宽频带数字地震波形反演与中国大陆地壳上地幔速度结构的研究

本文对利用体波波形资料研究地壳上地幔速度结构的理论与方法进行了系统的研究 ,通过引入非线性反演中的遗传算法 ,发展了一种灵活有效的体波波形反演方法。利用中国的CDSN台网和中美合作在青藏高原架设的PASSCAL临时地震台站记录的宽频带体波波形资料 ,对中国大陆地区地壳上地幔速度结构进行了研究。在青藏高原地区 ,通过对高原中部地区瑞利波衰减特性及相速度频散特性的测定 ,反演了该地区地壳上地幔的 Qβ结构和 S波速度结构 ,并对 S波速度的横向不均匀特征进行了探讨。本文对上地幔速度结构的主要研究方向进行了系统的总结 ,这些…     

利用背景噪声研究壳幔结构发展综述

利用背景噪声研究地下结构即对两个台站长时间的地震噪声记录进行互相关计算提取台站间的格林函数,获取面波频散特征,并进一步层析成像或测量面波走时变化.通过该方法可获得壳幔速度结构和对地下介质监测.近些年,该方法在理论上和实践上都有长足进展.首先介绍地震背景噪声应用的发展历史,进而重点论述利用背景噪声对壳幔进行群速度和相速度结构成像、三维剪切波速度结构成像、与其他方法联合成像和对地下介质监测的应用.最后分析了目前背景噪声应用面临的问题,并展望了其发展前景.     

川滇地区地震分布及地壳结构的双差地震层析成像

在使用APP++扫描得到的川滇地区地震目录数据的基础上,利用波形互相关得到的走时差,通过双差层析成像方法进一步提高了定位精度,并反演了该地区地壳的三维P波和S波速度结构.结果显示:重定位后的地震位置分布很好地刻画了相关断层的形态;浅层的速度结构能够很好地吻合区域内的断层分布,深部的速度结构反映了川滇菱形块体地壳流的可能...     

利用DE算法反演地壳速度模型和地震定位

利用差异演化（Differential Evolution）非线性全局优化算法,设计了一种反演地壳速度模型和进行地震定位的方法,并给出了反演结果的具体分析.利用有限差分算法计算速度模型的走时场,可以节省大量的计算量,加快计算过程.反演得到的地壳速度模型和地震的震源参数可以直接用于地震层析成像研究,还可以利用地震层析成像得到的三维速度结构对地震重新定位,从而得到较为精确的震源参数.地壳速度模型的反演方法也可以用于三维速度结构的反演.     

接收函数反演上地幔速度结构和间断面的剥壳遗传算法

探讨了使用台站接收函数反演得到上地幔速度结构和间断面深度的一种方法——剥壳遗传算法. 由地表至深部分成几个深度段，逐段反演速度结构，并在接收函数曲线上剥离浅处间断面的多次反射震相和反射转换震相对深部间断面的一次透射转换相的影响. 在每一深度段使用浮点编码、算术杂交和非均匀变异的遗传反演方法；在10次独立反演后，依据适应度选出50个优秀模型，对其加权平均得到该段的最终速度结构. 所形成的方法和程序，用iasp’91模型进行数值检验之后，又反演了海拉尔台的观测接收函数，给出台下深至700km的速度结构和主要间断面埋藏深度及速度跃变量.     

地震快速准确定位的系统解决方案及应用

论述了地震定位系统中所涉及的台站记录震相数据的筛选、地壳速度结构及遗传算法初始化参数的选择等技术改进思路,结合山东数字化虚拟测震台网的实际记录,研究了不同的速度结构和不同的定位方法对定位精度的影响.结果表明,选择遗传算法和华南速度模型,并合理选择震相数据,可保证利用较少的台站数据以较快的速度给出较高定位精度的地震基本参数.     

近断层速度脉冲型地震动相关问题研究

近断层速度脉冲型地震动研究对揭示建筑结构的破坏机理、开展抗震设防以及抗震设计具有重要价值。首先,对速度脉冲成因进行了系统的总结,并探讨了区分方向性效应速度脉冲和滑冲效应速度脉冲的思路;其次,系统地介绍了近断层速度脉冲的识别方法,评述了各种脉冲识别方法的优缺点;然后,基于速度脉冲特性,探讨了前方向性效应对速度脉冲特性的影响以及速度脉冲对反应谱的放大作用;最后,对速度脉冲型地震动输入方法以及对结构响应研究进行了系统总结,探讨了速度脉冲型地震动输入的关键问题。基于丰富的理论研究,未来对于速度脉冲型地震动研究工作应当充分结合实际工程需求,推进理论成果的规范标准化与工程实践。      

利用地震矩张量反演地壳运动水平速度场的理论和方法

根据地震矩张量反演地壳水平形变速度包括两个主要步骤：（１）由震源机制解计算地壳的平均应变率；（２）由应变率求速度场。文中对反演的理论与方法作了详细论述，并讨论了速度场内的相对大地转动和线性结构的整体转动以及速度场的误差椭圆的计算方法。     

确定场地土层速度结构的改进半波长法

地球物理反演浅地表土层波速剖面通常基于初始速度结构模型,为避免对地勘资料产生较多依赖,充分利用地震和背景噪声等被动源观测记录,快速简便地构建出土层反演的初始模型,本文基于场地土层的频散曲线和水平与竖向谱比提出了一种改进半波长法。该方法首先通过水平与竖向谱比确定场地土层的卓越频率,获取场地覆盖层厚度,确定反演所需的频带范围;其次,利用瑞雷波相速度对剪切波速的偏导数随土层深度的变化规律反演出场地的初始速度结构,并结合工程场地勘探中的半波长法,对常见的三类典型土层模型和日本Kushiro场地实测模型进行了实例分析;最后,将反演得到的速度结构与理论或实测速度结构进行误差对比分析。结果表明:改进半波长法获得的初始速度结构相对于理论或实测速度结构的最大误差不超过35%,可为利用地球物理方法反演工程场地波速剖面构造一个较小的搜索模型空间,进而提高反演计算的速度和结果的可靠性。      

面波频散与体波接收函数联合反演研究回顾及展望

面波频散和接收函数是研究地壳上地幔速度结构的重要方法.面波频散对绝对S波速度较为敏感,但对界面结构约束不强;而接收函数对间断面具有很好的分辨能力.二者优势互补,通过联合反演,可以得到更为准确的壳幔内部界面及绝对S波速度结构.近十几年来,随着噪声地震学的迅猛发展以及大量宽频带地震仪的架设,该联合反演方法得到了更进一步的应用.为了便于梳理该研究方向的脉络,本文分别回顾了面波频散与体波接收函数的方法原理及其在壳幔结构反演中的应用,并分析了两种方法的优势与不足.在此基础上,介绍了二者的联合反演方法,以及在地壳上地幔速度结构研究中的应用.展望了联合反演方法的进一步发展,以及加入多种地球物理观测数据对反演地壳上地幔结构的意义.     

地壳三维构造反演和速度层析成像

本文给出利用空间深地震测深反射资料重建地壳三维构造和速度分布的方法，适用于任意分层并且每层可由若干断块组成的地壳模型。通过采用适当的反演方法获得地壳界面的三维构造，并在此结果基础之上，进一步将剩余走时残差归因于地壳速度的不均匀性，采用东分块的反演方法，重建地壳三维速度分布，数值模拟的结果表明算法是有效的。     

P-P波及P-SV波叠前深度偏移速度模型建立方法

针对多波叠前深度偏移速度模型的建立问题,提出在CDP道集上利用互换原理组成伪地集作为叠前偏移速度分析的数据道集,先用叠前时间偏移方法求取层间互不影响的等效偏移速度模型,再用餐前深度偏移方法逐层求取层速度模型．对各层的速度质量、整个速度模型层位结构及速度横向变化,采用人机交互方式进行监控,并在速度叠代中引入全局寻优的遗传算法,使整个速度模型建立过程具有稳定、可靠和可视化的优点．经理论和实际资料处理结果证明,本方法是行之有效的．     

晋中南地区地壳结构的初步研究

本文是对陕西长安、山西代县和太谷等地工业爆破的资料采用时间项法研究晋中南地壳结构的初步成果。文中首先结合长安爆破观测资料的总结,对时间项方法作一介绍。为使用太谷等缺乏起爆时刻的爆破资料,对时间项方法作了一些改进,使对于那些未有起爆时刻的爆破资料亦能用于确定时间项。使用上述爆破和各台记录的初动到时获得了晋中南地区的界面速度为7.95±0.04公里/秒,求得了41个点的时间项,取莫霍面以上介质的平均速度v₀=6.4公里/秒反演求得了各点的莫霍界面深度,并对所得的结果结合晋中南地区的地震活动性及部分地震震源机制结果进行了初步的分析和讨论。     

Tomographic determination of 3－D crustal structure──Joint inversion of explosion and earthquake data

Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆ３－Ｄｃｒｕｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ──Ｊｏｉｎｔｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｅｘｐｌｏｓｉｏｎａｎｄｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｄａｔａＸｉａｎ－ＫａｎｇＺＨＡＮＧ（张先康）；Ｚｈｕｏ－ＸｉｎＹＡＮＧ（杨卓...     

Tomographic determination of 3-D crustal structure — Joint inversion of explosion and earthquake data

In this paper, the theory and method, obtaining the tomographic determination of three-dimensional velocity structure of the crust by use of the joint inversion of explosion and earthquake data, are given. The velocity distribution of the crust is regarded as a continuous function of the spatial coordinates without parametrization of the velocity model ahead, so that the inversion solution would not be influenced by different parametrization procedures. The expressions of integration kernels, which relates the two kinds of data sets, are also given. The authors have processed the observed data in Tangshan earthquake region by the method proposed in this paper, and obtained the tomographic results of the middle and upper crust structures in this region. The comparison of these results with the result obtained only by the explosion data, has also been made.     

中国东部海域地壳-上地幔瑞利波速度结构研究

为了进一步了解中国东部沿海及相邻海域的地壳－上地幔结构特征,对该区域的构造演化历史、地震活动及深部构造等方面研究提供一些基础资料,利用３１个数字地震台记录的高质量瑞利波资料,采用一种新的混合路径频散的网格反演方法（Ｏｃｃａｍ方法）,对中国东部海域瑞利波群速度横向不均匀分布进行了初步研究．根据反演得到的１０-１５０ｓ共３６个中心周期的群速度分布特征,以及几个典型地点的剪切波速度结构的深度变化,对研究区域内各构造单元的划分以及它们在速度结构和上地幔低速层埋深等方面的特征进行了讨论。     

用单台四震相法讨论唐山大震的波速异常

本文提出一个用单台相对时间测定地震波速度比的简单方法--四震相法,它是利用地方震记录上经常出现的莫霍界面反射波与直达波到时差求得的。 利用该方法测定了1976年7月28日唐山7.8级大震前后的波速比,发现震前经历了波速低值-恢复和高值-二次下降三个阶段;根据波速变化的时、空特征,结合地质背景与地震活动,对唐山大震的孕育过程作了初步探讨。     

紫坪铺水库地区震源位置和速度结构的联合反演

利用紫坪铺水库7个库区地震台站和10个区域地震台站记录的2004年8月至2008年5月的地震震相观测报告,通过震源位置和速度结构联合反演的方法,采用Simulps14软件对紫坪铺水库地区进行了小震精定位及速度结构反演。通过计算得到了紫坪铺水库地区记录到的几乎所有地震的精定位结果,以及0km、3km、6km和10km几个层面上较好的P波速度和波速比分布情况。精定位结果显示,紫坪铺水库地区的地震活动主要集中在虹口、玉堂镇和水磨3个地区。层析成像和波速比结果则较好地反映了紫坪铺地区受到水库渗水的影响范围及紫坪铺水库对汶川地震的影响。整体上来讲,紫坪铺水库的西南端水库渗水作用最大深度≤8km,汶川主震深度上没有明显的P波低速异常,也没有明显的波速比高值异常,说明水的渗透作用并没有达到汶川主震位置深度,即水对汶川地震的发生没有直接作用。     

我国西部地区一些强震及中强震前后波速异常的初步研究（三）——和达曲线的曲率变化

本文根据我国西部地区的实际观测资料,说明在震前波速异常期间,和达图一般都要出现较明显的弯曲,因而和达曲线的曲率可作为监视震前波速异常进程的一项新的辅助指标.文中介绍了和达曲线的二次逼近方法,给出了我国西部地区一些强震及中强震（M_s>5.0）前后和达曲线曲率变化的初步探索结果.最后,文章对所得结果作了简单的讨论,并指出了在地震预报中的应用.     

江西永平爆破北西测线资料再解释

本文利用江西永平爆破北西测线深地震测深资料,综合分析了其走时、振幅及频率特性,得到江西东北部地壳结构。利用振幅特性来减少反演的非唯一性。关于振幅特性分析,第一步用经典射线理论分析这一地区的振幅响应趋势;第二步用波动理论方法严格计算临界点附近的振幅特性,进一步研究经典射线理论方法的应用可能。最后还利用隧道波理论分析了永平爆破资料,得出这一地区的地壳上部可能存在低速层;地壳深部可能存在高速薄层,厚度在1km以内,速度为7.40km/s左右;莫霍面顶部为一梯度层结构。结果表明,既使在较稳定的地台区,地壳内部的结构也可能是相当复杂的。