阿拉善地区地壳结构的环境噪声层析成像

摘要

阿拉善地块处于我国青藏高原块体的北部、华北板块的西北缘、东与鄂尔多斯板块接壤，其平均海拔为1000 m-1500 m。阿拉善地块北部紧跟着西伯利亚板块和哈萨克斯坦板块，并且是一个多构造单元构成的三角形独立区域。由于沙漠覆盖了其地表大片区域，再加上部分区域为岩体出露区以及戈壁，因此是我国一个特殊的构造板块。长期以来阿拉善地块内部被认为近似刚性块体，其构造活动性比较弱，然而最新研究证据显示，阿拉善地区发生了较强的构造运动，但是构造运动对该地区内部结构和构造的影响程度还不明了；同时，该区域地震的深部构造背景及过程是国际研究的热点，因此探测阿拉善地区的浅层地壳速度结构信息，既有助于剖析印度板块与欧亚板块碰撞的远程效应，又能为矿产资源的勘探和开发以及该区域构造活动研究提供地壳结构的深部地震学证据。 利用地震学方法认识地球结构，尤其是地壳、上地幔结构历来是地震学研究中的基本课题。基于传统的天然地震体波成像和面波成像方法受地震定位精度、地震位置以及台站分布的影响，最终取得的地壳浅层横波平均速度结构的分辨率略低，而远震接收函数法只能获取台站所在位置下方地层结构信息。近年来呈现出的环境噪声成像方法，是现阶段地震学层析成像研究领域的前沿热点。该方法通过互相关运算可以提取台站之间的经验格林函数，然后进行反演能够克服以上缺点，从而获得高分辨率的地壳浅部速度结构。 本文通过布置于阿拉善及周边地区的80个流动宽频带数字地震台站进行地震数据采集，仪器记录时间为2013年5月至2014年11月，运用双台站互相关方法计算求得Rayleigh面波经验格林函数。然后采用图像分析技术，从获得的经验格林函数中测量周期5~34s范围的Rayleigh波相速度频散曲线。进一步通过面波层析成像，反演取得阿拉善地区不同周期的相速度(Rayleigh波)分布情况。研究结果显示：阿拉善地区的地壳浅层速度结构存在横向非均匀性的变化特征。短周期(8~12s)相速度异常分布与研究区域地质构造(山脉、盆地及断层带的分布)相一致，高速区域对应于基岩埋深较浅的山脉，而低速区域则对应于沉积厚度较大的盆地；随着周期逐渐增大(如20s，22s)，受地形控制的影响相对减弱；长周期(24~30s)相速度分布特征跟地壳厚度紧密相连。本文获得的结果将为下一步通过传统面波成像与噪声成像相结合来获得阿拉善及邻区的地壳剪切波速度结构奠定基础，从而进一步解释该区域的构造形态，更加完善该区域的地下构造。

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第1章 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 环境噪声方法的研究概况

1.3 阿拉善地区地质概况

1.4 本文研究内容

1.5 今后工作展望

第2章 环境噪声方法理论

2.1 基本原理介绍

2.2 地震环境噪声的性质

2.3 互相关函数的计算

2.4 经验格林函数提取理论

第3章 观测资料和数据处理方法

3.1 观测数据

3.2 地震数据坐标旋转

3.3 数据处理方法

第4章 阿拉善地区Rayleigh波相速度层析成像

4.1 面波层析成像反演方法

4.2 本文层析成像方法

4.3 层析成像结果分析

第5章 总结和展望

本文研究小结如下：

工作展望：

参考文献

个人简介

攻读硕士期间已发表的学术论文

攻读硕士期间主要参与的课题

致谢