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广西北流地震震源区短周期密集台阵背景噪声成像

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地球物理学报 2022年第8期65卷 2917-2930页

作者：黄强强沈旭章王文天许小伟周启明黄河黄柳婷吕晋妤余占洋中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广州510275 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082

作为构造上较为稳定的华南地块,其地震活动相对中国西部明显偏低,但也发生过多次中强地震.华南中强地震震源区深部结构对于深入研究华南板内地震成因具有重要科学意义.2019年发生在两广交界的北流5.2级地震是近年来华南最大的一次中强地... 详细信息

作为构造上较为稳定的华南地块,其地震活动相对中国西部明显偏低,但也发生过多次中强地震.华南中强地震震源区深部结构对于深入研究华南板内地震成因具有重要科学意义.2019年发生在两广交界的北流5.2级地震是近年来华南最大的一次中强地震,该次地震的发生也为我们研究华南地震震源区深部结构提供了理想场所.本文基于120个短周期地震仪组成的密集台阵背景噪声资料,通过互相关提取了1~5 s高频面波频散信号,然后采用面波直接反演法,对北流地震震源区进行地下6 km深度范围内浅层地壳速度结构成像.结果显示:浅层地壳剪切波速度横向变化强烈,速度分布不均匀;低速异常主要分布于三条断裂带周围;研究区存在NNW-SSE向的高速异常,该高速异常与震中区高速异常相交在水平方向上呈“L”形环绕分布于石窝断裂南东侧;震中上方为上凸形态的高速异常,这些高速异常可能为中生代花岗岩基,结合研究区现今NW-SE向的构造应力场分析:石窝断裂南西盘向南东方向运动时受到“L”形高速体阻挡,可能导致应力积累,进而引发地震.此外,这种局部异常高速体可能是华南“马赛克”结构中微陆块在上地壳中的延伸,上地壳结构的不均匀性和大尺度构造相互作用,会在局部区域导致应力积累,从而引发中强地震,这也可能是华南板内地震发生的一种重要成因机制.

关键词：广西北流地震短周期密集台阵背景噪声成像高速异常华南板内地震

基于密集线性台阵的背景噪声成像在明光市城市活断层调查中的应用

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地球物理学报 2022年第7期65卷 2518-2531页

作者：倪红玉郑海刚赵楠邓宝缪鹏黄显良李俊伦安徽省地震局合肥230031 中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城233500

近年来,短周期密集台阵被动源探测技术逐渐成为地壳精细结构探测研究中的重要手段.为了探讨其应用于城市活断层调查在勘探尺度的有效性,在横跨安徽省明光市郯庐断裂带东界两条主干断裂位置,沿同期的主动源S波反射剖面,安徽省地震局和中... 详细信息

近年来,短周期密集台阵被动源探测技术逐渐成为地壳精细结构探测研究中的重要手段.为了探讨其应用于城市活断层调查在勘探尺度的有效性,在横跨安徽省明光市郯庐断裂带东界两条主干断裂位置,沿同期的主动源S波反射剖面,安徽省地震局和中国科学技术大学联合布设了一条由133个短周期地震仪组成的被动源密集测线.我们通过该被动源测线获得了约28天的连续波形记录,并采用一种新的线性台阵背景噪声成像方法——拓距相移法提取了10 Hz~2.0 s宽频的基阶Rayleigh波相速度频散曲线.利用得到的宽频带频散曲线,我们反演了近地表1.3 km以浅的高分辨率S波速度结构,并与基本重合的主动源S波反射剖面以及地质资料等进行对比,验证了反演结果的可靠性,同时进一步分析了郯庐断裂带东界两条主干断裂的断层特征.结果表明:(1)被动源与主动源反演结果在近地表100 m以浅高度一致,且被动源的反演深度更深;(2)池河—太湖断裂是隐伏于深部的走滑断裂和浅部伸展断裂的综合反映,浅部为倾向北西的正断层,向上穿透第四系地层,可能为活动断裂;(3)拓距相移法能有效拓宽频散曲线的提取频带,保证浅部结构具有高分辨率,同时大大加强对深部结构的约束.该方法能够获得可靠的地下结构反演结果,可以作为城市活断层调查的一种新的有效手段.

关键词：密集线性台阵背景噪声成像浅层速度结构拓距相移法郯庐断裂带城市活断层

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

背景噪声成像揭示区域断层对华夏中部岩浆活动及矿床沉积的控制作用

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中国科学：地球科学 2022年第9期52卷 1764-1784页

作者：曹令敏袁怀玉赵亮赵明辉黄海波郝天珧丘学林中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所广州510301 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 ARC Centre of Excellence for Core to Crust Fluid Systems Department of Earth and Environmental SciencesMacquarie UniversityNorth RydeNSW 2109Australia Centre for Exploration Targeting University of Western AustraliaCrawley PerthWA 6009Australia 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 中国科学院大学北京100049 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室北京100029 自然资源部海底科学重点实验室自然资源部第二海洋研究所杭州310012

广东省位于华夏地块中部,发育有两条世界级成矿带,即南岭成矿带和东南沿海成矿带,在地理位置上与赣江断裂带和政和-大埔断裂带关系紧密.然而,断层对矿床沉积和岩浆活动的影响尚未清楚.文章利用背景噪声成像和跨维度反演获得了三维地壳... 详细信息

广东省位于华夏地块中部,发育有两条世界级成矿带,即南岭成矿带和东南沿海成矿带,在地理位置上与赣江断裂带和政和-大埔断裂带关系紧密.然而,断层对矿床沉积和岩浆活动的影响尚未清楚.文章利用背景噪声成像和跨维度反演获得了三维地壳横波速度模型,结合区域地球物理模型,分析岩石圈浅部构造特征,并推断其与岩浆源、岩浆上涌路径和地表沉积之间可能存在的构造联系.结果表明,赣江断裂带和政和-大埔断裂带大致将研究区划分为不同的速度区域.北部的南岭成矿带表现为横波波速(Vs)和泊松比(Vp/Vs)低的地壳特征,可能为地壳重熔形成的长英质组分的影响.沿海地区下地壳高Vs异常可能与白垩纪岩浆上涌有关.两个成矿带之间存在一条壳内低速异常带,一直延伸到上地幔顶部,可能由于岩石圈地幔岩浆物质上涌引起地壳部分熔融,并通过主要断裂带上升到地表所致,同时为地表矿床提供了深部物质来源.次级北西向断层与低速带分布吻合,断裂带的发育有利于岩浆的运移.研究区中生代岩浆年龄向海逐渐变新,与低速带向海方向延伸具有很好的相关性,可能为古太平洋板块俯冲后撤和俯冲方向转变共同作用的结果.研究提出了华夏地块中部地区断裂控制模型,解释了中生代中期区域变形和岩浆作用的时空演化模式.

关键词：背景噪声成像地壳横波速度赣江断裂带政和-大埔断裂带中生代岩浆活动

基于背景噪声面波成像法研究土耳其中部岩石圈速度结构

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地震学报 2023年第4期45卷 609-627页

作者：王鹏冯旭平张功恒潘磊陈晓非南方科技大学地球与空间科学系中国广东深圳518055 深圳市深远海油气勘探技术重点实验室(南方科技大学) 中国广东深圳518055 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 中国广州511458

土耳其东部是由碰撞引起的挤压变形区域,而西部为俯冲引起的爱琴海伸展变形区域,土耳其中部作为两者之间的过渡拥有很复杂的地质情况,尤其是具有火山活动和长远的俯冲、大陆碰撞等构造历史,因此获得此区域岩石圈可靠的速度结构对认识俯... 详细信息

土耳其东部是由碰撞引起的挤压变形区域,而西部为俯冲引起的爱琴海伸展变形区域,土耳其中部作为两者之间的过渡拥有很复杂的地质情况,尤其是具有火山活动和长远的俯冲、大陆碰撞等构造历史,因此获得此区域岩石圈可靠的速度结构对认识俯冲末期的板块状态、岩浆活动等现象意义重大。为了更好地了解此区域的岩石圈速度结构,本研究使用了(31°E—38.8°E,34.5°N—42.0°N)范围内172个台站的背景噪声数据,通过互相关方法获得经验格林函数;之后利用频率-贝塞尔变换法得到了5—80 s周期范围内的基阶瑞雷波频散曲线,并在个别区域获得了高阶模式频散曲线;最后利用基于Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno算法校正的拟牛顿迭代反演方法得到地表至124 km深的三维剪切波速度结构。结果表明:土耳其中部的速度横向变化剧烈(最大变化可达400 m/s),且与地质边界和缝合带区域密切相关,中安纳托利亚火山区及部分金牛座山脉东部的速度在0—100 km深度均小于4.3 km/s,因此推测此区域不存在岩石圈地幔;从塞浦路斯海沟开始俯冲的非洲大洋岩石圈,以近垂直俯冲在金牛座山脉中部下方,表现为明显的高速特征;土耳其中部在70—100 km深度广泛存在与上升软流圈物质相关的低速带,因此大部分研究区域的岩石圈波速小于全球平均剪切波速度,并且此区域岩石圈整体较薄、厚度多变。此外,本研究还发现在金牛座山脉中部和东部约13—23 km深度存在一个明显的低速带,推测可能与地块破裂导致的地层部分熔融有关。

关键词：背景噪声成像土耳其中部频率-贝塞尔变换法剪切波速度结构

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背景噪声成像在云南洱源地热勘探中的应用

背景噪声成像在云南洱源地热勘探中的应用

作者：熊培丞中南大学

学位级别：硕士

随着我国城市化进程的不断推进,城市能源供应问题愈加突出,“双碳”战略背景下,开发城市新型清洁能源已迫在眉睫。地热能源具有能量大、可再生、清洁等优点,开发城市地热能源优势明显、意义重大。对城市地热能源进行开发利用的前提是查... 详细信息

随着我国城市化进程的不断推进,城市能源供应问题愈加突出,“双碳”战略背景下,开发城市新型清洁能源已迫在眉睫。地热能源具有能量大、可再生、清洁等优点,开发城市地热能源优势明显、意义重大。对城市地热能源进行开发利用的前提是查明城市地热远景区的地质情况,背景噪声成像技术近些年来发展迅速,其无需特定震源,对勘探环境没有特殊要求,抗干扰能力较强,可快速获得地下几百乃至数千米的速度结构信息,进而得到地下热源的空间分布形态,为地热开发的有利区优选提供科学依据。本文依托云南省大理白族自治州(洱源测区)中深层地热能勘查综合示范项目,开展背景噪声成像地热勘探应用研究。首先对研究区开展地质调查与地热研究并获得初步认识,在此基础上进行背景噪声台站的点位设计和数据实测工作;随后对实测的背景噪声数据进行处理,在数据处理方面:首先对原始数据文件进行单台数据预处理,然后进行互相关计算,得到了台站对间的0.2～5s互相关函数,最后使用多重滤波法结合姚华建等提出的基于图像分析的快速频散曲线提取技术进行面波群速度频散曲线提取,在对频散提取结果进行筛选后得到了符合反演要求的群速度频散曲线2804条;接着,利用平均频散曲线结合经验公式给出一维初始速度模型,采用基于射线追踪的面波群速度频散直接反演方法,获取洱源测区地下7km以浅的横波速度分布信息,对横波速度平面分布以及垂向结构,特别是低速区的分布以及地质构造特征进行分析;最后,结合已有资料推测可能的地下热源空间分布及热运移通道。论文首先根据研究区三维横波速度结构分布特征,结合已有地质、其他地球物理资料,划分了研究区的主要断裂构造;另外,研究发现作为主要控热断裂构造之一的鹤庆-洱源断裂与三营-永乐断裂可能属于同一条断裂的北、南两段;最后,在划分出控热断裂构造的基础上圈闭了五个地热有利靶区,较好地完成了研究区中深层地热资源的普查工作,为进一步开展中深层地热资源详查及开发提供了一定的地球物理依据。图35幅,表2个,参考文献79篇

关键词：背景噪声成像横波速度结构地热勘探

分布式光纤声波传感背景噪声近地表成像:在北京房山的应用

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地震 2023年第3期43卷 50-65页

作者：寇华东王伟君闫坤叶志鹏吕恒茹中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局地震预测研究所北京100036

低成本、高可靠地获得人口密集地区的浅层地下结构,对地震安全性评估和地下空间开发具有非常重要的意义。分布式光纤振动/声波传感(Distributed Acoustic Sensing, DAS)是近年来发展较为迅速、传感机理不同于传统地震仪的新型观测技术,... 详细信息

低成本、高可靠地获得人口密集地区的浅层地下结构,对地震安全性评估和地下空间开发具有非常重要的意义。分布式光纤振动/声波传感(Distributed Acoustic Sensing, DAS)是近年来发展较为迅速、传感机理不同于传统地震仪的新型观测技术,利用一条普通通信光缆和一个调制解调器就可以实现高密度、长距离的振动测量。我们在北京房山用一段460 m浅埋光纤记录的12个小时背景噪声,获得瑞利波相速度频散曲线,反演出地下浅层S波速度剖面,可以看到厚约15 m起伏较缓的低速土层,反演结果与传统的噪声H/V谱比法探测结果相似,但本文结果有更丰富的结构细节。认为利用DAS高分辨率近地表速度结构探测是可行的,如果能够利用已有的长距离地埋光缆资源,将为近地表低成本、高分辨率成像研究提供新的手段。

关键词：分布式光纤振动/声波传感背景噪声成像浅层S波速度结构 H/V谱比法

密集线性台阵地震背景噪声速度成像及其在湖南沃溪金钨锑矿勘探中的应用

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高校地质学报 2022年第3期28卷 402-413页

作者：王悦刘江山沈长明邓宝苏文君柳陈棋福李俊伦中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 湖南省有色地质勘查研究院长沙410015 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球与行星物理重点实验室北京100029

多道面波分析技术在近地表勘探领域有着广泛应用,准确的提取频散曲线成为面波勘探成像的关键。文章介绍了一种新的地震背景噪声互相关面波频散成像方法——拓距相移法。该方法在传统相移法的基础上,利用阵内相移对小孔径范围的面波中高... 详细信息

多道面波分析技术在近地表勘探领域有着广泛应用,准确的提取频散曲线成为面波勘探成像的关键。文章介绍了一种新的地震背景噪声互相关面波频散成像方法——拓距相移法。该方法在传统相移法的基础上,利用阵内相移对小孔径范围的面波中高频信号进行提取,并利用阵外相移对大孔径范围的面波中低频信号进行提取,然后将两部分频散曲线融合从而得到更宽频带的面波频散曲线用于地下速度结构的反演。该方法在保证对近地表结构进行较高分辨率成像的同时,大大增加对深部结构的有效约束。2019年9月到10月期间,作者在湖南沃溪布设了8条密集测线,进行了1个月的地震背景噪声数据采集,并利用上述拓距相移法提取了0.1~2 s的瑞利面波宽频带相速度频散曲线。通过初步反演其中3条测线的背景噪声数据,获得了该矿区深度2.5 km以浅的地震横波速度结构。经与已知地质资料比对,160测线的地震横波速度反演结果与断层、岩性分界面及矿脉有着较好的对应关系,表明获得的沃溪矿区地震横波速度结构较好地反映了控矿构造、岩性分界以及矿体的分布位置等信息,为该区中—深部找矿提供了重要依据。该研究利用实际数据检验了拓距相移法的有效性,为今后深部找矿提供了一个有效的高精度成像方法。

关键词：线性密集台阵背景噪声成像拓距相移法深部找矿

背景噪声成像在倾斜煤层采空区变形中的应用研究

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第8期 171-174页

作者：杨猛蔡伟胡富杭张建智中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 浙江华东建设工程有限公司浙江杭州310014 中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院河北涿州072750

大沫电厂由于煤层采空引起的地表变形,对厂房、蓄水池结构造成破坏,严重影响电厂的安全运行,为准确预测地表变形规律,提交采空区治理方案,运用背景噪声成像技术对采空区进行拟波阻抗成像,结合钻孔资料对冐落带、裂隙带和弯曲变形带进行... 详细信息

大沫电厂由于煤层采空引起的地表变形,对厂房、蓄水池结构造成破坏,严重影响电厂的安全运行,为准确预测地表变形规律,提交采空区治理方案,运用背景噪声成像技术对采空区进行拟波阻抗成像,结合钻孔资料对冐落带、裂隙带和弯曲变形带进行了准确划分,采用摩尔-库伦模型对采空区覆岩的变形进行数值模拟,预测了采空区地表近10年的地表变形特征,并结合INSAR数据对数值模拟成果校验,为采空区变形评价、治理提供依据。

关键词：背景噪声成像倾斜煤层采空区地表变形数值模拟