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The sedimentary structure characteristics and spatial distribution pattern of the Zhaoji Salt Mine derived from dense array ambient noise tomography

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Journal of Earth Science 2024年

作者： Hongwei Wang Xiaofeng Tian Qiaoxia Liu Jia Cheng Ming Zhou Zhiping Xu jiyan lin Shuaipeng Zhu Geophysics Exploration Center China Earthquake Administration School of Earth Sciences and Resources China University of Geosciences (Beijing)

Due to the lack of the three-dimensional structure of the Zhaoji salt basin， the salt mining enterprises have obvious clustering when choosing sites. Production capacity declines rapidly as mining deepens， the enterprises are entering a stage of stagnation in production. In this study， a dense seismic array of 125 short-period stations was deployed around the core mining area and its vicinity of the salt mine industry， we use the ambient noise tomography (ANT) method to image the three-dimensional shear wave velocity structure at the depth shallower than 3 km. The results indicate: (1) The overall shear wave velocity in the study area is relatively lower， ranging from 0.8 and 1.8 km/s， which could be related to the loose and thick deposition of the Zhaoji Sub-Depression. (2) The three-dimensional shear wave velocity structure reveals that the sedimentary thickness of the Zhaoji Sub-Depression is deeper in the southeast and shallower in the northwest， with the sedimentary center located around Heping Town and Dahuangzhuang Town. (3) The Zhaoji salt mine is a low-velocity anomalous zone in the shear wave velocity structure with an inverse 'C' character spreading along Nanchenji Town and Zhaoji Town， with a depth ranging from approximately 1.2 to 2.8 km， it may be caused by the development of rock fissures due to water extraction and injection. The surrounding rock exhibits relatively high velocity， which reflects the morphological characteristics of the Zhaoji salt basin. The three-dimensional shear wave velocity model obtained in this study provides scientific guidance for the industrial exploitation of the Zhaoji salt mine and reference for salt exploration of the Hongze Salt Basin. It also provides an important basis for the seismic risk assessment of the salt basins. Simultaneously， it holds significant implications for exploring the application of ambient noise tomography method in spatial detection of salt mine belt.

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基于短周期密集台阵的广州—佛山地区地壳浅部三维S波速度结构研究

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1454-1470页

作者：高占永叶秀薇林吉焱段永红王力伟周铭刘巧霞广东省地震局中国地震局地震监测与减灾技术重点实验室广州510070 广东省地震局广东省防震减灾科技协同创新中心广州510070 重大工程灾害与控制教育部重点实验室城市地震安全实验室广州510070 中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

广州—佛山地区位于珠三角经济区的核心地带,三条区域性断裂从中交错穿过.广州—佛山地区精细的地壳浅部三维S波速度结构,对于研究区内的城市规划建设、地震灾害评估、强地面运动模拟等具有重要意义.本文利用布设于广州—佛山地区短周... 详细信息

广州—佛山地区位于珠三角经济区的核心地带,三条区域性断裂从中交错穿过.广州—佛山地区精细的地壳浅部三维S波速度结构,对于研究区内的城市规划建设、地震灾害评估、强地面运动模拟等具有重要意义.本文利用布设于广州—佛山地区短周期密集地震台阵中的1104个台站记录到的连续波形数据,采用背景噪声互相关方法计算了台站对间的互相关函数并进一步提取到周期范围在0.1~5 s内的39488条高质量面波群速度频散曲线,然后通过基于射线追踪的面波直接反演方法计算得到了研究区内0.3~3 km深度的高分辨率三维S波速度结构.结果显示:研究区内地壳浅部S波速度横向差异显著,其中南部的珠江三角洲断陷盆地S波速度结构相对较为复杂,而北部的广花盆地内部S波速度结构则表现相对简单.研究区内的低速异常主要位于断裂附近,且大都位于断裂的下降盘.珠江三角洲内三水盆地东缘表现为马鞍状低速异常,向下最大延伸至2 km,低速体南北两侧边界与控盆断裂位置基本一致.广花盆地内部存在两个平行排列的高速异常,中间夹持一平行构造走向的低速异常,总体速度结构特征符合广花盆地为一复式向斜的地质构造背景.低速异常向下延伸至1.4 km深度处,可能指示了卷入向斜地层的最大埋深.沿广州—从化断裂发育条带状低速异常,与沿断裂形成的沉积地层有关.条带状异常在浅部分为两段,表明广州—从化断裂在历史上可能具有分段活动性.玉带公园周围被高速异常环绕,异常向上延伸至距地表约1.3 km处,结合研究区已有资料推测该高速异常可能为早期岩浆侵入在地壳浅部的反映.

关键词：密集台阵背景噪声成像地壳浅部 S波速度结构广州—佛山

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Three-dimensional crustal velocity structure model of the middle-eastern north China Craton (HBCrust1.0)

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Science China Earth Sciences 2016年第7期59卷 1477-1488页

作者： DUAN YongHong WANG FuYun ZHANG XianKang lin jiyan LIU Zhi LIU BaoFeng YANG ZhuoXin GUO WenBin WEI YunHao Geophysical Exploration Center China Earthquake Administration

Lithosphere thinning and destruction in the middle-eastern North China Craton(NCC), a region susceptible to strong earthquakes, is one of the research hotspots in solid earth science. All 42 seismic wide-angle reflection/refraction profiles have been completed in the middle-eastern NCC. We collect all the 2-D profiling results and perform gridding of the velocity and interface depth data, building a 3-D crustal velocity structure model for the middle-eastern NCC, named HBCrust1.0, by using the Kriging interpolation method. Our result shows that the first-arrival times calculated by HBCust1.0 fit well with the observations. The result demonstrates that the upper crust is the main seismogenic layer, and the brittle-ductile transition occurs at depths near interface C(the interface between upper and lower crust). The depth of interface Moho varies beneath the source area of the Tangshan earthquake, and a low-velocity structure is found to extend from the source area to the lower crust. Based on these observations, it can be inferred that stress accumulation responsible for the Tangshan earthquake may have been closely related to the migration and deformation of the mantle materials. Comparisons of the average velocities of the whole crust, the upper and the lower crust show that the average velocity of the lower crust under the central part of the North China Basin(NCB) in the east of the craton is obviously higher than the regional average. This high-velocity probably results from long-term underplating of the mantle magma.

关键词：华北克拉通三维速度地壳速度结构模型宽角反射/折射唐山地震平均速度岩浆底侵作用

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锥盘形超声聚能器的耦合振动特性与优化设计

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振动与冲击 2023年第6期42卷 263-271,306页

作者：徐洁臧渡洋王国章林基艳榆林学院能源工程学院陕西榆林719000 西北工业大学物理科学与技术学院西安710129

超声聚能器具有放大振幅、匹配声阻抗、提高声能量传输效率的作用,盘形聚能器与压电圆管组合能够扩大声能量的辐射范围。采用传统的一维理论对盘形聚能器振动的分析,往往忽略了高度对振动的影响。为了获得符合盘形聚能器实际振动的解析... 详细信息

超声聚能器具有放大振幅、匹配声阻抗、提高声能量传输效率的作用,盘形聚能器与压电圆管组合能够扩大声能量的辐射范围。采用传统的一维理论对盘形聚能器振动的分析,往往忽略了高度对振动的影响。为了获得符合盘形聚能器实际振动的解析理论,以结构简单且易加工的锥盘形超声聚能器为研究对象,利用等效弹性法分析了高度与半径尺寸接近的聚能器的径、纵向耦合振动。通过引入机械耦合系数,推导得到了聚能器耦合振动的机电等效电路、共振频率方程组和径向位移放大倍数。进一步分析了聚能器机械耦合系数、共振频率和径向位移放大倍数与几何尺寸的依赖关系。利用有限元法对聚能器的耦合振动模态进行了仿真,理论计算与模拟结果一致,验证了理论推导的正确性。振动特性与优化结论的获得为盘形聚能器的工程应用提供了理论依据,为径向复合换能器的振动分析奠定了研究基础。

关键词：超声聚能器耦合振动等效弹性法共振频率

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新型柱孔式模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统

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应用声学 2023年第4期42卷 667-673页

作者：林基艳林书玉榆林学院信息工程学院榆林719000 陕西师范大学物理学与信息技术学院西安710119

为了改善基于螺旋槽结构和斜槽结构的模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统存在的结构复杂、扭转分量较小等问题,论文提出了基于新型柱孔式复合变幅杆的模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统,并利用有限元法和数据分析对其进行了仿真分... 详细信息

为了改善基于螺旋槽结构和斜槽结构的模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统存在的结构复杂、扭转分量较小等问题,论文提出了基于新型柱孔式复合变幅杆的模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统,并利用有限元法和数据分析对其进行了仿真分析。结果表明,引入新型柱孔式复合变幅杆的系统的输出端面的剪切应力、旋转角度得到了大幅提升,能够有效地提高纵-扭振动的转换效率。

关键词：螺旋槽结构斜槽结构模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统新型柱孔式复合变幅杆

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基于声子晶体异质位错结结构的大尺寸楔形变幅杆的优化设计

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2022年第1期50卷 117-124页

作者：林基艳林书玉陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西西安710119 榆林学院信息工程学院陕西榆林719000

针对大尺寸楔形变幅杆辐射面振幅分布不均匀、放大系数较小的问题,采用近周期声子晶体异质位错结结构设计了振幅分布均匀、放大系数较大的新型变幅杆。利用有限元软件COMSOL对优化前、后的变幅杆进行了仿真分析,结果表明:近周期声子晶... 详细信息

针对大尺寸楔形变幅杆辐射面振幅分布不均匀、放大系数较小的问题,采用近周期声子晶体异质位错结结构设计了振幅分布均匀、放大系数较大的新型变幅杆。利用有限元软件COMSOL对优化前、后的变幅杆进行了仿真分析,结果表明:近周期声子晶体异质位错结结构能有效抑制大尺寸楔形变幅杆的横向振动,大幅提高辐射面纵向振幅分布均匀度,增加放大系数。该方法为大尺寸楔形变幅杆的优化设计提供了新思路。

关键词：大尺寸楔形变幅杆近周期声子晶体异质位错结位移分布均匀度放大系数

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Investigation of plateau basin crustal structures and thickening mechanisms in the northeastern margin of the Tibetan plateau

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Earthquake Science 2012年第5期25卷 385-397页

作者： Shixu Jia Zhaofan Xu Zhi Liu Jianshi Zhang Baofeng Liu jiyan lin Wenbin Guo Geophysical Exploration Center China Earthquake Administration

This paper uses deep seismic sounding （DSS） data to contrast and analyze the crustal structures of three plateau basins （Songpan-Garze, Qaidam, Longzhong） in the northeastern margin of the Qinghai-Xizang （Tibetan） plateau, as well as two stable cratonic basins （Ordos, Sichuan） in its peripheral areas. Plateau basin crustal structures, lithological variations and crustal thickening mechanisms were investigated. The results show that, compared to the peripheral stable cratonic basins, the crystalline crusts of plateau basins in the northeastern margin are up to 10 15 km thicker, and the relative medium velocity difference is about 5% less. The medium velocity change in crustal layers of plateau basin indicates that the upper crust undergoes brittle deformation, whereas the lower crust deforms plastically with low velocity. The middle crust shows a brittle-to-plastic transition zone in this region. Thickening in the lower crust （about 5 10 km）, and rheological characteristics that show low- medium velocity （relatively reduced by 7%）, suggest that crustal thickening mainly takes place in lower crust in the northeastern margin of the Tibetan plateau. The crust along the northeastern margin shows evidence of wholesale block movement, and crustal shortening and thickening seem to be the main deformation features of this region. The GPS data show that the block motion modes and crustal thickening in the Tibetan plateau is closely related to the peripheral tectonic stress field and motion direction of the Indian plate. The Mani-Yushu- Xianshuihe fold belt along the boundary between the Qiangtang block and the Bayan Har block divides the different plateau thickening tectonic environments into the middle-western plateau, the northeastern margin and the southeastern plateau.

关键词： northeastern margin of the Tibetan plateau plateau basin stable cratonic basin deep seismic sounding thickening mechanism

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Multiple phases analysis of deep seismic sounding records in North China Craton

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Earthquake Science 2020年第1期33卷 34-41页

作者： Xiaoqing Zhang jiyan lin Minghui Zhang Zhi Liu Baofeng Liu Youshan Liu Tao Xu Zhiming Bai State Key Laboratory of Lithospheric Evolution Institute of Geology and GeophysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Geophysical Exploration Center China Earthquake AdministrationZhengzhou 450002China Institute of Information Engineering Binzhou UniversityShandong 256600China CAS Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sciences Beijing 100101China

The North China Craton(NCC)is a key region to study the destruction of the ancient *** groups of phases(denoted as"Pw1"and"Pw2"),which are parallel to the PmP phase reflected from the Moho discontinuity and the PLP phase reflected from the Lithosphere and Asthenosphere Boundary(LAB)respectively,are found on the record section of the Rongcheng-XinzhouAlxa long-range deep seismic sounding *** nature of the two phases is still unclear,although they are clearly observable and *** this paper,we use travel time inversion and amplitude forward modelling to fit the reflected and refracted phases in the *** results show:(1)the Pw1 is a multiple reflected phase which is successively reflected by the crystalline basement,the surface,the Moho and then finally received on the surface;(2)the Pw2 phase is also a multiple reflected phase successively reflected by the crystalline basement,the surface,the LAB interface and then received on the *** conclude that the significant velocity difference between the thick sedimentary cover and the crystalline basement in the North China rifted basin may be the main reason for generating the multiple ***,the two multiple reflections provide potent constraints on the lithospheric velocity model,and constitute seismological evidence for the lithospheric thinning in the eastern NCC.

关键词： North China Craton deep seismic sounding multiple reflections lithospheric structure

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利用H/V谱比法研究三河和唐山地震震区地壳浅部沉积结构

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地震学报 2023年第5期45卷 892-902页

作者：王帅林吉焱周铭刘巧霞中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

利用一条穿过三河和唐山地震区的密集地震探测剖面数据,采用H/V谱比法获得了三河、唐山地震区及邻近区域的地壳浅部沉积结构特征、场地共振频率及易破坏程度等参数.结果表明:研究区松散沉积层厚度约为100—800 m,呈现出NW浅而SE深的变... 详细信息

利用一条穿过三河和唐山地震区的密集地震探测剖面数据,采用H/V谱比法获得了三河、唐山地震区及邻近区域的地壳浅部沉积结构特征、场地共振频率及易破坏程度等参数.结果表明:研究区松散沉积层厚度约为100—800 m,呈现出NW浅而SE深的变化特征;探测剖面西北部通县隆起的沉积层厚度约为350—450 m,沉积层界面起伏平缓;大厂凹陷沉积层厚度约为300—600 m,横向变化特征显著.测线东南部唐山地震区地壳浅部存在上下两组较明显的沉积界面:上层界面深度约为100 m,呈水平展布;下层界面深度约为300—800 m,且向东南方向逐渐加深.三河和唐山地震区的场地放大系数约为3—4,场地易破坏程度均大于20,显示出地表建筑物易破坏程度较高的特征.

关键词：三河地震区唐山地震区短周期密集台阵 H/V谱比法浅层沉积结构

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周期性扇形孔结构对斜槽型纵扭复合模态超声振动系统性能的影响

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应用声学 2022年第5期41卷 688-698页

作者：林基艳林书玉钟兴华榆林学院信息工程学院榆林719000 陕西师范大学物理学与信息技术学院西安710119 长庆油田分公司第二采气厂榆林719000

为了解决基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统存在的扭转分量较小、纵扭转化效率较低的问题,论文对基于周期性扇形孔和斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统进行了研究,主要仿真分析了扇形孔结构参数对基于斜槽... 详细信息

为了解决基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统存在的扭转分量较小、纵扭转化效率较低的问题,论文对基于周期性扇形孔和斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统进行了研究,主要仿真分析了扇形孔结构参数对基于斜槽结构的模式转换型纵扭复合模态超声振动系统谐振频率、扭转振幅、旋转角度和剪切应力的影响规律,并找到使系统获得最佳纵扭转换效率的扇形孔结构参数,且求解出扇形孔结构的引入对系统性能的改善幅度。

关键词：斜槽型纵扭复合模态超声振动系统周期性扇形孔结构扭转振幅旋转角度剪切应力

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