唐山滦县震区的三维地震透射研究──中、上地壳速度层析成像

利用布设在唐山滦县震区３０ｋｍ×４０ｋｍ范围内的由８８台数字和模拟地震仪组成的临时台阵，接收来自不同方向６个炮点激发产生的莫霍界面反射波走时，重建了台阵下１—９ｋｍ深度的Ｐ，Ｓ波速度和Ｖｐ／Ｖｓ图像．结果表明。中、上地壳结构存在明显的横向不均匀性．北北东走向的滦县—卢龙断裂自地表向下至少延伸到８ｋｍ深度处，并向北西方向倾斜．中、上地壳存在着近东西向的低速异常条带．这两组构造控制着该区的地震活动．     

唐山滦县地区地壳速度结构和震源位置的非线性联合反演

本文描述了利用广义最小二乘非线性反演求解同时确定震源位置和速度结构的方法。给出了数值模拟的结果。并应用此方法对唐山滦县地区临时数字地震台网的资料进行了处理。获得了该区地壳地一维速度结构,并讨论了解的分辨率。     

北京西北地区壳幔结构的非均匀性特征与地震活动

利用在北京西北部地区穿过张家口——渤海地震带北西段地震测深剖面进行了综合解释和研究, 揭示了延庆——怀来、 张北——尚义地震活动区异常的深浅地壳结构特征. 结果表明: 研究区基底结构具有明显的起伏变化, 不同的地质构造单元基底埋深存在着较大差异. 基底埋深在局部地段呈现出的急剧变化可视其为基底断裂存在的一种标志, 基底断裂与地壳深断裂的存在为岩浆的上溢提供了条件, 从而导致了地壳结构强烈的非均匀性. 延怀地区壳内复杂反射波组序列和局部强弱不连续反射带现象的出现, 表明该地区地壳结构发生了强烈的挤压变形, 从而构成了该地区复杂的地壳结构, 为该地区地震的发生提供了动力来源; 张北——尚义地区壳内不同深度范围低速异常体和局部的C1界面的存在, 可以认为是岩浆多期活动的产物, 在区域构造活动的作用下脆性的上地壳内, 当局部应力积聚到一定的程度从而引发了地震的发生.      

长白山天池火山研究区地壳三维界面与速度分布联合成像

迅速发展并得到广泛应用的空间深地震测深技术通过采用三维数据采集的观测系统,利用三维层析技术,以求获得区域地壳三维分层结构和三维速度分布图像。它与传统的二维宽角反射－折射剖面技术相结合,可以有效地研究区域性地壳结构,特别是壳内深断裂和低速层的空间展布特征。Kanasewich等(1985)给出了利用空间深地震测深资料重建地壳三维界面的方法,我们在其方法的基础之上,进一步提出地壳三维界面和速度分布联合反演的方法。正问题的计算是在Chander(1977)关于三维平界面的快速两点追踪算法上的改进,在获得界面三维反演结果的基础之上,利用剩余走时残差,采用模型不分块反演技术(Tarantola,Nercession 1986)重建地壳三维速度图像。 1998年国家地震局地球物理勘探中心在长白山火山区实施了三维深地震测深观测,目的是研究天池火山的岩浆系统。利用本次实验所获得的780余个PmP波走时数据,采用上述的方法重建了研究区莫霍界面和地壳三维速度分布图像。研究结果表明,本区莫霍界面由北东方向向南逐渐加深,在天池火山口下达最深,并且被一些可能存在的地壳厚度陡变带(或深断裂)所切割。在东西方向莫霍面由西向东缓缓加深,其变化较南北方向缓和。特别值得注意的是,存在着一条近北东方向的莫霍面深度陡变带(或深断裂带)从天池火山口西部穿过,相应位置与马鞍山—三道白河地堑型断裂相一致,该断裂带可能对天山火山喷发时岩浆的运移起到重要作用。深度为15km和25km的P波速度图像表明,在天池火山口下分布着近南北走向明显的低P波速度分布,其南北方向延伸的范围约为80－90公里左右。比较这两个深度上的低P波速度体的分布特点,可以看出这个低P波速度体尺度随深度逐渐变小,但在25km深度处仍清晰可见,这表明该区岩浆自上地幔侵入地壳的“痕迹”,这也意味着,长白山天池火山的岩浆系统极有可能延伸到上地幔或更深一些。     

北京平原西北部地壳浅部结构和隐伏活动断裂——由地震反射剖面揭示

已有地质和地球物理研究结果表明,北京平原区存在有多条第四纪隐伏活动断裂和隐伏盆地.为了研究该区的地壳浅部结构、断裂的空间展布、断裂活动性以及深浅构造关系,2006年,在北京平原的西北部地区完成了1条60次覆盖的中深层地震反射剖面和跨断裂的浅层地震反射剖面.结果表明,沿剖面结晶基底埋深约为3～6 km在结晶基底以上,地震反射剖面揭示了一套连续性较好的强反射震相,应是新生代、中生代和古生代的沉积岩系;在结晶基底之下,为一系列横向连续性较差、能量较弱的短小反射事件,可能代表了变质程度较高的结晶变质岩系或不成层的其他岩体.中深层和浅层地震剖面揭示的断裂具有上下一致的对应关系和明显的第四纪活动,对本区地堑-地垒状盆岭构造和新生代地层厚度具有重要的控制作用.本项研究不仅可进一步提高对北京地区新构造活动的认识,而且研究中所采用的方法技术对其他地区的深浅构造探测研究也有借鉴意义     

利用地震走时层析成像方法确定西昌地区断裂带深部几何形态

断裂深部产状和空间几何关系是研究地壳运动变形、动力作用及其地表响应的基础,也是模拟发震断裂与强震关系的基础。为了研究川西南地区强震活动与安宁河、则木河和金河断裂的关系,对盐源-西昌-雷波高分辨地震折射剖面初至Pg波走时和断层面反射波走时进行模拟,获得了川滇活动地块东边界带安宁河、则木河和金河断裂的深部形态。结果表明:在上地壳内,安宁河断裂和则木河断裂东倾32°～35°,其速度结构为舌状低速带,二者规模较大,延伸到了基底。金河断裂东倾约30°,向下延伸至少5km。     

大地坐标计算在地震宽角反射/折射探测中的应用研究

本文对大地坐标在主动源人工地震宽角反射/折射探测剖面各个环节中的应用分别给予了阐释.大地坐标贯穿于整个主动源人工地震剖面勘探工作中,从野外地震剖面设计、地震勘探资料成果计算、资料解释都需要大地坐标参入定位、换算、成果输出等.用Visual Basic6.0编写了大地坐标转换与直角坐标相互转换、桩号计算、炮检距计算等多方面功能的应用程序.该程序在地震宽角反射/折射剖面设计及资料解释各个环节中得到了广泛的应用,在人工地震地壳结构探测与研究过程中起到了重要作用.     

小波多分辨分析在壳幔非均匀尺度研究中的应用

利用小波的“变焦距”多分辨功能,提出了针对壳幔过渡带复杂波形的变尺度震相分析方法,将它与壳幔过渡带非均匀尺度的研究相联系,使得传统的震相识别由“静态”转变为“动态”并编写了相应的计算程序. 对玛沁—兰州—靖边地震测深剖面壳幔过渡带的Pm波形,利用复杂性系数法获得了沿剖面的2个陆-陆碰撞带,它们分别对应玛沁断裂和海原85级强震区的位置. 利用变尺度震相分析方法得到了玛沁断裂和海原地震下方壳幔过渡带的多层Pm震相. 结果表明,海原地震下方的壳幔过渡带厚度约有20km,层状清晰,它至少由3个高低速相间的层组成;玛沁断裂所对应的壳幔过渡带大约由2个较薄的层组成. 这种分层和厚度的不同表明了鄂尔多斯地块和祁连地块的接触带、巴颜喀拉地块和柴达木地块的接触带由于陆-陆碰撞的时期和相互作用的方式不同,因此在现今可分辨的壳幔过渡带结构非均匀尺度上存在明显差异.     

2-D crustal Poisson′s ratio from seismic travel time inversion in Changbaishan Tianchi volcanic region

Introduction Forward modeling is commonly used in the interpretation of 2D crustal structure with wide-angle seismic reflection/refraction data. But this method not only has mass work and more subjective effects, but also cannot provide quantitative estimates of model parameter error, resolu-tion, and model uniqueness. It also cannot assure that the data consistency is the minimum of par-ticular range. In order to overcome the defects of forward modeling, Zelt and Smith (1992) have developed…