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2015年尼泊尔M_S8.1地震震源区S波三维速度结构与强震发生机理研究

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地球物理学报 2016年第12期59卷 4529-4543页

作者：吕子强雷建设中国地震局地球物理研究所北京100081 山东省地震局济南250000 中国地震局地壳应力研究所(地壳动力学重点实验室) 北京100085

利用2001—2003年期间在2015年4月12日尼泊尔MS8.1级强震震源区流动地震观测记录到的连续波形数据,提取了5～25s周期的瑞利波相速度频散曲线,并构建了尼泊尔地震震源区二维瑞利波相速度分布图像.以0.5°×0.5°为网格大小将研究区网格化... 详细信息

利用2001—2003年期间在2015年4月12日尼泊尔MS8.1级强震震源区流动地震观测记录到的连续波形数据,提取了5～25s周期的瑞利波相速度频散曲线,并构建了尼泊尔地震震源区二维瑞利波相速度分布图像.以0.5°×0.5°为网格大小将研究区网格化,采用NA算法反演得到尼泊尔地震震源地区三维S波速度结构.结果显示,在上地壳,以主前锋逆冲断裂带（MFT）为界,其以北地区为高波速异常,而其以南为明显低波速异常;在中地壳,以藏南拆离系（STDS）为界,南北两侧速度结构也存在明显差别,以南地区为明显高波速异常,而以北地区为明显低波速异常.这些结构特征说明,印度板块与欧亚板块碰撞挤压作用形成地幔热物质上涌并造成地壳物质部分熔融,并由此形成了东西向拉张的南北向裂谷.2015年尼泊尔MS8.1级主震和最大余震均发生于高低波速异常过渡区且偏向高波速异常区,暗示了这样的波速异常区易于积累能量孕育强震.主震和最大余震的南侧均存在明显的低波速异常,与主喜马拉雅滑脱断裂带（MHT）相对应,可能代表部分熔融或深部流体作用于主边界断裂带（MBT）附近的MHT断裂带,降低断层面上的有效正应力,从而触发尼泊尔强震及最大余震的发生.主震与最大余震之间的余震分布于高低波速异常变化较为明显的地区,说明研究区内地震的发生受震源区附近的速度结构控制.

关键词：尼泊尔地震背景噪声成像瑞利波相速度 S波速度结构

长白山火山区高精度Rayleigh面波相速度结构与岩浆系统

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岩石学报 2020年第7期36卷 2081-2091页

作者：范兴利陈棋福郭震南方科技大学海洋科学与工程系深圳518055 中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458

近年来,有关长白山火山是否存在潜在喷发危险的讨论引起了国内外地学研究者的广泛关注,但人们目前对其壳幔岩浆系统的了解却十分不足,已有的研究对长白山火山壳内岩浆房存在的深度位置、形态规模及其部分熔融程度的认识仍存在较大分歧... 详细信息

近年来,有关长白山火山是否存在潜在喷发危险的讨论引起了国内外地学研究者的广泛关注,但人们目前对其壳幔岩浆系统的了解却十分不足,已有的研究对长白山火山壳内岩浆房存在的深度位置、形态规模及其部分熔融程度的认识仍存在较大分歧。本研究通过汇集长白山火山及邻区(包括朝鲜境内)多个密集流动地震台阵和区域固定地震台网的观测资料,采用背景噪声成像方法获得了长白山火山区高精度的Rayleigh面波相速度模型。成像结果表明:长白山火山中-下地壳深度位置存在显著低波速异常,可能指示了岩浆房的存在。上地壳局部低速区可能反映了壳内深部岩浆向上运移的通道或者是区域小尺度的岩浆聚集体。长白山火山上地幔顶部的低速可能揭示了软流圈热物质上涌,其减压熔融为壳内岩浆房提供了幔源岩浆补给。

关键词：长白山火山地壳岩浆房软流圈上涌背景噪声成像

利用分布式光纤声传感设备开展青藏高原易贡湖浅层结构探测

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地学前缘 2021年第6期28卷 227-234页

作者：张衡徐团伟裴顺平赵俊猛中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室北京100101 中国科学院半导体研究所传感技术国家重点实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100089

地震数据是利用地震学方法探测地下结构的基础条件,然而传统地震仪器难以获得极端环境地区(水下、高原等)的长时间、高密度连续数据。较之国际仪器厂商,国内的DAS研制相对较晚。自2016年起,国产DAS逐步应用于石油测井和城市区域地下结... 详细信息

地震数据是利用地震学方法探测地下结构的基础条件,然而传统地震仪器难以获得极端环境地区(水下、高原等)的长时间、高密度连续数据。较之国际仪器厂商,国内的DAS研制相对较晚。自2016年起,国产DAS逐步应用于石油测井和城市区域地下结构探测,而运用在极端环境下的探测工作尚未见报道。中国科学院半导体研究所与青藏高原研究所经过多年合作研究,于2021年4月将自主研发的DAS系统首次应用于青藏高原的野外数据采集。本次试验同时记录了地面和水下的连续背景噪声和重锤数据。该研究利用背景噪声成像技术,获得了西藏易贡湖地区地表70 m以内的横波速度结构。本次研究为极端环境下的低成本、高密度数据采集和地下结构探测提供了理论和试验依据。

关键词：光纤地震仪青藏高原易贡湖背景噪声成像浅层结构

大别—郯庐造山带地壳上地幔Rayleigh面波层析成像

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地震地质 2019年第1期41卷 1-20页

作者：熊诚谢祖军郑勇熊熊艾三喜谢仁先中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学北京100049 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074

文中基于大别—郯庐及周边地区200个中国数字地震台网和21个流动地震台站垂向连续记录数据,采用地震背景噪声层析成像的方法,得到8～40s周期的Rayleigh面波相速度图像。结果表明,在8～20s周期的相速度图像上,红安—桐柏的高速异常分布... 详细信息

文中基于大别—郯庐及周边地区200个中国数字地震台网和21个流动地震台站垂向连续记录数据,采用地震背景噪声层析成像的方法,得到8～40s周期的Rayleigh面波相速度图像。结果表明,在8～20s周期的相速度图像上,红安—桐柏的高速异常分布与该区超高压变质岩的分布具有较好的一致性,结合地质结果和高速异常分布分析,认为该区域经历了伸展、岩浆侵位与构造挤出等构造过程。8～35s周期上,郯庐断裂南端两侧的相速度存在明显差异,因此推测郯庐断裂带可能切穿整个大别东部地壳,将大别与苏北、扬子块体分开,并为该区中、小地震提供孕震环境。安徽及邻区的地震分布在相速度剧烈变化的区域,并与震区浅层断裂对应,表明该地区两侧速度存在差异的浅层断裂仍然比较活跃。文中的相速度结果与以往的成像结果相比更为精细,与构造及断层的分布有较好的对应性,可为认识该地区构造活动性和动力学机制提供更为可靠的依据。

关键词：背景噪声成像面波速度结构大别—郯庐造山带构造活动

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基于密集台阵的东濮凹陷中北段浅层速度结构

地震地质 2023年第2期45卷 517-535页

作者：周铭段永红檀玉娟邱勇中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

文中利用布设在东濮凹陷中北段由412个台站组成的密集台阵记录的数据,基于噪声成像技术获得了研究区0~3.5km的三维S波速度模型,所得结果显示速度结构特征与断裂的形态展布特征具有较强的关联性。主要得到的认识包括:1)东濮凹陷中北段呈... 详细信息

文中利用布设在东濮凹陷中北段由412个台站组成的密集台阵记录的数据,基于噪声成像技术获得了研究区0~3.5km的三维S波速度模型,所得结果显示速度结构特征与断裂的形态展布特征具有较强的关联性。主要得到的认识包括:1)东濮凹陷中北段呈低速,两侧的内黄隆起和鲁西隆起为高速特征,隆起和凹陷的速度差异至少持续到3.5km深度处。2)东濮凹陷和鲁西隆起高、低速的分界位置与兰聊断裂一致。3)在1~3.5km深度处,东濮凹陷中北段表现出了明显的低速特征,说明古近纪兰聊断裂的活动强烈,影响了东濮凹陷中北段的沉积特征;在0~1km深度处,凹陷和隆起的速度差异减小,说明兰聊断裂在新近纪和第四纪的活动变弱,该时期的沉积构造受兰聊断裂的影响减小。

关键词：背景噪声成像密集台阵兰聊断裂东濮凹陷中北段

2021年9月16日四川泸县M_(S)6.0地震震区三维S波精细速度结构

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地球物理学报 2023年第6期66卷 2386-2403页

作者：吴萍萍李大虎詹艳郭慧丽刘雪华徐微杨歧焱鲁来玉丁志峰中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局成都青藏高原地震研究所(中国地震科学实验场成都基地) 成都610039 四川省地震局成都610039 中国地震局地质研究所北京100029 河北地质大学京津冀城市群地下空间智能探测与装备重点实验室石家庄050031

近年来,四川盆地南缘(川南)中强地震频次增多和地震活动性增强,2021年9月16日四川省泸州市泸县M_(S)6.0地震的发生再次引起国内外学者对川南地区深部孕震环境和潜在地震危险性的密切关注.为了探究泸县6.0级地震震区的深部结构特征,本文... 详细信息

近年来,四川盆地南缘(川南)中强地震频次增多和地震活动性增强,2021年9月16日四川省泸州市泸县M_(S)6.0地震的发生再次引起国内外学者对川南地区深部孕震环境和潜在地震危险性的密切关注.为了探究泸县6.0级地震震区的深部结构特征,本文基于最新布设于震区70个短周期密集地震台站的观测资料,采用背景噪声成像法构建了泸县M_(S)6.0震区三维S波精细速度结构.研究结果表明,研究区内喻家寺向斜和华蓥山断裂带东/西支深部速度结构表现明显非均匀性,喻家寺向斜构造区在深度3.0 km内表现为低速,随着深度增加,速度逐渐增大.华蓥山断裂带东、西支除了存在局部低速非均匀体,整体上表现为NE-SW展布的高速特征.泸县震源区西侧4.0~6.0 km深度呈现低速异常,东侧则表现高速异常分布,主震位于高低速分界带,震区周边存在大范围的明显线状几何特征的地震分布,震源深度优势分布层位主要集中在3.0~5.0 km之间.综合已有的资料分析,主震西侧的低速异常区指示着该处可能存在流体,推测泸县6.0级地震可能是在区域构造应力和流体扰动的作用下,泸县震区的先存隐伏断层发生错动所致.

关键词：泸县地震背景噪声成像 S波速度结构华蓥山断裂带孕震环境

基于背景噪声方法的花岗岩型稀土矿地壳浅部结构特征及构造意义:以江西赣州安西矿区为例

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地球物理学报 2023年第10期66卷 4132-4148页

作者：李成姚华建邓宝李俊伦吕坚邹新勇张青陈斌锋付光明张国印欧晓斌安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 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亳州233500 江西省地震局南昌330026 江西省地质局第七地质大队江西赣州341000

稀土资源是国家的战略性资源,在国民经济和国家安全等方面作用重大.目前,针对该资源的开发利用需要进一步加强勘探方法和成矿模式的研究.本研究在江西省赣州市安西镇稀土矿区10 km×6 km的区域内布设了一个约100台短周期地震仪器构成的... 详细信息

稀土资源是国家的战略性资源,在国民经济和国家安全等方面作用重大.目前,针对该资源的开发利用需要进一步加强勘探方法和成矿模式的研究.本研究在江西省赣州市安西镇稀土矿区10 km×6 km的区域内布设了一个约100台短周期地震仪器构成的面状台阵,以及两个48 m长各由25个短周期地震仪构成的线性台阵.通过背景噪声三维成像方法反演获得矿区地表至2.2 km深度的地壳浅部三维横波速度结构.以典型花岗岩风化壳为例,使用面波的相移成像法,反演了从地表全风化层至约40 m深度的一维横波速度结构.以该一维速度结构为参考,使用噪声谱比法(HVSR)探测了矿区内的松散沉积厚度,并结合钻孔数据验证了该方法对花岗岩型风化壳基底面的有效探测.综合上述结果,本研究通过三维横波速度结构圈定了安西岩体中稀土的成矿母岩(花岗岩)在上地壳的分布范围和形态,显示了安西岩体所处的丘陵盆地的构造背景为花岗岩型稀土矿成矿过程提供有利条件;结合HVSR结果、一维横波速度模型和钻孔数据,探测了富集稀土矿的风化壳从全风化层顶部至母岩的深度和结构,松散沉积厚度显示了矿集区和山区的沉积环境差异.本研究可以为花岗岩型稀土资源的勘探提供一系列基于背景噪声地震学的方法和策略,建立了火山岩型风化壳的起源、发育和演化的构造模型,为该类稀土矿的深-浅部结构演化过程和构造活动影响研究提供参考.

关键词：稀土勘探花岗岩风化壳背景噪声成像 HVSR

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基于背景噪声和地震面波联合反演华北克拉通中部岩石圈结构

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地震学报 2022年第4期44卷 539-554页

作者：黄翔丁志峰宁杰远徐小明中国地震局地球物理研究所中国北京100081 北京大学地球与空间科学学院中国北京100871

基于ChinArray三期项目布设于华北克拉通中部的流动台阵观测数据,利用背景噪声互相关和地震面波层析成像获取了研究区内6—140 s周期的瑞雷面波频散,使用蒙特卡罗非线性反演方法获得了华北克拉通中部岩石圈的高分辨率三维S波速度结构。... 详细信息

基于ChinArray三期项目布设于华北克拉通中部的流动台阵观测数据,利用背景噪声互相关和地震面波层析成像获取了研究区内6—140 s周期的瑞雷面波频散,使用蒙特卡罗非线性反演方法获得了华北克拉通中部岩石圈的高分辨率三维S波速度结构。结果显示华北克拉通不同地块的岩石圈速度结构存在显著的横向差异:其中鄂尔多斯盆地腹地整体表现为高速特征,延伸至200 km以下,但其东南缘存在小范围的低速异常;东部的华北盆地整体表现为低速特征,具有较薄的地壳和岩石圈厚度;中部造山带南北两端以及南北重力梯度线下方存在相连接的低速区域,在深处延伸至华北盆地下方;在下地壳和上地幔顶部,大同火山群区域的低速体逐渐向西偏移至鄂尔多斯盆地东北角下方;而在上地幔中,该区域的低速异常随深度增加而逐渐减弱,低速体延伸至东南方向的华北盆地下方。基于本研究获得的S波速度模型,我们认为:鄂尔多斯盆地腹地保持了克拉通特性,但其东南缘存在局部的岩石圈改造作用;华北盆地发生了强烈的岩石圈破坏减薄和地壳伸展变形;中部造山带南北端以及南北重力梯度线下方的岩石圈发生了局部的改造减薄,其机制可能都来源于华北盆地下方地幔热物质的上涌;大同火山群下方上涌的热物质从鄂尔多斯盆地东北角下方侵入下地壳,在地壳内上升过程中受到上地壳的阻挡,向东流动至大同火山群下方,形成了大同火山群的岩浆活动,其深部来源可能与西向俯冲的太平洋停滞板块有关。

关键词：华北克拉通岩石圈结构大同火山群背景噪声成像程函方程

四川宜宾地壳浅部三维S波速度结构及方位各向异性

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地震学报 2022年第2期44卷 271-285页

作者：王金泽李红谊张玉婷陈辛平崔华伟中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院中国北京100083 山东省地震局中国济南250014

利用四川宜宾及周边地区布设的30个临时台站连续44天的波形记录,采用背景噪声互相关方法提取了周期为1—15 s的瑞雷面波相速度频散曲线,然后使用基于面波射线路径追踪的瑞雷面波直接成像方法得到0—10 km深度范围内三维S波速度模型,最... 详细信息

利用四川宜宾及周边地区布设的30个临时台站连续44天的波形记录,采用背景噪声互相关方法提取了周期为1—15 s的瑞雷面波相速度频散曲线,然后使用基于面波射线路径追踪的瑞雷面波直接成像方法得到0—10 km深度范围内三维S波速度模型,最后利用该模型作为初始模型采用相同的反演框架得到该地区的方位各向异性结构.结果表明:浅层S波波速横向分布不均匀,随着深度增加呈不均一性减弱,在2 km深度左右,筠连—高县—珙县—长宁背斜一带的S波速度呈高速分布,可能与该区域地层经历褶皱、抬升和地表风化剥蚀有关;从5 km深度起,随着深度增加狮子滩—双河场—长宁背斜区域的S波速度在西北部较东南部相对较低,而低速的分布反映出区域内介质力学性质较弱,因此可能是2019年长宁地震序列沿近北西向破裂的原因之一。方位各向异性结果表明:在孔滩背斜附近,快波方向与背斜走向近似平行,随着深度增加各向异性强度变弱,而且快波方向逐渐向北收敛向西南撒开,呈帚状分布;在区域地质构造作用、主压应力场等的共同影响下,局部区域的方位各向异性快波方向在不同深度处呈现出复杂的特征。

关键词：背景噪声成像面波频散直接反演 S 波速度结构方位各向异性