西藏高原当雄—亚东地带地壳与上地幔结构和速度分布的爆炸地震研究

本文概述了在西藏高原长达450公里左右的南北向测线上取得九次湖中水下爆炸地震记录的处理结果。通过数字处理、拟合和反演等计算,得出了该地区地壳与上地幔的成层结构和速度分布。 结果表明,该区整个沉积岩层厚约3—5公里,雅鲁藏布江以北到当雄地带,地壳巨厚达70—73公里;江南地区为68—45公里,并逐渐向南翘起。在成层地壳介质中发现下地壳中存在低速层,厚约10公里,速度为5.64公里/秒。分析认为,高原地形与巨厚地壳的形成是印度洋板块与欧亚板块碰撞以及长期挤压和内部物质运移的结果。     

黄海的地壳与上地幔Qβ结构：—CDSN应用系列论文二

本文利用中国数字化地震台网(CDSN)记录到的长周期面波资料,测定了黄海的瑞利波 Q 值。在周期为20秒—170秒范围,黄海的瑞利波 Q 值在52—223。采用随机逆反演方法反演出其地壳与上地幔的 Q_β结构。结果表明:黄海的地壳平均 Q_β值为216左右,在上地幔存在一个厚约30km 的强衰减层(低 Q 值层),该层的顶部埋深距地表约为50km。与华北地区的上地幔低速层位置相似,证实了黄海是中朝地台的一部分之说。     

中国东部马鞍山-常熟-启东地带地壳与上地幔结构和速度分布的爆炸地震研究

本文根据马鞍山、常熟两地井中组合爆炸激发的地震波,在马鞍山-常熟-启东长约300余公里的测线上,利用相遇和单支观测系统得到的记录,进行了数据处理、走时拟合和反演计算,并通过射线跟踪和理论地震图等,探讨了地壳介质的横向不均匀性,建立了该区成层地壳结构与速度分布的初步模型。 研究结果表明,该区不同界面的首波和反射波具有不同的特征。根据走时的间断、跳跃,视速度变化,频谱形态与主频率分布,Q值变化与振幅特征表明,在江苏省溧阳地震活动地区,地壳内部存在着深断裂和介质疏松破碎地带。 在该测线所辖地区,地壳由成层介质组成,其平均厚度为32-28km,在该地壳中存在着低速层,向东陆缘地带地壳缓慢变薄。 本文最后讨论了剖面所经溧阳地震地区的深部结构特征。     

体波波形反演对青藏高原上地幔速度结构的研究

采用波形反演方法对青藏高原地区震中距8°-38°范围内的宽频带炸波波形进行拟合,研究该地区上地幔平均速度结构以及上地幔纵、横波速度的横向不均匀性结果表明青藏高原地区的平均地壳厚度约为68km,上地幔盖层平均厚度约为30－40km,速度约为8.10km／s雅鲁藏布江附近地壳厚度最大,约80km,相应的上地幔Pn速度为8．15km／s左右,青藏高原中部地区的地壳平均厚度约68-70km．位于拉萨地块北部的羌塘地块S波速度相对较低,其地壳和上地慢的平均S波速度分别比拉萨地块低1％和2％以上34°N以北,90°E附近的区域存在明显的上地幔P波低速异常区,P波的平均速度小于7．8km／s据此结果及前人工作,推断印度板块的俯冲可能以雅鲁藏布江缝合带附近为界,青藏高原巨大的地壳厚度是由于欧亚板块碰撞造成地壳缩短与增厚引起.     

我国西北部分地区地壳-上地幔电性横向变化特征与地震活动的关系

由50余个测点的大地电磁测深资料,讨论了该区的地壳-上地幔电性横向变化特征。按照上地幔第一低阻层顶面埋深,将测区划分为四类地区:浅埋深(55-90公里)、中浅埋深(90-110公里)、中深埋深(110-160公里)和深埋深(160-250公里)。讨论了本区六次大震例的深部电性背景。指出了上地幔顶部的梯度带地区、地壳内电性横向变化剧烈的地区和地壳内存在局部特殊增厚的低阻层地区将可以作为潜在震源区的深部电性判据之一     

中国东部马鞍山—常熟—启东地带地壳与上地幔结构和速度分布的爆炸地震研究

本文根据马鞍山、常熟两地井中组合爆炸激发的地震波,在马鞍山—常熟—启东长约300余公里的测线上,利用相遇和单支观测系统得到的记录,进行了数据处理、走时拟合和反演计算,并通过射线跟踪和理论地震图等,探讨了地壳介质的横向不均匀性,建立了该区成层地壳结构与速度分布的初步模型。 研究结果表明,该区不同界面的首波和反射波具有不同的特征。根据走时的间断、跳跃,视速度变化,频谱形态与主频率分布,Q值变化与振幅特征表明,在江苏省溧阳地震活动地区,地壳内部存在着深断裂和介质疏松破碎地带。 在该测线所辖地区,地壳由成层介质组成,其平均厚度为32—28km,在该地壳中存在着低速层,向东陆缘地带地壳缓慢变薄。 本文最后讨论了剖面所经溧阳地震地区的深部结构特征。     

中朝准地台东部的地壳上地幔Q＿β结构

根据中国数字化地震台网（ＣＤＳＮ）记录到的长周期面波资料，测定了中朝准地台东部地区周期从１０～１４６ｓ的基阶瑞雷波Ｑ_Ｒ值．并用随机逆反演方法反演得到了４条路径上的地壳上地幔Ｑ_β模型．结果表明：中朝准地台东部地区的地壳平均Ｑ_β值为２００左右，地壳中部（深度１０～２０ｋｍ处）有弱衰减层，该层可能与壳内易震层有关．在地幔顶部普遍存在一个厚约７０ｋｍ的强衰减层（低Ｑ值层），其顶部埋藏深度约为８０ｋｍ．中朝准地台东部地区的基阶瑞雷波实测Ｑ_Ｒ平均值介于构造稳定区和构造活动区之间，而更趋近于构造活动区域．     

青藏高原瑞利波相速度与深部结构的横向变化

利用中美合作在青藏高原布设的11台 PASSCAL 宽频带数字地震仪记录到的瑞利面波资料,测得青藏高原内不同块体的瑞利面波相速度(周期为10——120s),并反演了不同路径的地壳上地幔 S 波速度结构,发现青藏高原 S 波速度结构的横向变化显著.亚东——安多裂谷带的面波频散与相邻的块体差异最大,温泉至日喀则路径的相速度比其它路径的相速度明显偏高.该路径的地壳平均速度为3.79km/s,比其它路径的地壳平均速度3.40——3.50km/s高得多.青藏高原内不同块体的地壳中均有低速层存在,但低速层的厚度和速度不尽相同.位于北部的松潘甘孜块体。其地壳较薄约为65km,Sn 速度为4.48km/s,而且在约120km 深处的上地幔中存在一厚度为60km,速度为4.15km/s 的上地幔低速层.其它路径的上地幔速度相近,均没有明显的上地幔低速层出现.羌塘块体与拉萨块体的瑞利波相速度和 S 波速度结构极为相似,上地幔顶部的速度较松潘甘孜块体略高.在青藏高原广大地区中,地壳的平均速度低,普遍存在地壳低速层;上地幔顶部的横波速度为4.50——4.65km/s,上地幔中或者没有低速层或者低速层埋藏较深.      

中国西部及其邻域地壳上地幔横波速度结构

本文首次采用Rayleigh面波双台法研究中国西部及其邻域的三维横波速度结构.共处理了超过3000条双台资料,经仔细挑选共获得110条高质量的双台Rayleigh波相速度频散资料.采用Tarantola的概率方法反演得到研究区域内15～120 s的Rayleigh相速度分布图像.采用Tarantola非线性问题的最小二乘反演方法反演得到研究区域内2°×2°的三维横波速度结构.利用不同周期的Rayleigh面波相速度大致对λ/3波长附近深度的横波速度最为敏感这一物理特性,在反演过程中引入一种层速度自适应调整的技巧,可以较好地加快收敛和提高反演的稳定性.反演得到的横波速度结构的主要结论为：（1）青藏高原的西部地区下地壳和上地幔顶部横波速度很高,软流层不发育;而青藏高原东缘地区的下地壳和上地幔顶部速度明显偏低,很可能是青藏高原地壳低速物质沿青藏高原东部边缘地区向南运动、形成经川滇地区连接缅甸北部低速区的低速物质运移通道;在青藏高原东北部边缘地区,下地壳的速度明显低于中地壳的速度;（2）青藏高原南部的拉萨地块具有较高速度的上地幔顶盖层,从南向北拉萨地块的软流层埋深约从130 km减至100 km,软流层厚度约从40 km增至80 km;北部羌塘地块的下地壳速度偏低,上地幔顶盖层缺失,速度很低,软流层的厚度较大;（3）塔里木盆地和准噶尔盆地都表现出较高的上地幔横波速度结构,软流层不明显,准噶尔盆地下地壳的厚度和速度都比塔里木盆地的高;（4）蒙古高原西部的下地壳上地幔顶部速度明显低于蒙古高原东部地区的,且在蒙古高原中西部地区存在巨厚的低速软流层.该软流层越往蒙古高原东部厚度越小,上覆顶盖层的速度和厚度越大.对上述反演结果作了地质解释.     

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.      

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。     

中国中部的地壳及上地幔构造

本文利用中国数字地震台网的资料,对昆仑山—柴达木盆地—秦岭—大别山纬向构造带的地壳及上地幔构造进行了研究。沿这一构造带沉积层平均厚度为8km,剪切波速度β=2.62km/s,壳内平均速度较低,为3.5km/s左右,在下地壳还存在低速层。地壳平均厚度为48km,自东而西相差不很大。上地慢低速层在70—90km深处开始出现。这种构造特征有别于地台和高原,具有块体间的过渡性质,表明这是中国地壳块体中的一个独立构造单元。     

川滇地区地壳上地幔三维速度结构研究

根据云南和四川地震台网174个台站记录的4625个区域地震初至Ｐ波和Ｓ波走时资料，并结合其它深部地球物理资料，确定了川滇地区地壳上地幔三维速度结构．在上地壳速度异常分布中，四川盆地为正异常，川西高原为负异常，龙门山断裂带为正、负异常的边界．龙门山断裂、鲜水河断裂以及红河断裂等，在下地壳和上地幔的速度异常中仍显示出构造分界特征，说明它们可能穿透了莫霍界面．腾冲火山区和攀西构造带在50km深度上呈现负速度异常，与上地幔温度和物质组成的差异相联系．川滇地区地壳结构的总体特征是:地壳和上地幔的低平均速度，地壳厚度变化剧烈，地壳和（或）上地幔存在高导层、高热流值．这些同印度板块与欧亚板块碰撞的构造背景有关．川滇菱形块体在地壳内总体上为正常或正异常速度，而其边界的深大走滑断裂存在负速度异常，它有助于地壳块体沿断裂的侧向挤出．在主要的地震带上，中下地壳的负速度异常与地震活动性相关．多数强烈地震发生在具有正速度异常或正常速度分布的上中地壳深度上，而其下方则通常是负速度异常带．      

长白山天池火山区及邻近地区壳幔结构探测研究

对长白-敦化深地震测深剖面资料利用二维射线追踪程序包进行走时拟合及地震图计算,得到了长白山天池火山区及邻近地区地壳上地幔速度结构和深部构造. 结果表明,以C2界面为标志,研究区地壳可分为上部地壳和下部地壳. 上部地壳厚1-23km,P波速度为6.00-6.25km/s;下部地壳厚12-17km,它是由一个较均匀的速度层和一个厚6-km的壳幔过渡层构成. 地壳厚度由敦化一带31-33km向东南逐渐增厚,至天池火山区最深达3km. 在天池火山区地壳存在低速体,其速度较周围介质低约为0.15km/s. 利用地震剖面探测、地震CT和大地电磁测深等结果显示,在天池火山区地壳内存在低速、低密度及低阻异常体,该异常体可能表明壳内岩浆囊的存在.     

长白山天池火山区及邻近地区壳幔结构探测研究

对长白-敦化深地震测深剖面资料利用二维射线追踪程序包进行走时拟合及地震图计算,得到了长白山天池火山区及邻近地区地壳上地幔速度结构和深部构造. 结果表明,以C2界面为标志,研究区地壳可分为上部地壳和下部地壳. 上部地壳厚1-23km,P波速度为6.00-6.25km/s;下部地壳厚12-17km,它是由一个较均匀的速度层和一个厚6-km的壳幔过渡层构成. 地壳厚度由敦化一带31-33km向东南逐渐增厚,至天池火山区最深达3km. 在天池火山区地壳存在低速体,其速度较周围介质低约为0.15km/s. 利用地震剖面探测、地震CT和大地电磁测深等结果显示,在天池火山区地壳内存在低速、低密度及低阻异常体,该异常体可能表明壳内岩浆囊的存在.     

青藏高原及邻近地区地壳与上地幔剪切波三维速度结构

本文利用30个基准台所记录的238条长周期面波资料,经过适配滤波和分格频散反演,得到中国大陆及邻区147个分格10-105s的纯路径频散,进而反演出青藏高原及邻近地区深至170km的剪切波三维速度结构.研究表明,青藏高原中西部地区和东部地区的地壳平均厚度分别为70±7km和65±7km,地壳平均剪切波速度分别为3.55和3.62km/s,上地幔顶盖平均速度分别为4.63和4.61km/s; 岩石层厚度均为120±10km;东部地区下地壳内30-40km深度处普遍存在低速层;青藏高原及其东侧的上地幔低速层内有横贯东西且明显向上隆起的低速腔.滇西缅北地区的地壳厚45±5km,上地壳及下地壳内都有低速层;上地幔顶盖的速度为4.42km/s,比青藏高原本体及恒河平原都低.恒河平原地壳厚34±2km,速度平均为3.45km/s;上地幔顶盖厚86±10km,速度平均为4.63km/s,顶盖内55-83km深处有一个低速夹层.     

青藏高原及邻近地区地壳与上地幔剪切波三维速度结构

本文利用30个基准台所记录的238条长周期面波资料,经过适配滤波和分格频散反演,得到中国大陆及邻区147个分格10—105s的纯路径频散,进而反演出青藏高原及邻近地区深至170km的剪切波三维速度结构.研究表明,青藏高原中西部地区和东部地区的地壳平均厚度分别为70±7km和65±7km,地壳平均剪切波速度分别为3.55和3.62km/s,上地幔顶盖平均速度分别为4.63和4.61km/s; 岩石层厚度均为120±10km;东部地区下地壳内30—40km深度处普遍存在低速层;青藏高原及其东侧的上地幔低速层内有横贯东西且明显向上隆起的低速腔.滇西缅北地区的地壳厚45±5km,上地壳及下地壳内都有低速层;上地幔顶盖的速度为4.42km/s,比青藏高原本体及恒河平原都低.恒河平原地壳厚34±2km,速度平均为3.45km/s;上地幔顶盖厚86±10km,速度平均为4.63km/s,顶盖内55—83km深处有一个低速夹层.     

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．