东哈萨克核爆炸产生的远震P波尾波中Rg散射成为P波的证据

两个地震台阵记录的Ｄｅｇｅｌｅｎ和Ｓｈａｇａｎ河（东哈萨克）地下核爆炸产生的远震数据的分析表明，低频振幅比Ｐ／Ｐ尾波随爆炸源深度明显变化。这组数据包括ＮＯＲＳＡＲ和ＥＫＡ台阵分别记录的２２次Ｄｅｇｅｌｅｎ爆炸数据（包括８个已公布爆炸点深度的数据）和４０次Ｓｈａｇａｎ河爆炸数据。根据这些台阵数据用最小二乘反演，分离震源项和接收项，推导的结果不受记录场效应的影响，也比较了不同深度的相邻爆炸点的Ｐ波和Ｐ     

NORESS台阵远震尾波中体波到面波的散射能量

为了测定台阵下面岩石层下均匀性的程度和尺度以及局部散射源的位置对ＮＯＲＥＳＳ地震台阵记录的远震数据进行了分析研究。用相对尾波强度包络，频率－波数谱和质点运动方法分析了数据。尾波强度包络未清楚地显示出ｋａ趋势，但在初运之后１５Ｓ左右未含有较高能量水平和高能滤包的０．５ＨＺ带通数据却表明ｋａ趋势。频率－波数分析表明大多数远震尾波是垂直传播的。以１５Ｓ左右为中心的时间窗，含有低视速度向东北方向传播的地震     

青藏高原东南缘远震P波层析成像研究

利用中国地震科学探测台阵、小江流动台阵、固定台站等共516个地震台站记录资料,通过波形相关方法获取了111718个远震P波到时数据,运用层析成像技术研究获得了青藏高原东南缘深达650km的上地幔三维P波速度结构。结果表明,四川盆地岩石圈具有克拉通地区的高速结构特征;青藏高原东部地区表现为活动地块常见的低速异常;四川盆地西南部下方岩石圈可能受到青藏高原软流圈物质的侵蚀。在四川盆地南部及以南地区,由北向南从浅到深连续分布的高速异常体,可能是岩石圈底部拆沉造成的。岩石圈拆沉作用可能导致上地幔热物质上涌,地壳介质在热作用下力学强度降低,受青藏高原地壳物质侧向挤出作用,导致该地区陡峭的地形地貌和较强的地震活动性。攀枝花附近存在明显的高速异常,可能与三叠纪地幔柱成因的岩浆上升过程中镁铁质和超镁铁质岩浆侵入岩石圈有关。     

选自东哈萨克地下核爆炸的Lg震级

可用亚洲南部和斯堪的纳维业的世界标准地震台网的台站的地震图上记录到周期为1秒的Lg波的振幅来确定东哈萨克试验场东部62次地核爆炸的mb(Lg)值。这此爆破选自1965年到1985年期间mb(P)≠5．5级或更大的。假定对饱和水岩石而言，把内华达试验场得到的mb(Lg)与当量的关系用于东哈萨克试验场估计了爆破的当量。假定地壳结构和核爆点的深度的横向变化不影响mb(Lg)的值，Lg资料表明，内华达试验场和东哈萨克试验场之间mb(P)的偏差是0．35震级单位。     

青藏高原南缘中部的地壳结构：远震P波尾波自相关的新约束

在青藏高原南缘有很多主动源和被动源地震学观测,为研究印度板块和欧亚大陆碰撞的过程和机制提供大量的地震学证据.由于印度板块的俯冲,青藏高原下方存在广泛分布的倾斜构造,对地壳结构成像带来挑战.本文基于改进的远震P波尾波自相关方法,获得了青藏高原Hi-CLIMB台阵下方清晰的P波反射率剖面.结果表明在拉萨地块下方,观察到类似于接收函数成像展示的"双Moho（doublets）"特征,反映了印度板块下地壳俯冲到青藏高原下方时可能发生了榴辉岩化;该特征向北可以追踪到31°N北侧附近,指示了印度板块下地壳的俯冲前缘.本文结果支持了印度板块向青藏高原俯冲过程中,其上地壳在雅鲁藏布江缝合带以南已被剥离,而其下地壳和岩石圈地幔继续向北俯冲并近水平地底侵到青藏高原下方.该P波反射率剖面还揭示了地壳内部的很多构造信息,例如：印度下地壳的减薄;雅鲁藏布江缝合带和班公湖—怒江缝合带的反射特征;拉萨地块和南羌塘地块的地壳内部分层特征;拉萨地块北侧和喜马拉雅北侧的中上地壳存在两个低速带.     

地表沉积对远震P波振幅的影响

由于地球的衰减作用,远震P波以频率较低(<1 Hz)的信号为主;因此,通常假定接收点的场地效应与频率无关。我们对由地表沉积层引起的场地振幅效应进行了研究,结果表明远震与频率相关的场地效应可能是重要的。一维的模拟表明,阻抗差异引起的放大效应,结合沉积层中混响造成的振幅衰减,能产生显著与频率相关的场地效应。与频率相关的程度取决于P波在沉积层中的双程走时及P波的主周期。采用CRUST2．0模型,我们计算了2°×2°的P波“参考”周期图,在这种图上可以忽略这种频率相关性。我们认为,这种通常将台站校正用到震级确定的做法将会造成大震震级被定得偏低。为了表明这些效应在实际中是可以观测得到的．我们分析了在一对台站KURK和MAKZ所记录的7次远震事件及另一对台站KMI和CHTO所记录的6次远震事件的振幅比。振幅比对其他的影响效应较为敏感,并且与预测的地表沉积层的频率相关效应相一致。     

西藏西部地区的远震P波层析成像研究

采用快速行进法正演计算了西藏西部地区的远震P波理论走时,随后基于该地区台阵提取到的相对到时残差利用子空间迭代算法反演得到该地区的地壳上地幔速度相对分布。层析成像结果显示:西藏西部地区在下地壳深度显示高速异常,上地幔深度该地区内部的高速异常范围从西往东逐渐减小,且研究区域东部存在高低速异常相间分布。据此认为印度板块在青藏高原内部近水平俯冲,西部俯冲范围较大,且俯冲过程中存在板块撕裂现象,撕裂的印度板块拆沉进入上地幔,而撕裂产生的间隙由于应力释放导致了西藏西部地区新生代裂谷的形成。      

南北地震带北段的远震P波层析成像研究

本文利用“中国地震科学台阵”探测项目在南北地震带北段布设的678个流动地震台站在2013年10月至2015年4月期间记录到的远震波形数据,经过波形互相关拾取到473个远震事件共130309条P波走时残差数据,通过远震层析成像研究获得了该区（30°N-44°N,96°E-110°E）下方0.5°×0.5°的P波速度扰动图像.结果显示,研究区下方P波速度结构显示强烈的不均一性和显著的分区、分块特征.岩石圈速度结构具有显著的东西差异：祁连、西秦岭和松潘甘孜地块组成的青藏东北缘地区显示明显的低速异常,而属于克拉通性质的鄂尔多斯地块和四川盆地则显示高速异常,表明东部克拉通块体对青藏高原物质的东向挤出起到了强烈的阻挡作用.阿拉善地块显示出弱高速和局部弱低速的异常并存的特征.阿拉善地块西部显示低速异常,而东部与鄂尔多斯相邻的地区显示高速异常,可能表明该地区的岩石圈的变形主要受到青藏高原东北缘的挤压作用.在鄂尔多斯和四川盆地之间的秦岭下方100~250 km深度上表现为明显的低速异常,表明该处可能存在软流圈物质的运移通道.鄂尔多斯北部的河套裂陷盆地下方在100~500 km深度内低速异常表现明显,说明该区有深部热物质上涌且至少来源于地幔过渡带.青藏东北缘上地幔显示低速异常且地幔过渡带中出现明显的高速异常,这种结构模式暗示了在青藏高原东北缘可能发生了岩石圈拆沉作用,而高速异常体可能是拆沉的岩石圈地幔.

     

海城大地震前远震P波走时残差的变化

营口地震台位于海城大地震震源区域内。大地震之前两年九个月,营口台P波残差已持续升高了一年四个月。升高幅度在0.34-0.73秒间。在升高的背景上,似乎存在两个高峰,一个低谷。 此种变化表明,大地震之前台站附近地壳-上地幔内曾出现P波速度下降的区域。看来,这个区域是不稳定的,相应于P波残差的变化,有两次伸长和一次收缩。这可能是地内深处岩浆侵入活动的结果;由此而导致大地震的发生。     

近距离观测的散射P′P′波

在震后2300～2450s的时间内,于震中距30°～50°之间发现了以前从未报道过的1Hz散射波。这些散射波可能是在上地幔和地壳发生的PKPbc到PKPbc的反方位角散射而产生的,为绘制地幔非均匀性的小尺度变化(10km)提供了一个新的手段。大孔径地震台阵(LASA)记录的阵列波束清晰地展示了散射波能量从噪声中逐步显露,在大约80s后达到最大振幅,并在150s后恢复到噪声水平。横向与径向慢度(ρt,ρr)的叠加显示在大约(2,-2)和(-2,-2)s/°存在两个峰值,表明这些波是沿着主弧路径(180°～360°)到达,而且明显是反方位角。基于上述观测资料,我们提出一种地幔和地表的PKPbc到PKPbc的散射机制,因为(1)这与散射波到时和散射波特有的慢度特征相吻合,(2)它的散射路径与之前观测到的深部地幔PK·KP散射路径类似(Chang and Cleary,1981)。观测到的上地幔散射波和PK·KP波均符合散射波的广义集合,我们称其为P′·d·P′,可以在地幔的任意深度d散射。     

海城大地震前远震P波走时残差的变化

营口地震台位于海城大地震震源区域内。大地震之前两年九个月,营口台P波残差已持续升高了一年四个月。升高幅度在0.34—0.73秒间。在升高的背景上,似乎存在两个高峰,一个低谷。 此种变化表明,大地震之前台站附近地壳—上地幔内曾出现P波速度下降的区域。看来,这个区域是不稳定的,相应于P波残差的变化,有两次伸长和一次收缩。这可能是地内深处岩浆侵入活动的结果;由此而导致大地震的发生。     

利用远震P波波形反演渤海地震的震源参数

本文研究用理论地震图反演地震震源参数的方法,利用16个WWSSN台记录的渤海地震（1969年7月18日,M=7.4）远震P波波形,用我们的反演方法重新测定了该地震的震源参数。文中以剪切位错源的理论地震图与实际观测记录波形的相关程度为判据,测得该地震的震源参数为:地震矩3.9×1027达因·厘米;震源破裂持续时间6秒;位错面两个可能的选择解是:（1）θs=207°,δ=87°NW,λ=-159°,右旋;（2）θs=298.6°,δ=69°NE,λ=-3.6°,左旋。其中θS、δ、λ分别是震源位错面的方位角、倾角和错滑角;震源深度为25公里。数值运算的结果还表明,本文提供的测定震源参数的方法实际效能良好。 文中还与用P波初动符号方法测定的震源参数结果进行了对比分析。     

远震P波衰减因子的测量与Q成像方法

概述了远震P波衰减因子的测量方法,并将作者在走时层析成像研究中提出的方法推广到三维Q值图像重建中,并认为,与走时层析成像相比,有其特殊的困难,主要表现在δt^*的测量值具有较大的误差,且各接收台站的δt^*的测量精度也会明显不同．此外,理论误差可能也比较大．为此,有必要采用具有抗数据失常能力的“健全”方法,并建议使用l1范数极小化反演的有效数值方案．     

雷琼火山与华夏块体的远震P波走时成像

利用广东及邻省的地震台网共94个地震台站记录的2009—2015年的256个远震波形数据,采用基于波形互相关的自适应迭代技术获得了18968个可靠的P波相对走时残差数据,进而应用FMTT(Fast Marching Teleseismic Tomography)地震层析成像方法确定了雷琼火山与华夏块体深至450km的三维P波速度结构.结果显示,雷琼火山下方100~450km深度显示明显低速异常,该低速异常随深度增加向华夏块体下方扩展.研究认为该低速异常由海南地幔柱热物质上涌造成,雷琼火山为板内热点火山,这与已有体波成像及接收函数成像等结果一致.根据该低速异常的整体特征,推测海南地幔柱向北东方向倾斜,并可延伸至450km以下.华夏块体下方的低速异常,可能是由海南地幔柱热物质上涌过程中不断向北东方向侵蚀而造成.结果同时显示研究区大陆至海域的岩石圈厚度可能具有由厚变薄的过渡特征.     

利用远震P波波形反演渤海地震的震源参数

本文研究用理论地震图反演地震震源参数的方法,利用16个WWSSN台记录的渤海地震（1969年7月18日,M=7.4）远震P波波形,用我们的反演方法重新测定了该地震的震源参数。文中以剪切位错源的理论地震图与实际观测记录波形的相关程度为判据,测得该地震的震源参数为:地震矩3.9×10²⁷达因·厘米;震源破裂持续时间6秒;位错面两个可能的选择解是:（1）θ_s=207°,δ=87°NW,λ=-159°,右旋;（2）θ_s=298.6°,δ=69°NE,λ=-3.6°,左旋。其中θ_S、δ、λ分别是震源位错面的方位角、倾角和错滑角;震源深度为25公里。数值运算的结果还表明,本文提供的测定震源参数的方法实际效能良好。 文中还与用P波初动符号方法测定的震源参数结果进行了对比分析。     

印度板块岩石圈地幔向北俯冲到羌塘地体之下的远震P波层析成像证据

利用PASSCAL、INDEPTH-Ⅱ、INDEPTH-Ⅲ、HIMNT等研究计划,及中国新疆地学断面和国家973项目在青藏高原布设的流动台站记录的到时数据,以及自1990年1月到2004年2月全球地震事件的震相报告,作者对覆盖印度大陆的恒河平原和整个青藏高原的305个地震台站记录的9649个远震事件,共139021条P波初至到时资料进行了层析成像反演．结果表明：印度岩石圈地幔在不同的位置向北俯冲的形态不同,但俯冲前缘都到达羌塘地体之下．沿88°E剖面显示,厚约100 km的印度岩石圈地幔从南部的恒河平原向北一直俯冲到青藏高原之下．在主边界逆冲断裂之下100 km深度处以约22°角度开始向北俯冲,俯冲最前缘到达羌塘地体的中部地区约34°N,之后进入上地幔深处．而沿北东方向的剖面则显示,印度岩石圈地幔以近水平的角度俯冲到青藏高原之下,向北越过班公－怒江缝合带,到达33°N附近,然后以大角度近乎垂直地向下俯冲断离,并引起地幔热物质的上涌,形成羌塘地体之下大规模的低速带．     

半无限空间中稳态P波在衬砌周围的散射

本文采用多级坐标和复变函数方法针对半无限空间中P波在一衬砌周围的散射问题提出了一种近似求解分析方法。具体做法是利用一个半径很大的圆来逼近半空间的直边界，将待解问题转化为全空间中P波在一圆孔和一衬砌周围的共同散射问题。我们预先写出问题波函数的一般形式解，利用边界条件并借助复数傅立叶级数展开把问题化为求解波函数中未知系数的无穷线性代数方程组，进而讨论了衬砌内外边界处动应力集中系数针对不同条件组合的分布和变化情况。算例结果表明：本文方法对于研究与P波（SV波）有关的散射问题是可行的。     

用远震P波残差法探测俄勒冈Cascades地区的地热源

从构造沉降、年轻火山群的存在和高热流的观点来看,俄勒冈Cascades地区具有较高的地热生产潜力。但是,用各种地球物理方法来提供大尺度地壳岩浆体存在的明确证据的努力失败了,这与美国西部某些其它流纹岩火山中心的情况不同。在Hood山和Newberry火山进行的一些远震残差研究没有显示出在这些火山之下存在着可探测到的尺度的地壳岩浆囊     

3种远震P波到时拾取方法的比较及其参数优化

分析了自回归赤池信息准则（AR-AIC）、高阶统计量（HOS）和累积和（CUSUM）等3种到时拾取方法中参数对远震P波到时估计的影响,以450个远震P波信号为样本集,参考人工拾取到时,以网格搜索方式确定了每种方法的最优参数。之后重新选取信噪比处于[2,20]区间的100个远震P波信号,用确定最优参数后的3种到时拾取方法估计其P波初至时间,并比较了3种方法对低信噪比远震P波的拾取准确度。结果表明,AR-AIC方法和CUSUM方法对低信噪比远震P波的拾取准确度要优于HOS方法,CUSUM方法的计算速度最快,HOS方法由于其原理的限制更适用于信噪比较大、初动较尖锐的信号。      

沧州地区地壳上地幔的远震P波三维速度结构成像

利用架设在沧州地区的20台流动地震台站于2006年12月至2010年7月间记录的271个远震事件,读取的2308个P波到时数据,采用地震层析成像方法反演得到沧州及其邻区(38.0°N~39.0°N,116.5°E~117.5°E)的地壳上地幔P波三维速度结构。层析成像结果表明,沧东断裂两侧的地壳介质的速度分布表现出明显的横向差异,浅层速度分布同地表地质结构分布相一致。沧东断裂西北侧沧县隆起的地壳速度较高,表明其基底抬升;断裂带东南边的黄骅拗陷速度较低,说明基底埋藏较深。本文的远震层析成像研究结果和前人使用重力、电磁和人工地震的探测结果都表明,沧东断裂带两侧的地质构造和地球物理性质有明显的变化,这种构造差异在整个地壳中都有体现。