地震层析成像及其在消减带和地震断层带成像中的应用

回顾了地震层析成像方法的最新进展，包括模型参数化的改进，三维射线追踪，反演算法，地方震、近震和远震资料的联合使用及层析成像反演中反射波和转换波的加入。然后介绍了新一代层析成像方法在消减带及地震断层带上的应用。这些新的研究确定了消减海洋岩石层、地幔楔中的岩浆房和活动火山弧底下池壳前所未有的清晰图象，表明了与岛弧岩浆作用和弧后扩张相关的地球动力系统与深部过程有关。如：地幔楔中的对流循环和消减板块的深部脱水反应。地震断层带上的高分辨率层析成像表明，破裂成像现象与地震孕过程和地壳物质的不均匀性以及非弹性过程（如断层带上的流体）紧密相关。     

地震层析成像中的不确定性

地震层析成像已经是一种常用的探测地球内部三维波速结构的地球物理方法。这些深部地球结构信息是人们深入认识地球的重要依据,同时由于地表地质过程往往取决于深部动力过程,因此深部结构已经开始受到了地质学家们的广泛重视。但地震层析成像方法众多,所得到的参数和精度可能有所不同,这给非地震学专业的研究人员在使用层析成像结果的过程中造成了极大的不便。为了更好地实现地球物理,地球化学和地质等多学科交叉应用,本文系统分析了地震层析成像结果中可能存在的不确定性,同时提出了相应的建议以帮助地质学家们能够正确对待层析成像结果中的不确定性并合理利用地震层析成像结果。     

基于神经网络的近震与远震识别

选用P波震相附近的地震波作为研究对象,对近震和远震特征信息进行探讨。选取初至P波主周期作为神经网络输入元,P波到达后2～6s作为地震波时间窗,选择正确的网络结构和参数,搜集大量的地震样本数据进行训练,实现对近震和远震地震事件的非线性系统识别。结果表明:在样本训练区间检验数据的预测结果置信度达到100%;在非样本区间也能迅速收敛到标识符0或1附近。近震样本信号最大周期为0.25s,而置信度达到80%以上的预测区间几乎接近0.35s;远震样本信号最小周期为0.9s,而置信度达到80%以上的预测区间达到0.5s,表明模型建立得当,具有良好的泛化能力。     

多震相在近震体波层析成像中的应用

近震体波层析成像方法利用地震波走时来反演地下结构,这需要观测到时准确。在实际情况中,观测到时或多或少包含一定的误差,包括人为误差、仪器误差(如钟差)等。本文提出了一种新的近震体波层析成像方法,来消除随时间积累的误差对反演结果的影响,并验证了该方法的正确性和可行性。     

地震走时层析成像方法在研究强震孕震、发生机制中的应用

选取1950年以来中国大陆内部发生的数十次6.0级以上强震的孕震、发震机制研究实例,本文回顾总结了近年来国内外学者对强震的发生与地壳介质结构不均匀性关系的研究进展情况,分析了不同研究方法的优点和存在的问题.相对定位方法获取精确的余震震源位置和地震层析成像方法,获得震源区高分辨率的三维速度结构是目前研究强震孕震构造和发震...     

地震烈度模糊标定及其工程应用

本文根据文献[1]提供的地震烈度衰减资料,研究了我国地震烈度区划图中所具有的模糊性。为与新颁布的建筑结构抗震规范中对地震环境的要求相适应,文中提出地震烈度、近震和远震的模糊性标定方法,同时探讨了烈度、近震和远震模糊标定结果的工程应用等问题。     

近震资料确定三维地震速度结构的一种方法

我们研究了由近震得到的地震走时资料估计地震波速度三维结构的反演方法。这种方法由同时确定速度界面的二维深度分布、三维速度分布、台站校正和震源来表征。速度界面的深度分布和慢度扰动的分布以纬度、经度和深度的幂级数来拟合。这种三维地震结构的表示不仅有助于减少未知参数的个数,也有助于解析地求取界面深度、速度和走时关于未知参数偏导数的值。连接震源和台站之间的射线轨迹,是在具有确切界面深度分布的简化的速度分布条件下由称为试射法的射线追踪方法确定的。数值试验证明,我们的反演方法可成功地估计三维速度结构。     

伴随成像及其在地球深部结构研究中的应用

基于高精度的三维波场模拟和伴随方法,伴随成像成功实现了天然地震全波形成像在区域和全球尺度下的应用。伴随成像技术基于谱元法,使用全三维、多参数的初始模型对地震波场进行数值模拟,通过正演波场和伴随波场的相互作用快速求取目标函数的梯度,结合高性能计算技术,实现大尺度全波场成像。相比于传统的地震层析成像方法,伴随成像对地球内部结构异常体的描述更加精细和全面,更适用于构造活跃地区的深部动力学研究。本文首先介绍伴随成像方法的基本原理,随后阐述其具体实现流程,并回顾该方法在地球深部结构研究中的应用,最后对其未来发展做出展望。     

地震定位:在多大距离内地球可不再被视为平坦的?

引言对记录到的近震和远震事件的定位程序传统上一直使用走时表 ,如 J-B走时表 ( Jeffreysand Bullen,1 958)。该表是以横向均匀球状地球的射线跟踪 ( e.g.,Boyed etal.,1 984)为基础的。由于地壳和上地幔波速结构的区域变化 (即这些事件的初至 P波和 S波花费了大部分时间的地球区域 ) ,因此利用当地和近区台站资料定位地震 ,这种走时表也许给出的不是精确的定位。直到最近 ,一项不平凡的工作是建立不同的球状地球速度结构的走时表。在过去的 3 0多年中 ,对大多数当地和近区域记录的事件一直是用穿过恒定速度层的平坦地球射线跟踪程序定…     

有限频体波走时层析成像及其在华北地区的应用

自层析成像被引入到研究地球内部结构以来,地震层析成像发展迅速,现已成为研究地球深部结构的有效方法之一。按层析成像的理论依据,可以把地震层析成像分为射线层析成像和有限频层析成像。本文旨在掌握一种有限频灵敏度算核的计算方法,进而构建有限频层析成像的反演计算,并用有限频层析成像的方法研究华北克拉通上地幔的速度结构及其动力学意义。     

噪声层析成像在壳幔结构研究中的现状与展望

噪声层析成像是一门最近发展起来的新技术, 用环境噪声为数据研究地球结构, 摆脱了对震源信号的依赖。 由于噪声资料含有丰富的短周期信息, 噪声层析成像技术的应用, 大大提高了对地壳浅层结构的分辨能力, 并可有效用于城市地下结构的研究。 本文通过对噪声成像的发展现状、 计算方法和研究进展等几个方面的综述, 分析了噪声层析成像的优缺点, 对噪声层析成像技术的发展方向进行了展望。 噪声资料结合地震面波和体波反演的各向异性研究, 有助于更准确地揭示壳幔结构和深部动力特征。 综合运用噪声分析技术与其它有源信号的分析技术, 将会促进对壳幔地震学参数动态变化和地震前后的物性变化的研究探索。     

地震射线走时层析成像的简单数值例子

地震射线走时层析成像是研究地下深部速度结构的重要地球物理方法之一,本文通过一个地震射线走时层析成像的简单数值计算实例,结合地震射线走时层析成像的基本理论和步骤,使用数值计算,具体讲述了绝对走时层析成像和相对走时层析成像的基本原理和实施流程.与抽象的概念和公式相比,一步一步的实例计算,使读者对地震射线走时层析成像的认识更具体、更直观、更易于理解,作者也希望这个数值实例对初学者能有一定的帮助和指导作用.     

华北地壳上地幔结构及其大地震深部构造成因

华北克拉通是中国大陆东部的一个重要的大地构造单元.20世纪60~70年代,华北地区发生了一系列强烈地震.近半个世纪以来,中国地震学家对华北地区地壳上地幔结构开展了大量的探测和研究,在地壳上地幔结构以及与强烈地震相关的深部构造环境等重大地球科学问题上取得了显著的进展.华北大震区的深地震剖面探测显示了地壳上部铲式正断层和低角度的滑脱构造与震源下方贯通下地壳直至莫霍面的高角度深断裂共存的复杂构造图像.地震层析成像揭示,华北大震大多都发生在高速与低速区的过渡带上,而唐山地震区中-下地壳存在明显的低速异常.震源区下方的低速异常带,地壳深浅构造不一致,高角度超壳深断裂,上地幔顶部速度偏低,以及莫霍界面局部隆起等,是华北伸展构造区深部孕震环境的共同特征,表明华北岩石圈结构具有高度不均匀性.华北克拉通现今的强烈地震活动性以及偏低的下地壳速度,显著区别于世界上其他稳定克拉通.所有这些都是华北克拉通破坏的重要证据.尽管深地震探测和地震层析成像研究大大丰富了深部构造和孕震环境的知识,一些深层次的问题需要进一步的研究.     

20世纪90年代我国对地壳上地幔结构的人工地震探测研究

介绍了20世纪90年代我国人工地震探测在研究大震区和潜在震源区深部细结构，发震构造的深部特征、介质物性，地壳和上地幔结构与地球动力学过程，火山深部结构，油气生成的深部构造环境等方面取得的成果，以及人工地震资料解释中P波和S波的联合应用，浅层地震反射法在地壳浅层细结构、深浅构造关系研究方面取得的进展。     

地震层析成像研究的回顾与展望

对本世纪７０年代以来发展起来的地震层析成像研究及其在勘探地球物理领域的发展状况进行了简单的回顾,对地震层析成像研究今后的发展提出了开展多参数研究的设想,论述了地震层析成像研究中走时拾取、三维地震波场、三维地震时间场、广义线性反演解的分辨率问题以及重建图像的地质解释问题。     

西藏高原羊易地热田深部构造的近震转换波研究

首次利用三分量数字地震仪在西藏羊易地热田区记录到近震转换波,并用于研究深部构造取得了结果.查明了测区基底构造的基本特征,发现热田区发育了NNW和NEE向一系列断裂,其延深可达6—9km,不同方向断裂的交汇对热田有控制作用.在热田内基底形成一近NS向断块状局部隆起.经过热田深部传播的近震转换波的频谱主频和振幅比均有明显降低,这些特征显示热田深部可能有局部熔融的岩脉沿深断裂活动.表明在热田区的微震观测中同时利用近震转换震相研究深部构造是可行的.     

新疆部分城镇远震和近震影响的确定方法

以建筑抗震设计规范ＧＢＪ１１－９（条文说明）中涉及到的新疆地区考虑远震影响的城镇为研究对象，采用现行的地震危险性分析概率方法，考虑远震和近震影响的实质，提出了一处合理的确定远震和近震影响的方法，进而确定这些城镇的基本烈度是远震影响还是近震影响。     

云南省区域数字地震遥测台网近震速报

云南省区域数字地震遥测台网2000年开始使用新的近震定位程序KMSN-N,地震速报的精度和速度都有很大提高。从2000年的姚安Ms5．9地震到2003年的鲁甸Ms5．0地震,17次大震速报的实践,证明了定位程序KMSN-N的可靠性和实用性。本文对云南区域台网近震地震参数的测定方法进行了详细讨论,对2000-2003年间的17次大震速报与大震考察结果进行了比较。     

基于地震“哼鸣”的全球面波层析成像

基于地震的全球面波层析成像技术的发展对于探测地球深部动力学状态起着至关紧要的作用。人们很自然地认为只有大地震才会产生类似探测所需要的穿入地球深部的长周期地震波。然而,由海洋和/或大气扰动随机产生的地震＂哼鸣＂的发现,即地球背景自由振荡,提供了一种可供选择的方法。我们在此呈现的是利用地震＂哼鸣＂而非天然地震进行上地幔地震层析成像的结果。在100～400s周期,Rayleigh波的相速度异常可通过下述方式测得,即对观测得到的54个遍布全球的地震台站中每两个台站间的互相关函数进行模拟,然后对这些异常进行反演,以获取上地幔三维S波速度结构。此方法为探测具有大气和/或海洋的类地行星——特别是火星的三维内部结构提供了一种新的途径。     

新疆数字化近震记录特征

对2009年2月至2011年8月新疆及边境界外300 km以内Ms3.0以上523个天然地震重新分析,研究新疆数字化近震记录,总结震相规律,地震实例说明:不同距离、不同类型的天然地震记录特征,对提高新疆数字台网中心的地震速报及地震目录编辑质量具有借鉴意义.