地壳三维结构的层析成像方法——爆炸和地震资料的联合反演

给出了利用人工爆炸和天然地震资料联合反演获得地壳三维速度结构层析成像的理论和方法．地壳速度结构被看作是空间坐标的连续函数，而不事先把速度模型参数化，从而避免了不同的参数化过程对反演解带来的不确定影响．给出了把两类资料联系在一起的积分核的具体表达式．用文中的方法处理了唐山滦县地区的实测资料，获得了该区中、上地壳三维结构的层析成像结果．并与仅用人工地震资料所获得的结果做了对比．      

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。     

豫北及其外围地区地壳上地幔结构研究

利用菏泽～长治和郑州～济南深地震测深剖面资料，进行了一维、二维射线追踪走时拟合与合成地震图计算，获得了该区地壳上地幔速度结构。结果表明，地壳上地幔速度结构在纵向和横向上具有明显的不均一性。浅部断裂较发育，对应其地壳深部界面和速度等值线起伏变化较明显。在华北坳陷区南部上地幔隆起的背景上存在两个局部凸起，凸起最高处与浅部的东濮凹陷、汤阴地堑基本对应，Ｍ面埋深分别约３１ｋｍ和３４ｋｍ     

中国大陆及其邻域地壳上地幔速度结构的面波层析成像研究.

利用中国数字化地震台网（CDSN）11个台站和IRIS在中国周边的12个数字地震台站的长周期瑞利面波资料，根据面波群速度层析成像方法反演得到的10～92ｓ周期范围内的25个中心周期的群速度分布资料，用光滑约束的遗传算法反演得到了中国大陆及其邻域的地壳上地幔横波三维速度结构；给出了沿北纬30、38两条东西向剖面和沿东径90、120两条南北向剖面的地壳上地幔横波速度结构，并在４个不同深度的水平切片上展示了中国大陆及邻域的横波速度分布图象．      

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．      

接收函数、面波与重力联合约束地壳厚度与波速比

提出了一种利用接收函数、面波频散和重力数据联合约束地壳厚度、v_P/v_S和平均P波速度的改进方法,并基于两种地壳模型对改进后的方法进行了验证。结果显示,改进后的方法不仅可以提高地壳厚度和波速比的估计精度,还能更准确地估计地壳平均P波速度。在此基础上,将该方法应用于华南地区两个固定台站的地壳结构分析,相关结果也证实了该方法在确定地壳结构中的可行性。     

模拟退火法反演远震P波波速工及方位数据求解长谷破火山口地壳速…

模拟退火法系一种非线性整体搜索算法，本文用以反演远震Ｐ波波速慢度和方位数据，求解地壳速度结构。综合试验表明，用模拟退火法能够以合理的精度确定Ｐ波低速带的空间位置，并能使近７０％的目标速度扰动得以再现。实验表明，用少至两个台的资料便可得到明显的结果。     

文安─蔚县─察右中旗剖面地壳上地幔速度结构与构造研究

利用文安～蔚县～察右中旗深地震测深剖面的资料，进行了一维、二维射线追踪走时拟合与合成地震图计算，获得了本区地壳上地幔速度结构。结果表明，地壳上地幔速度结构在纵向和横向上具有明显的不均一性。M面起伏较大，其埋深由冀中拗陷的31．0km向西至山西隆起区北部天镇达42．0km左右。浅部断裂较发育，根据对应其地壳深部界面及速度等值线起伏变化程度和反映断裂带附近各波组特征，推测了地壳深部断裂。     

华南地区近震走时表（速度模型）的精度检验

利用１６６次地震资料，通过３种地壳速度模型的对比，按照规定的评判原则，对《华南地区近震走时表》（速度模型）对福建及其邻区的地震定位精度进行了检验．结果表明，华南地区地壳模型（走时表）比Ｊ－Ｂ模型（走时表）更适合于本区地震的定位．     

广东省东部地区的S波速度结构

利用广东省数字遥测台网记录到的2000年11月16日发生在所罗门群岛的两次Ms7．7和Ms7．8地震及2000年11月18日新爱尔兰地区的Ms7．3地震面波波形数据，测定了在广东地区汕头和韶关之间路径上的相速度频散曲线并反演得到了对应的地壳横波速度结构。结果表明该地区的地壳厚度为30km，上地壳横波速度变化较大，中下地壳相对均匀，没有发现地壳内部的低速层。     

青藏高原东缘中下地壳流与地壳变形

地壳缩短导致青藏隆升造山是普遍的认识.然而,在青藏东部,越来越多的观测数据和研究支持了中下地壳流与隆升造山的关系.目前,地壳缩短造山机制和中下地壳流造山机制仍然处于争论之中.本文建立了二维黏弹塑性有限元模型,模拟了龙门山断层带的多个地震循环的应变与变形,探讨了无与有中下地壳流情况下,地壳地表的位移、速度与变形的分布和演化;以及有中下地壳流情况下,不同流动范围、速度与黏度对模型结果的影响;并结合地形变观测数据的约束,推测了青藏东缘中下地壳流的流动状态.模拟结果显示,通过对比有和无中下地壳流的模拟结果,发现青藏东部震间的地表垂向速度在变形样式及数值上存在较大差异,即存在地壳流的地表垂向抬升速率显著大于无地壳流;震间在龙门山断层西侧附近产生的垂向凸状隆起随中下地壳流的速度、黏度及通道长度的变化而变化.此外,本文研究结果对青藏其他地区可能存在的地壳流的研究也具有一定的参考意义.     

四川地区地壳上地幔速度结构的初步研究

本文使用10个工业爆破和154个天然地震,以及四川台网50个台站记录的 P 波组到时等资料,以龙门山断裂和二次大地构造单元分界线为界(图1),得出四川东部盆地和西部高原不同的地壳上地幔平均速度模型.若简单地采用双层地壳模型,则东部地壳厚40-41km,壳下 P 波速度为8.15-8.2km/s,壳内上层平均速度为5.82-5.9km/s,厚18km,下层平均速度为6.47-6.54km/s,厚22-23km;西部地壳厚61-64km,壳下 P 波速度为7.8-7.84km/s,壳内上层平均速度为5.82-5.98km/s,厚27-28.5km,下层平均速度为6.94-7.0km/s,厚34-35.5km.此模型为四川地区走时表提供了依据,也为研究地壳上地幔结构与地震的关系,研究我国大陆地块的构造演化及形成等,提供了有用的约束.      

Correlated Crust and Mantle Strain Field in China

INTRODUCTION Moststudiesonactiveblockshavebeenfocusedonidentificationofblockboundariesandtheiractivity;inotherwords,mostoftheworkwaslimitedtothehorizontalmovementoftheblocks.Inreality,theblocksarenotonlysurroundedbyactivefaultsofhorizontalmotion,butalsoco…     

Pg回折波的上地壳三维层析成象

提出利用人工地震Ｐｇ回折波走时重建区域上地壳三维速度分布的方法。正问题利用经典最小二乘迭代求解垂向速度梯度模型的参数值及相应走时残差。反问题采用泛函空间的最小二乘准则来实现。对速度不需要预先进行参数化处理，可以计算反演区内任意点的速度值。数值计算结果表明了该方法的可靠性。处理了滦县地震区人工地震Ｐｇ走时资料，获得了该区上地壳顶部的三维速度分布。     

海底广角地震剖面反演方法对比——以南海礼乐滩OBS剖面为例

广角地震测线（OBS973-2）位于南海南部陆缘,其地壳深部构造是研究南海共轭扩张及形成演化的直接证据之一.本文采用2D射线追踪技术,结合与之重合的多道地震测线（NH973-2）时深转换结果,对OBS973-2测线重新进行了正、反演研究,得到了礼乐滩及邻近海区的精细地壳结构.与前人结果相比,本文基于正反演速度模型,把测线分为陆壳区（0~200 km）、洋陆过渡区（200~280 km）和洋盆区（280~370 km）.地壳结构在不同区域差异明显,陆壳区沉积层厚度横向差异大,且速度横向不均匀,地壳整体厚度大（约20 km）,有横向速度差;洋陆过渡区速度和厚度横向均匀,地壳减薄（约8 km）;洋壳区地壳厚度减薄至6 km.与以往研究相比,新的认识集中在两个方面,（1）在方法上,综合广角地震和多道地震数据,借助正演和反演方法,能够得到更多更可靠的地壳结构信息.（2）在地壳结构上,结合广角地震与多道地震,得到洋陆过渡区莫霍面向海减薄的形态及其埋深（约12~18 km,海平面为0 km）;进一步验证礼乐滩区域在洋陆过渡区没有明显的高速层,为非火山型陆缘,其共轭扩张点为中沙地块;陆壳区上地壳强烈的拉张作用在速度模型表现出横向速度异常和低速区,在多道地震剖面上表现为大量10~20 km的正断层.     

背景噪声面波与布格重力异常联合反演:山西断陷带三维地壳结构

讨论了利用面波与布格重力异常联合反演三维地壳速度结构的新方法,并利用该方法联合反演获得山西断陷带地壳S波速度结构.通过建立速度与密度之间的经验关系,利用非线性迭代反演方法获得最终速度模型.结果显示,联合反演获得的速度模型可以同时提高对面波及重力数据的观测拟合程度,而面波单独反演得到的速度模型则无法很好的拟合重力观测数据.相比较,联合反演速度模型中的大同火山区中下地壳的低速异常幅值小于面波单独反演模型中低速异常体的幅值.联合反演速度模型结果揭示,吕梁山地区在中下地壳存在低速异常,并且和北部的大同火山区低速异常相连接,说明可能导致新生代以来大同火山区岩浆活动的上地幔构造活动(上地幔局部上涌,地幔柱)可能对山西断陷带的形成和构造活动起到了一定的控制作用,并且导致了吕梁山地区中下地壳的低速异常.     

南北地震带岩石圈S波速度结构面波层析成像

本文利用天然地震面波记录和层析成像方法,研究了南北地震带及邻近区域的岩石圈S波速度结构和各向异性特征.结果表明南北地震带的东边界不但是地壳厚度剧变带,也是地壳速度的显著分界.其西侧中下地壳的S波速度显著低于东侧,强震大多发生在低速区内部和边界.青藏高原东缘中下地壳速度显著低于正常大陆地壳,在松潘甘孜地块和川滇地块西部大约25～45 km深度存在壳内低速层;这些低速特征与高原主体的低速区相连,有利于下地壳物质的侧向流动.地壳的各向异性图像与下地壳流动模式相符,即下地壳物质绕喜马拉雅东构造结运动,东向的运动遇到扬子坚硬地壳阻挡而变为向南和向北东的运动.面波层析成像结果支持青藏高原地壳运动的下地壳流动模型.南北地震带的岩石圈厚度与其东侧的扬子和鄂尔多斯地块相似但速度较低.川滇西部地块上地幔顶部(莫霍面至88 km左右)异常低速;松潘甘孜地块上地幔盖层中有低速夹层(约90～130 km深度).岩石圈上地幔的速度分布图像与地壳显著不同,在高原主体与川滇之间存在北北东向高速带,可能会阻挡地幔物质的东向运动.上地幔各向异性较弱且与地壳的分布图像显然不同.因此青藏高原岩石圈地幔的构造运动具有与地壳不同的模式,软弱的下地壳提供了壳幔运动解耦的条件.     

随县-西安剖面地壳结构的初步研究

本文对随县-西安测线的地震测深资料进行了初步分析,讨论了该剖面地壳内主要界面的震相特征。通过对观测走时的分层反演及综合反演,得到三层的地壳模型。地壳的平均速度为6.33km/s,厚度约34km,上地幔顶部的速度为8.10km/s。下地壳是由高速及低速层交替构成,高速层的速度为7.39km/s。构制了主要界面的剖面起伏图,并进行了讨论。     

Three-dimensional velocity model of the crust of the Bohemian Massif and its effects on seismic tomography of the upper mantle

We have compiled a representative three-dimensional P-velocity model of the crust of the Bohemian Massif (BM) to provide a basis for removing effects of the crustal structure in teleseismic tomography of the upper mantle. The model is primarily based on recently published 2D velocity models from findings of wide-angle refraction and near-vertical reflection seismic profiles of CELEBRATION 2000, ALP 2002, and SUDETES 2003 experiments. The best fitting 3D model of the BM crust (NearNeighbour model) is complemented by velocities according to the reference Earth model at sites where data are sparse, which precludes creating artificial heterogeneities that are products of interpolation method. To test the model, we have performed tomographic inversions of the P-wave travel times measured during the BOHEMA II experiment and compared the results obtained with and without crustal corrections. The tests showed that the presented crustal model decreases magnitudes of velocity perturbations leaking from the crust to the mantle in the western part of the BM. The tomographic images also indicated a highvelocity anomaly in the lower crust or just beneath the crust in the Brunovistullian unit. Such anomaly is not described by our model of the crust since no seismic profile intersects this part of the unit. The tests also indicated that crustal corrections are of the great importance especially for interpretations of the uppermost mantle down to depths of about 100 km.