日本海沟俯冲带热结构与深源地震

本文利用有限差分方法,计算了全地幔对流模式和双层地幔对流模式下日本海沟俯冲带热结构、浮力及P波速度异常分布,基于亚稳态橄榄石相变模型推测亚稳态橄榄石的存在范围,同时分析了热传导系数、热膨胀系数和热源对俯冲带热结构的影响,以及俯冲带所受浮力与俯冲带形态的关系.结果表明,双层地幔对流模式下模拟的P波速度异常分布与层析成像结果更为相符,也与深源地震的分布有较好的相关性.板块内部亚稳态橄榄石的存在范围随热传导系数和热膨胀系数的减小而增大,同时忽略相变潜热和剪切生热的影响也会造成模型所预测的亚稳态橄榄石范围偏大.俯冲带所受负浮力在400 km深度附近达到最大值,亚稳态橄榄石的存在使负浮力逐渐减小,甚至在板块内部产生正浮力,不利于俯冲带穿透660 km相变界面.     

汶川地震前后波速比变化特征的再研究

收集整理了四川省地震台网1990—2012年产出的地震直达波震相数据, 利用单台多震和达法对2008年汶川M_S8.0地震前后四川地区的波速比变化特征进行了分析研究(共筛选出13个数据量较为丰富、 连续性较好的台站). 结果显示： 其中位于龙门山断裂中北段西侧的4个台站, 震前出现长达7年左右的中长期波速比低值异常; 其它9个台站的波速比震前变化基本稳定. 震前波速比出现异常的4个台站的分布与汶川M_S8.0地震孕震区范围大体一致, 从而为研究汶川M_S8.0地震前是否存在地壳介质特性的时间变化过程, 提供了有力的判定依据.     

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72 km, 渭河盆地附近为39 km. 西秦岭构造带的地壳厚度为42—56 km, 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.     

大别-苏鲁及其邻近地区基于背景 噪声的勒夫波群速度成像

大别-苏鲁造山带是中国大陆东部地区最重要的构造之一. 为了研究该地区的地壳上地幔速度结构,本文收集了国家数字地震台网和中国区域地震台网的山东、河南、安徽、江苏和湖北等省的144个宽频带地震台连续两年(2009年5月—2011年5月)的水平向地震记录(E分量和N分量)数据,首先对台站对之间E-E,E-N,N-N和N-E分量进行互相关,然后分别对这4个互相关分量采用相位权重叠加法进行叠加,最后旋转到横向分量(T-T)获得勒夫波经验格林函数(EGF);用频时分析(FTAN)方法获得4000余条勒夫波群速度频散曲线,并进一步反演得到了周期为6—40s的勒夫波群速度分布图.结果表明,周期为6—10s的勒夫波群速度分布与地表构造特征相吻合.大别造山带、苏鲁造山带、湖北西部隆起均表现为高速;华北盆地发育,表现为大面积的低速;江汉盆地、南襄盆地、合肥盆地等因其规模不同而显示不同程度的低速.在周期为6—30s的勒夫波群速度分布图上,大别和苏鲁地区均显示高速,已有的研究结果中地壳的低速并没有得到反映.其原因一方面可能与勒夫波群速度纵向分辨不高有关,另一方面高压变质岩深度分布可能比已有研究结果给出的要深. 6—30 s的分布图上郯庐断裂带及其邻近地区表现为不同程度的高速,可能与该地区白垩纪以来处于拉张构造体制,地幔物质受到扰动,造成物质上涌有关.     

地震立体层析成像的实现方法及效果分析

立体层析成像是一种新的地震反射波层析成像方法, 能为叠前深度偏移提供较为精确的宏观速度模型。本文研究了立体层析成像的实现方法, 包括斜率与走时数据的拾取、离散速度模型构建和初始化、射线参数的确定、斜率和走时及射线计算以及反演问题解法等, 建立立体层析成像的算法流程。并通过对Marmousi模型试验, 对立体层析成像运行所需的主要参数, 如初始速度模型、拾取数据量、离散网格尺寸、速度平滑权重等进行测试和分析, 总结这些不同参数对立体层析反演结果的影响规律, 用以指导生产实践。     

云南地区背景噪声层析成像

选取云南省区域台网46个地震台从2007年11月—2009年10月的宽频带噪声数据, 通过互相关方法获得经验格林函数, 采用自适应时频分析方法获取相速度频散曲线, 并且反演得到8—40 s的相速度分布图. 研究结果表明： 云南地区短周期相速度低速异常与地表断裂带分布和沉积层厚度密切相关; 在短周期相速度分布图上, 红河断裂南北段呈现差异, 表明红河断裂南北段周边介质存在物性差异, 这可能是造成地震活动南北差异的主要原因; 长周期相速度分布图显示, 红河断裂和小江断裂带存在低速异常, 可能是切穿地壳的超壳断裂, 该低速异常可能与深部热作用有关; 红河断裂和小江断裂带交汇地区存在高速异常, 该高速异常体对川滇块体深部介质向南运动可能起到了阻挡的作用. 本文结果为下一步反演云南地区的三维剪切波速度结构奠定了基础.     

哈拉湖地区天然气水合物地震探测技术试验

哈拉湖位于青藏高原,在该区开展的地质调查、音频大地电磁测深和地球化学调查结果表明,该区具有良好的天然气水合物找矿前景。为寻找天然气水合物,在该区开展了高精度反射地震试验。反射地震采用1200道接收,道间距2 m,偏移距1 m,炮间距8 m,覆盖次数150次,排列中间激发的观测系统,每道采用6个60 Hz检波器单点组合接收;采样间隔0.5 ms,记录长度2 s,宽频带采集;激发震源为大型车载可控震源。采用该工作方法得到的地震剖面信噪比和分辨率较高,构造形态特征明显。根据试验区地形地貌和地震剖面上反映的永冻土层厚度、断裂构造和高速层分布,结合其他资料,确定了验证孔位。     

邻近算法在一维大地电磁反演中的应用

总结了大地电磁法( MT)中常用的各种反演算法,并指出其局限性。对邻近算法( NA)加以概述,并将其引入MT反演中。对一维MT合成数据进行反演分析,得到的最大似然模型十分接近理论模型。虽然NA与遗传算法( GA)抗陷入局部极小值的能力大体相等,但NA算法生成的采样点分布密度与误差函数大体一致,因此NA更有利于应用基于积分的参数估值方法。本研究表明,NA收敛速度比GA更快。这说明在一维MT反演中,NA算法比GA算法更具优势。     

日喀则蛇绿岩研究中的几个问题

日喀则蛇绿岩是中国最著名的蛇绿岩,但是,许多问题存在争论,许多现象没有搞清楚。文中讨论了日喀则蛇绿岩中一些重要的现象以及对目前发现的许多矛盾如何考虑的问题。例如,(1)日喀则蛇绿岩中是否存在席状岩墙群?是否存在席状岩床群?本文认为,席状岩墙群应当是存在的,因为有不对称冷凝边出现。而席状岩床群可能是有问题的,岩床作为侵入体可以出现在许多地方,但是,蛇绿岩中不可能出现席状岩床群,尤其还把它作为蛇绿岩岩石组合的一个单元。笔者认为,所谓的席状岩床群可能是席状岩流群,它不是一个独立的单元,是玄武岩单元下部的成员。(2)日喀则蛇绿岩是否统统是蛇绿岩是一个需要考虑的问题,雅鲁藏布江东西两段出现的岩石组合及其产出背景与日喀则地区的蛇绿岩明显不同,其中有些可能未必是蛇绿岩。(3)自1972年彭罗斯会议以来,蛇绿岩研究发展到现在,可能已经进入了一个关键时期。文中回顾了蛇绿岩的定义及其构造意义,指出1972年彭罗斯会议关于蛇绿岩的定义仍然是适用的。蛇绿岩可以概括为洋壳+地幔,这个洋壳来自板块扩张脊,是年轻的;这个地幔是大洋岩石圈地幔,也可能保留有古老岩石圈地幔的印记。蛇绿岩产于板块扩张脊,这是蛇绿岩构造含义的唯一解,蛇绿岩不存在多解性。(4)日喀则蛇绿岩的许多基本观点主要是法国学者提出来的,如关于岩床群的见解,慢速扩张的见解等。但是,上述见解是否都是对的是需要思考的。日喀则蛇绿岩具有得天独厚的条件,我们应当很好利用这个条件,努力把我们的研究做好,为全球蛇绿岩研究贡献我们的一份力量。     

基于井数据约束的高精度层析速度反演

测井数据是一种准确可靠的先验信息。在层析反演方程组中加入井数据信息一定程度上提高了反演精度和效率,但仍无法精确描述微幅构造地质体。针对这一特点,笔者提出了基于井数据约束的高精度层析速度反演方法。首先进行常规的井约束层析速度反演,假定测井处的网格速度不更新,建立井约束反演方程组,更新速度场,得到初步的偏移成像结果;然后在此基础上利用测井速度信息约束偏移深度,对更新后的速度场进行速度分析及精细化建模,提高速度建模精度,同时减少了反演迭代更新次数,提高了反演效率。模型试算及实际资料处理结果表明,该方法具有更高的反演精度和计算效率。