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基于邻域算法的瑞利面波垂直-水平振幅比及频散曲线联合反演及应用

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地球物理学报 2016年第3期59卷 959-971页

作者：袁艺姚华建秦岩中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理实验室合肥230026 蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽亳州233527

瑞利面波垂直-水平振幅比(或ZH振幅比)是一个随频率变化的函数,对于台站下方浅层地壳结构非常敏感,且具有和频散资料不同的深度敏感核,是传统频散反演方法的一个很好的补充,从而可以将基阶瑞利面波的ZH振幅比和面波频散数据联合起来更... 详细信息

瑞利面波垂直-水平振幅比(或ZH振幅比)是一个随频率变化的函数,对于台站下方浅层地壳结构非常敏感,且具有和频散资料不同的深度敏感核,是传统频散反演方法的一个很好的补充,从而可以将基阶瑞利面波的ZH振幅比和面波频散数据联合起来更好地反演获得观测台站下方的速度结构.本文提出了基于邻域算法的面波频散曲线与ZH振幅比联合反演方法,我们进行了基于理论模型的模拟测试,证明了联合反演是一种更为可靠的反演方法,且能更好地约束浅层地壳结构.相比于频散曲线单独反演,联合反演不仅可以精确反演获得地壳的Vs结构,对分层地壳的Vp/Vs也能很好地约束.然后我们将联合反演算法应用于实际测量数据,获得了中国西南昆明台(KMI)下方更为准确的地壳横波速度结构及Vp/Vs模型.

关键词：联合反演邻域算法瑞利面波相速度频散 ZH振幅比地壳结构

基于改进的多分量频率-贝塞尔变换法研究郯庐断裂带潍坊段上地壳径向各向异性结构

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地球物理学报 2024年第3期67卷 1037-1052页

作者：周桂理罗松姚华建中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城230026

郯庐断裂带潍坊段位于郯庐断裂带中部,具有复杂的地质结构,总体呈现“两堑夹一垒”的构造格局.相比于郯庐断裂带其他区域,潍坊段地震活动性较弱,属于地震空区,未来发生大地震的可能性尚不明确.前人对该地区的研究目前仅局限于速度结构... 详细信息

郯庐断裂带潍坊段位于郯庐断裂带中部,具有复杂的地质结构,总体呈现“两堑夹一垒”的构造格局.相比于郯庐断裂带其他区域,潍坊段地震活动性较弱,属于地震空区,未来发生大地震的可能性尚不明确.前人对该地区的研究目前仅局限于速度结构和方位各向异性结构,对于上地壳径向各向异性结构特征鲜有报道.因此,研究该区域上地壳速度模型和径向各向异性结构,有助于更好地认识郯庐断裂带潍坊段浅地壳(V_(SV)),这可能与早期地壳伸展沉积导致的水平变形结构有关.2~5 km,四个区域径向各向异性结构各有不同,但总体处于由负到正的转折状态.这可能因为2~5 km不仅受到断裂结构的控制作用,也受到水平沉积结构的影响,导致径向各向异性结构较为复杂.

关键词：改进的多分量频率-贝塞尔变换法径向各向异性郯庐断裂带沂沭断裂带背景噪声

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宁夏石嘴山震群的微震匹配定位及其发震构造

地震地质 2017年第4期39卷 735-753页

作者：曾宪伟姚华建莘海亮宁夏回族自治区地震局银川750001 中国科学技术大学地球与空间科学学院地震与地球内部物理实验室合肥230026 中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

采用新发展的匹配定位(M&L)方法检测与定位2014年2月28日宁夏石嘴山M_L4.4震群地震目录中遗漏的微小地震事件,共检测定位34次地震,是宁夏台网定位地震数目(13次)的近3倍;地震数明显增多,地震目录完整性明显改善,为更科学合理地研究震群... 详细信息

采用新发展的匹配定位(M&L)方法检测与定位2014年2月28日宁夏石嘴山M_L4.4震群地震目录中遗漏的微小地震事件,共检测定位34次地震,是宁夏台网定位地震数目(13次)的近3倍;地震数明显增多,地震目录完整性明显改善,为更科学合理地研究震群活动过程和发震构造提供了可能。利用CAP方法反演得到的主震最佳双力偶解为节面Ⅰ:走向354°,倾角70°,滑动角166°;节面Ⅱ:走向89°,倾角77°,滑动角21°;矩震级为M_W3.9;震源以走滑错动为主带有少量逆冲分量。结合主震双差定位结果和震源机制最佳拟合深度,认为主震深度为7~8km,属于浅源地震。结合银川盆地深地震三维成像研究成果,认为主震及最大余震发生于上地壳内的可能性较大,其余地震则主要发生于沉积层底部或者是上地壳结晶基底的顶部。震群活动时空演化图像显示,震群整体分布呈现近SN向展布,余震主要集中于主震以北区域,并呈现较明显的由南向北逐步延伸的态势,随着余震向北发展震源由深部向浅部迁移。地震深度剖面投影图像及主震震源机制解结果均显示发震断层E倾,倾角较大,表明石嘴山震群发生于贺兰山东麓断裂的可能性较大。地震地表投影图像显示震中分布延展至贺兰山东麓断裂北端终止点以北,由此推测贺兰山东麓断裂存在继续向北延伸的可能。

关键词：匹配定位双差定位震源深度石嘴山震群发震构造

青藏高原东南部地区岩石圈结构及形变模式复杂性的综合地球物理学约束

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地质学报 2013年第S1期 60-61页

作者：姚华建中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理实验室

大约发生在50～60Ma前的印度板块与亚洲板块的碰撞逐渐形成了现今平均海拔高度约5km左右的青藏高原。通过地表GPS观测得到的现今地表速度场显示青藏高原的物质正在朝着青藏高原东南部地区(川滇)及青藏高原东北部地区移动。青藏高原地壳...

大约发生在50～60Ma前的印度板块与亚洲板块的碰撞逐渐形成了现今平均海拔高度约5km左右的青藏高原。通过地表GPS观测得到的现今地表速度场显示青藏高原的物质正在朝着青藏高原东南部地区(川滇)及青藏高原东北部地区移动。青藏高原地壳深部甚至上地幔物质是如何运移的,

关键词：

基于伴随方法的线性台阵背景噪声面波和远震体波联合成像研究

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地球物理学报 2020年第11期63卷 4065-4079页

作者：张超姚华建童平刘沁雅雷霆河海大学海洋学院南京210098 中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理实验室合肥230026 中国科学技术大学蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城233527 Nanyang Technological University 50 Nanyang Ave 639798 Singapore 5 University of Toronto TorontoOntarioM5S 1A1Canada

伴随层析成像(Adjoint Tomography)通过求解全波方程来准确模拟地震波在复杂介质中的传播,并利用波形信息来反演地下结构,是新一代的高分辨率成像方法.其中3-D伴随层析成像需要庞大的计算资源,而2-D反演相对更具计算效率.面波和远震体... 详细信息

伴随层析成像(Adjoint Tomography)通过求解全波方程来准确模拟地震波在复杂介质中的传播,并利用波形信息来反演地下结构,是新一代的高分辨率成像方法.其中3-D伴随层析成像需要庞大的计算资源,而2-D反演相对更具计算效率.面波和远震体波是研究地壳上地幔速度结构的重要方法,它们对S波速度及Moho面的敏感度不同,通过联合反演,可以得到更为准确的S波速度结构及Moho面.通过两种数据的高度互补性,本文提出基于伴随方法的线性台阵背景噪声面波和远震体波联合成像方法,同时约束台阵下方S波速度结构及Moho面形态.我们将该方法应用到符合华北克拉通岩石圈典型结构特征的理论模型上,测试结果表明联合反演方法优势明显,相比于面波伴随层析成像,能获得更高分辨率的S波速度结构,同时能精准约束Moho面形态.相比于体波伴随层析成像,联合反演能有效压制高频假象,降低波形反演过程中的非线性化程度.本研究有望提供一种更为高效精准的线性台阵成像方法,搭建联合伴随层析成像理论框架,提升岩石圈成像分辨率,并为后续其他类型波形数据的引入提供思路和方法.

关键词：伴随层析成像背景噪声远震体波联合反演线性地震台阵

密集台阵背景噪声成像揭示郯庐断裂带潍坊段地壳浅层速度结构及变形特征

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地球物理学报 2023年第2期66卷 558-575页

作者：靳佳琪罗松姚华建田晓峰中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城230026 中国地震局地球物理勘探中心郑州450003

郯庐断裂带是中国东部最重要的一条走滑断裂带,历史上发生过多次破坏性大地震,而潍坊段(沂沭断裂带北部)有历史记录的地震较少,未来发生大地震的可能性尚不清楚.因此,研究潍坊段地壳浅层精细结构,将对该地区的地震危险性评估提供重要的... 详细信息

郯庐断裂带是中国东部最重要的一条走滑断裂带,历史上发生过多次破坏性大地震,而潍坊段(沂沭断裂带北部)有历史记录的地震较少,未来发生大地震的可能性尚不清楚.因此,研究潍坊段地壳浅层精细结构,将对该地区的地震危险性评估提供重要的参考模型,同时也将有助于深入了解郯庐断裂带潍坊段的动力学过程.我们利用302个短周期流动台站组成的密集台阵在2017年8-10月期间记录的垂向分量连续背景噪声数据,通过预处理、计算噪声互相关函数、手动提取频散曲线并进行质量控制,共得到17614条0.6~6 s周期的Rayleigh波相速度频散曲线.然后基于面波直接成像法反演了该区域地下0~7.5 km的三维各向同性和方位各向异性横波速度模型.研究结果显示,断裂带东边界条带状低速异常从近地表延续至地下4 km深度,表现出明显的高低速异常过渡的构造边界特征.地壳浅部的速度结构与地表构造单元一致性较好,其中凹陷区和隆起区分别显示低速和高速异常.0~4 km深度的快波方向主要为NNE向和NE向,且集中分布在低速异常区,可能与断裂带的左旋走滑有关.4~7.5 km深度,研究区出现大范围的NEE向和近EW向快波方向,可能与白垩世地壳NWW-SEE向伸展变形和现今华北地区最大主压应力场(NEE-SWW向和近EW向)的共同作用有关.潍坊凹陷处0~4 km呈现特殊的环绕凹陷边界的“圆环状”快波方向,可能与新生代岩浆活动形成的熔岩沿凹陷边界溢流和断裂带受EW向挤压作用而发生右行平移有关.

关键词：郯庐断裂带沂沭断裂带背景噪声成像地壳浅层结构方位各向异性变形

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中国川滇地区公共速度模型构建:思路与进展

中国科学：地球科学 2020年第9期50卷 1319-1322页

作者：姚华建中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理实验室合肥230026 安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站蒙城233500 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026

1引言印度板块与欧亚大陆的俯冲碰撞导致青藏高原及周缘区域地壳上地幔物质发生大规模的变形,物质从青藏高原中部向东部运移,并主要通过青藏高原东南缘(中国西南川滇地区)向东南亚地区逃逸,在川滇地区形成了以鲜水河-小江断裂带、龙门... 详细信息

1引言印度板块与欧亚大陆的俯冲碰撞导致青藏高原及周缘区域地壳上地幔物质发生大规模的变形,物质从青藏高原中部向东部运移,并主要通过青藏高原东南缘(中国西南川滇地区)向东南亚地区逃逸,在川滇地区形成了以鲜水河-小江断裂带、龙门山断裂带、红河断裂带等为代表的一系列活动断裂带和地震带.2000年以来川滇地区发生多次6级以上中强地震(尤其是2008年8.0级汶川地震),造成了重大的人员伤亡和财产损失,因此地震监测预报及防震减灾工作一直是川滇地区最为重要的工作之一.

关键词：防震减灾工作地震监测预报龙门山断裂带红河断裂带活动断裂带印度板块汶川地震欧亚大陆

基于接收函数直达P波振幅研究地壳浅层S波速度结构新方法及在青藏高原东北缘的应用

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中国科学：地球科学 2019年第11期49卷 1788-1800页

作者：王旭陈凌凌媛高一帆张建勇姚华建中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理实验室合肥230026 中国科学技术大学蒙城地球物理国家野外科学观测研究站蒙城233500

文章提出了一种基于接收函数直达P波振幅的频率依赖性特征研究地壳浅层S波速度结构的新方法.该方法基于高频近似假设下直达P波理论振幅公式,拟合单个台站不同频率下观测的直达P波振幅-射线参数分布,提取各个频率下的S波速度;通过近似的... 详细信息

文章提出了一种基于接收函数直达P波振幅的频率依赖性特征研究地壳浅层S波速度结构的新方法.该方法基于高频近似假设下直达P波理论振幅公式,拟合单个台站不同频率下观测的直达P波振幅-射线参数分布,提取各个频率下的S波速度;通过近似的频率-深度转换,将不同频率观测的S波速度投射至地下不同深度处,得到单个台站S波速度随深度的变化曲线.相较于传统的反演方法,该方法不需要任何先验模型,且其横向分辨率和垂向分辨率仅分别取决于台站间距和数据频率.将新方法应用于从青藏高原东北缘至四川盆地中部的一条近线性宽频带流动地震台阵的远震资料,提取了该地区地壳浅层S波速度结构信息,并进一步分析了地壳浅层波速结构特征与区域地质构造小尺度横向变化的关系.基于观测结果,对比分析了稳定克拉通与活动构造带沉积盆地特点差异、探讨了浅表地质与深部构造过程的关系.

关键词：接收函数直达P波振幅地壳浅层 S波速度结构青藏高原东北缘四川盆地

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俯冲带几何特征的研究

地震地质 2003年第2期25卷 220-226页

作者：姚华建徐果明肖翔陈敏中国科学技术大学地球和空间科学系合肥230026

在板块的汇聚边界上 ,若一板块向另一板块俯冲下插 ,所形成的俯冲边界 (海沟 ,造山带 )的形态与俯冲板块、被俯冲板块的性质有很大关系。文中主要通过平板俯冲模型来计算模拟全球范围内一些大的俯冲边界 ,并对俯冲角等问题作了一些讨论... 详细信息

在板块的汇聚边界上 ,若一板块向另一板块俯冲下插 ,所形成的俯冲边界 (海沟 ,造山带 )的形态与俯冲板块、被俯冲板块的性质有很大关系。文中主要通过平板俯冲模型来计算模拟全球范围内一些大的俯冲边界 ,并对俯冲角等问题作了一些讨论。近来的研究表明 ,岩石圈板块存在普遍的西向漂移。由文中计算得到的太平洋东岸的板块初始俯冲角小于目前观测到的贝尼奥夫带倾角 ;而太平洋西岸的情况则恰好相反 ,初始俯冲角大于目前观测到的贝尼奥夫带倾角。这直接反映了岩石圈板块的西向漂移 ;对地幔而言 ,则是地幔相对于地壳的东向流动。

关键词：俯冲带俯冲角岩石圈板块地幔平板俯冲地质构造作用大陆漂移地震