东亚及西太平洋边缘海高分辨率面波层析成像

根据欧亚大陆及西太平洋地区 58个数字地震台站约 1 2 0 0 0个长周期波形记录 ,挑选出 41 0 0条面波大圆传播路径 ,采用面波频散及波形拟合反演方法 ,对东亚及西太平洋边缘海地区 (60°E— 1 60°E ,2 0°S— 60°N)的地壳上地幔进行了高分辨率三维S波速度成像 .结果表明 ,从上地壳到 70km深 ,在东亚东部及西太平洋边缘海地区为高速分布 ,西部以青藏高原为中心呈极低速分布 .自地中海经土耳其、伊朗、喜马拉雅山到缅甸、印尼群岛的特提斯汇聚碰撞带 ,显示为低速异常链 .从 85km至 2 50km深 ,在东亚东部及西太平洋边缘海 ,自北向南显示出一条巨型低速异常带 ,西部地区为高速异常分布 .以东经 1 1 0°E为界 ,东西两部分岩石圈、软流圈的结构与深部动力过程有着巨大的差异 .此界线以西主要是印度板块与欧亚板块碰撞引起的岩石圈汇聚增厚区 ,东部则主要是由于软流圈上涌 (地幔热物质上升 )

青藏地区面波高分辨率层析成像

通过搜集1986～2001年间亚洲、部分欧洲及西太平洋地区台网44个数字地震台记录的187个地震事件,约1500条三分量长周期数字化地震记录。从中挑选出390条很好地覆盖了青藏高原及邻区大圆传播路径,采用面波频散反演方法,对70°E～110°E,10°S～45°N范围地壳上地幔不同深度(8～430km)进行1°×1°高分辨率三维S波速度成像。根据成像结果对青藏高原的地壳厚度进行了推断,讨论了青藏高原的构造演化及其动力学特征。

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。

基于面波频散的三维横波速度方位各向异性层析成像方法

地震各向异性是反映地球内部介质特性的重要指针之一。常用的横波分裂法和二维面波方位各向异性层析成像方法很难准确反映各向异性随深度的变化。将与周期相关的区域化面波方位各向异性转换成与深度相关的一维横波速度方位各向异性可以弥补深度信息不足的缺陷。现有三维横波速度各向异性研究多是通过两步方法来实现的,即逐个周期二维面波方位各向异性层析成像以及逐个格点一维横波速度方位各向异性反演。这种分步反演的方式既不利于三维先验约束的引入,也不利于利用原始观测拟合误差对三维模型进行直接评估。因此本文开发了基于面波频散曲线的三维横波速度方位各向异性层析成像方法,并编制了相关正演和反演程序。为了检测方法和程序的有效性,我们对规律分布的三维检测板模型进行了模拟测试。测试结果显示:该方法可以很好地恢复各向同性波速异常、各向异性相对强度和快波方向等三维结构信息;而且反演模型相对于参考模型明显改善了对观测数据的拟合,降低了对观测数据的均方根误差。但对各向同性理论模型进行各向异性反演时,在波速均匀区可产生小于0.5%的假各向异性幅值,在波速非均匀区该假的各向异性幅值会更大,浅部可达3.5%。因此在实际应用中需要谨慎解释(浅部)非均匀区的各向异性结果。

基于面阵式探测器连续太赫兹波三维层析成像

太赫兹波层析成像技术是利用太赫兹波的穿透性对样品进行旋转投影数据采集,通过层析重建算法获得样品的二维横截面图,并实现样品的三维内部结构图的重构。本文介绍了基于面阵式探测器连续太赫兹波层析成像系统。该成像系统的优势在于利用了面阵式探测器记录二维投影数据,相比扫描层析成像系统,提高了投影采集速率。为了获得高精确度的二维投影数据,利用角谱衍射传播算法将二维投影图传播至样品后表面,实现抑制太赫兹波在物体外部衍射效应,最终利用滤波反投影算法重建出高保真的样品三维内部结构图,并进一步探索了基于面阵式探测器的连续太赫兹波层析成像技术在无损检测和安全检测上的可行性。

用面波频散与远震接收函数联合反演对朝鲜半岛三维地壳成像

结合Cho等(2006b)的高频面波层析成像结果与朝鲜半岛80个点位上的远震P波接收函数,对朝鲜半岛南部的剪切波速度的三维变化进行了祥细的研究。这些接收函数是根据韩国气象局和韩国地球科学与矿产资源学院台网提供的高增益加速度、短周期和宽带数字数据集求出的。垂直剖面追踪了莫霍面深度的水平变化、近地表的低速度变化以及自地表速度到中地壳速度过渡带的厚度变化。根据获得的地壳结构提出了关于朝鲜半岛地壳演变的新观点。

青藏高原地震波三维速度结构的研究

根据青藏高原及其邻区的模拟地震台站和宽频带数字地震记录资料 ,采用区域体波层析成像和瑞利面波层析成像 ,反演得到了青藏高原地区的三维地震波速度结构。两种层析成像方法得到的地壳上地幔P波和S波速度结构的结果非常相似 ,它们显示 ,青藏高原南部的拉萨块体的上地壳存在明显的低速区 ,青藏高原北部的羌塘地区的下地壳和上地幔顶部相对速度较低。这些结果与青藏高原南、北部处于碰撞过程中的不同阶段有关。

利用面波方法研究欧亚大陆及周边海域岩石圈结构

根据欧亚大陆及周边海域114个数字地震台站12 000多个长周期波形记录,采用面波频散反演方法,对欧亚大陆及周边海域(20°W～160°E,20°S～80°N)的地壳上地幔进行了高分辨率三维S波速度成像。结果表明,欧亚大陆及其周边海域岩石圈厚度由40～60km(大陆裂谷带)增厚至190～220km(克拉通地区),岩石圈速度变化范围为4.30～4.80km/s。直到400km深度,各个板块和地块的横向差异才逐渐减小。克拉通板块及地块的岩石圈巨厚且具有高速特征,软流圈很薄或不存在;显生宙造山带、边缘海等区域岩石圈较薄且速度较低,软流圈发育。海洋板块的显著特征是VS在岩石圈内异常高,而软流圈速度又异常低,有十分尖锐的速度突变。

中国及邻近陆海地区软流圈三维结构及其与岩石圈的相互作用

通过中国及邻近陆海地区天然地震面波层析成像三维Vs速度结构的系统地质构造解析,笔者论述了中国及邻近陆海地区软流圈三维结构特征,发现该区软流圈内既有高速块体,又有低速异常体,显示软流圈内存在纵向与横向上的不均匀性,研究软流圈内低速异常体三维几何结构表明,南海低速异常体呈复蘑菇状,结合地幔体波层析成像研究显示,南海地区存在巨型复蘑菇状地幔低速柱头。笔者还探讨了软流圈对岩石圈结构的影响及其相互作用问题。

欧亚大陆及边缘海岩石圈的结构特性

欧亚大陆及其边缘海地区是由约30多块尺度不同、形成时代和性质各异的板块或地块拼合而成。这些岩石圈板块或地块经过长时间的漂移,多次聚合与分离,碰撞与增生,在新生代最后形成现代的拼合欧亚大陆。欧亚大陆及其边缘海的板块或地块可以分为以下六类:(1)前寒武纪巨型克拉通地块及地盾;(2)前寒武纪小型克拉通地块及板块;(3)显生宙造山带及汇聚地块;(4)陆陆碰撞型地块及造山带;(5)新生代边缘海海盆;(6)大陆裂谷盆地及增生地块。高分辨率地震面波层析成像,显示同一类型的板块或地块的岩石圈和软流圈的速度结构十分相似,呈现出其独有的速度分布特征。不同类型板块或地块的速度结构有重大差异。直到400km深度,各个板块和地块的横向差异才逐渐减小。一般而言,前寒武纪克拉通板块及地块的岩石圈巨厚具有高速性质、软流圈很薄或不存在;边缘海、造山带等区域岩石圈较薄和速度较低,软流圈发育。根据欧亚大陆及边缘海地区天然地震层析成像,人工地震剖面数据及其他有关资料,建立了欧亚大陆及其边缘海岩石圈模型。

光的折射与反射

O435.1 99020764水浸式表面波三维层析成像=Immersion three dimensionaltomography using Rayleigh waves[刊,中]/于明,兰从庆,许克克(中科院武汉物理与数学研究所.湖北,武汉(430071))∥无损检测.—1998,20(6).—159-160利用半无限固体介质上有液层时的频散方程进行了水浸式表面波波速的理论计算和实验测量,实测值与理论计算值相符。利用表面波能量纵向衰减特性对铝板中的人工缺陷进行了表面波的三维层析成像实验,得到了人工缺陷的三维重建像。图2参4(吴淑珍)