城市微动高阶面波在浅层勘探中的应用: 以苏州河地区为例

土耳其东部是由碰撞引起的挤压变形区域,而西部为俯冲引起的爱琴海伸展变形区域,土耳其中部作为两者之间的过渡拥有很复杂的地质情况,尤其是具有火山活动和长远的俯冲、大陆碰撞等构造历史,因此获得此区域岩石圈可靠的速度结构对认识俯冲末期的板块状态、岩浆活动等现象意义重大。为了更好地了解此区域的岩石圈速度结构,本研究使用了（31°E—38.8°E,34.5°N—42.0°N）范围内172个台站的背景噪声数据,通过互相关方法获得经验格林函数;之后利用频率-贝塞尔变换法得到了5—80 s周期范围内的基阶瑞雷波频散曲线,并在个别区域获得了高阶模式频散曲线;最后利用基于Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno算法校正的拟牛顿迭代反演方法得到地表至124 km深的三维剪切波速度结构。结果表明：土耳其中部的速度横向变化剧烈（最大变化可达400 m/s）,且与地质边界和缝合带区域密切相关,中安纳托利亚火山区及部分金牛座山脉东部的速度在0—100 km深度均小于4.3 km/s,因此推测此区域不存在岩石圈地幔;从塞浦路斯海沟开始俯冲的非洲大洋岩石圈,以近垂直俯冲在金牛座山脉中部下方,表现为明显的高速特征;土耳其中部在70—100 km深度广泛存在与上升软流圈物质相关的低速带,因此大部分研究区域的岩石圈波速小于全球平均剪切波速度,并且此区域岩石圈整体较薄、厚度多变。此外,本研究还发现在金牛座山脉中部和东部约13—23 km深度存在一个明显的低速带,推测可能与地块破裂导致的地层部分熔融有关。     

震源因素对尾波干涉提取经验格林函数的影响

尾波干涉提取经验格林函数作为现今地震学一项重要的研究,其受震源因素的影响值得细致地探讨.本文通过模拟和实际数据的尾波干涉,系统性讨论了震源倾角、方位角和走向以及震中分布对于提取经验格林函数（主要是PKIKP²和PKIIKP²震相）的影响.我们发现PKIKP²震相的平均信噪比随倾角的增大呈现先增大后减小的变化趋势,并在倾角约为45°时达到最大.基于稳相点分析,本文认为这种变化趋势是因为提取的PKIKP²震相主要贡献来源于近乎径向方向,而倾角为45°的倾滑型断层事件辐射出的P波能量在径向上最大.此外,断层走向对尾波干涉提取Rayleigh面波并无明显影响,而方位角的影响非常显著.当事件近似在台站对的大圆弧上时,尾波干涉才能提取清晰的Rayleigh面波,这与面波稳相区的空间分布一致.对于PKIKP²和PKIIKP²震相,只有当事件分布与台站对大圆弧近垂直并且事件断层走向与线状台阵近平行时,才能提取清晰的波形.通过计算不同事件和台站分布的震源辐射能量,上述方位角和走向最有利于地核震相的提取.最后,震中分布对尾波干涉提取PKIKP²震相也有一定的影响：当震中与地心连线和PKIKP²震相射线路径之间的锐角夹角越小,并且震中距越小时,提取的地核震相的信噪比越高.