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GTGm=GTt。 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。     

西藏高原地壳上地幔P波和S波速度结构

利用西藏高原及其邻区150个地震,西藏台网、四川台网、世界标准台网及在西藏布设的流动台网的 P 波和 S 波观测资料,得出了该地区的地壳和上地幔的 P 波以及 S 波的速度模型:(1)地壳平均厚度70km,可分为明显的两层.上层厚16km,P 波速度5.55km/s,S 波3.25km/s;下层厚54km,P 波速度6.52km/s,S 波3.76km/s;(2)上地幔顶层 P 波速度7.97m/s,S 波4.55km/s.140km 处出现低速层,层厚约55——62km.低速层下的正速度梯度与地幔顶部盖层相差无几.      

中国东部地区上地幔的三维P波速度结构

本文应用Aki等的三维反演方法,反演了中国东部地区大尺度上地幔三维P波速度结构,其中采用了300个远震事件在所研究区域(100°—125°E,20°—45°N)的50多个台站的P波到时残差。结果表明:(1)中国东部地区上地幔横向不均匀性至少深达680公里,其中40—400公里范围内的结构具有共同特点,仍保持有地表大地构造的痕迹,400公里深度以下,不均匀性逐渐减小,地表构造痕迹消失。(2)存在一条北北东走向的深层构造带将中国东部地区分成两部分,西部速度稳定、偏高,东部速度复杂,低速高速随深度变化而交替出现。     

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.     

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.     

华南上地幔P波速度结构

通过拟合15°—30°内的长周期P波走时及波形资料,得到了华南地区上地幔P波速度结构模型SC.研究结果表明,在华南地区的上地幔内无低速层存在,在405km和660km深度处仃一级间断面存在,速度跳跃分别为5.7％和4.6％.通过与欧洲西部上地幔模型K8,欧洲西北部上地幔模型S8和西藏地区上地幔模型QX8比较,我们发现各个构造区P波速度的过渡区是一致,但间断面的绝对深度不一样.     

华南上地幔P波速度结构

通过拟合15°-30°内的长周期P波走时及波形资料,得到了华南地区上地幔P波速度结构模型SC.研究结果表明,在华南地区的上地幔内无低速层存在,在405km和660km深度处仃一级间断面存在,速度跳跃分别为5.7％和4.6％.通过与欧洲西部上地幔模型K8,欧洲西北部上地幔模型S8和西藏地区上地幔模型QX8比较,我们发现各个构造区P波速度的过渡区是一致,但间断面的绝对深度不一样.     

阿尔金断裂带地壳和上地幔结构的P波层析成像

阿尔金断裂是青藏高原西北边缘最主要的断裂．天然地震P波层析成像结果揭示了阿尔金断裂（严格地说这里指阿尔金断裂中部,下同）为一条宽约40km左右的低速带,并以比较直立的产状向下延伸至150km左右深度．结果同时显示塔里木岩石圈曾经挤入到柴达木盆地下面,并受到后来发育起来的阿尔金断裂的切割．本次研究结果支持青藏高原中北部上地幔热物质参与了支撑高原高海拔地形的重力均衡作用的假设。     

北京地区地壳三维结构的综合建模

综合基础地理信息数据、数字化地质图、沉积层的地脉动探测结果、人工地震测深和宽角折射等多种资料,在对数据进行分析和整理的基础上,利用建模工具软件GoCAD,建立了北京地区（东经115．5°-117．5°,北纬39°—41°）地壳及上地幔顶部P波速度结构和地质界面模型。在模型建立的过程中,分析得到了人工地震剖面数据的地学统计特性,并设计了一种适合离散光滑插值（DSI）约束点权重的光滑估计方差,对模型的插值结果进行了质量评估。分析了北京地区地壳上地幔速度结构的特征,又将速度结构模型与层析成像结果进行对比,模型比较好地反映了北京地区的地下结构。     

阿尔金断裂带地壳和上地幔结构的P波层析成像

阿尔金断裂是青藏高原西北边缘最主要的断裂．天然地震P波层析成像结果揭示了阿尔金断裂（严格地说这里指阿尔金断裂中部,下同）为一条宽约40km左右的低速带,并以比较直立的产状向下延伸至150km左右深度．结果同时显示塔里木岩石圈曾经挤入到柴达木盆地下面,并受到后来发育起来的阿尔金断裂的切割．本次研究结果支持青藏高原中北部上地幔热物质参与了支撑高原高海拔地形的重力均衡作用的假设。     

华北地区三维地壳上地幔结构

本文用均等显示滤波频时分析方法分析了长周期瑞利面波资料,获得了路经中国大陆及邻区的238条混合路径的面波群速度频散,其周期范围为10.5—113s.用改进的分格反演方法从混合路径频散中提取出位于华北地区的12个4°×4°网格单元的纯路径频散并反演其地壳上地幔结构.所得结果表明,华北地区地壳上地幔结构横向变化显著;从东向西地壳逐渐变厚;位于华北东部的分格在地壳中20km深处普遍存在低速层,整个华北地区上地幔低速层埋藏较浅,一般为55—100km之间.各个网格上地幔低速层的速度不尽相同.     

华北地区三维地壳上地幔结构

本文用均等显示滤波频时分析方法分析了长周期瑞利面波资料,获得了路经中国大陆及邻区的238条混合路径的面波群速度频散,其周期范围为10.5-113s.用改进的分格反演方法从混合路径频散中提取出位于华北地区的12个4°×4°网格单元的纯路径频散并反演其地壳上地幔结构.所得结果表明,华北地区地壳上地幔结构横向变化显著;从东向西地壳逐渐变厚;位于华北东部的分格在地壳中20km深处普遍存在低速层,整个华北地区上地幔低速层埋藏较浅,一般为55-100km之间.各个网格上地幔低速层的速度不尽相同.     

喜马拉雅山北部地区的地壳结构模型和速度分布特征

本文根据1981年西藏南部喜马拉雅地区的人工地震测深资料进行了震相对比,分辨出t₁、t₂、t₃、t₄、t₅和t₆六组地壳中和莫霍界面的反射波,并用理论走时曲线、绘制速度曲线图、射线跟踪和综合地震图等方法得到了主测线（PP）上各地段的地壳结构模型。初步结果表明,该地区地壳西段较薄（约73公里）,东段稍厚（约77公里）,平均总厚度约为75公里。地壳的平均P波速度约为6.2-6.3公里/秒。 地壳为高低速相间的多层结构。在中上部有一低速层,其厚度为数公里,速度为5.6-5.7公里/秒,与上层速度差为0.5-0.6公里/秒。低速层在测线东段比较肯定,在西段则不甚明显。结合藏南定日、岗巴一线有强烈水热活动的事实,低速层的存在可能意味着地壳中存在部分熔融的高温物质。下部地壳的速度为6.7-6.8公里/秒,且比较均匀。从莫霍面反射波的特征来看,在紧靠其上方可能有一个速度反转带,其厚度亦为数公里。上部地壳的结构在横向上有较大的差异,这说明在地质历史上,西藏特提斯带曾经历过强烈的地壳变动。     

喜马拉雅山北部地区的地壳结构模型和速度分布特征

本文根据1981年西藏南部喜马拉雅地区的人工地震测深资料进行了震相对比,分辨出t1、t2、t3、t4、t5和t6六组地壳中和莫霍界面的反射波,并用理论走时曲线、绘制速度曲线图、射线跟踪和综合地震图等方法得到了主测线（PP）上各地段的地壳结构模型。初步结果表明,该地区地壳西段较薄（约73公里）,东段稍厚（约77公里）,平均总厚度约为75公里。地壳的平均P波速度约为6.2—6.3公里/秒。 地壳为高低速相间的多层结构。在中上部有一低速层,其厚度为数公里,速度为5.6—5.7公里/秒,与上层速度差为0.5—0.6公里/秒。低速层在测线东段比较肯定,在西段则不甚明显。结合藏南定日、岗巴一线有强烈水热活动的事实,低速层的存在可能意味着地壳中存在部分熔融的高温物质。下部地壳的速度为6.7—6.8公里/秒,且比较均匀。从莫霍面反射波的特征来看,在紧靠其上方可能有一个速度反转带,其厚度亦为数公里。上部地壳的结构在横向上有较大的差异,这说明在地质历史上,西藏特提斯带曾经历过强烈的地壳变动。     

京津唐地区地壳上地幔立体构造

本文介绍在京津唐地区利用地震转换波法所测得的地壳、上地幔主要深部界面构造图以及地壳下层(玄武岩层)厚度分布图。将深部构造与本区震中分布进行了对比,指出了强震震源区的深部构造特征     

华北平原邢台地震活动地区的上地幔结构和地幔低速层

邢台地震活动地区,地壳底部莫霍界面之下尚有纵波速度为8.1、7.6、7.8和8.1公里/秒的四层介质,它们的下面有速度为7.2-7.4公里/秒的地幔低速层,低速层顶部的深度为83公里左右。 本文所得低速层与世界其他地区所得低速层参数的比较似乎说明:在构造活动地区、火山活动地区和地震活动地区,低速层中的速度值一般均较正常状态下（海洋和大陆地区）的地幔低速层为低,且埋深相对较浅。     

华北平原邢台地震活动地区的上地幔结构和地幔低速层

邢台地震活动地区,地壳底部莫霍界面之下尚有纵波速度为8.1、7.6、7.8和8.1公里/秒的四层介质,它们的下面有速度为7.2—7.4公里/秒的地幔低速层,低速层顶部的深度为83公里左右。 本文所得低速层与世界其他地区所得低速层参数的比较似乎说明:在构造活动地区、火山活动地区和地震活动地区,低速层中的速度值一般均较正常状态下（海洋和大陆地区）的地幔低速层为低,且埋深相对较浅。     

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.     

延怀盆地及其邻区地壳上地幔速度结构的宽频带地震台阵研究

在沙城以东的延庆盆地及其邻近区域内布设了由GDS－1000宽频带数字地震仪组成的流动地震台阵，利用台阵记录的宽频带远震P波波形数据和非线性接收函数反演方法获得了延怀盆地内0-80km深度范围的地壳、上地幔S波速度结构．利用计算机三维彩色剖分显示技术研究了台阵下地壳、上地幔速度结构的横向非均匀变化。结果表明，研究区域内的地壳厚度为40km左右，壳幔界面有4km左右的上下起伏．地表沉积盖层在延庆盆地中心附近厚度约1km，而在向盆地外围延伸的方向上相对变薄．研究区域内上地壳S波速度结构较复杂，而下地壳与上地幔则相对比较均匀．其上地壳最突出的特点是在10km深度附近有明显的S波低速层．在延庆盆地下方，它延伸到6-20km的深度范围．在延庆盆地南侧，该低速层有从西往东逐渐减弱的趋势．研究区域内的地震基本上都发生在延庆盆地下方上地壳低速体外围．据此推断，延庆盆地及其临近区域内的地震活动与该区域地壳内的热状态有密切关系．