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利用接收函数、面波频散和ZH振幅比联合反演青藏高原东南缘地壳结构及其动力学意义

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地球物理学报 2021年第6期64卷 1885-1906页

作者：高天扬丁志峰王兴臣姜磊中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局震源物理重点实验室北京100081

本文利用布设在青藏高原东南缘350个宽频带流动地震台站2011年至2014年记录到的远震体波和面波数据来更好地约束研究区地壳S波速度结构.我们采用分步线性迭代反演算法对远震P波接收函数、瑞雷面波相速度和ZH振幅比进行联合反演获得了研... 详细信息

本文利用布设在青藏高原东南缘350个宽频带流动地震台站2011年至2014年记录到的远震体波和面波数据来更好地约束研究区地壳S波速度结构.我们采用分步线性迭代反演算法对远震P波接收函数、瑞雷面波相速度和ZH振幅比进行联合反演获得了研究区高分辨率三维S波速度结构.得到如下结果:(1)在中下地壳主要存在两个低速体,一个从川西北次级块体向西南方向延伸穿过红河断裂进入滇缅泰块体;另一个沿着小江断裂和普渡河断裂分布,向南延伸到24°N左右.且这两个低速体与主要断裂有很好的关联性.(2)两个中地壳通道流是由于滇中次级块体中部(峨眉山大火成岩省内带)的高速异常体对来自青藏高原中部东南方向的中下地壳弱物质流的阻挡而形成,并且我们推测东南侧的地壳流很可能是西北侧的主地壳流沿着安宁河断裂流入.绝大多数地震分布于低速通道流的边界区域,说明低速通道流的存在有助于断裂发生剪切运动而诱发地震.(3)基于以上结果,我们认为除了中下地壳流模型,沿着主要走滑断裂的刚性块体的挤压滑动对于青藏高原东南缘的地壳形变和动力学演化也起着非常重要的作用.(4)在峨眉山大火成岩省内带下方10 km到Moho面总体呈现高速异常,推测可能是二叠纪峨眉山大火成岩省形成时期火山作用和基性超基性岩浆侵入地壳所致.

关键词：青藏高原东南缘联合反演接收函数面波频散 ZH振幅比地壳结构峨眉山大火成岩省

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华北克拉通地壳结构及动力学机制分析

地球物理学报 2018年第7期61卷 2705-2718页

作者：武岩丁志峰王兴臣朱露培中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局地球物理研究所地震观测与地球物理成像重点实验室北京100081 Department of Earth and Atmospheric Sciences Saint Louis UniversityMissouri 63103USA

本文对布设在华北克拉通三个陆块的199个宽频带台站记录的远震数据进行了接收函数计算.利用H-κ迭代方法获得了该区域基岩地区的地壳结构,平滑处理后作为背景结构模型中的基岩地区地壳结构;利用相邻算法对沉积层地区的接收函数进行了波... 详细信息

本文对布设在华北克拉通三个陆块的199个宽频带台站记录的远震数据进行了接收函数计算.利用H-κ迭代方法获得了该区域基岩地区的地壳结构,平滑处理后作为背景结构模型中的基岩地区地壳结构;利用相邻算法对沉积层地区的接收函数进行了波形拟合计算,获得了沉积层结构,平滑后作为背景结构模型中的沉积层结构;结合前人的研究成果,完善了研究区域的背景结构模型.以此模型为基础,对接收函数进行了CCP(Common Conversion Point,共转换点)叠加成像,获得了Moho面成像结果,对比沉积层的成像结果发现:西部陆块中鄂尔多斯块体东部地区地壳厚度较大,约为42km,泊松比较低,小于0.24,为长英质含量较多的地壳层;位于中部陆块的山西地堑地壳厚度小于鄂尔多斯块体,且变化较大,西侧地壳厚度约为40km,东侧重力梯度带附近地壳厚度迅速减薄至36km左右,张家口—怀来—大同一带出现了地壳的局部抬升,地壳厚度等值线基本以北北东方向为主,与构造带方向基本一致,地堑内泊松比约为0.26~0.28,前人对此区域的层析成像研究结果表明太行山隆起和阴山隆起存在壳内低速层,推测为地壳部分熔融以及上地幔物质上涌造成的;东部陆块中渤海湾盆地的地壳厚度较薄,约为32km,部分地区小于30km,其中冀中坳陷带地壳厚度最薄,约为28km,沉积层基底分布与Moho面分布呈镜像对称趋势,沉积层较厚地区的地壳较薄,推测东部陆块在太平洋板块俯冲作用下,存在北西—南东向的拉张作用,使其内发育了大量断陷盆地.

关键词：接收函数共转换点叠加华北克拉通拉张减薄

四川芦山M_S7.0地震震源区及其周边区域P波三维速度结构研究

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地震学报 2015年第3期37卷 371-385页

作者：李大虎吴萍萍丁志峰中国地震局地球物理研究所中国北京100081 四川省地震局中国成都610041

利用四川数字地震台网和流动地震台站在芦山MS7.0地震震后(2013年4月20日—6月23日)记录到的2 026次区域地震事件的28 188条P波到时资料,采用地震层析成像方法反演得到了芦山地震震源区及其周边区域中上地壳P波三维速度结构.结果表明,... 详细信息

利用四川数字地震台网和流动地震台站在芦山MS7.0地震震后(2013年4月20日—6月23日)记录到的2 026次区域地震事件的28 188条P波到时资料,采用地震层析成像方法反演得到了芦山地震震源区及其周边区域中上地壳P波三维速度结构.结果表明,浅部地壳的P波速度异常分布特征与地表地质构造、地形和岩性密切相关,即成都断陷盆地表现出与第四纪沉积有关的低速异常区;犍为、乐山一带的川中微升区和川青块体龙门山以西的邻近地带均表现为与构造抬升有关的高速异常;宝兴、康定附近分布的基性火山岩及火山碎屑岩均呈局部高速异常分布.芦山地震震源位于高低速异常分界线附近且偏向高速体一侧,其下方存在明显的低速异常分布,可能与流体的存在有关.流体的作用导致中上地壳内部发震层的弱化,使孕震断层易于破裂,可能对芦山地震起到了触发作用.芦山地震与汶川地震两次地震的余震密集区相距50km,这50km地震空区震源体的深度范围附近目前正处于高速异常区内,加之龙门山断裂带西南段又具有比较典型的断错地貌发育,使得该段地震空区(大邑—邛崃活动断裂破裂空段)现在所处的深浅部构造环境变得复杂,其潜在的地震危险性仍值得进一步关注.

关键词：芦山地震震源区层析成像龙门山断裂 P波三维速度结构地震空区

结合波形互相关的双差定位方法在2008年汶川地震余震序列中的应用

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地震学报 2011年第4期33卷 407-419,557页

作者：吕鹏丁志峰朱露培中国地震局地球物理研究所中国北京100081 Department of Earth Science St.Louis University

选取了汶川地震主震后的2008年5月12日—2009年8月31日,震级为3.0≤MS≤5.0的余震4 240次.利用波形互相关方法得到其P波到时,用双差定位方法对其进行定位,最终得到了2 441次重新定位的结果.统计定位误差(两倍标准偏差)在E--W方向为0.4 k... 详细信息

选取了汶川地震主震后的2008年5月12日—2009年8月31日,震级为3.0≤MS≤5.0的余震4 240次.利用波形互相关方法得到其P波到时,用双差定位方法对其进行定位,最终得到了2 441次重新定位的结果.统计定位误差(两倍标准偏差)在E--W方向为0.4 km,N--S方向为0.4 km,垂直方向为0.7 km.定位结果表明,汶川地震的余震深度集中在10—20 km,震中分布与龙门山中央断裂带的走向关系密切.沿龙门山断裂的地震分布具有明显的分段性,西南段呈水平带状分布,东北段接近垂直分布,且在北川附近存在深度突变.这与龙门山断裂的地震在西南段多表现为逆冲,东北段多表现为走滑的现象相吻合.在深度剖面上地震的空间分布存在分立的特征,通过对比前人在此地区浅层的地震剖面资料,发现地震空间分布与已探知的浅部断层有较好的对应关系.

关键词：双差定位波形互相关汶川地震余震分布

利用地震光照成像法研究青藏高原东南缘岩石圈间断面结构及其动力学意义

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地震学报 2019年第5期41卷 549-568,I0001页

作者：李伟丁志峰孙伟家中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局地震观测与地球物理成像重点实验室北京100081 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院地球与行星物理重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029

为了进一步认识青藏高原东南缘的构造演化等动力学问题以及该区域的深部孕震机理,本文使用位于该区域内的中国地震科学台阵探测项目的台站所记录到的远震P波波形数据,采用地震光照成像法获取了岩石圈间断面的结构,并讨论了该方法的准确... 详细信息

为了进一步认识青藏高原东南缘的构造演化等动力学问题以及该区域的深部孕震机理,本文使用位于该区域内的中国地震科学台阵探测项目的台站所记录到的远震P波波形数据,采用地震光照成像法获取了岩石圈间断面的结构,并讨论了该方法的准确性和稳定性。研究结果显示,青藏高原东南缘的岩石圈西薄东厚,其中:滇缅泰地块腾冲火山附近最薄,约为60 km,其较薄的岩石圈可能是软流圈地幔物质上涌造成的;扬子地块岩石圈厚度从四川盆地向南逐渐减薄,特别是四川盆地下方最厚,可达190 km左右;滇缅泰地块腾冲火山下方150 km深度左右探测到明显的间断面,该间断面可能是腾冲火山原始岩浆源的位置即岩浆源。本研究所得结果“印支地块与滇缅泰地块结构的连续性”进一步为印度板块的推挤作用造成腾冲火山低速物质向东溢出的结论提供了地震学证据。此外,研究区域最北端的剖面显示,峨眉山大火成岩省的内带在50—250 km深度范围及其上方地壳内存在明显的局部高速异常,其不均匀分布特征可能与二叠纪火山喷发过程中岩浆底侵及中新生代以来多期次构造活动有关。

关键词：岩石圈地震光照成像法间断面青藏高原东南缘高分辨率

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利用接收函数研究渤海湾盆地沉积层结构

地震学报 2014年第5期36卷 837-849,981页

作者：武岩丁志峰朱露培中国地震局地球物理研究所中国北京100081 中国地震局地震观测与地球物理成像重点实验室中国北京100081 Department of Earth and Atmospheric Sciences Saint Louis University

对布设于渤海湾盆地地区的70个台站2006年9月—2009年9月记录到的895个远震数据进行接收函数计算,发现位于沉积层上的台站记录的接收函数震相较为复杂,由沉积层基底的转换波、多次波及莫霍面转换波、多次波共同构成,且随着沉积层厚度的... 详细信息

对布设于渤海湾盆地地区的70个台站2006年9月—2009年9月记录到的895个远震数据进行接收函数计算,发现位于沉积层上的台站记录的接收函数震相较为复杂,由沉积层基底的转换波、多次波及莫霍面转换波、多次波共同构成,且随着沉积层厚度的增加,沉积层基底转换波、多次波与莫霍面转换波、多次波震相相互叠加,使之无法分辨出莫霍面转换波及多次波到时.为此,本文利用相邻算法对沉积层模型进行搜索,以获取与实际波形误差最小的波形相对应的模型,即台站下方的沉积层结构.结果显示:1渤海湾盆地由NNE向展布的坳陷带与隆起带组成,冀中坳陷带的沉积层厚度为3—6km,坳陷带内沿NE--NNE向分布着带状凹陷带与凸起带相间的次级构造,而且其东侧靠近沧县隆起区的凹陷带沉积层基底埋深最大,体现了渤海湾盆地基底受正断层控制而形成的半地堑(地堑)-半地垒(地垒)构造;2隆起带的波速比vP/vS大于坳陷带的波速比,推测与隆起带下第三系地层的缺失有关,坳陷带内高波速比地区与地热田的分布相对应,说明沉积层内高温环境下波速比较高;3隆起带内的S波平均速度较坳陷带内的S波平均速度小,且冀中坳陷带内沉积层较厚地区对应的S波平均速度比其它地区更大,说明渤海湾地区沉积层厚度与沉积层内的S波平均速度成反比关系,推测与下第三系地层的厚度有关,且下第三系地层越厚的地区,S波平均速度越大.以上结果表明,利用接收函数研究的结果与通过地质、地热等方面的研究结果存在着良好的对应关系.

关键词：接收函数渤海湾盆地沉积层结构相邻算法

EMD在GNSS时间序列周期项处理中的应用

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第1期48卷 135-145页

作者：刘希康丁志峰李媛刘志广中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局第一监测中心天津300180

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)位置时间序列蕴含有丰富的构造和非构造变形信息,具有成分复杂、建模困难、非构造信息难以有效分离等特点,利用自适应的经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方... 详细信息

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)位置时间序列蕴含有丰富的构造和非构造变形信息,具有成分复杂、建模困难、非构造信息难以有效分离等特点,利用自适应的经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法对川滇地区24个GNSS连续站时间序列作周期项修正。结果表明,周期项的修正十分必要,EMD方法能够根据每个台站信号的自身特性,自适应地提取不同频率、振幅的周期成分,这也更符合实际情况;相较于谐波模型,EMD方法对原始时间序列在N、E、U方向的改正均更加精确有效。使用修正后的连续站时间序列模拟流动观测,发现经过5~6 a/期观测即可得到相对可靠的台站运动速度,并通过距离较近的实际连续观测站对流动观测站周期项改正,验证了EMD方法的稳定性和可靠性,这也为流动GNSS观测实施、周期修正和资料使用提供了参考意见和理论依据。

关键词：全球导航卫星系统周期运动流动观测谐波模型经验模态分解

利用接收函数方法研究华北克拉通中西部及其邻区地幔转换带结构

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地震学报 2020年第6期42卷 645-656,I0001页

作者：徐小明吕苗苗丁志峰中国地震局地球物理研究所北京100081

通过处理Chin Array计划二期和三期台阵中823个台站的远震波形数据,共获得174 562个高质量的P波接收函数,采用接收函数共转换点(CCP)叠加方法开展华北克拉通中西部及其邻区的地幔转换带结构研究,获得了研究区地幔转换带的厚度分布。结... 详细信息

通过处理Chin Array计划二期和三期台阵中823个台站的远震波形数据,共获得174 562个高质量的P波接收函数,采用接收函数共转换点(CCP)叠加方法开展华北克拉通中西部及其邻区的地幔转换带结构研究,获得了研究区地幔转换带的厚度分布。结果表明:研究区内地幔转换带厚度变化幅值在235—280 km范围内,具有分区特征;阿尔金断裂带东部和汉诺坝火山以北厚的转换带异常可能与冷的岩石圈拆沉有关;河套盆地和阴山造山带附近分布着相对薄的地幔转换带,这可能暗示了该地区存在热的地幔物质上涌或岩浆活动;渤海湾盆地下方厚的地幔转换带异常可能是冷的太平洋板片西向俯冲并滞留于地幔转换带所致。

关键词：华北克拉通接收函数间断面地幔转换带厚度

基于V_(P)/V_(S)波速比模型约束的张渤地震带深部电性结构研究

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地球物理学报 2021年第8期64卷 2716-2732页

作者：吴萍萍丁志峰谭捍东杨歧焱王兴臣中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 河北地质大学地球科学学院石家庄050031

张渤地震带是中国东部地区一条重要的北西向地震活动带,获取深部精细的电性结构有助于探究该区域深部孕震环境及动力学机制等科学问题.为了提高大地电磁法深度分辨率,本文提出基于V_(P)/V_(S)波速比地震学模型约束的二维大地电磁反演法... 详细信息

张渤地震带是中国东部地区一条重要的北西向地震活动带,获取深部精细的电性结构有助于探究该区域深部孕震环境及动力学机制等科学问题.为了提高大地电磁法深度分辨率,本文提出基于V_(P)/V_(S)波速比地震学模型约束的二维大地电磁反演法,通过理论模型合成数据检验了算法的可靠性.将算法应用于张渤地震带大地电磁测深资料,对比分析大地电磁无约束和有约束反演结果,检验算法在张渤地震带应用的有效性和实用性.最后结合已有的地质-地球物理资料,发现:反演获取的电阻率模型的电阻率梯度带与断层的空间分布吻合;唐山断裂带中上地壳表现为高阻特征,在下地壳底部有上涌的高导异常体,推测该区域深部高导区域与幔源物质侵入有关;三河—平谷断裂带浅部低阻异常与深部低阻异常不连续,地震主要分布于不连续区域;太行山山前断裂电阻率结构上表现为明显的电阻率变化梯度带,高阻异常体规模大、延伸到下地壳;张家口断裂带中下地壳高导异常区域比怀来盆地深部高导异常区域规模大,这可能暗示张家口断裂带的深部物质作用更为强烈.

关键词：张渤地震带大地电磁法 V_(P)/V_(S)波速比电性结构约束反演