三峡库区上地壳三维速度结构的双差层析成像研究

本文利用三峡水库诱发地震遥测台网22个子台在2009年初至2016年底期间记录的2093个地震事件直达P、S波到时数据,采用双差层析成像方法联合反演了三峡水库库区及近邻地区上地壳P波三维速度结构,并讨论了库水渗透对速度结构的影响和库区地震活动与速度结构的关系.研究结果表明三峡库区上地壳存在着明显的沉积盖层与结晶基底层的双层结构,两个层的深度与P波速度结构与前人的研究结果基本一致,黄陵背斜西侧当前仍然存在较明显的低速异常区.上地壳浅表层P波速度结构横向差异变化较大,0~5 km深度层P波高速区主要分布在秭归盆地及周缘,8 km深度层高速区主要分布在周家山-牛口断裂东侧至仙女山断裂中段西侧一带,8 km内的高低速区分布与11 km深度层比较存在明显差异.与三峡水库蓄水前与蓄水初期比较,当前库区上地壳沉积盖层内的P波速度结构受到蓄水渗透的影响较明显,主要表现为0~8 km深度内秭归盆地及周缘的水库近岸区存在较大范围高速区,这一现象可能与库水长期渗透改变了上地壳沉积盖层内岩层孔隙裂隙的物理性质从而使地震P波速度增加有关.三峡库区地震事件重新定位后显示,较大地震事件主要分布在P波高速区或高低速区交界地带,而低速区内通常很少发生地震.

     

乳山震群震源区地壳速度结构初步研究

运用距离乳山震群最近的乳山台2011-2014年远震波形资料,计算接收函数,确定震群震源区及邻近区域的地壳厚度和波速比。结果显示：乳山台下方各个方位的接收函数差异比较大,地壳速度结构呈现横向非均匀性;震源区与邻近区域存在明显差别,邻近区域的中、下地壳存在明显的高速区,震源区中下地壳中存在明显的低速区;震群中M_L3.0以上地震基本发生在高低速交界处。据此推断,乳山震群可能是由于中下地壳小范围内的物质的不均匀性导致上地壳破裂。     

荣昌及邻区上地壳三维地壳速度结构

经中国地震台网中心测定,北京时间2016年12月27日8时17分,重庆荣昌区发生MS 4.9地震,震中位于四川盆地东缘华蓥山基底断裂系中北段.该区域历史地震活动性较弱,20世纪80年代末,受天然气田废水回注影响,4.0级地震频发,截至2020年12月,已发生14次MS≥4.0地震.中等地震频发,被认为是人为注水使得中等...     

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.     

京津及其外围地区地壳速度结构的初步探测

近几年来,京津及其外围地区开展了地震测深工作。其目的主要是研究地震监视区和震源区的地壳和上地幔结构。用点测深方法观测宽角度反射波;莫霍界面反射波PM、壳内中间层PC反射波组,以及结晶基底首波Pg与莫霍界面折射波PN。选用水平均匀分层介质地壳结构模式,应用阻尼最小二乘法反演速度结构。结果表明,该区速度随深度有较明显的成层分布规律,同时也说明该区速度横向不均匀性是存在的。     

四川盆地中部浅层地壳一维剪切波速度结构初步研究

2010年1月31日四川盆地中部的遂宁发生了M5.0地震,四川盆地内部的台站观测到了很强的短周期面波波形数据。本文对地震数据的Rayleigh波和Love波提取基阶群速度频散曲线并反演得到四川盆地中部浅层地壳一维剪切波波速度结构。研究结果表明,四川盆地中部近地表剪切波平均速度约为2km/s,并且随深度逐渐增加,地壳深度在10km左右时,剪切波速度达到了3.5km/s。此结果适用于四川盆地中部以西,从遂宁到龙泉山附近,而四川盆地东部,从遂宁到华蓥山断裂不适用。该结果可为龙门山断裂附近的三维结构研究提供参考,并对强地面运动计算和区域内地震定位的研究有一定参考价值。     

三峡库区上地壳S波衰减成像研究

利用三峡数字地震台网2009年1月—2015年2月记录的1300多次M_L>1.5小震事件6000多条射线的S波数据, 利用S波衰减层析成像技术获得了三峡库区秭归—巴东段上地壳Q_S成像分布图． 结果显示, 三峡库区上地壳Q_S值存在明显的横向不均匀性, 沿水库近岸区主要为Q_S高值区, 外围NE, NW, SW和SE 等4个方向上均存在Q_S低值异常区, 这是由于这些异常区位于不同地层转换带, 岩层较易破碎, 易于库水渗流所致． 在巫山—秭归段剖面上, 本文Q_S成像结果与人工地震测深剖面上基底至上地壳底部之间岩层的Q值变化形态基本一致, 前者均值比后者低, 反映了上地壳深部介质对地震波衰减特性的影响． 2013年巴东M_S5.1震群活动和2014年秭归M_S4.5, M_S4.7震群活动均分布在Q_S高值与低值过渡区, 这种区域的地下介质位于“软”、 “硬”转换带上, 岩层易破碎, 应力和能量易集聚, Q值易受水的渗透引起变化, 从而降低发震断层抗剪切强度而诱发地震．      

蒙古中南部地区地壳上地幔S波速度结构初步研究

基于中蒙国际科技合作项目中获取的宽频带地震阵观测资料,利用提取到的周期为10~80 s的每个网格点瑞雷波相速度频散,反演得到了蒙古中南部下方地壳以及上地幔S波速度结构.结果表明:25 km深度处S波速度分布特征受地表构造形态控制,北部杭爱-肯特山脉为明显高速异常(约3.75~3.82 km/s),中南部戈壁沙漠为低速异常(约3.55~3.65 km/s);42 km深度处S波速度受地壳厚度影响,具有西北到东南逐渐增大的趋势,杭爱-肯特山盆下地壳相对较高的S波速(约4.1 km/s)是由盆地形成过程中拉伸作用导致盆地下地壳厚度减薄造成的;60~100 km深度范围内S波速度呈现南北高中部低的形态,分析认为中部戈壁低速异常与该地区新生代火山活动有关,而火山活动范围纵向上由中西部向中东部逐渐变深,横向由中东部向中西部逐渐变宽;此外,中东部地区地壳的隆起可能是由于火山活动引起的地幔热流上涌造成的.     

大庆台网地壳速度模型初步研究

采用两种方法，分别利用VSP测井资料确定沉积层的P、S波波速，利用牡丹江爆破观测资料确定黑龙江省及其邻区的地壳速度结构，再将两个结果综合起来，作为大庆台网的地壳速度模型，并与J-B走时表进行了比较。     

玛沁-兰州-靖边地震测深剖面地壳速度结构的初步研究

为研究青藏高原块体和鄂尔多斯地块间的相互作用和构造变形的深部驱动机制,布设了1000km长的玛沁-兰州-靖边综合地球物理探测剖面.本文只介绍由人工地震观测资料所得到的初步结果.地壳分层性明显,以C界面为界,总体上可分为上、下地壳两大部分,每个部分又包含一些次一级的界面;横向变化的总趋势是从东北至西南地壳逐渐变厚,地壳厚度的变化主要由下地壳厚度的变化所引起;地壳平均速度,总的变化趋势是自东北向西南逐渐降低,其中在泽库以西和海原地区的速度值明显偏低;在泽库以西存在多个壳内低速层,在海原附近存在一个低速层;壳内反射界面,沿测线由东北至西南逐步增多;从地震反射波形来看,在海原地区Pc波非常强,且延续时间长;另外,在海原地区和泽库以西地区Pm波的复杂性系数很大,远远大于其他地段的值.以上结果表明,泽库以西地区和海原地区地壳-上地幔存在着明显结构异常,反映了巴颜喀拉地块和柴达木地块、祁连地块和鄂尔多斯地块间的相互作用     

玛沁-兰州-靖边地震测深剖面地壳速度结构的初步研究

为研究青藏高原块体和鄂尔多斯地块间的相互作用和构造变形的深部驱动机制,布设了1000km长的玛沁-兰州-靖边综合地球物理探测剖面.本文只介绍由人工地震观测资料所得到的初步结果.地壳分层性明显,以C界面为界,总体上可分为上、下地壳两大部分,每个部分又包含一些次一级的界面;横向变化的总趋势是从东北至西南地壳逐渐变厚,地壳厚度的变化主要由下地壳厚度的变化所引起;地壳平均速度,总的变化趋势是自东北向西南逐渐降低,其中在泽库以西和海原地区的速度值明显偏低;在泽库以西存在多个壳内低速层,在海原附近存在一个低速层;壳内反射界面,沿测线由东北至西南逐步增多;从地震反射波形来看,在海原地区Pc波非常强,且延续时间长;另外,在海原地区和泽库以西地区Pm波的复杂性系数很大,远远大于其他地段的值.以上结果表明,泽库以西地区和海原地区地壳-上地幔存在着明显结构异常,反映了巴颜喀拉地块和柴达木地块、祁连地块和鄂尔多斯地块间的相互作用     

鄂尔多斯地块周缘三维地壳速度结构研究

鄂尔多斯地块及周缘位于青藏高原与华北地块之间,其内部无大断裂分布,而周缘却由活跃的地震带——活动断陷带和弧形断裂带包围.因此,鄂尔多斯地块内部无6级以上大地震分布,而周缘地震活动则频度高、强度大(图1),历史上发生多次破坏性大地震,如:1654 年天水南8.0 级、1879 年武都南8.0级、1920 年宁夏海原81/...     

云南地区地壳速度结构的层析成像研究

利用地震波到时和体波层析成像方法反演了云南地区的P波速度结构,根据不同深度的速度异常分析了主要断裂和区域动力作用的深部效应,揭示出壳内低速层的分布范围以及与下地壳流动的联系.研究结果表明,哀牢山—红河断裂两侧的地壳速度结构存在明显的差异,滇中地区的速度异常分布与小江断裂、元谋断裂、程海断裂等南北走向的断裂一致,反映了青藏东部地壳块体顺时针旋转产生的构造效应;滇西南的速度异常分布与哀牢山—红河断裂、无量山断裂、澜沧江等断裂的走向平行,显示了印支块体朝东南方向挤出产生的影响;沿着南汀河断裂分布的低速异常则与印缅块体侧向挤压引起的构造活动有关.壳内低速异常具有分层和分区特征:在哀牢山—红河断裂西侧和澜沧江之间主要分布在地壳中上部,在小江断裂和元谋断裂附近分布在地壳中下部,在滇中地区则广泛分布于地壳底部至莫霍面附近,东、西两侧分别受到小江断裂和哀牢山—红河断裂的限制.其中攀西地区的低速异常与小江断裂和元谋断裂在此附近交汇形成的热流传输通道以及张裂时期强烈的壳幔热交换有关;在哀牢山—红河和澜沧江地区,除了印支块体向东南方向的挤出之外,印缅块体的侧向挤压和向东俯冲也对地壳深部的构造变形产生了一定的影响,由此引发的地幔上涌将导致热流物质沿着断裂通道进入地壳形成低速层.因此,哀牢山—红河断裂不仅在地壳浅部是分隔印支块体和华南块体的地质界限,也是控制两侧区域深部构造变形和壳内韧性流动的分界.     

利用地震背景噪声成像技术反演三峡库区及邻近地区地壳剪切波速度结构

本文利用三峡库区重庆遥测台网及邻近地区台网2012年1月至12月期间的连续波形记录,通过噪声互相关,提取了这些台站间的经验格林函数.并通过获取的经验格林函数瑞利面波频散信息,反演出该区域5~40 s瑞利面波相速度分布.周期5 s及10 s的相速度分布结果显示：四川盆地具有较厚的沉积盖层,其中盆地中部沉积层相对偏浅.而周期20 s及35 s的相速度分布结果显示：中下地壳的扬子克拉通整体呈现较高的相速度分布,具有相对坚硬的中下地壳结构.这其中吉首—常德的武陵山区附近出现明显高速异常,可能与江南古陆古火山岛链（雪峰—九岭弧形古火山群）活动有关,火山活动导致大量的基性-超基性幔源物质侵入地壳,造成了武陵山重力异常,并一定程度上阻挡了云贵高原和湘鄂西部的物质向南逃逸;在地形上,此处恰好对应我国地形第二阶梯向第三阶梯的过渡带,并将华南地块分隔为东西两大部分.最后我们在瑞利面波相速度成像的基础上,反演出该区域三维剪切波速度分布,结果显示四川盆地周边的龙门山、米仓山、大巴山、七曜山和大娄山等地质构造与地壳剪切波速度结构具有明显对应关系.研究结果有助于深入研究该区的深部地质构造特征与地震发生机理.     

汶川地震破裂带地壳速度结构研究

利用分布在汶川地震破裂带上三个固定台站两年的远震接收函数,结合该区域已有面波频散结果,首先确定了各台站下方不同方位地壳的厚度、波速比和纵波平均速度,进而构建初始模型,对各台站下方不同方位地壳速度结构进行了线性反演.结果表明:位于汶川地震破裂带两端单台下方地壳结构的横向非均匀性较强,各方位接收函数差异较大,而破裂带中部台...     

苏浙皖地区地壳结构的初步研究

本文使用江苏、浙江和安徽等省部分地震台站记录的江、浙地区工业爆炸资料,进行了该地区地壳与上地幔顶部的反射波和折射波震相论证。利用广义线性反演,获得该地区的主要地壳结构。结果表明,这一地带为多层地壳结构,地壳厚度平均为33公里左右。     

汶川地震区地壳上地幔三维S波速度结构初步研究

2008年5月12日汶川MW7.9地震发生在龙门山断裂带。龙门山断裂带及其邻域的地壳上地幔三维速度结构的研究对于理解汶川大地震的动力学背景具有重要的意义。2006年10月至2009年10月,在国家重大基础研究项目(973)的支持下,中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室在川西地区(26°~32°N,100°~105°E)布设了由297台宽频带数字地震仪组成的流动观测台阵(简称川西台阵)。根据川西台阵记录的环境噪声和远震波形数据,利用噪声成像技术和接收函数方法,我们研究了川西地区(29°~32°N,100°~105°E)地壳上地幔100km深度范围内的三维S波速度结构。本文得到的结果为研究川西高原和四川盆地的地壳结构提供了新的高分辨率观测证据。我们的结果表明:1)观测台阵覆盖的川滇地块、松潘-甘孜地块和四川盆地的地壳上地幔S波速度结构具有显着差异,龙门山断裂和鲜水河断裂带,作为地块间的边界断裂带,对两侧地壳结构具有明显的控制作用。2)观测台阵覆盖区域的地壳厚度存在明显差异,川滇地块的地壳厚度为60~64km,松潘-甘孜地块的地壳厚度为52~56km,四川盆地前陆的地壳厚度为46~52km,沿龙门山断裂带松潘-甘孜地块和四川盆地形成镶嵌结构,汶川地震震中处南北两侧的壳幔边界存在约6km的断错。3)四川盆地前陆低速特征表明相应区域存在厚度8~10km的沉积盖层,松潘-甘孜地块和川滇地块的中下地壳具有大面积分布的S波低速区,松潘-甘孜地块地壳平均泊松比高达0.29~0.31,汶川地震余震绝大多数分布在低速区上方的高速介质区域内,而四川盆地的中下地壳呈现整体性的高速特征,以汶川地震的震中为界,龙门山断裂带北段和南段的S波速度结构显示了明显的速度分段特征,其北段的S波速度总体上高于南段。4)本文给出的研究区地壳三维S波速度结构表明,川西高原中下地壳较为软弱,而四川盆地中下地壳的强度应明显高于松潘-甘孜地块,意味着四川盆地坚硬中下地壳可以阻挡松潘-甘孜地块向东的逃逸;另一方面,川西高原和川滇地块的中下地壳虽然均存在大面积的S波低速区,但松潘-甘孜地块内的地壳速度结构相对来说较为复杂,并形成了高、低速相间的结构特征,表明在四川盆地的阻挡作用下,该地块形成了折皱变形的结构。5)与S波低速区相应,松潘-甘孜地块和川滇地块中下地壳应处于部分熔融的状态,这对该区域存在中下地壳通道流(Channelflow)的推断是一个支持;但是,松潘-甘孜地块内是否存在中下地壳通道流仍有待进一步的深入研究。6)接收函数方位各向异性的偏振分析表明,以汶川地震震中为界,龙门山断裂西南侧处于挤压状态,而其东北侧的主压应力方向与断层走向大体平行,推断先存应力场可能驱动了汶川地震逆冲破裂之后沿龙门山断裂向北东方向的走滑破裂。     

陕西地区地壳速度结构的层析成象研究

本文利用CT成象技术，根据陕西及邻省的地震波到时资料，反演出本区域地壳的速度结构图，并从中找出速度异常分布区。高速区为陕北地区，处于鄂尔多斯地台内；低速区为关中南部大部分区域及陕南的汉中、石泉地区。最后，对反演结果进行了讨论。     

安阳及邻区三维地壳速度结构研究

应用区域地震台网1985～2008年的地震到时资料,对安阳及邻区地壳三维速度结构和震源参数进行了联合反演,获得了该区地壳的三维速度结构图像.成像结果表明:研究区浅部地形速度分布特征为:凹陷盆地速度较低,山脉位于速度的过渡区,隆起区多位于高速区,速度横向分布差异较大;上、中地壳速度横向分布存在非均匀性,与区域构造分布特征...     

福建及台湾海峡西侧地壳一维速度结构研究

根据福建及台湾海峡地区2008-2016年M1级的地震(共656个),以及福建陆域实施的由18次人工爆破测线构成的三维人工地震测深工程实验数据,利用Kissing提出的"最小一维速度结构"的方法联合反演福建及台湾海峡地区一维速度模型。通过数值模拟试验发现此方法对速度模型的还原能力深部强于浅部,对震源位置还原能力较强。重定位结果表明震中位置未发生较大改变,震中位置主要分布在滨海断裂带,以及长乐-诏安断裂和政和-大埔断裂两条断裂带附近;震源深度主要集中在8~25 km范围内,这表明福建地区的中小地震主要集中在上地壳范围之内。