利用时移层析成像方法分析2014年云南景谷MS6.6地震震源区的P波速度变化

为了获得2014年景谷MS 6.6地震发生前后10a间震源区高空间分辨率的P波速度变化,文中基于2008年1月1日—2017年12月31日由云南区域数字地震台网所记录的景谷地震震源区的地震资料,首先采用双差层析成像方法联合绝对到时和相对到时反演了景谷地震震源区高分辨率的三维P波速度结构,反演结果表明景谷地震的余震序列分布于P波高速异常区及低速异常区的交界处,与澜沧江断裂有所相交的断裂处于低速异常区,这可能与断层中的流体有关.然后采用基于双差层析成像的时移层析成像方法得到了不同时间段之间的P波速度变化的时空分布,并结合已有的地质与地球物理研究成果,对P波速度的变化特征及其机制进行了探究,得到几点认识:1)景谷主震震中附近浅层深度的P波速度最大降幅为0.2％,在景谷主震发生2个月后出现,主要受岩石破坏影响所致.2)5～15km深度处整体存在P波速度上升条带区域,推测该区域为高强度、高阻介质的脆韧性转换带,不受主震发生的影响.在2014年12月6日MS5.8及MS5.9余震发生后,余震分布方向发生了明显变化,震源深度加深,脆韧性转换带受其影响使得P波速度下降了3.8％.3)震后约3a,P波速度上升并超过震前水平,可能在震源区的愈合过程中还包含了2018年9月8日云南墨江MS5.9地震发生前的应力积累过程.     

滇西北地区主要断裂带及邻区三维P波速度结构的双差地震层析成像

利用区域固定台站和中国地震科学探测台阵记录的7349个近震事件的60471个Pg波绝对走时和196465个相对走时数据,采用双差地震层析成像获得滇西北地区(25°～28.2°N,99.5°～101.5°E)横向分辨率为0.2°的中、上地壳的三维P波速度模型,重点分析了区域内各主要断裂带及其邻区的速度结构特征.结果表明:金沙江—红河断裂带北段15 km以上的P波速度较低,重定位后中、小地震的震中主要位于低速异常的内部,且震源深度在断裂带两侧相似;推测金沙江—红河断裂带作为川滇菱形块体西南边界的剪切控制作用已弱化,分界能力局部减弱,并且断裂带下方主体的低速异常可能为跨越断裂的动力传递提供条件.丽江—小金河断裂带(西南段)两侧存在大范围的P波低速异常,推测此低速体可能是青藏高原东南向挤出的物质,而程海断裂带以东从近地表至25 km深处明显的P波高速异常体则可能会阻挡高原物质东南向的逃逸.     

松原前郭地震区孕震构造的地震层析成像研究

本文选取2013年10月到2018年12月期间松原市周边17个地震台记录到的515个地震事件的2926条P波和2665条S波到时数据,采用双差成像方法联合反演松原地震区震源参数和中上地壳(0～25 km)高分辨率三维体波速度和波速比结构,进而利用O'Connell-Budiansky理论估计了该区岩石介质的裂缝密度和饱和度参数.重定位后的震源参数精度有了显著提高.松原震区P波和S波的速度、波速比结构均表现出明显的不均匀特性,主要表现为低P波、低S波、低波速比结构,推测松原地震区发生更大地震的可能性较低.松原震群区浅地表区域(＜5 km)整体表现为低P波、低S波和高波速比结构,而岩石介质的裂缝密度和饱和度表现为高值.浅层高波速比、高裂缝密度和高饱和度结构可能与流体有关;从区域构造出发表明松原地震发震构造与东北地区的区域构造应力场密切相关.松原震区的三维精细速度和高精度震源位置信息为深入了解该地区的地壳结构、孕震构造和地震活动性提供重要参考.     

青藏高原东南缘深部多参数属性变化与中强震孕育响应关系

本研究通过反演294,777高质量纵-横波震相走时数据对,获得了青藏高原东南缘地壳及上地幔的高分辨率P波、S波速度和泊松比多参数三维结构图像,同时结合多参数的梯度场,分析了深部多参数属性变化与近50年来强震(震级≥5.0,M5+)孕育之间的响应关系.研究表明:(1)青藏高原东南缘多参数结构呈现出明显的横向不均性,松潘—甘孜块体的中下地壳为低速和高泊松比异常,反映了具有塑性特征的物质存在,该属性特征对强震的触发具有较显著的影响;(2)通过对过去50年内发生在青藏高原东南缘的强震(M5+)空间分布特征研究发现,绝大多数强震发生在地震层析成像边界带(Tomographic Edge Zone,TEZ).本研究结果表明,63.3％～78.4％的强震事件发生在P波速度和泊松比TEZ上,而8.4％～20.1％和11.7％～16.7％的强震事件分别发生在参数高异常带(High-Value Zone,HVZ)和参数低异常带(Low-Value Zone,LVZ)上.S波速度参数的TEZ孕震构造特征比例与P波相比有一定的下降(45.7％～46.3％),相应的HVZ和LVZ孕震构造特征比例稍有上升趋势(36.4％～36.7％、17.3％～17.6％).以上两个特征表明,在青藏高原东南缘,强震触发的主要控制因素可能是块体间的强烈的相互作用,同时,孕震区流体侵入在地震诱发中扮演了重要的角色.根据本次及作者前期的研究认为,青藏高原东南缘区域内绝大多数强震事件与TEZ之间的正相关的响应关系并不是一个偶然现象,可能是地震孕育和地壳构造之间存在的某种关联性.本研究所揭示的地震孕育特征为青藏高原东南缘乃至整个青藏高原的中长期防灾减灾以及重大工程建设等提供了重要的参考信息.     

潜水波层析成像速度建模技术在鄂尔多斯黄土塬区的应用研究

针对鄂尔多斯盆地西缘黄土塬区复杂地表和复杂地下构造导致难以准确成像问题,采用浅层潜水波层析反演（DWT）速度建模技术,同时辅以中深层反射波层析成像技术,形成一套实用叠前深度偏移速度建模方法。首先生成一个基于钻井和解释信息的起始近地表速度,其次利用潜水波层析反演建立初始近地表模型,将其与常规处理获得的中深层速度模型进行匹配拼接,建立起初始的起伏地表全速度模型,然后在此基础上利用基于反射波的网格层析进行中深层速度建模,经过多轮次迭代,最终获得可靠的高精度速度模型。鄂尔多斯盆地西缘MJT工区地震资料的成像处理验证了这一套速度建模技术的有效性,地下构造成像更合理也更精确。      

微震技术与应用研究综述

微震,是指微小的震动.在不同应用领域微震大小的尺度划分也各不相同.对于这种微小的地震信号在许多领域都有广泛的应用,例如金属矿山、油田、火山和地震预报等.随着近年来信息技术高速发展,微震监测技术被广泛应用到地下工程当中,如油田开发、矿山的安全生产、隧道的施工建设、水库大坝的选址等诸多方面,并逐渐工程化、系统化,形成实时监测微震的可视化系统.此外,利用自然界大量的微震现象,可以通过震源定位、速度和衰减成像等方法研究大断裂、火山活动、地震的发生发展趋势以及震源机制等.本文总结了各类微震技术与方法,并分析各种方法的优点和存在的问题.另外分类整理了微震在各个领域的应用,分析其不同应用领域下的微震时频率域特征和研究方法.最后得出结论微震技术无论是在科学研究还是工程生产中都起着非常重要的作用.     

山西地区面波相速度分布图像

本文根据山西数字地震台网31个台站和周边河北、河南、陕西、内蒙数字地震台网6个台站2009年2月-2011年11月记录的面波资料,利用双台法测定了350条路径上周期8～75 s的基阶瑞利波相速度频散曲线.通过Ditmar&Yanovskaya方法反演得到33个周期分辨率为40～50 km的相速度分布图像.分析研究了4个具有代表性周期的相速度分布图像和3条不同方向的相速度剖面,这些图像揭示了山西地区地壳上地慢速度结构的横向非均匀性质和相速度纵向变化特征.10s周期的相速度分布图像显示出断陷带与两侧隆起区相速度存在明显的差异,凡个断陷盆地的最大沉降中心附近呈现低相速度异常;山西6级以上强震大都分布在15s周期高相速度与低相速度急剧变化的过渡带上;20～26 s周期的相速度以38°N为界呈现出南高北低格局,与山西断陷盆地带莫霍界面埋深南浅北深的结果相吻合;36 s～54 s周期相速度图像的低速区域逐渐收缩到大同一带,进一步说明南部区域在该周期反映的深度范围已进入上地慢,而大同盆地的低速可能与该区域的新生代火山群有关.沿113°E的南北相速度纵剖面显示周期25～75 s以38°N为界,南部相速度高、北部相速度低,证实了38°N线附近是晋北地块、晋南地块的“软”、“硬”块体的结合部位,可能是由于软流圈上涌幅度不同造成了深部速度的南北差异;其他两个横切裂谷的剖面显示出与人工地震测深剖面相似的特征.     

横向非均匀介质Q值层析成像方法、软件及应用

Q值结构对了解地壳的非弹性性质、地壳内部构造、热活动状态、地壳介质非均匀性以及断层分布有着非常重要的意义。编写了基于吸收特征时间t*的二维横向非均匀Q值层析成像人机交互软件,可以方便快捷地计算深地震测深资料的振幅谱并通过拟合振幅谱得到反映地震波衰减的t*。利用t*通过二维Q值层析成像方法得到Q值结构。实际观测资料处理结果表明,文中给出的方法和软件是有效且可行的。     

地震层析成像之密度异常驱动地幔对流模型

地震层析成像展现了地球内部横向不均匀性，其描述的地幔结构正是地幔演化热动力学过程的现代表现。然而，如何利用这些最新的观测成果去研究地球特别是地幔的动力学过程是对地球动力学研究的挑战，建立了地幔密度异常（温度异常）直接驱动地幔对流的新方法，并利用现代地震层析成像模型计算了对应的地幔对流的格局，探讨了其和全球构造相关的地幔问题。结果表明，在单层地幔粘滞结构条件下，对流格局仍然以全地幔大尺度对流为主体；所发展的理论和方法可以适用于不同来源的地幔层析成像的数据，可以用于探讨不同边界条件和地幔参数对应的地幔对流模型，也可以用于使用大地水准面异常检验对流模型。