“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统建设及其对汶川大地震研究的数据支撑

“十五”期间中国地震观测系统得到了迅速的发展, 中国地震局地球物理研究所于2007年底完成“中国数字地震观测网络”项目“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统的建设.该数据备份中心可以准实时地接收并存储全国1000多个固定地震台站的信号,具备海量数据校验、数据格式转换、以用户定制方式截取地震事件波形数据和数据网络下载的功能.到目前为止,已累计为国内10多个科研单位开展的70多项研究提供了近70TB海量波形数据的服务,特别在快速开展的汶川特大地震震后相关研究中提供了重要的数据支撑和保障作用.本文介绍了“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统建设、汶川特大地震数据服务快速响应、大地震快速响应波形数据自动截取系统建设,以及对地震学及相关科学研究的数据支持情况.     

“华北克拉通破坏”重大研究计划共享数据库系统设计

“华北克拉通破坏”重大研究计划共享数据系统是为了管理该计划产生的天然地震等多种类型的海量观测数据而建立,在实现对观测数据的统一管理的同时,为研究人员提供数据共享服务.基于Oracle大型数据库技术、ArcGIS技术和现代网络技术,对共享数据库系统进行了架构设计,并采用成熟的B/S结构、MVC三层架构模式和Ja-va语言作为系统开发基础.本文对共享数据库系统架构与功能模块设计,以及系统开发体系进行了介绍.     

用神经网络模型评定城市工程地震环境

分析了影响城市工程地震环境的主要因素，建立了城市工程地震环境质量评定的指标体系，以烟台市为例，探讨了BP神经网络在城市工程地震环境质量评定中的应用。     

“国家数字测震台网数据备份中心”在四川汶川特大地震相关研究的快速开展中发挥重要的数据支撑和保障作用

2008年5月12日14时28分四川汶川8.0级特大地震发生后, 中国地震局地球物理研究所"国家数字测震台网数据备份中心"(以下简称数据备份中心)的工作人员日夜工作, 为科研人员快速和深入开展余震趋势判断、 矩张量反演、地震动参数研究、震前噪声的预测研究、震源深度的分布特征、余震序列和地震引起的应力变化、横波分裂等相关研究工作提供了快速、 及时的波形数据截取、格式转换和网上数据下载服务.     

利用接收函数方法研究西秦岭构造带及其邻区地壳结构

根据西秦岭构造带及其周边地区117个宽频带地震台站的高质量波形数据,利用远震P波接收函数的H-k叠加方法,求得地壳厚度和平均波速比.通过分析地壳厚度、波速比及其关系和接收函数CCP叠加剖面,研究了该区域的地壳结构特征.结果表明,研究区域内地壳结构差异大,呈过渡带特征.地壳厚度总体上呈北北西向分布,自西南向东北逐渐减小.羌塘块体地壳厚度为72km,渭河盆地附近为39km.西秦岭构造带的地壳厚度为42—56km,南北向莫霍界面平坦.研究区域P波与S波波速比平均为1.74,其中西秦岭构造带平均为1.72.较低的波速比主要分布在西秦岭构造带、祁连山块体、松潘—甘孜地块北部以及香山—天景山断裂区域,这可能是由于含长英质酸性岩组分的上地壳叠置增厚而导致的.该区域缺少超高波速比,表明这一区域发生岩浆底侵或上地壳熔融的可能性很小.综合分析表明,西秦岭构造带及邻区的地壳结构主要是由于青藏高原隆升并在向东北向扩张中受到周边块体的阻挡而引起的地壳构造变形所致.西秦岭构造带的莫霍界面变化和波速比分布与该构造带经历碰撞地壳增厚后的伸展走滑运动有关.     

青藏高原东北缘地壳厚度与波速比研究

青藏高原是在印度板块和欧亚板块会聚作用下新生代时期形成的,是现今构造运动最强烈的地区之一.自印度-亚洲碰撞以来,高原内部及边缘发生了强烈的构造变形,在青藏高原周缘地区形成挤压转换造山带和侧向挤出地体群.     

龙门山断裂带深部构造和地壳组分的分段特征

宽频带远震记录来自龙门山断裂带周边的几个区域数字地震台网和2003~2006年流动地震观测计划布设的台阵的132个台站。使用H-k倾斜叠加方法计算了各个台站的地壳厚度和波速比。研究区域地壳厚度总体变化是:地壳从东向西增厚,东部的最小厚度为37.8km(XAN)和39.0km(GYA),西部的最大厚度是66.6km(DNB)和68.1km(MAD)。从东南向西北横跨龙门山断裂带的地壳急剧增厚,从东南的41.5km(AXI)增厚到西北的52.5km(WCH)。根据Airy均衡理论,用132个台站的高程和观测地壳厚度数据,求得研究区域内在最小二乘意义下的壳幔密度差为Δρ=0.649g/cm3,地形高程为零时的平均地壳厚度H0=37.9km。然后用布格重力异常资料计算均衡重力异常。就整体而言,龙门山及其周边地区基本上处于均衡状态,大部分地区的均衡异常在[-25mgal,25mgal]区间内。两个例外地区可以用局部密度异常来解释:龙门山断裂带南段和中段的西北侧呈正均衡异常分布,可能是松潘-甘孜块体沿龙门山断裂逆冲推覆到四川盆地块体之上造成的地形质量多余形成的;攀西地区正均衡异常可能与地壳中铁镁质成分增加、地壳密度增大有关,而不是未补偿地形质量引起的。泊松比的空间分布可以细分为3个区域:松潘-甘孜地体北部和西秦岭造山带(即青藏高原东北缘)具有低泊松比(ν0.26),扬子地台具有低-中泊松比(ν0.27),松潘-甘孜地体南部、三江褶皱带和四川盆地具有中-高泊松比(0.26ν0.29)。这一分布表明,当前的研究无法推断出Roydenetal.(1997)提出的青藏高原东部广泛分布的下地壳流。然而,龙门山南段局部地区存在的高泊松比(ν约为0.30)可以看成是铁镁质组分和/或部分熔融的证据,表明那里的下地壳部分熔融是可能存在的。松潘-甘孜块体东南部地区的下地壳处于富含流体或温度较高的部分熔融状态,它有助于青藏高原的下地壳物质向东运动。青藏高原东部中上地壳向东运动受刚性强度较大的扬子地台的阻挡,沿龙门山断裂带产生应变积累。当应变积累达到临界值,发生急剧的摩擦滑动,释放积累的应变能,产生汶川MS8.0地震。     

昆仑山断裂带围陷波的有限差分数值模拟解释

利用交错网格有限差分方法对昆仑山断裂带人工爆破产生的围陷波进行了三维数值模拟解释.为提高断裂带最终模型的可信度,在围陷波模拟的同时考虑了人工爆破记录的三个分量.对昆仑山断裂带围陷波的模拟结果表明,影响围陷波特性的断裂带深度主要在10 km以内.S波速度和断裂带宽度对围陷波的到时、频率、振幅和相位影响较大.数值模拟解释获得的昆仑山断裂带的细结构参数是：浅部断裂带宽度为300 m,深部为250 m;深度在400 m以上断裂带内S波速度为098 km/s,外部围岩S波速度为170 km/s,Q值为138;S波速度和Q值随着深度的增加而增加;1000 m以下断裂带内S波速度为280 km/s,围岩S波速度为33 km/s.     

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利用瑞利面波相速度和方位各向异性研究鄂尔多斯块体的岩石圈变形特征

利用在鄂尔多斯块体内部布设的45个宽频带流动台站和固定台站的资料,用双平面波方法反演了20~143 s共12个周期的基阶瑞利面波的平均相速度和方位各向异性,并反演了一维S波速度结构.反演结果显示50~100 s中长周期的瑞利面波相速度高于AK135速度模型的相速度,为高速异常,S波速度显示高速异常主要位于180 km深度范围内,表明鄂尔多斯块体保留有厚的高速岩石圈.20~111 s周期的方位各向异性强度小于1%,较小的各向异性表明鄂尔多斯块体岩石圈变形较弱.20~50 s周期的平均快波方向为近EW向,67~143 s周期的平均快波方向为NW-SE向,相对发生了整体改变,快波方向的转变约开始于80~100 km深度范围,这表明岩石圈上下部存在着由不同变形机制导致的各向异性.上部岩石圈中各向异性可能主要为残留的“化石”各向异性,而下部岩石圈各向异性可能是现今板块构造运动导致的变形而形成.鄂尔多斯块体岩石圈垂向上的变形差异可能主要与岩石圈温度随深度的变化以及青藏高原NE-NNE向挤压引起的上部岩石圈逆时针旋转有关.