基于背景噪声研究青藏高原东缘三维横波速度结构

本文收集了四川、重庆、甘肃、青海、陕西地震台网的105个宽频带地震台站在2017年8月—2018年8月期间记录的连续波形数据,通过对台站记录的长时间背景噪声进行互相关计算,从而提取出瑞利面波经验格林函数,共获得5416条周期在5~40 s内的基阶瑞利面波频散曲线,用于反演青藏高原东缘地壳和上地幔顶部三维横波速度结构.研究结果表明青藏高原东缘地下速度结构呈现非常明显的横向不均匀性,地下浅层速度结构特征与研究区域的主要地质特征和地块单元非常吻合.青藏高原东缘下方的低速体在向东延伸过程中受到四川盆地刚性地壳的阻挡作用,一部分向南进入川滇地块,并在下方30 km处形成厚度约为15 km的大范围低速异常;另一部分向北延伸,并在塔藏断裂下方上涌和堆积,造成局部莫霍面下沉.此外,青藏高原东缘下方的低速体在东北方向跨越东昆仑断裂带进入柴达木地块,并到达西秦岭断裂带附近.其中,巴颜喀拉地块下方30 km处存在厚度约为15 km大范围的低速体,与青藏高原东缘隆起地形和地壳增厚有一定联系.且该低速体在柴达木地块下方变窄,与祁连地块地下30 km处厚度约为10 km的小范围低速体存在一定的连通性.但祁连地块低速体速度值略高于巴颜喀拉地块低速体速度值,这可能意味着祁连地块低速体相当于巴颜喀拉地块低速体的早期发育阶段.

利用短周期密集台阵噪声成像研究洪泽湖浅部三维横波速度结构

我国陆内河流湖泊等水系发育,但受实施条件、成本和生态保护限制,针对陆内水域精细三维速度结构和断裂构造的探测工作相对较少,需进一步探索适合陆内水域环境的地震观测及成像技术.本文选取湖水面积大、构造环境复杂且毗邻盐矿开采区的洪泽湖水域作为试验区域,开展了短周期密集台阵地震背景噪声观测与成像试验.基于16台节点式海底地震仪(OBN)所记录的观测时长16天的地震背景噪声数据,利用基于射线追踪理论的面波频散直接反演方法获取了洪泽湖东北角0~400 m深度范围的三维横波速度结构.试验结果表明:(1)OBN仪器在水域内布设及回收方便快捷,成本相对低廉,适于在大面积水域内推广应用.(2)在洪泽湖水域下方存在较厚淤泥沉积的情况下,仍可从水域台站噪声互相关函数中获取较为清晰的Rayleigh面波信号.(3)获取了洪泽湖东北角水域0~400 m深度范围的三维横波速度结构.(4)此次试验为今后在陆内水域大规模短周期密集台阵观测储备了技术和经验,为水域下方三维速度结构和断裂构造探测提供了新技术思路,具有较高的实践参考价值.

微动方法在金属矿采空区三维探测中的应用——以安徽霍邱县某铁矿采空塌陷区为例

地下金属矿产的持续开采会形成大面积的采空区,采空区的塌陷和沉降将直接危害人民生命财产安全。金属矿采空区埋藏深度往往较大,形态特征和地质环境复杂,导致其难以有效探测,因此,针对其探测方法的研究具有很大的现实意义。本文以安徽霍邱地区某铁矿采空塌陷区为研究对象,选用微动探测方法对该区域地下采空塌陷情况进行勘查;利用噪声源聚束方法分析了工区内可能的干扰源,探究了周边人类活动对本次探测结果可能造成的影响;开展了剖面勘探试验,将频散曲线反演得到的速度剖面与已知地质剖面进行对比,验证了探测方法的有效性;对所有测点数据进行插值计算构建了地下三维横波速度结构,利用速度差异刻画了地下采空塌陷区的空间形态与展布,推断已知塌陷区的地层稳定性并圈定两个隐伏灾害区域。探测结果表明,微动探测方法对于金属矿采空塌陷区探测具有良好的技术优势和应用前景,可为本区后续的综合治理提供地球物理依据。

索伦-西拉木伦缝合带中段及周边区域面波层析成像

索伦-西拉木伦缝合带中段及周边区域先后经历了古生代古亚洲洋闭合、中生代蒙古鄂霍茨克洋闭合和中新生代太平洋俯冲等构造复合叠加,导致该区深部构造异常复杂。本研究从该区近年来累积的宽频地震探测资料的地震面波和环境噪音互相关格林函数中提取瑞雷波群速度频散,并据此反演区域尺度的三维横波速度。结果发现:区域地壳厚度横向变化不大,松辽盆地和下辽河盆地地壳比大兴安岭薄,地壳厚度与地形吻合表明这些地区基本达到重力均衡状态;而辽东隆起和渤海湾盆地地壳厚度与地形高度呈反相关,表明这些地区可能仍处于构造改造过程中。在80 km深度之下,波速分布则呈现与索伦-西拉木伦缝合带走向近似平行的东西向展布。以索伦-西拉木伦缝合带为界,南北两侧横波速分布复杂程度明显不同且南侧的东西两部分复杂程度也不同。这些结果表明区域受太平洋俯冲体系冲破坏程度存在明显差异,同时索伦-西拉木伦缝合带以南可能仍有古亚洲洋板片残留。