远震P波层析成像研究阿尔金断裂带东端及其邻区深部结构

本文利用"中国地震科学台阵探测——南北地震带北段"项目在内蒙古阿拉善西部及甘肃西北部地区布设的80个流动宽频带地震仪及16个固定台站,于2013年10月—2015年6月所记录的787个远震事件,采用波形相关方法拾取了共49052个高质量的P波走时残差数据,并利用Fast-Marching远震走时层析成像方法,反演获取了研究区下方的三维P波速度结构.结果显示:阿尔金断裂带东段、祁连山、北山地区下方地壳结构表现为低速异常特征,具有明显的造山带构造特征;阿拉善地体下方地壳结构表现为高速异常特征,为典型的大陆地壳结构特征;阿拉善地块沿着青藏高原北边界逆冲断裂(NBT)南向俯冲,其在祁连山造山带下与北向俯冲的柴达木岩石圈形成了面对面的碰撞接触关系;阿尔金断裂带的末端并没有北东向延伸到阿拉善块体,而是受到刚性的阿拉善岩石圈阻挡沿着其南缘断裂带继续向东发展.

藏北高原地震活动性特征及其大地构造意义

藏北高原自新生代以来不仅发生了强烈的火山作用,而且现今的地震活动性仍然强烈.本文收集了2011年前藏北高原区发生的地震事件(源自NEIC)及相应的震源机制解数据(源自GCMT),结合地质与地球物理等相关资料,初步分析表明藏北高原地壳整体上处于伸展应力状态.然而,因区域构造应力场及构造环境差异,将藏北高原地震活动区分为两个地震活动区,即西昆仑地震活动区和藏北中部火山岩区.西昆仑区的地壳应力状态呈东西向伸展,而岩石圈地幔部分主要以南北汇聚为主,表明西昆仑区域下的地壳与岩石圈地幔应力状态是解耦的,而这种解耦机制需要更进一步的研究.而在藏北中部火山岩区的地壳的主张应力场为NNE-SSW的走滑和正断层性质的伸展,尽管缺乏该区域下的岩石圈结构特征认识,但是依据幔源性质的钾质和超钾质火山岩成因模式,认为其下的岩石圈地幔也处于伸展状态,该区域下的地壳与岩石圈地幔同处于伸展应力环境中,表明藏北火山岩区下的结构特征更加复杂,亟待开展相关探测与研究.

Ronge-Kutta法在计算复杂构造区域地震波旅行时中的应用

采用Ronge-Kutta射线追踪法对地震勘探中几个典型地质模型的地震波射线路径和旅行时计算的实例和效果进行分析。将Ronge-Kutta射线追踪模拟的结果与程函方程计算的时距曲线结果进行对比,验证了Ronge-Kutta射线追踪法的易实现性和程函方程有限差分旅行时算法的强稳定性,表明Ronge-Kutta射线追踪法在复杂构造区域进行地震射线路径和旅行时计算时能得到较好的模拟效果。

六盘山断裂带及其邻区地壳结构

新生代期间,中国大陆西部受印度一欧亚板块碰撞和青藏高原隆升影响,以地壳缩短、增厚、陆内造山和强烈地震活动等为主要特征.在青藏高原东北边缘,高原物质侧向移动被鄂尔多斯地块所阻,在六盘山地区发育了一系列左旋斜冲断裂.断裂带周缘构造变形强烈,地震活动频繁,是研究青藏高原横向扩展控制大陆内部弥散变形的理想场所.本文对穿越青藏高原东北缘一六盘山断裂带一鄂尔多斯地块的宽角反射与折射地震资料使用层析成像和射线反演算法进行成像,获得了研究区地壳速度结构模型,其结果反映出六盘山断裂带两侧地壳结构、构造特征差异显著:1)上地壳层析成像结果显示鄂尔多斯盆地一侧地壳上部速度较低,等值线呈近水平状,具有典型的沉积盆地特征,而青藏高原东北缘一侧上地壳速度相对较高,横向变化剧烈,呈褶皱状,二者的分界为海原一六盘山逆冲走滑断裂;2)全地壳射线反演结果显示鄂尔多斯地块地壳速度梯度大,下地壳底部速度高由铁镁质物质组成,具有典型稳定古老克拉通的特征,青藏高原东北缘地壳速度总体较低,主要由长英质及长英-铁镁质过渡物质组成,具有典型造山带的特征,而六盘山断裂带下方地壳速度结构复杂,层面呈拱形,部分层出现速度逆转,为两个构造单元的接触过渡带;3)青藏高原东北缘一侧地壳厚度~50 km,鄂尔多斯地块地壳厚度~42 km,六盘山断裂带下方莫霍面发生叠置,揭示出青藏高原东北缘、鄂尔多斯地壳在六盘山下汇聚,较薄且刚性的鄂尔多斯地壳挤入较厚且塑性的青藏高原东北缘地壳中的构造模式.

藏北羌塘盆地中部莫霍面形态及其动力学成因

本文通过对羌塘盆地内49个临时宽频带地震观测台阵数据的接收函数分析,采用H_(-κ)叠加和CCP叠加成像两种方法,获得到了藏北羌塘中部莫霍面深度以及泊松比分布.作为羌塘盆地构造单元的南缘边界,班公湖一怒江缝合带下的Moho存在一个南深北浅、断距约10km的台阶;把羌塘盆地分为两部分的羌塘中央隆起带下存在一个3 km的Moho台阶;北羌塘盆地下的Moho平均深度约为60km,而南羌塘约为63km.羌塘高原下的近水平Moho结构可能是受到印度大陆北向俯冲作用下的青藏高原隆升过程中Moho再均衡所致或者与其构造演化有关.泊松比值具有明显的构造分区特征,如南羌塘下的泊松比平均为0.31,双湖缝合带下的泊松比接近正常值,为0.265,而北羌塘的泊松比平均为0.285.

江西九江—福建宁化接收函数剖面研究

江西九江—福建宁化剖面沿NW--SE方向穿过华南大陆东部的扬子地块和华夏地块两个地质单元.通过收集沿该剖面布设的35个流动宽频带地震台站2012—2014年记录的远震波形资料,采用P波接收函数H-k扫描叠加和CCP叠加两种方法,对该剖面下方的地壳厚度和泊松比分布进行了研究.结果表明:沿剖面地壳厚度为29—33km,扬子地块东南边缘与华夏地块的莫霍形态差异明显,萍乡—广丰断裂北侧的萍乐凹陷带深部存在明显的莫霍面上隆现象,为研究区域中地壳最薄处;研究区大部分台站下方的泊松比值相对较低,介于0.21—0.24之间,萍乡—广丰断裂两侧泊松比值稍高,可达0.26,表明不同构造单元地壳深部岩石组成存在差异;萍乡—广丰断裂可作为江绍拼合带的自然西延,是扬子地块与华夏地块在赣北地区的拼合界线,推测其深部的物质组成有相似之处.

华南大陆东部赣闽地区地壳厚度与泊松比研究

通过收集江西省和福建省共58个固定台站记录到的2011-01~2012-12的远震数据,利用接收函数H-κ扫描叠加方法得到台站下方平均地壳厚度和波速比估计,并通过插值得到华南大陆东部赣闽地区整体的地壳厚度变化趋势以及泊松比分布情况。结果表明,研究区地壳厚度约为28~34km,由内陆向沿海有起伏地逐渐减薄,赣南地区同福建沿海地区地壳厚度较薄,江西东部和福建西北部地壳较厚;泊松比约为0.21~0.28,由内陆向沿海逐渐增加,赣北地区泊松比值最低,低于0.23(波速比低于1.70),沿海地区泊松比较高,可达0.28(波速比为1.83)。并探讨了造成地壳厚度和泊松比变化的构造因素。

华南大陆东部地壳物质组成的地震学研究

中生代晚期华南大陆东部发生了大规模的火成岩活动,对地壳物质组成属性有显著影响,地壳中SiO 2的平均含量是判别其属性的重要参数.基于华南大陆东部布设的宽频带地震台阵和固定台站数据,利用噪声成像获取高分辨率的面波频散,联合利用接收函数反演地壳的S波速度结构.由地壳的平均波速比和速度信息,通过与岩石物理实验数据对比,估测了华南大陆地壳平均的SiO 2含量的空间分布特征.结果发现,政和—大埔断裂以东的浙闽沿海碱性火成岩带具有相对高速的下地壳(V S>3.9 km·s^(-1)),相对高的地壳平均波速比(V P/V S>1.77),估测地壳平均SiO 2含量相对较低(60~65wt%);政和—大埔断裂以西的武夷带和江南造山带具有相对低速的下地壳(V S<3.8 km·s^(-1)),相对低的地壳平均波速比(V P/V S<1.75),估测地壳平均SiO 2含量相对较高(65~75wt%).政和—大埔断裂以东的地壳整体略偏基性,以西的地壳则偏长英质.推测古太平洋板块消减作用对华南大陆东部的影响主要为热扰动的形式,壳-幔物质交代作用仅限于政和—大埔断裂以东的区域.

加拿大艾伯塔省福克斯克里克附近潜在水压致裂诱发地震的震源分析

2015年6月13日,在加拿大西部艾伯塔省中部发生了4.4级(M_L)地震,这是2015年福克斯克里克附近页岩气勘探区发生的第三次有感地震事件。我们对该区域宽频带数据进行地震矩张量反演得到的结果显示为近垂直于断层走向的强走滑机制解。地震矩张量解的分解绝大多数是双力偶,而补偿线性向量偶极作用甚微(约20%)。此次地震的震源深度是3~4km,靠近沉积层底部,其矩震级(M=3.9)远小于最初报道的M_L值。震源位置、深度和震源机制有利于证明此次地震与迪韦奈页岩区域水压致裂作业之间存在潜在联系。

远震P波层析成像研究羌塘中央隆起带深部结构

利用在青藏高原羌塘中部(TITAN-I项目)部署的54套流动地震台站于2008年9月至2010年11月期间所记录的506个远震事件,共9532个高质量的P波初至走时数据运用FMTT方法进行层析成像反演,获得了羌塘中央隆起带下200km的深的地壳和上地幔三维P波速度结构.结果表明:羌塘中央隆起带的南北两侧块体的岩石圈速度结构明显不同.E-W向剖面(33°和33.5°N)显示,其两侧的岩石圈结构尺度整体上存在明显差异,南北羌塘地壳整体上呈E-W向高速异常,但北羌塘的高速异常已经延伸到岩石圈地幔,且本研究区内北羌塘盆地的东部有明显的低速异常块体.而沿N-S向的两条剖面(88.5°和89.5°E)显示,羌塘中央隆起带为一明显的边界构造断裂带.