1992年美国加州兰德斯地震——地壳结构不均匀性对地震发生的影响

为了理解地震的发生和地壳结构不均匀性的关系,利用南加州地震台网的固定台和临时台所记录的2863个兰德斯余震和区域地震,共计107401个P波和19624个S波高质量的到时数据,采用地震层析成像方法得到了兰德斯地震区P波和S波的精细的三维速度结构和泊松比分布．结果显示,地震的发生和分布与地壳结构的横向不均匀性有密切的关系．总体上看,兰德斯地震区余震成丛分布,并被低速块体截断,其中4级以上地震大多分布于P波高、低速异常过渡区域或偏向高速块体一侧,这可能是因为高速区多属地壳脆性介质,易于造成应力集中,导致地震;反之,低速度区则可能代表破碎程度较高、富含流体或温度较高区域,因而更倾向于产生无震变形．基于兰德斯地震区强震震源位置、地震区P波、S波速度异常与泊松比分布推断,兰德斯地震区可能有流体存在．地壳流体易使地壳岩石弱化,从而引发大地震．     

使用纵波和横波走时层析成像研究菲律宾海板块西边缘带和南海地区的深部结构

使用纵波震相及同台同源纵波和横波震相的走时资料及层析成像反演方法,分别给出了菲律宾海板块(PHP)和南海地区的纵波速度V_pf及同台同源的纵波和横波速度V_p和V_s结构. 结果表明,（1） PHP与欧亚板块(EUAP)的俯冲接触关系随地段而异,在琉球海沟,PHP向EUAP之下俯冲深达400 km;在台湾岛,EUAP先近陡直地俯冲到深度400 km,然后折向PHP之下达到660 km左右;在马尼拉海沟北段,俯冲板片几乎垂直达到660 km附近;在菲律宾海沟,PHP向EUAP之下的俯冲深度超过660 km．（2）南海地区之下是一个深达300～400 km的宽阔低速区,并且大致在莺琼海盆与700 km深处另一低速区曲折相通;在该宽阔低速区内部,有两个小而明显的低速区分别在海口火山和珠江口盆地下方．（3）对V_p和V_s及据其算出的容声速度V_b作分析发现,V_s和V_b的平均扰动量对深度的变化在一些深度范围内是反向的;年龄较大的太平洋板块俯冲体的V_s相对扰动量的平均值大于V_b的,而在较年轻的PHP俯冲体中则正好相反．     

中国大陆中上地壳剪切波速结构

为使已获得的中国大陆中上地壳结构更为可靠,本文搜集了很多对浅部结构分辨率较好的短周期面波资料. 与传统面波层析成像反演方法不同,本文在第二步由面波频散得到剪切波速的过程中不再对每个结点进行一维波速模型分别反演,而是直接将所有结点上的区域化频散转换成三维波速结构的线性化约束,实现了直接的三维反演. 检测板测试结果显示该方法可以得到理想的反演结果. 本文得到的波速模型显示,中国大陆中上地壳的速度分布存在明显的横向变化和分区特征. 较低的波速异常很好地勾勒出我国主要的沉积盆地,波速异常在不同深度上的变化在一定程度上反映了各盆地结晶基底的深度. 以东经95deg;为界,特提斯构造域西部具有明显的低速异常,而东部基本没有低速异常. 基于油气资源多存在于沉积层中,而沉积层表现低速异常,我们推测特提斯构造域西部油气前景比东部好. 另外, 由于特提斯构造域西部低速非常明显,这可能也说明了其地壳温度较高. 兴安造山带的低速异常可能也说明了其地壳温度较高. 20 km深度上鄂尔多斯盆地西侧的弱低速带, 很好地勾勒出中国大陆近似沿105deg;经线的强震带的走势.      

中国地震台网震级的对比

采用线性回归和正交回归方法,利用中国地震台网1983-2004年的观测资料,对中国地震局地球物理研究所测定的地方性震级ML、面波震级MS与MS7、长周期体波震级mB、短周期体波震级mb进行对比,给出了它们之间的经验关系式.研究结果表明:①由于不同的震级标度反映了地震波在不同周期范围内辐射地震波能量的大小,因此对于不同大小的地震,使用不同的震级标度更能客观地描述地震的大小.当震中距小于1 000 km时,用地方性震级ML可以较好地测定近震的震级.当地震的震级M＜4.5时,各种震级标度之间相差不大.当4.5＜M＜6.0时,mB＞MS,MS标度低估了较小地震的震级,因此用mB可以较好地测定较小地震的震级.当M＞6.0时,MS＞mB＞mb,mB与mb标度均低估了较大地震的震级,用MS可以较好地测定出较大地震(6.0＜M＜8.5)的震级.当M＞8.5时,MS出现饱和现象,不能正确地反映大地震的大小;②在我国境内,当震中距＜1 000 km时,ML与区域面波震级MS基本一致,在实际应用中无需对它们进行震级的换算;③虽然MS与MS7同为面波震级,但由于所使用的仪器和计算公式不同,MS比MS7系统地偏高0.2～0.3级;④对于长周期体波震级mB和短周期体波震级mb,虽然使用的计算公式相同,但由于使用的地震波周期不同,对于mB=4.0左右的地震,mB与mb几乎相等,而对于mB≥4.5的地震,则mB＞mb.     

鄂尔多斯地块周缘三维地壳速度结构研究

鄂尔多斯地块及周缘位于青藏高原与华北地块之间,其内部无大断裂分布,而周缘却由活跃的地震带——活动断陷带和弧形断裂带包围.因此,鄂尔多斯地块内部无6级以上大地震分布,而周缘地震活动则频度高、强度大(图1),历史上发生多次破坏性大地震,如:1654 年天水南8.0 级、1879 年武都南8.0级、1920 年宁夏海原81/...     

迭代法井间地震衍射层析成像

从各向同性非均匀介质中弹性波波动方程出发，导出了在弱不均匀条件下，频率－波数域衍射场方程，给出了格林函数解析解。在电磁波地球物理层析成像数据合成的基础上，用类“体电流法（ＶＣＭ）”，将解析解线性化，得到未作Ｂｏｒｎ近似或Ｒｙｔｏｖ近似的衍射场数值解，便于计算合成数据。采用迭代法进行反演，每步迭代中，采用等比Ｎｅｕｍａｎｎ级数解；反问题用ＳＶＤ法求解，探讨了阻尼因子的取法。数值模型试验表明，这种算法是有效和成功的，成像的分辨率较高，对介质的均匀性要求有所降低，为实际应用创造了进一步条件。     

对于全球规模的地球构造我们知道多少？

最近5-6年主要由于高质数字地震资料而使得对地球内部构造的了解有了很大的进展。应用地球体波、面波及自由振荡的各种研究阐明了不同深度上的三维构造。然而,任何构造研究都受到对用于探测构造的波长分辨力问题的限制。在这方面,比如由体波得到的模式代表着由面波或自由振荡获得的那些不同尺度的平均值,它应包括了更详细的结果。不过我们经常发现对于各种结果的解释就象它们给出的是对三维地球中地震速度进行的点估计。本文中我们回顾每种类型资料是如何提供给我们有关地球构造的信息以及如何依据其分辨力与误差进行解释。三维构造研究中出现的最明显的特点之一即为与地表地质相对应的近地表速度的变     

用P波波形资料测定中强地震震源过程的方法

本文系统地介绍了综合利用不同震中距离范围(3°—90°)长周期P波波形,用理论地震图波形拟合和反演求解中强地震断层面解的原理和方法。根据地球介质对在不同震中距离范围的地震波的影响,将震中距离划分为:(1)区域地震范围(3°<△12°);(2)上地幔范围(15°<△<30°);(3)远场范围(30°<△<90°)。在不同的震中距离范围内采用了不同的简化地球模型。文中介绍了利用广义射线理论计算地球介质响应的方法,给出了适合中国大陆地壳上地幔结构的Pnl波与上地幔响应的数值例子。波形拟合采用试错法和线性反演方法。在反演求解过程中,误差函数是由观测记录与理论地震图的相关系数决定的,它强调波形间的拟合,但对地震波振幅的绝对大小不敏感。这个线性反演方法比较适合地震记录的实际情况。文章还扼要地介绍了基于上述方法建立的用P波波形资料测定中强地震震源过程的人机交互系统STEP-1的特点。     

阿德朗达克-西魁北克地震带地壳三维速度结构成像

根据在阿德朗达克-西魁北克地震带及其邻近地区的59台短周期数字地震仪记录的直达P波走时观测值,用地震层析成像方法反演了该地区地壳三维速度结构.结果表明,地壳上层（0-5km）在阿德朗达克穹隆山的中南部地区出现正速度异常;第二层（5-10km）及第三层（10-15km）的速度横向变化较小,介质相对比较均匀;第四层（15-25km）出现显著的速度异常,一个是位于地震带中部的正速度异常（+4％）,它与布格重力正异常一致;另一个是位于阿德朗达克穹隆山下的负速度异常（-4％）.结合已有的地质及地球物理资料进行对比,可以认为阿德朗达克是一个正在发展的穹隆上升山,但其热源前锋尚未到达地面的大陆热点.     

层析成像新算法及其在工程检测上的应用

基于走时和振幅的层析成像反演涉及大型稀疏矩阵方程的求解，当矩阵严重病态时，目前流行的正交分解型迭代算法难以取得良好的成像效果．本文介绍一种改进的ＬＳ_ｑＲ算法，即带阻尼的ＬＳ_ｑＲ迭代算法，它应用在北京机场高速公路桥墩施工质量检测中，取得了良好的效果．