应用远震有限频率层析成像反演首都圈上地幔速度结构

本文选用首都圈数字地震台网2003年9月~2005年12月记录的300多个远震事件的波形资料,采用分频带多道互相关方法得到三个不同频段的P波相对走时数据共18499个,计算了每个频段的走时灵敏度核,应用有限频率层析成像反演得到首都圈地区的上地幔三维P波速度结构模型.利用检测板估计了反演结果的分辨率,并与射线层析成像方法的结果进行了比较,说明了反演结果的可靠性.研究结果表明,各构造单元具有明显不同的速度结构特征,其差异可到150 km深:燕山隆起区表现高速;太行山隆起区整体以低速为主并存在小范围高速块体;华北盆地、渤海湾下浅层上地幔中存在大范围的强低速异常,其顶面在50~70 km,可视为软流圈顶面的埋深,这一结果说明华北盆地、渤海湾下岩石圈明显减薄;张家口-蓬莱断裂带是上地幔浅部速度结构的变异带,也是岩石圈减薄的边界带,区内大部分强震都发生在该构造带上,由此看来该带上强震的发生不仅与地壳结构的不均匀性有关,还可能有较深的构造背景.     

北京地区主要活动断裂深部速度结构特征及强震构造分析

根据分别由人工地震测深速度结构剖面数字化和天然地震层析成像建立的北京地区三维地壳速度结构模型,本文绘制了剖面图。同时将剖面两侧5km的地震震中投影到剖面上,分析了北京地区主要活动断裂的深部速度结构特征,证实两种方法得到的地壳速度结构模型具有很大的相似性。同时,顺义凹陷、马池口凹陷下方存在近垂直的深断裂,此深断裂可能为未来的发震断裂,地壳浅部与此对应的活动断裂是顺义-前门-良乡断裂北段、黄庄-高丽营断裂北段以及清河断裂,地壳内部的深断裂与地壳浅部控制盆地发育的活动断裂之间可能处于"汇而未交"的状态,具有地震孕育的深部构造背景。     

中国东部及其邻区上地幔顶部Pn波速度结构及各向异性

中国东部地处欧亚板块东南部,紧邻西太平洋板块俯冲带,有着复杂的地质构造和深部结构,是国内外学者研究的重点区域.本文采用Pn波层析成像方法反演得到了中国东部及其邻区上地幔顶部Pn波速度结构及各向异性.研究中应用的Pn到时数据主要来自多种地震观测报告,并特别补充了东北流动台阵、华北流动台阵以及区域地震台网记录的地震事件,拾取了大量高精度的Pn到时数据,最终挑选出2049个台站记录的24072次地震的240814条Pn波到时数据.结果显示,中国东部地区上地幔顶部平均速度为8.06 km·s^-1,速度变化范围为7.81~8.32 km·s^-1.东北地区东部表现为显著的低速异常,华北克拉通中、东部Pn呈现低速,而西部地区则表现为高速异常,华南地块主体表现为高速.反演结果还揭示江汉盆地、下辽河盆地、二连盆地及海拉尔盆地都显示出高速,而四川盆地和松辽盆地内部则呈现出不均匀的结构特征.四川盆地的高速异常显示出明显的分块现象,这可能是该盆地在沉积前具有不同的基底物质;松辽盆地的北部呈现为高速,而南部却表现为低速异常,这一特征与松辽盆地南、北部分别为高、低热流相对应,暗示盆地南部的岩石圈已经历了改造.研究进一步揭示Pn波低速区和高、低速过渡带的各向异性也较为强烈,而大部分强震都发生在这些区域之上的地壳内,说明这些部位容易发生变形而应力集中或产生应力差.     

首都圈西北部地区地壳介质地震各向异性特征初步研究

本研究使用首都圈数字地震台网2002年01月～2003年12月的波形记录资料,采用SAM方法,进行了剪切波分裂的分析,得到首都圈西北部地区地壳介质地震各向异性的初步结果.根据对有3条以上可靠记录的14个台站的统计分析,得到首都圈西北部地区的剪切波分裂的统计平均结果为: 快剪切波平均偏振方向为NE699°±445°,慢剪切波平均时间延迟为444±293（ms/km）.研究认为,NE699°±445°的快剪切波平均偏振方向暗示了该区域的水平主压应力方向,快剪切波偏振方向的第一优势取向揭示了NWW近E W方向的原地水平主压应力的构造意义,凸现了NWW向的张家口—蓬莱断陷带.通过快剪切波偏振方向,本研究进一步证实,位于活动断裂上的台站的快剪切波偏振方向的优势取向与断裂走向一致,认为南口—孙河断裂和夏垫断裂是两个活动断裂,而八宝山断裂可能是个并不太活跃的活动断裂.华北盆地里的快剪切波偏振方向显示出复杂的分布特征,对应了盆地凹陷区里许多断裂互相交汇造成区域主压应力场受到局部调整的复杂图像.研究还认为慢剪切波时间延迟急剧的梯度变化可能与地壳深部的温度变化有关联.     

用三分量台站和台阵资料估计方位角的慢度

用ＮＯＲＥＳＳ台阵记录的短周期Ｐ波比较了用三分量台站和台阵估算方位角和慢度的能力。对垂直台阵的资料 位角和慢度用宽带频率－波数（ｆ－ｋ）分析方法得到。对三分量资料采用偏振分析方法,应用了ＮＯＲＥＳＳ公报中的波至时间和主频信息,资料处理是自动的。用ＮＥＩＳ（美国地震情报处）公报或区域台网公报的定位结果独立确定的方位角和／或慢度作参考。对１００多个远震和区域事件进行了分析。它们是从各种不距离、方位角和     

台阵和三分量台站的地表地形影响

对ＮＯＲＥＳＳ台阵和ＡＲＣＥＳＳ台阵以及这些台阵内的三分量子台,应用统一的慢度分析方法得出下面的结果：（１）对同一个源区事件的三分量解有相对大的散射;（２）不同的三分量台有不同的解。有语气表明,用统一的半空间模型从三分量数据中不足以慢度解,也就是说,地壳和上地幔的分层模型影响了长周期地表响应,地表地形和近地表结构干扰了地表质点运动和慢度解,尤其是在短周期频段。采用新提出的多道散射方法的数值模拟评估     

Fine structure of Pn velocity beneath Sichuan-Yunnan region

We use 23298 Pn arrival-time data from Chinese national and provincial earthquake bulletins to invert fine structure of Pn velocity and anisotropy at the top of the mantle beneath the Sichuan-Yunnan and its adjacent region. The results suggest that the Pn velocity in this region shows significant lateral variation; the Pn velocity varies from 7.7 to 8.3 km/s. The Pn-velocity variation correlates well with the tectonic activity and heat flow of the region. Low Pn velocity is observed in southwest Yunnan , Tengchong volcano area, and the Panxi tectonic area. These areas have very active seismicity and tectonic activity with high surface heat flow. On the other hand, high Pn velocity is observed in some stable regions, such as the central region of the Yangtze Platform; the most pronounced high velocity area is located in the Sichuan Basin, south of Chengdu. Pn anisotropy shows a complex pattern of regional deformation. The Pn fast direction shows a prominent clockwise rotation pattern from east of the Tibetan block to the Sichuan-Yunnan diamond block to southwest Yunnan, which may be related to southeastward escape of the Tibetan Plateau material due to the collision of the Indian Plate to the Eurasia Plate. Thus there appears to be strong correlation between the crustal deformation and the upper mantle structure in the region. The delay times of events and stations show that the crust thickness decreases from the Tibetan Plateau to eastern China, which is consistent with the results from deep seismic sounding.     

汶川震中区震后波速变化——基于三分量噪声互相关的结果

利用地震背景噪声互相关研究地下介质波速随时间变化是目前地震学的研究热点之一.对于2008年汶川地震引起的地下介质变化多个研究组也用噪声互相关进行了研究,观测到发震断层附近的龙门山地区和四川盆地出现明显的同震波速降低.     

用背景噪声和地震面波反演东北地区岩石圈速度结构

本文利用东北地区的黑龙江、 吉林、 辽宁和内蒙古等四省区区域数字地震台网122个宽频带地震台站记录的波形数据, 分别通过背景噪声互相关及地震面波提取8~25 s和25~70 s的瑞利面波频散曲线, 进而反演得到东北地区从浅到深直至约100 km的岩石圈速度结构。 结果表明, 周期为8 s至15 s的短周期群速度分布与地表构造特征有较好的对应关系, 盆岭边界的大型断裂对上地壳速度结构的控制作用明显, 松辽盆地呈现较厚的低速沉积盆地特征; 周期为20 s至30 s的群速度与短周期时相比出现明显变化, 反映了以大兴安岭—太行山重力梯度带为界, 西部地区莫霍面深度大于东部地区; 周期为50 s至70 s的长周期群速度图表现为随着周期的增加, 东部低速区域西移而西部显示稳定高速, 可能反映了研究区受太平洋板块俯冲影响, 大兴安岭以东地区软流圈热物质上涌的特征。