长白山天池火山区的谐频事件

通过对长白山天池火山地区2002、2003和2005年夏季3期流动地震观测资料的频谱分析,发现火山口附近存在一种在频率域中形态比较特殊的地震事件,其频谱由1组等间隔的谱峰构成,峰值振幅随频率缓慢变化,形态与时间域中的谐波信号相似,我们把这种地震事件称为谐频事件。在3个夏季的流动观测中,共发现38个谐频事件,且这些事件大多与震群活动有关。分析表明,谐频地震频谱中的谐波现象与震源有关,可能是岩石破裂过程中,在特殊激发条件下,裂缝壁和裂缝内部岩浆或热液的压力扰动相互作用产生的。我们认为近年来长白山天池地震活动的突然增加和谐频事件的出现与深部岩浆的侵入活动有关。

长白山天池火山地震类型及火山活动性的初步研究

2002年以来,长白山天池火山区出现了地震活动增强、地形变加剧和多种地球化学异常等现象,火山口附近发生的多次有感地震在社会上产生了较大影响。本文利用2002年以来的流动地震观测资料,采用频谱分析、时频分析和多台站资料对比的方法,对火山区地震事件的类型进行了分析;对火山活动的危险性进行了初步研究。结果表明,目前天池火山区出现的大量地震活动仍然属于火山构造地震,少量台站地震记录中表现出的低频特征主要是由于局部介质影响造成的,排除了长周期地震引起的可能。尽管长白山天池火山地震活动明显增强,震群活动较为频繁,但仍属于岩浆活动的早期阶段,短期内发生火山喷发的危险性较小。

火山地震信号和火山颤动震源模型

本文主要介绍了火山地震的类型以及在火山区特有的地震信号,如谐频信号、家族事件和地震震群.并简要介绍了与岩浆活动有着密切关系的火山颤动震源模型.

用地震波波形拟合方法研究中小地震的震源机制

采用网格搜索方法,利用区域地震三分量全波形资料,对中小地震震源机制的反演方法进行了研究。反演采用初动约束、分段求相关系数,以及幅值加权的混合方法计算误差函数,通过格点搜索法确定震源深度。理论模型试验表明,反演结果具有较好的稳定性和可靠性。云南地区区域数字地震台网的观测资料反演表明,该方法可以合理地拟合观测波形资料。将2001年7月9日(24.93°N,101.47°E)发生的MS 5.3地震的震源机制解与哈佛大学CMT进行了对比,结果表明,Z分量波形拟合略比CMT拟合的好,R分量和T分量的波形拟合明显好于CMT的对应分量。 我们对2001年4月5日在(25.77°N,102.30°E)发生的mb 4.8地震进行了震源机制反演。结果表明,该地震主要表现为走滑断层,震源机制解为(180°,80°,11°)。根据这两个地震震源机制推断的主应力轴,与该地区现代构造应力场特征基本一致。

汶川M_s8.0级地震余震分布及周边区域P波三维速度结构研究

利用川滇地区长期积累的地震走时观测资料和汶川地震余震观测资料对汶川地震震源区及周边区域地壳和上地幔P波三维速度结构进行了研究.结果表明,浅部P波速度分布与地表地质之间具有很好的对应关系.龙门山断裂带在20 km以上深度表现为高速异常带,彭灌杂岩体和宝兴杂岩体为局部高速异常区.龙门山断裂带中上地壳的局部高速异常体对汶川地震的余震分布具有明显的控制作用.在余震带南端,余震全部发生在与宝兴杂岩体对应的高速异常体的东北侧;在余震带的中段,与彭灌杂岩体对应的高速异常体在一定程度上控制了余震的分布;在余震带的东北端,宁强—勉县—带的高速异常体可能阻止了余震进一步向东北扩展.龙门山断裂带中上地壳的P波高速异常表明介质具有相对较高的强度,在青藏高原物质向东挤出过程中起到了较强的阻挡作用,有利于深部能量积累.在30 km深度之下,扬子地块具有明显的高速特征,其前缘随深度增加向青藏高原方向扩展,在下地壳和上地慢顶部已达到龙门山断裂带以西.

小江断裂带周边地区三维P波速度结构及其构造意义

作为青藏高原的东南边界,小江断裂带在高原物质的侧向逃逸中发挥着重要的作用.本文利用流动地震台阵及固定台站的走时观测资料,对小江断裂带及周边区域的壳幔三维P波速度结构进行了研究.结果表明,在中上地壳,小江断裂带内部主要为低速异常,其东侧主要为高速异常.在中下地壳,小江断裂带中部为低速异常,北部和南部主要为高速异常,其中北部的高速异常可延伸到地表附近,南部的高速异常可一直延伸到上地幔.我们推测,小江断裂带中部的低速异常与深部热作用有关;北部的高速异常可能是晚古生代地幔柱活动导致大量基性和超基性幔源物质侵入地壳引起的,它的存在对青藏高原物质向南逃逸起到了一定的阻挡作用,可能是导致川滇活动块体北部次级块体快速抬升的重要因素;南部顶界面向北倾斜的高速异常体对川滇活动块体向南滑移起到了进一步的阻挡作用,导致其上覆的中上地壳低速异常区发生较强的变形和强烈的地震活动,同时在上地幔深度范围起到了稳定的作用,使其南部区域的介质受青藏高原物质向南挤出的影响明显减小.

2002年夏季长白山天池火山区的地震活动研究

20 0 2年6月以来,长白山天池火山区的地震活动明显增加.本文利用2 0 0 2年夏季布设在长白山天池火山区15套宽频带流动地震台站的记录资料,对天池火山区的地震活动进行了研究.地震观测结果表明,2 0 0 2年夏季长白山天池火山日平均地震发生频次超过30次.地震主要位于长白山天池西南部和东北部两个区域,震源深度较浅,离地表的深度一般小于5km .天池西南部和东北部的地震,b值存在较大的差异.火山区地震记录的频谱分析和时频分析结果表明,这些地震主要为火山构造型地震.HSZ和DZD等台站地震记录中丰富的低频成分,可能与台站附近的局部介质或断层带有关.我们认为2 0 0 2年夏季频繁发生的地震和小震震群活动是由火山深部活动诱发的局部断裂活动引起.

云南数字地震台站下方的S波速度结构研究

通过对云南数字地震台站的宽频带远震接收函数反演 ,获得了云南地区数字地震台站下方 0— 1 0 0km深度范围的S波速度结构 .结果表明 ,云南地区地壳厚度变化剧烈 ,中甸、丽江等西北部地区 ,地壳厚度达 62km左右 ,景洪、思茅和沧源等南部地区 ,地壳厚度仅为32— 34km .厚地壳从西北部向东南方向伸展 ,厚度和范围逐渐减小 ,至通海一带地壳厚度减为 42km ,其形态和范围与小江断裂和元江断裂围成的川滇菱形块体相一致 .地壳厚度较小的东、南部地区Moho面速度界面明显 ;在地壳厚度较大或变化剧烈的地区 ,Moho面大多表现为S波速度的高梯度带 .云南地区S波速度结构具有很强的横向不均匀性 .1 0km深度以上 ,北部地区S波速度明显低于南部地区 ,在 1 0— 2 0km深度范围内 ,北部地区的S波速度比南部地区高 .地壳内部S波速度界面的连续性较差 ,低速层的深度和范围不一 ,近一半的台站下方不存在明显的低速层 .受南部地区上地幔的影响 ,40— 50km深度范围内 ,S波速度南部高、北部低 ,高速区随深度增加逐渐向北推移 ,低速异常区形态与川滇菱形块体的形态趋向一致 .70— 80km深度的上地幔速度分布与云南地区大震分布具有一定的相关性 .

长白山天池火山区的震群活动研究

2002和2003年夏季流动地震观测揭示,天池火山口附近存在大量的微震活动和一系列震群活动.地震定位结果表明地震主要发生在火山口附近,以震群形式发生的地震全部集中在天池火山口西南部,东北部地震密集区没有观测到震群活动.在夏季以外的其他季节,天池火山区只有一个固定地震台站(CBS)用于地震监测.利用CBS台不同时间的观测纪录,通过波形相关分析发现其他季节的主要震群活动仍然集中在天池西南部.震群的高精度相对定位揭示震源位置沿北西-南东向分布,倾向西南,倾角约80°.2003年7月13日的震群发生期间,地震震源位置出现从深到浅的迁移现象,同时震源深度较大的地震在不同台站的地震波初动方向几乎全部向上,表明震源具有明显的膨胀分量.考虑到长白山天池火山2002年以来出现明显的地表形变、地球化学异常和谐频地震等现象,我们认为震群活动可能与5km深度附近存在岩浆热液活动和岩浆增压有关.

新疆天山地区壳幔S波速度结构特征及变形分析

天山地区地质构造复杂,地震活动频繁,其壳幔变形和深部结构一直受到学者们的高度关注.然而,由于天山地区地震台站资料较少,致使壳幔变形研究结果与解释存在诸多争议.本研究利用在天山地区(40°N—46°N,78°E—92°E)新布设的11个流动宽频带地震台站和该地区39个固定台站的观测资料,采用接收函数与面波联合反演方法,获得了研究区地壳厚度及壳幔S波速度结构.反演结果显示天山地区(41.5°N—44°N,78°E—88°E)平均地壳厚度为56km,塔里木盆地(40°N—41.5°N,79°E—90°E)、准噶尔盆地(44°N—46°N,82°E—90°E)和吐鲁番盆地(42°N—43°N,88°E—90°E)具有较厚的沉积层,地壳平均厚度为43.km、53.km和46km,整体表现为天山厚、盆地相对较薄的特征;在研究区南天山的最高峰(42°N,80.5°E)及北天山的最高峰(43.5°N,86°E)附近,中下地壳存在较厚的低速层,我们认为在强烈挤压作用下低速、低强度的中下地壳强烈变形可能是导致该区域快速隆升的主要原因.在研究区中部,位于塔里木盆地与准噶尔盆地之间的天山地区,中下地壳及上地幔均存在低速层,且盆地莫霍面向天山倾斜明显.结合前人的研究成果推测,在南北向构造挤压应力作用下,塔里木盆地与准噶尔盆地发生了向天山造山带方向的双向壳幔层间插入俯冲.在研究区东部,塔里木盆地东北缘与天山东部接触带的地壳内没有明显的低速层,推测应处在早期挤压变形状态,该区域的壳幔边界为缓变的速度梯度带,可能与上地幔热物质侵入或渗透有关.

体波波形反演对青藏高原上地幔速度结构的研究

采用波形反演方法对青藏高原地区震中距8°-38°范围内的宽频带炸波波形进行拟合，研究该地区上地幔平均速度结构以及上地幔纵、横波速度的横向不均匀性结果表明青藏高原地区的平均地壳厚度约为68km，上地幔盖层平均厚度约为30－40km，速度约为8.10km／s雅鲁藏布江附近地壳厚度最大，约80km，相应的上地幔Pn速度为8．15km／s左右,青藏高原中部地区的地壳平均厚度约68—70km．位于拉萨地块北部的羌塘地块S波速度相对较低，其地壳和上地慢的平均S波速度分别比拉萨地块低1％和2％以上34°N以北，90°E附近的区域存在明显的上地幔P波低速异常区，P波的平均速度小于7．8km／s据此结果及前人工作，推断印度板块的俯冲可能以雅鲁藏布江缝合带附近为界，青藏高原巨大的地壳厚度是由于欧亚板块碰撞造成地壳缩短与增厚引起.

长白山火山区壳幔S波速度结构研究

利用面波层析成像和远震接收函数方法对长白山地区的地壳上地幔速度结构进行了研究。结果表明:长白山火山区附近存在岩石圈减薄、上地幔软流圈增厚以及上地幔S波速度降低等与上地幔高温物质有关的现象,它表明长白山的岩浆系统一直延伸到上地幔软流圈范围。天池火山区地壳内部存在明显的S波低速层,在离天池火山口较近的WQD台附近,低速层顶部埋深约8km,厚度近20km,S波最小速度约2.2km/s。在距离天池火山北部50km的EDO台地壳中没有明显的低速层。火山区S波速度结构总体表现出距离天池越近,地壳的V_P/V_S越大,低速层的厚度和幅度增加的特征,表明天池火山口附近地壳内部存在高温物质或岩浆囊。CBS台站不同方位的接收函数及反演结果表明,地表低速层厚度以及莫霍面深度存在随方位的变化。地表低速层在南部方向明显较厚,莫霍面深度在南部天池火山口方向存在小幅度抬升。CBS台站附近特殊的近地表速度结构可能是该台站记录的火山地震波形主频较低的主要因素。天池火山口附近莫霍面的小幅度抬升意味着存在与火山作用有关的壳幔物质交换通道。

川滇地区速度结构的区域地震波形反演研究

利用云南数字地震台网的区域地震波形资料，对川滇地区的地壳上地幔速度结构进行了初步研究．结果表明，川滇地区上地幔顶部P波速度较小，约7．8km／s，P波速度在上地幔表现为较小的正速度梯度，S波在100～160km深度范围内表现为弱低速层．对于较短的观测路径，不同路径的平均P波和S波速度存在明显的横向变化．与川滇菱形块体内部的速度结构不同，在块体边界附近可以观测到比较明显的上地壳低速层，我们认为它可能与块体边界的断裂带有关；川滇菱形块体内部存在的下地壳低速层，有利于块体向南滑动，而中上地壳没有明显低速结构，可能表明川滇菱形块体向南滑动的解耦深度至少在下地壳．根据不同路径的反演结果，给出了云南中部地区地壳内部的平均速度结构．

遗传算法中的光滑约束反演及其在青藏高原面波研究中的应用

光滑约束技术在线性反演中具有重要的作用 ,但在遗传算法的反演中则很难直接施加于模型参数 ,其原因是采用光滑处理后的模型参与迭代后 ,模型的多样性受到很强的压制 ,并在少量的迭代过程中使种群的各个模型趋向一致 ,从而得不到满足条件的最优解 .本文给出了一种可用于遗传算法反演的间接光滑约束方法 .该方法将遗传算法迭代过程中产生的模型经处理后得到的光滑模型 ,作为误差函数计算的输入模型 .迭代过程仍采用原模型 ,避免了模型的多样性损失 ,在面波反演和接收函数反演的试验中取得了良好的效果 .我们利用该方法对青藏高原地区的瑞利波相速度资料进行了反演 ,揭示了青藏高原中部地区 S波速度结构的横向变化特征 .结果表明 ,青藏高原北部地区地壳 S波速度较南部地区低 ;大多数路径在 1 5～ 40 km深度范围内 ,存在 1 2～ 2 5km厚的地壳低速层 ;上地幔低速层位于 1 0 0 km深度以下 ,厚度主要在 40～ 80 km范围内变化 ,个别路径可达 1 0 0 km以上 .安多台以北、玛沁和玉树以西之间 ,在上地幔 90～ 2 30 km深度范围存在明显的低速层 ,最低速度约 4.2～ 4.3km/s.根据不同路径的 S波速度结构和前人的资料 。

Lg尾波Q_0值与中国大陆及邻区的地质构造关系

利用中国大陆45个宽频带数字地震台站的432条垂直向地震记录，采用叠加频谱比值法计算单台Lg尾波Q0（1Hz的Q值）及η值．利用层析成像方法反演得到中国大陆及邻区（70°～135°E，20°～50°N）Lg尾波Q及η值的横向变化图象．结果表明，中国大陆及邻区Q0值主要在150～600之间．其中川滇及缅甸西北部地区的Q0值最低（〈240）．该地区地壳有复杂的断裂破碎构造及强烈的水热活动．最高Q0值（Q0〉510）区主要位于蒙古高原南部、阿拉善、鄂尔多斯块体交界．其频率依赖η值在0．45～0．75之间变化．

中国北部及蒙古地区上地幔P波速度结构的研究

利用ＣＤＳＮ以及境外的数字地震台网观测的宽频带体波波形资料，采用体波波形反演方法，对中国北部及蒙古地区的上地幔平均Ｐ波速度结构以及部分地区的横向不均匀性特征进行了研究．结果表明，该地区上地幔盖层的Ｐ波速度较低（约７．８～８．０ｋｍ／ｓ），平均盖层厚度约６０ｋｍ，在４１０和６６５ｋｍ附近存在速度跳跃分别为０．２９和０．５５ｋｍ／ｓ左右的速度间断面．准噶尔盆地上地幔顶部Ｐ波速度约７．７ｋｍ／ｓ．上地幔盖层具有较高的速度梯度（平均速度梯度＞０．００５５／ｓ）和较大的厚度（９０～１００ｋｍ），在１４０ｋｍ深处Ｐ波速度可达８．２ｋｍ／ｓ左右．贝加尔湖附近上地幔盖层的平均Ｐ波速度介于８．０～８．０５ｋｍ／ｓ之间，上地幔盖层厚度约３０ｋｍ．

地震的地电阻率统计概率预报

自1967年开展地电阻率地震前兆探索以来,积累了大量的震例和统计预报经验.为了在过去经验的基础上给出概率预报方法,首先根据统计得到的异常持续时间与震级之间的经验公式及其标准偏差,给出所观测的地电阻率趋势异常估计某区在某时段内发生某种震级地震的概率方法,并引出一次预报的自然寿命和多台出现异常可提高报警级别的概念:然后根据异常检测范围与震级的统计公式,给出一组地电组率台网出现异常的情况,圈划未来地震震中区域的新方法;最后给出唐山、澜沧地震对地电统计概率预报(GSP)法的内符检验结果.

2002年8月20日长白山天池火山小震震群研究

2002年7～9月,采用15台宽频带流动地震仪在长白山天池火山区进行了近3个月的地震观测,记录到大量发生在天池火山附近的地震和多次小震群。对2002年8月20日的小震群进行了分析,结果表明这些地震发生在长白山天池内的西南部,震源深度距离天池水面一般小于4 km深,震群的震中位置呈北西向线性分布。地震记录的频谱分析表明,该震群为典型的火山构造类型地震。在观测中发现HSZ和DZD台的地震记录低频成份丰富,这可能与台站附近的局部介质变化或低速的断层带有关。我们认为震群可能是由火山深部活动诱发的局部断裂活动所引起。

遗传算法在上地幔速度结构研究中的应用

遗传算法是近年来发展较快的一种求解非线性优化问题的有效方法。本文通过对遗传算法基本原理的介绍，对该方法的特点进行了分析。我们采用ＷＫＢＪ理论地震图作正演，遗传算法作反演，对用体波波形反演上地幔速度结构的方法进行了研究。在ＷＫＢＪ理论地震图的计算中，通过计算主要射线的平均吸收特征时间，考虑了衰减随距离的变化，通过对不同震源引入不同的虚拟界面，同时对多个地震的波形记录进行反演。探讨了观测误差对反演结果的影响。对理论记录的反演表明，用遗传算法研究上地幔速度结构具有较好的效果。

小江断裂带P波三维速度结构研究

小江断裂带（系）是青藏高原重要的东南部边界，是我国著名的强震活动带。小江断裂带位于云南东部，由南北向的绿汁江、易门、普渡河、西小江和东小江断裂数条分支断裂构成，东西展布宽约200km，作为川滇块体的东南边界，该断裂带在青藏高原物质向东逃逸过程中起到了十分重要的作用。小江断裂带地震活动强烈，是我国著名的南北地震带南段的东部边界，近300年来曾发生7级以上的地震4次，8．0级地震1次。然而在强烈活动的小江断裂带以东，地震活动性明显减弱。