上海及其邻近地区地下三维速度结构及各向异性的研究

摘要

华东地区，特别是下扬子-南黄海地区，是我国一个重要的中强地震活跃区。作为上海及其邻近地区这个特殊地带，位于长江三角洲，属于下扬子地块，是我国经济发展战略要地之一，这是一个城市高度集中，人口十分稠密，经济建设蓬勃发展的黄金地带，但同时也是地壳构造十分复杂，天然地震相对比较活跃和中强地震频度较高的地带，具有人口高度集中、高楼林立等特点。作为一个中强地震多发的地区，并包含几个特殊结构，如郯庐断裂、茅山断裂、萧山-球川断裂等，分析其地壳结构的基本特征，查明其深部构造的背景在地震监测、地震预报和工程地震等研究方面，具有理论意义和实际应用价值。本论文主要做了以下几方面的研究工作：首先利用层析成像方法对上海及其邻近地区进行了地壳P波、S波的速度反演，从而得出该地区的速度扰动图，并给予了中肯的解释。在对有关远震波形资料的利用、接收函数发展历史、提取、反演和叠加方法的原理比较了解的基础上，调试了接收函数提取及反演的有关程序。参照Dueker等人1997年的共转换点叠加方法，调试编制了间断面的叠加程序。这里研究了从2002年到2004年底江苏、上海、浙江地震监测台网的台站所测得的远震资料，经过地震挑选截取、滤波，最后提取接收函数。对每个台站的接收函数进行挑选，去掉质量不高的接收函数，叠加质量较高的接收函数，这样就得到了42个台站的接收函数的径向分量和切向分量。反演接收函数的径向分量，得到每个台站下方的一维S波速度结构。结合该地区深地震测深资料，分析每个台站下方的速度结构，认为S波速度发生突变，其数值达到为4.3km/s所对应的深度为Moho面所在位置。研究表明，江苏地区地壳构造复杂，特别是地壳内存在低速层，该地区的地震可能与深部构造背景有关，也可能与地壳构造的复杂程度有密切关系，特别是地壳中的低速层及高导层的存在关系密切。宿迁、溧阳、温州，这些台站具有地震活动频繁外，具有较高的泊松比、复杂的地壳速度结构，这一特征与周边地区存在明显的差别。周边地区基本呈现在弱震区或稳定块体内部，有较低的泊松比，而在宿迁、溧阳、温州等易震区具有较高的泊松比。对243个接收函数进行了滤波处理，采用IASP91模型，计算了各个接收函数在33km、410km和660km叠加深度上转换点位置。在对叠加测线上的共转换点进行动校正后，用100km为半径的共面圆进行共转换点叠加，从而得出研究区域内410km间断面的平均深度为(410km±20km)；研究区域内670km间断面的平均深度为(670km±10km)；剖面1上410km间断面及660km间断面比较清晰，沿经度自西向东，位置逐渐加深。最后研究了基于PpSms、p660S及SKS震相研究上海地震台阵下方的各项异性随深度的分布情况，同时利用接收函数的PS转换波研究该地区地壳下方的各项异性情况，从而得出各向异性参数及大致分布范围。关键词：层析成像，接收函数，各向异性

目录

文摘

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声明

第一章前言

1.1引言

1.2地壳三维速度结构及震源位置联合反演的地震层析成像方法

1.3地壳结构、上地幔过渡带间断面及各向异性分布情况的研究

1.4本文的主要工作

第二章上海及其邻近地区三维速度结构的研究

2.1引言

2.1.1上海及其邻近地区地质概况

2.1.2基岩地质和火山活动

2.1.3第四纪地质

2.1.4地壳结构概况

2.1.5该地区地质构造概况

2.1.6区域地震概况

2.1.7上海及其邻近地区三维速度结构与震源位置联合反演的意义

2.2地震层析成像

2.2.1模型参数化方法

2.2.2三维射线追踪和走时计算

2.2.3反演

2.2.4地震定位及发震时刻修正

2.2.5 TOMOG3D算法流程

2.2.6分辨与误差

2.2.7地方震、近震和人工地震资料的联合反演

2.3地震资料情况

2.3.1地震资料的来源

2.3.2地震台站

2.3.3天然近震数据资料的准备及准确性检查

2.3.4人工地震资料

2.4上海及其邻近地区三维速度结构的研究

2.4.1资料的准备和所采用的方法

2.4.2初始模型

2.4.3检测板试验

2.5层析成像反演结果及讨论

2.5.1层析成像结果

2.5.2反演结果认识

第三章利用远震接收函数研究上海及其邻近地区地壳速度结构

3.1引言

3.2接收函数方法介绍

3.2.1接收函数简介

3.2.2接收函数反演

3.3上海及其邻近地区远震接收函数的提取

3.3.1引言

3.3.2台站分布与远震资料

3.3.3接收函数的提取

3.4上海及其邻近地区地壳厚度及泊松比的研究

3.4.1接收函数H—k方法

3.4.2数据处理及结果

3.4.3结果分析

3.5接收函数反演该地区台站下方S波速度结构

3.6结果讨论

第四章上海及其邻近地区几个剖面的间断面接收函数的研究

4.1地球内部间断面的研究

4.1.1反射波类

4.1.2转换类波

4.2上地幔内部的主要间断面

4.3上海及其邻近地区接收函数共转换点叠加

4.3.1引言

4.3.2接收函数的共面元叠加

4.3.3叠加结果及讨论

第五章上海地区地壳、地幔各向异性的研究

5.1前言

5.2基于PpSms、P660S、SKS震相分裂研究上海台阵地区地壳、地幔各向异性

5.2.1前言

5.2.2资料

5.2.3资料处理及分裂震相识别方法

5.3利用接收函数Ps转换波研究上海地区台站下方地壳各向异性

5.3.1前言

5.3.2各向异性介质与倾斜界面对接收函数的影响

5.3.3各向异性参数的计算

5.4讨论

第六章结论

6.1主要结论

6.2创新点

6.3不足之处

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果