甘肃邻近地区Pn波速度初探

用甘肃及邻近省区的地震台网记录的周围中强地震资料研究了本区上地幔顶部Pn波速度的分布情况。本研究使用M_L>4.0级地震的折射Pn波到时,由相对于某一给定震中方位差小于3°的两个台站配对,取其相对到时差的震中距之差求Pn波速度。优点是简便易行,并且定位的发震时刻和震源位置偏差对速度无影响。60多个地震的200多台站对的结果表明:甘肃邻近地区Pn波速度分布的非均匀性和各向异性都较为明显,以东经103°为界,其以东地区平均Pn波速度为8.00±0.19/公里/秒。似乎平行于南北地震带的几个历史强震分布条带及沿河西走郎强震分布带均显示出Pn波速度明显的低速条带。毫无疑问,这些结果对地震研究和予报具有重要意义。     

利用临时地震台网研究印度东北部西隆高原的Pn波速度

使用临时地震台网对西隆高原下面上地幔Pn波速度进行了研究。在此研究中,我们利用了多对台站记录到的浅源远震(M>3.0)的Pn到时,这些台站相对于给定的震中的方位角之差在2°范围内。由于这个方法基于相对走时差,所以计算与发震时刻和定位误差无关。我们发现Pn平均速度是8.57公里/秒,高于印度次大陆其它地区的地幔Pn平均速度8.13公里/秒。可以把观测到的Pn速度归咎于此高原下存在着高密度物质。     

青藏高原地区的P、S波与上地幔性质

天然地震的 P、S 波在青藏高原地区的传播特征表明:(1)在高原地区不存在明显的“影区”现象;(2)振幅随距离的变化,在10°～12°出现极小值,在20°附近出现极大值;(3)2°到30°的走时曲线可以用4段直线来描述,推断的上地幔结构为:界面深度(公里) P 波速度(公里/秒) S 波速度(公里/秒) Vp/Vs53±2 8.15±0.03 4.58±0.03 1.78196±36 8.37±0.08 4.59±0.11 1.82463±83 9.68±O.19 5.37±0.34 1.80736±121 11.21±0.26 6.19±0.20 1.81(4)高原地区上地幔顶层的温度可达800℃～1000℃,岩石层的厚度约为200公里。文中还简要地讨论了本文结果的构造意义。     

对《甘肃及邻近地区近地震波走时表》的检验

甘肃近地震波走时表是1977年编算成的,采用了49次地震和一次大爆破观测资料,鉴于未观到确证的P~*和S~*波,按照单层地壳模型和平均波速对走时进行海拔高程和震源深度改正。观测地壳平均厚度为52±2.5公里,V_p~-=6.09公里/秒,V_3~-=3.56公里/秒,Vp_n=8.17公里/秒,Vs_n=4.62公里/秒。最后获得表面源的走时为:     

滇西北—滇南地区P波震相与地壳轮廓

本文对沿着红河断裂带及其以北地区,滇西北——滇南约10万平方公里范围内,通过对24个地震台所记录的9次(M=3.4—5.5)地震震相分析研究所作的 P_n 波相遇时距曲线和地壳结构轮廓,初步得到:V(?)=5.8公里/秒,V_(pn)=8.2公里/秒;对滇西北(丽江——剑川)地区,由五个地震资料得到的地壳厚度 H=54公里;对滇南(峨山、建水、红河和蒙自)地区的4次地震资料得 H=44公里。M——面的倾角(?)=1.5度。震中距在Δ=150—260公里范围内的初至 P 波速度滇西北为 V_(p1)=6.0±0.1公里/秒,滇南为 V_(p1)=6.8±0.1公里/秒。     

永登系列爆破甘宁青地区地震台网的观测解释与地壳结构

1982—1983年在甘肃永登地区进行了系列人工大爆破,本文分析研究了甘宁青地震台网的观测记录,求得各种波的平均速度为:V_(?)=6.00公里/秒,V_(?)=3.56公里/秒,V_(pn)=8.16公里/秒,V_(?)=4.54公里/秒。表层直达纵波速度V_o=4.82公里/秒。莫霍界面上的反射波P_M在140—180公里范围比P_g波强10—7倍。並获得该地区的地壳厚度为:(1)甘肃北山的河西堡—高台一带为48.3公里。古浪—张掖—嘉峪关的河西走廊一带为50.2公里。祁连山南麓为53.6公里。(2)青海中南部为54.4公里。(3)甘肃东部的礼县—武都地压为48.7公里。定西—岷县—通谓地区为50.5公里。(4)宁夏六盘山区为51.6公里。六盘山西侧的甘肃静宁为48.6公里,东侧的平凉为47.5公里,东南端的陕西宝鸡为46.1公里。以上的地壳厚度分布显示了青藏高原地壳在东北边缘的递减,以及甘肃东部地区地壳的某些起伏。     

我国西北地区地壳中的高速夹层

在我国西北地区的柴达木盆地东部和甘肃地区,在距离炮点40互100公里处,能够接收到不少能量较强的地壳深界面反射波。另外还发现一种与一般反射波性质不同的波,其视速度特大,视速度随距离的变化不大,而且有较明显的终点;其吋距曲线与一般深界面反射波的时距曲线相交。根据它的特征可以判断地壳中存在具有速度梯度的高速夹层.求得的夹层参数为: 甘肃地区柴达木盆地东部覆盖层厚度 18.8公里 30.5公里覆盖层平均速度 5.5公里/秒 5.3公里/秒夹层厚度 6.0公里 3.2公里夹层速度 7.5-8.5公里/秒 7.5-8.0公里/秒夹层的上下界面均为强反射面,可以产生多次反射波。分別利用相邻两个反射波可以求得各层参数,并能避免射线折射的影响。甘肃地区和柴达木盆地东部的地壳厚度分別为51和52公里。地壳中有高速夹层的存在,可以更好地说明P~*速度分散的原因,而且也能够解释Lg波的传播机制。     

山东地区近震地震波速与地壳结构

本文根据山东台网及邻省部分台站记录到的发生在本区的96个地震,得到以下结果: 1、由96个地震的直达波速度和震源深度分布得出山东地区地壳内具有多层构造的特征。直达波平均传播速度为:V_p=6.18公里/秒,V_s=3.6公里/秒。 2、根据反射波P_(11)、S_(Pn)引折射波P_n、S_(Sn)的资枓,取单层地壳模型得到反射波和折射波的速度为:V_(p11)=6.43公里/秒,V_(S11)=3.72公里/秒,V_(pn)=8.02公里/秒。利用反射波和折射波资料,得到山东地区平均地壳厚度为36.0公里。通过对折射波进行单点计算,得出鲁西和鲁中部地区地壳厚度大,而沂沭带和沿海区地壳厚度相对较薄。     

甘肃与邻近地区地震波运动学和动力学特性的某些观测研究及其应用

木文利用永登地区人工地震资料和九条岭、南坪、松潘天然地震资料研究甘肃及其邻近地区地震波特性。结果表明:在甘肃东部与邻近地区地壳中反射纵波的平均速度是6.21公里/秒,σ_v=0.029公里/秒;河西地区为6.32公里/秒,σ_v=0.016公里/秒。人工地震产生的回折纵波的衰减较天然地震横波快得多。在临界反射区以内,人工地震反射纵波的频率基本上保持稳定,反射波振幅与回折波振幅比A_P11/A_P按距离大体分为三段,每一段随距离变化不太明显。观测结果对于本区地震研究、测震分析有一定参考意义,也为观测震前振幅比异常提供了依据。在分析速度分布和振幅衰减的基础上,本文认为甘肃及邻近地区地壳模型可取为单层不均匀介质(沉积层除外),本区西部地壳厚度为54公里,东部为50公里,在局部地区为47公里。为了给今后本区的现测工作积累经验,对野外工作方法和仪器调试作了简要讨论,並编绘f爆破地动速度随宸中距衰减的经验曲线,可供野外工作参考。     

郯庐断裂带及其邻区上地幔顶部Pn波速度与各向异性层析成像

本研究拾取了中国数字测震台网固定台站记录的2008-2016年2级以上地震事件中的27233条高质量Pn到时资料,反演得到了郯庐断裂带及其邻区上地幔顶部Pn波速度和各向异性结构模型.结果显示,研究区上地幔顶部Pn波速度结构存在强烈的横向不均匀性,速度异常形态与区域地质构造较为吻合.太行山造山带、鲁西隆起、大别造山带、苏鲁褶皱带、胶辽隆起和华北盆地南端等隆起区表现为低波速异常,而黄海北、南部盆地、渤海湾和华北盆地北部等凹陷区均为高波速异常.壳内强震主要发生在Pn低波速异常和高低波速异常的横向过渡地带,说明强震的发生与上地幔结构的横向变化之间存在有一定关联.郯庐断裂带两侧Pn波速度以郯城地震为界其东北侧和西南侧分别分布有与断裂带近平行的低波速异常条带,而西北侧和东南侧分别分布有高波速异常条带,各向异性快波方向近乎沿断裂带走向,可能由于上地幔热物质沿郯庐断裂带上涌形成低速异常后断裂带发生左旋平移运动所致.华北盆地内上地幔顶部Pn波速度结构和各向异性的明显变化,反映华北克拉通破坏过程中经历了地幔热物质上涌、莫霍面隆升以及岩石圈拆沉等复杂构造变形.     

郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区上地幔顶部Pn波速度与各向异性

为着重探讨郯庐断裂带鲁苏皖段的分段特征及其深部结构特征,本研究搜集增加了研究区内近几年的Pn震相数据.经挑选后采用了由2163个地震和301个台站构成的9156条射线,重新反演构建了郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区上地幔顶部Pn波速度及方位各向异性分布.尔后,将速度反演结果与地形地貌、大地热流、强震活动及地壳厚度等进行了综合对比和分析;此外,还将Pn波各向异性与地震各向异性其他观测手段的结果展开了对比和讨论.反演结果的可靠性和分辨能力较前文有所提高,研究区上地幔顶部的非均匀性特征揭露得更为清楚,尤其是由Pn波速度揭露的郯庐断裂带分段特征与地质构造特征吻合得更佳.结果表明:(1)Pn波高、低速的分布与地形地貌呈负相关的关系,即山地隆起区呈低速分布,而平原地区表现为高速异常.(2)Pn波速度沿郯庐断裂带的分布具有明显的分段特征,本文的研究结果支持郯庐断裂带在研究范围内的上地幔顶部可细分为4个亚段.由上地幔顶部Pn波速度揭示的郯庐带分段特征与前人根据郯庐断裂带各段的地表地质构造特征给出的分段结果吻合,深、浅耦合的现象表明郯庐断裂带是一条贯穿地壳、深抵Moho面的幔源深大断裂带.(3)Pn波速度与大地热流呈负相关的关系.(4)Pn波速度的分布与强震的发生具有一定的关联性,强震大部分发生在Pn波高、低速过渡地带或者低速区域的地壳内.(5)在南黄海海域新发现一条NNE-SSW向展布的弱高波速异常带,该异常带被强震震中清晰地勾勒了出来,据此推测其下方存在一条切割Moho界面的幔源深大断裂.(6)Pn波各向异性的强弱与地质构造的活动性相关,活动性越强则各向异性强度越大.(7)由地震台站的时间延迟分布可以看出,研究区地壳厚度总体上自SE往NW逐渐增厚;最大厚度位于渤海湾盆地的北西部和西部.     

青藏高原地区瑞利波群速度和地壳构造

本文用单台多重滤波方法测定了经过青藏高原地区瑞利波群速度频散曲线。所得基阶瑞利波的观测周期为5.0-56.0秒,速度标准偏差为0.08-0.15公里/秒,一阶瑞利波的观测周期范围为10-16秒,速度标准偏差为0.05-0.13公里/秒。利用广义线性反演方法对频散曲线进行反演,可得出一个由五层构成的地震横波速度地壳模型。在27-40公里之间存在低速层,其横波速度为3.29公里/秒,比上一层低0.21公里/秒。     

中国大陆Pn波速度结构与强震孕育的深部背景

在作者以往工作的基础上，增加了中国地震年报（1997～1998年）、朝鲜以及我国各区域地震台网的数据，使Pn到时数据增加到近14万条，从中选取符合反演条件的8043次地震在581个地震台站上记录到的Pn射线99440条,重新作了中国大陆Pn波速层析成像,空间分辨率达到3°×3°. 文中将Pn波速度横向变化与活动地块的划分进行了对比,结果表明: Pn波速度横向变化与Ⅰ级活动地块区之间关系密切，大致以105°E为界，西部地区速度以正异常为主，其中西域地块区速度正异常最大，其次是青藏地块区，而滇缅地块区为负异常区；东部地区速度以负异常为主，华北地块区速度负异常最大，其次是东北亚地块区. 西部的地块区上地幔顶部Pn波速度各向异性的平均快波速度方向大体为NWW—SEE向;东部的地块区大体为NNW—SSE向，大致与相应的张应力优势方向一致. Pn波速度横向变化与强震活动间的关系也较明显，所有MS≥7.0的强震大部分发生在上地幔顶部Pn波速度的低速异常区上面的地壳内，少数发生在高、低速区域的过渡地带或两个高速区之间的相对低速部分.     

川滇地区上地幔顶部Pn速度细结构

利用中国地震年报、四川和云南区域地震台网观测报告的23298个Pn波到时资料,反演得到川滇地区及周边的Pn波速度细结构及各向异性。结果表明:该区Pn波速度在7.7～8.3km/s范围内变化,横向变化较为明显,在滇西南部、腾冲火山区、攀西构造带,Pn波速度都明显较低,这些地区地震和构造活动十分活跃,且在地表观测到较高的大地热流值;另一方面较为稳定的地区,如:扬子地合中部,Pn波速度相对较高;研究区内最明显的Pn高速区位于成都东南部的四川盆地;上述结果说明该区Pn波速度与现代构造活动及地热活动存在较明显的关联。Pn各向异性的变化呈现出区域内岩石形变的复杂图像,从藏东块体经川滇菱形块体到滇西南部,Pn快波方向里左旋运动,这可能与印-欧板块碰撞挤压,致使青藏高原物质向东南方向逃逸有关。由此表明区域内壳幔间存在较强的耦合关系,由事件和台站的静延迟分布可以看出从青藏高原到中国东部地区地壳由厚减薄,这与人工地震测深所得到的地壳厚度变化具有较好的一致性。     

青藏高原地区的p波走时与上地幔结构

本文利用天然地震资料,研究了青藏高原及其邻区的P波走时特征。从2°到26°的走时可以近似用三段直线来描述,视速度在10°和19°附近有明显的变化。推断的上地慢结构表明:高原上地慢顶部属于岩石层范畴,P波速度为8.11±0.04公里/秒:腾冲地区存在低速层,其速度为7.59±0.09公里/秒,深度在40公里至170公里之间;“20°间断面”的深度在450～500公里,界面下的速度约为9.9公里/秒;从M界面至“20°间断面”之间的P波速度是随深度的增加而增加的。此外,还对本文结果的构造物理意义进行讨论。     

鄂尔多斯地块北部及邻区Pn波速度结构与各向异性

利用鄂尔多斯地块北部及其邻区2008—2018年期间固定台网的地震波形记录,手动拾取出高质量的Pn波到时资料,反演获得了研究区上地幔顶部的Pn波速度结构及各向异性。结果表明:鄂尔多斯地块北部及其邻区上地幔顶部的Pn波速度存在明显的横向不均匀性,与区域地质构造和地震活动相关;研究区内平均Pn波速为8.18 km/s,鄂尔多斯地块内部表现出大范围的高速异常,阿拉善地块的高速异常体中存在低速异常现象,河套断陷带、阴山—燕山造山带、银川—吉兰泰断陷带和海原—六盘山弧形断裂带区域均表现为显著的低速异常,河套断陷带下方存在向鄂尔多斯地块内部延伸的明显低速异常条带,大同火山群下方存在强低速异常;多数历史强震均发生在低速异常区或高低速异常过渡带上;鄂尔多斯地块内部Pn波各向异性快波方向西部为近NE?SW向,而东部为近NW?SE向,河套断陷带和鄂尔多斯地块西缘、青藏高原东北缘与阿拉善地块的交界带以及阴山—燕山造山带的各向异性快波方向总体均呈现为NW?SE向,而阴山—燕山造山带东部则呈NE?SW向。      

蒙古及邻区上地幔顶部Pn速度结构

利用Pn波层析成像方法研究中蒙地区的上地幔顶部速度结构,对了解我国北部及相邻地区强震活动的深部构造背景,理解强震发生机理与地震预测都有重要意义。     

东北地区Pn波速度结构研究

本文利用2000年1月至2011年2月黑龙江省地震台网的数字地震波形记录中2158条Pn波到时数据,并结合1985～2008年的中国地震年报数据中提取的10641条Pn波到时数据,反演了中国东北地区（东经110°—136°、北纬35°—55°）的Pn波速度结构,结果表明东北地区上地幔顶部速度结构的横向变化与现代构造运动有明显的关联：上地幔顶部Pn波速度低值区与中国东北地区火山活动区域有很好的一致性;松辽盆地地区Pn波速度显然高于其周边区域。东北地区强震大都发生在Pn波的速度低速带或速度过渡带,反映出上地幔顶部的流变性对构造应力的传递起着重要作用。     

华北平原中部地区深部构造背景及邢台地震（一）

为了研究华北平原中部地区的深部地壳结构,进行了地壳测深的剖面工作。该剖面西起河北省元氏县,东至山东省济南市郊,全长达270余公里。 全线分布九个爆炸点,构成了相遇和追逐的连续观测系统。根据波的运动学和动力学特点记到了很多一次反射波和一次首波,同时亦存在着多次波。该区地壳分为七个层次,且由高低速相间的介质组成。地壳的平均厚度为35-36公里,上覆介质的平均速度为6.0公里/秒,上地幔顶部介质的层速度为8.1公里/秒。 该区地壳为不均匀的多层结构,并存在着高速梯度夹层。 文中最后给出了地壳和上地幔顶部的综合速度分布和地壳模型。     

环渤海地区Pn波速度结构与各向异性

环渤海地区位于华北克拉通的中东部,是岩石圈破坏和减薄的主要地区,同时也是我国大陆东部强震的多发区和油气田产区,一直是国内外学者研究的重点区域.本研究利用环渤海地区1980—2015年期间中国地震台网高质量Pn波到时数据,反演得到环渤海地区Pn波速度结构及各向异性.结果显示,环渤海地区上地幔顶部的Pn波速度结构存在明显的横向不均匀性,且与区域地质构造有一定相关性.在地形隆起区,如太行山隆起、燕山隆起、鲁西隆起、胶辽隆起及苏鲁褶皱带地区,呈现为低波速异常,说明这些隆起区下方的上地幔存在热物质上涌,而凹陷地区,如华北盆地、南黄海北部盆地和南黄海南部盆地,则表现为高波速异常,说明这些凹陷地区上地幔顶部岩石圈强度较大.地壳内强震主要发生于低波速异常区和高低波速异常过渡带上,说明华北地区地壳强震的发生有可能受到上地幔深部构造的影响.太行山造山带地区Pn波各向异性快波方向为近NNE向,苏鲁褶皱带区域的Pn波各向异性快波方向为近NE向,与断裂带的走向基本一致,表明在地壳形变剧烈的地区,可能受上地幔顶部的深部动力学影响较大.华北盆地的北部和南部各向异性方向存在差异,可能与岩石圈的厚度及热状态的不均匀性有关.