山西断陷带南部三维P波速度结构及地震分布特征

本研究使用山西测震台网记录的2010年1月～2019年12月地震观测数据,使用TomoDD方法,反演得到了山西断陷带南部（110°～114°E,34.5°～38.5°N）分辨率为0.2°的三维P波速度结构以及该区域地震重定位结果。反演结果显示：研究区的地壳速度结构与该区域的地表地质构造和沉积作用有关,5～10 km太原盆地、临汾盆地显示明显V_p低速分布,灵石隆起是以沉积作用为主导的地质活动,存在较大范围的沉积物,在5～10 km同样显示低速分布;峨眉山地台、吕梁山脉、太行山山区显示高速分布。而吕梁山脉在10 km以上为低速分布,可能与大同火山的上地幔岩浆构造活动有关;太原盆地自15 km深度不再延续5～10 km的低速分布而显示高速分布,说明太原盆地不受大同火山区上地幔构造活动影响,受青藏高原的推挤作用形成的可能性更大。重定位结果显示：地震丛集在断陷带内分布,震源深度集中在0～30 km。太原盆地内地震丛集事件发生在太原盆地北部,深度集中在20～25 km之间,速度剖面显示位于低速向高速转换区域内;交城断裂的应力集中以及介质结构的高低速变换是太原北部地震从集的主要原因。运城盆地内地震分布除盐湖序列外没有明显的丛集性。2016年3月12日发生的M_L4.8盐湖序列,主震发生在低速向高速过度区域内,其余震震源深度较主震浅,且基本发生在下方存在高速分布的低速区域内。盐湖序列M_L4.8主震的震源机制解与附近中条山北麓断裂的高角度正断层性质一致,说明主震受中条山北麓断裂活动影响。余震震源类型复杂,其中,逆断和逆断兼走滑机制与该地区区域背景应力场不符。综合机制解和速度结构的结果认为盐湖序列的发生机理较复杂,可能受该区域介质结构、隐伏断裂分布等综合作用,还需进一步研究。     

东海与黄海的三维速度结构及其构造意义

利用面波层析技术分析了该区地壳上地幔的三维构造。地壳上层的速度分布具有以海域中心为轴,东西两侧对称的特点,总体呈NE向展布,同结晶基底的构造对应良好。东海与黄海的构造差异主要表现在下地壳与上地幔,分别与华北和华南的速度结构相同。从杭州湾到吐噶喇海峡(大约沿30°N纬线)存在一条近EW走向的上地幔高速带。东海与黄海在地貌与地质、地震活动、大地热流、品质因数和重磁异常等方面存在系统性的差异,这与早第四纪从杭州湾到吐噶喇海峡出现的左旋剪切破裂以及贝尼奥失带的右旋撕裂有关。作者推断:东海是新生代弧后扩张作用而形成的;大巴-大别山南麓-杭州湾-吐噶喇海峡是华北与华南地壳块体的分界线,琉球海沟的消减带是华南地壳块体的东界;东亚的现代构造运动,主要与太平洋板块、印度板块和上地幔的运动有关,而菲律宾板块的俯冲对中国大陆的作用较小。     

中国南北构造带北部中生代地质事件及其演化序列

南北构造带是中国大陆中部地表系统、地质构造及地球物理场的重要分界线,也是一条强震多发地带,长期以来被诸多学者所关注。但目前对该带中生代期间所经历的重要地质事件及其演化序列的研究较为薄弱,限制了对该带演化过程的认识。本文以南北构造带北部（宁南—六盘山地区）为研究对象,收集整理了大量低温热年代学数据、火山事件、构造事件及其它事件沉积的时空分布,分析和探讨了南北构造带北部中生代构造事件的演化序列。裂变径迹年龄统计结果表明,南北构造带北部中生代期间经历了晚三叠世—早侏罗世（220~180 Ma）、晚侏罗世—早白垩世早期（160~135 Ma）和晚白垩世—古新世中期（100~60 Ma）等多期的构造抬升事件。这些构造抬升事件在研究区均具有明显的地质响应,且其形成与中生代期间研究区及周邻的地球动力学环境变迁密切相关。而在构造变动的间歇期内,研究区大量接受沉积,并伴随着区域气候的变化,发生了诸多事件沉积,这一时期也往往是研究区油、气、煤、膏岩等能源矿产的富集时期。     

新生地震构造带——马边地震构造带最新构造变形样式的初步研究

以雷波地区为例,通过野外地质地貌调查,结合探槽技术以及年代测试结果,获得了有关马边地震构造带最新构造变形样式及其性质的初步认识。研究结果表明：马边地震构造带内的雷波地区存在一条北东东向雷波断裂带,它断错的最新地层时代在40ka左右,属晚更新世活动断裂;在活动性质上,为一条以右旋走滑运动为主的断裂。北北西向玛瑙断裂在第四纪风化壳中存在两次突然位错事件,在剖面上的错距分别为0.5m和>0.7m;最新错动面产状陡立,存在水平左旋位错的构造地貌证据。马边地震构造带上北东东向断裂与北北西断裂不是一种从属关系,而是在现代构造应力场条件下两组呈共轭关系的剪切断裂,它们代表了马边地震构造带最新构造变形样式,具新生性。马边地震构造带的破坏性地震以中强地震为主,具有频度高、成带性差等特点,这符合共轭状构造变形样式可能引起的地震活动特征。马边地震构造带位于青藏高原东缘南部,初步分析表明：一种受重力作用控制的中下地壳塑性流展模型,可以对该地区包括大凉山断裂带、安宁河断裂带以及鲜水河断裂带在内的断裂构造的活动习性做出较合理的解释。伴随着高原内部中下地壳物质持续向外流展,高原边界向外扩张形成新的边界,并表现为一条新生地震构造带。     

基于地震数据构造曲率属性预测裂缝

为了有效预测岩层裂缝发育与分布,利用新疆准噶尔盆地南缘霍尔果斯背斜在纵弯变形作用下地震数据构造曲率属性进行了分析,并在此基础上进行了裂缝预测。具体方法是:利用petrel软件分析研究区的地震数据,追踪主要层面和断层并提取目标层面曲率和建立构造模型;考虑层面曲率对裂缝预测的局限性,通过“蚂蚁追踪”进一步提取目标层三维曲率属性而提取裂缝分布规律,将提取的裂缝与构造模型相结合。实例表明,上述方法可以简单、高效、全面地预测裂缝发育与分布,因此具有较强的实用性。     

中国强震发生带地震构造的几点思考

强震发生带是指全新世（约1．2万年）以来发生过和将来还会发生M≥6级地震的地带。中国强震发生带的动力源主要来自印度板块向NNE的顶撞作用,而太平洋板块向西俯冲则次之。板块、断块及锒嵌其间的缝合线、深大断裂带,组成了窗棂结构,受力时“窗棂”（缝合线、深大断裂）发生错动,而“窗”（板块、断块）的内部则相对稳定。第四纪以来,以我国西南鲜水河－小江断裂带为例,在Q1、Q2时期因断裂带作左旋扭动,在拉张区形成许多断陷盆地;到Q3由于地应力方向改变,运动加剧,使不同方向断裂互相贯通,活动延续至今,称之为活动断裂带。强震多发生在活动断裂的特殊部位,震中区地面强烈变形,表现为毗邻地段猛烈升降、地堑地垒系断头河等。由古地震研究得知Q4以来强震常在原地多次重复,且震级相近。由台湾1999年集集地震和云南1955年鱼Zha地震的加速度等值线和等烈度线图形对比,建筑物破坏程度和昔格达层变形对照,得出强震构造变形机理乃系“夹心饼干”似的三层结构所致,三层即是断层的二盘和其所夹持的断层破碎带,后者是地应国聚集和释放的场所,是地震波的良好通道。     

三维复杂速度结构中深发地震的双差分定位

双差分地震定位法采用了一维射线追踪法和直角坐标系, 不适合于复杂速度模型中的地震定位.本研究采用三维射线追踪技术和球坐标系改进了双差分定位法, 扩大了它的应用范围.为了检验新方法的可行性和准确性, 以日本海地区下方的深发地震为研究对象, 通过对比4种复杂速度模型中双差分定位结果, 分析速度结构对双差分定位的影响.结果表明, 改进后的双差分定位法受速度结构变化的影响较小, 而且当震源区的速度模型越接近真实速度结构时, 定位结果的精度越高, 这为利用深发地震研究地球深部构造奠定了基础.      

基于体绘制技术的三维地震数据可视化

针对三维地震数据体显示需求,在分析直接体绘制三维可视化方法及技术的基础上,结合三维地震数据的特点,对其进行了一定地改进。并实现了三维地震数据体可视化方法和软件,经对三维地震波振幅特征透视显示,可揭示三维地震振幅强弱变化的空间分布。     

南北构造带北部香山地区中-新生代构造抬升事件

南北构造带北部位于鄂尔多斯地块和阿拉善地块,秦祁褶皱造山带和兴蒙褶皱带四大构造单元的结合交汇部位,演化历史复杂。本文以南北构造带北部香山地区为研究对象,探讨该区中-新生代的隆升过程和阶段。对采自香山地区的9件样品分别进行了锆石、磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析。香山地区的裂变径迹年龄主要分布在4个区间,对应地质时代分别为晚三叠世末-早侏罗世、晚侏罗世末-早白垩世初、晚白垩世和始新世,反映出香山地区在这4个时期内发生了明显的冷却事件。而这4期冷却抬升事件与区域构造背景及野外地质特征均有很好的响应关系。同时热历史模拟表明,香山地区晚白垩世以来整体上经历了2期快速隆升事件,其中始新世的快速隆升主要是该区对鄂尔多斯地块新生代周缘裂陷解体事件的响应。值得注意的是,香山地区并未反映出8Ma左右的快速隆升,说明青藏高原隆升对该区的影响是较为有限的。     

三维地震数据的体绘制

体视化技术是三维地震数据浏览、分析和解释的有效工具。对于理解地震数据中蕴涵的结构和地层学信息，体视化比使用一组二维切片表示三维数据更自然。解释人员可以突出数据体中某些特定的区域体，以利于更好地理解它们的空间分布，也可以添加合并两个或者更多的，具有不同地震特征的体积区域。医学应用方面的一些体视化方法不能直接应用于地震数据方面．必须考虑地震数据自身特点才能使可视化成功实现。通过分析三维地震数据的特点进而得出实现三维地震数据体视化算法的基本方法，并对实际数据进行了实验。     

三江构造带与地震活动

从大地构造、地壳结构与地震区域断裂带的特殊性角度阐述本区发震构造的背景。对三江断裂带地震活动时空分布特点和地震发生带的规律进行分析研究。从复杂的地震地质环境中分析了解云南地区地震活动频发原因。     

川滇地区三维P波速度结构反演与构造分析

根据205个区域台站记录的近60000条地震初至P波走时资料, 采用层析成像理论与伪弯曲射线追踪方法, 反演了川滇地区地壳上地幔的三维P波速度结构.结合区域地质构造以及地球物理背景, 分析和解释了三维速度结构图像反映的川滇地区不同深度的介质结构与构造特征.结果表明: (1) 沉积盆地、高山山地等主要表现出速度负异常的特征, 有的高山山体负异常可深达下地壳与上地幔, 反映了新造山带的强烈构造隆升与相伴的重力均衡作用; (2) 川滇块体周缘大型活动断裂带附近的中下地壳内普遍存在低速层, 它们的存在为调节断裂和块体运动提供了深部解耦条件; (3) 根据对P波速度结构图像的分析, 识别和推断出川滇地区若干主要活动断裂的深部构造特征及它们倾向与下延深度.      

从宽角地震数据得出的特提斯喜马拉雅南部的速度结构

作为ＩＮＤＥＰＴＨ计划的第一阶段，完成了一条跨过特提斯喜马拉雅南缘的深地震共中点（ＣＭＰ）剖面，它绘制出俯冲到喜马拉雅之下的印度大陆地壳的顶部（主喜马拉雅道冲或ＭＨＴ）和底部（莫霍层）轮廓。我们用移动式地震仪记录了ＣＭＰ剖面的爆炸，偏移距最大达１５５ｋｍ。短偏移距数据证实了ＣＭＰ剖面的数据，而我们的大偏移距数据则以强反射带为主。我们将这一反射带的强的初始相位解释为藏南滑脱系（ＳＴＤ），而其最后一个相位则为ＭＨＴ的反映。我们用ＣＭＰ剖面的初动数据去详细地模拟最上部２ｋｍ的结构。亚东裂谷系中年青的伸展盆地的深度约束在２ｋｍ，给出了裂谷东侧的断距为４．６ｋｍ，在特提斯喜马拉雅内的正断层，Ｅ－Ｗ向伸展１．５％。宽角数据用于建立地表到ＭＨＴ的地震波速度模型。ＳＴＤ反射体北倾１３°，从约６ｋｍ深（在ＣＭＰ剖面南端之下）到２２ｋｍ深，然后变平，倾角减至５°。这样，我们的观测提出ＳＴＤ是一个深的基底断裂，对ＭＨＴ，我们观测到倾角为７５°，ＮＮＥ倾，从高喜马拉雅山脊下的－２０ｋｍ海拔到雅鲁藏布江缝合带南约７０ｋｍ处的－３６ｋｍ海拔（地表下４０ｋｍ）。我们提出印度地壳可能俯冲到缝合带地表之下，却不可能是整体俯冲。     

南北构造带天水、武都强震区地壳和上地幔顶部结构

利用两条相互垂直的高分辨地震折射/宽角反射剖面和相应的非纵观测的多个扇形剖面取得的人工地震资料, 研究天水和武都8级大震区的地壳和上地幔顶部结构和构造.二维剖面结果显示, 地壳沿垂向可分为上地壳和下地壳两大层.上地壳中部存在低速层, 层内介质速度比背景值低0.3~0.5km/s.莫霍面深度大约为46~48km.NE向的天水-武都剖面下地壳速度在横向上变化剧烈, NW向的成县-武山剖面, 在礼县以西, Moho面和C界面有被上涌物质改造过的迹象.三维速度成像显示, 在105°E附近, 从7至11km的深度范围内, 存在一条近NS向的断裂带, 在该带的两侧速度结构有明显的差异, 西侧为低速异常, 而东侧为高速异常, 这一近NS向的断裂带与二维剖面的下地壳深断裂在位置上很接近.该地区的几个8级大震均发生在105°E附近, 并且呈一近NS条带.      

煤田三维地震资料精细构造解释

根据煤田三维地震勘探的要求，提出了三维地震资料精细构造解释基本工作流程，结合三维地震资料解释实例，介绍精细构造解释中的主要技术，通过二维与三维解释结果的对比，说明三维地震资料解释结果具有更高的准确性和精度。     

基于LDPC矩阵采样方法的三维地震数据重构

按照以往的测量矩阵进行实际勘察无法较好地实现地震数据的重构,大多数矩阵设计复杂且元素多样,不符合实际标准。笔者将LDPC矩阵应用到地震勘探采样中,用较少的地震数据来重构完整的地震记录。采用K-SVD字典对数据进行稀疏变换,FISTA算法进行重构。对比以往的随机采样、离散均匀采样和jitter采样,LDPC矩阵更适合三维环境且恢复重构效果更好。对比重构数据的信噪比,三维模拟数据和实际数据都证实了LDPC矩阵信噪比值最高,重构出的数据效果最好。     

构造复杂煤矿采区三维地震勘探

三维地震勘探技术在解决构造复杂采区的效果及经济效益上，比起一般构造简单采区，更为明显。它克服了二维地震勘探的不足，使空间归位更接近于实际。