于Ｈａｍｉｌｔｏｎ力学的计算方法──辛几何算法对地震射线 进行走时及路径的计算．利用辛几何算法和属于耗散算法的四阶 Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ算法进行射线 路径和走时的计算对比,结果表明这两类算法数值精度相当,但辛几何算法的速度却快了３ 倍．本文还利用二阶Ｅｕｌｅｒ型辛差分格式对Ｍａｒｍｏｕｓｉ模型进行了射线追踪计算,结果显示所 得射线具有良好的光滑性和较强的阴影区穿透能力．     

地震空间分布的多分维谱探讨

本文首先介绍了计算地震空间分布多分维谱的方法,如推广G—P法、固定质量法和固定半径法,然后利用推广G—P法计算理论模型(如Henon映射、随机模型)的多分维谱并分析计算中有关参数的影响(如计算样本大小和标度区确定),结果表明:度量半径r应小于研究区域的直径的1/4以减小边界效应。最后计算并分析地震资料(如1976年唐山地震地区的地震目录)。     

唐山地震区的地壳结构及大陆地震成因的探讨

本文对唐山地震区的深地震测深资料进行了分析解释。结果表明,该区地壳结构的几个特点,与大陆地区的强震发生有明显关系。 在该震区,相应于不同记录剖面的不同地段,其地壳结构可分为三种类型:类型Ⅰ,类型Ⅱ和类型Ⅲ。每种类型都有它们独特的速度——深度分布。在两种类型的地壳结构边界,或者边界附近,通常存在莫霍界面深度的急剧变化,这种变化可视为某种类型的断层。上述三种类型地壳结构的差异,主要是由上地幔物质向地壳的垂直迁移程度不同造成的。震中区的地壳结构,显示出极高度的物质迁移。然而,应该指出,现今地壳结构是在漫长的地质年代里,经过多次变形积累而形成的。因此,这种结构特征,是表示过去的构造活动痕迹,还是表示现今的构造活动,尚难定论。如我们将不同类型地壳结构的边界,与剥去第三纪的地质构造图进行对比,可以发现,不同地壳结构类型的分界,恰与一定的古老地质构造边界相符合。象北京——天津——唐山这样距离海洋不远的地区,古老的不同种类的小地质体,可能在古代的全球构造运动中聚集起来,并粘结在一起。 1976年唐山主震发生在地壳结构类型Ⅱ内、靠近类型Ⅰ的边界处。因此,唐山地震可能是由于上地幔物质向上迁移的结果,也可能是由于板块的横向挤压、引起脆弱边界重新活化的结果。另有一点是,      

吴忠,灵武地区地壳中上部速度结构

应用射线追踪方法进行震源参数和速度结构联合反演,对宁夏吴忠、灵武地区地壳中上部Ｐ波速度结构进行了研究,茯结果与目前该区域地震定位所用的速度模型差异较大,与穿研究区的人工地震剖面相比,随深度的增加两者的速度值趋于一致。     

唐山地震区地壳结构和构造:深地震反射剖面结果

1976年7月28日,在唐山地区发生了7.8级大地震.为了研究该区的地壳结构和断裂的深浅构造关系,2009年,我们在唐山市南部的丰南地区,跨唐山断裂带完成了1条道间距40m、炮间距200m、50次覆盖的深地震反射探测剖面.结果表明:研究区的地壳厚度为32 ～ 34km,莫霍面自东向西逐渐加深,在丰南县和宣庄镇之间,中-...     

岩石圈结构对大地震震后形变的影响——以1976年唐山大地震和2001年昆仑山大地震为例

大地震发生之后通常会诱发一系列的余震序列,对比1976年M_S7.8唐山大地震和2001年M_S8.1昆仑山大地震周边区域的地震事件可以看出,唐山大地震余震活动时间要明显长于昆仑山大地震余震活动时间.余震序列往往与震后形变密切相关,而影响震后形变的因素不仅与地震发震断层和震级有关,同时与岩石圈的结构有关.考虑到唐山大地震的发震区华北地块和昆仑山大地震的发震区青藏高原有着较大的岩石圈结构差异,本文采用PSGRN/PSCMP软件计算了岩石圈分层模型的大地震同震和震后形变,分析了地壳弹性模量、弹性厚度以及黏滞性系数对同震和震后形变的影响,进而讨论了影响唐山地震和昆仑山地震余震序列差异的原因.计算结果显示,震后形变会在黏弹性效应的作用下逐渐调整,震后形变的持续时间与地壳弹性模量、地壳弹性厚度和下地壳黏滞性系数有关.上地壳和下地壳弹性模量越大,震后形变达到稳定值的时间越短,弹性模量对震后形变稳定值影响很小.地壳弹性厚度越大,震后形变达到稳定值的时间越短,当断层面底端深度小于地壳弹性厚度时,地壳弹性厚度的增加会引起震后形变稳定值的减小;下地壳厚度对震后形变达到稳定值的时间和稳定值基本无影响.下地壳黏滞性系数越大,震后形变达到稳定值的时间越长,反之亦然.结合唐山地震区的华北地块和昆仑山地震的青藏高原深部结构发现,两者之间的上地壳弹性模型差别不大,唐山地震区地壳弹性厚度略大于昆仑山地震区,但昆仑山地震区下地壳黏滞性系数明显低于唐山地震区.这些因素均决定了昆仑山地震的震后形变持续时间短（余震时间序列短）而唐山地震的震后形变持续时间长（余震时间序列长）.由此可见,岩石圈结构差异可能是导致唐山地震和昆仑山地震余震序列差异的主要因素之一.     

三维分块倾斜界面的反演及其应用

介绍了利用反射波走时反演介质层速度和包含直立断层的三维界面的计算方法．对各层界面利用多个倾斜或平界面方程来描述．给出了数值计算实例．结果表明，反演解与真模型很接近，说明计算方法是有效的．利用该方法处理了唐山地震区的ＰｍＰ反射波资料，获得了该区域莫霍界面的三维分块形态．唐山附近莫霍界面错断与该区域１９７６年唐山地震及一系列余震的发生有密切的联系．     

唐山7.8级强震孕育条件及前兆场时空演化的三维数值模拟计算与分析

首先对由深部地震测深剖面观测综合归纳出一个华北地区岩石圈１２层三维非均匀实际模型在承受和不承受来自底面的上拱力条件下的应力场进行了数值模拟计算，并根据计算结果对唐山地震孕震条件及长期前兆进行分析研究。     

丽江-攀枝花-者海地带二维地壳结构及其构造意义

本文利用攀西地区通过攀枝花的东西向剖面爆炸地震资料,进行了震相的重新识别和二维射线追踪与理论图计算.结果表明,沿剖面地表附近有4个低速区和若干高速带,它们与地质和构造有很好的对应关系.渡口附近的高速岩体一直延伸到了上地壳的底部,形成一个统一的地垒状构造,该高速体与攀枝花成矿岩体相关,并推断华坪及其以西地带也是找矿的有利地区.中地壳下部有一厚度约9km的低速层,它可能是壳内的韧性剪切带.低速层顶部深度为27.0-29.5km,与研究地区的居里面深度及天然地震震源深度的分布基本符合.剖面东段中地壳顶部还有一层很薄的低速层,反映了构造带两侧运动的不对称性.地壳厚度为53-56km,构造带中部的Moho界面没有明显的上隆.     

北京地区地壳和上地幔的三维P波速度结构

用分布在北京地区各方位上,震中距在20°-100°范围内的120次远震在本区15个地震台上的P波到时,研究北京地区地壳和上地幔的三维速度结构。 在正演时,远震的震源参数（λ、φ、h、o）采用BISC的数据,以J-B模型作为标准地球模型。 在反演中,采用奇异值分解的方法直接解大型超定方程组Gm=t,而不借助于正规方程组G^TGm=G^Tt。 结果表明:北京地区地壳和上地幔的P波速度存在明显的横向差异。就1972年-1975年的资料所得的结果来看,存在东南的相对低速区（地壳中P波速度低10-14％,在上地幔中低8-9％）,西北部的相对高速区（在地壳中P波速度高9％左右,进入上地幔后差异逐渐消失）,中部是正常区。 在地表,速度差异带的分布与覆盖层的分布大体一致。而在深部,这种差异带的分布与地震活动性分布相当符合。而且,本区的几次强震:三河-平谷地震（1679年,M=8）、沙城地震（1730年,M=6 3/4）和唐山地震（1976年,M=7.8）的震源正好在这些速度差异带的边界附近。     

Convection-generated stress concentration and seismogenic models of the Tangshan earthquake

Despite the success of earthquake predictions in China, the complete failure of the Chinese program to predict the 1976 Tangshan earthquake in the Peking region indicates that the state of stress in China is still very poorly understood. This paper examines the subcrustal stress field due to mantle convection flows under China as inferred from the satellite gravity field of the Earth. This stress field enables us to determine the current stress regimes in the crust of the Peking region. It is shown that under the influence of this subcrustal stress field the rectangular fault system in the Peking region will cause stress concentration. Conformal transformation and mapping of the convection-generated stresses under North China have revealed stress concentration in the rhombic Tangshan fault block. The magnitude and direction of the concentrated stress field in the Tangshan seismic district seem to be in accord with the seismogenic models for the 1976 Tangshan earthquake developed by Guo et al., (1977) and Ding (1978).     

1975年海城地震与1976年唐山地震前后的重力变化

1975年2月4日海城7.3级地震前后在震中以西不远的一条长约250公里的北西—南东向剖面上进行了五次重力测量,震前三次,震后两次.剖面上相邻两个测点的重力差的测量均方误差小于40微伽.自1972年6月至1973年5月的一年期间的三次观测结果表明,剖面东南段重力值显著下降,最大达352微伽.地震以后,1975年3月的第四次重力测量发现,剖面东南段的重力值回升到第一次测量时的水平.1975年7月的第五次测量则表明剖面东南段的重力值继续上升.1976年7月28日唐山7.8级地震前后也观测到重力的变化,不过地震前重力是增加而不是减少.震前和震后,在震中以北不远的一条长约270公里的东西向剖面上各进行过两次重力测量.结果表明,主震后整个剖面,特别是靠近唐山的那些测点的重力也有逐渐恢复到震前第一次测量时的数值的趋势.由这些结果可以看到,重力的变化与地震的发生似有密切的关系.根据重复大地水准测量资料估计的地面高程变化所能引起的重力变化远比所观测到的变化为小.因此,我们推测某些大地震可能与地壳和上地幔内的质量迁移有关,认为所观测到的重力变化大部份是质量迁移引起的.我们对质量迁移的重力效应作了理论分析,但是,对迁移的物理过程我们还很不清楚.