新疆伽师强震群区上部地壳细结构的高分辨折射地震探测研究

2004年4月在伽师强震群区完成了一条高分辨折射地震探测剖面．我们采用有限差分反演和哈格多恩原理折射波前成像方法进行了处理，得到了该地区上部地壳细结构图象．结果显示上部地壳结构总体上横向比较均匀，纵向分层明显．该地区地壳顶部11km以上可分为4层：顶部约400m以上为浅表盖层，P波速度约1．65～1．8km／s，该层为较松散的风化层；第二层为纵向强梯度层，P波速度在1．8～4．5km／s之间，纵向梯度约1．2km·s^-1／km，其厚度在2．96～3．0km之间，其底界面几乎水平；第三层的厚度有较大变化，其埋深从东北向西南逐渐变深，西南端层厚约6．5km，东北端减薄为5．5km．该层的上部和下部又表现为不同的速度结构特征，其上部速度较均匀，平均P波速度约4．8km／s，下部相对于第二层来说为一弱梯度层，梯度约0．35km·s^-1／km，P波速度在5．1～6．25km／s之间．该层的底界为结晶基底，其结晶基底西南深东北浅，形成一个向天山方向上翘的斜坡，似乎显示出坚硬的塔里木块体在插入天山下时受阻的上部地壳结构特征；第四层比较均匀，速度约为6．3km／s．在4km深度左右有一横向速度异常变化，推断可能与隐伏的麦盖提断裂及下苏洪一麦盖提断裂有关，但未见这些断裂延伸至地表及穿过基底的结构特征．伽师强震群的发震构造至少应位于11km深度以下的中下地壳之中．

新疆伽师强震群区基底界面结构特征

用射线分布分析法对伽师强震群区的高分辨折射地震剖面资料进行了更进一步的分析处理,得到了伽师强震群区更完整的基底界面结构特征.结果表明,在伽师强震群区地壳上部存在两个明显的结构界面:第一个界面的结构连续、完整,其埋深变化不大,在2.6～3.3km之间,为一向天山方向逐渐抬升、近平直的倾斜界面;第二个界面的埋深变化较大,在8.5～11.8km之间,为古老的塔里木盆地结晶基底.在约37km桩号附近结晶基底有近2.5km的深度突变,推断可能是伽师强震群区超基底断裂所致.以该断裂为界,结晶基底分为西南、东北两段.每段内界面的埋深变化不大,西南段的埋深约11.5km,东北段的埋深约为8.5～9.0km,该段在从西南向东北整体抬升的背景上略有上隆,反映出在塔里木地块西北缘特殊的构造环境下上部地壳的变形特征.

利用尾波包络线反演方法研究伽师强震群区地壳的非均匀结构

以单次散射模型、球形辐射源、一维线性速度模型为基础计算理论包络线,通过尾波归一化方法把理论与观测包络线结合起来形成非线性方程组,用迭代最小二乘方法反演伽师强震群区的散射系数空间分布.结果表明,伽师强震群区下方中上地壳中存在明显的非均匀结构.在10～25km各深度图像上,研究区中部都存在一低散射系数区,这个低散射系数区在10km、15km深度被高散射系数区包围,在20km深度仅其东侧存在高散射系数区.1997年的7次Ms≥6.0级地震发生在研究区中部的低散射系数区内或低散射系数区向高散射系数区过渡带的低散射系数一侧.