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1992年美国加州兰德斯地震——地壳结构不均匀性对地震发生的影响

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地球物理学报 2007年第5期50卷 1488-1496页

作者：田有赵大鹏孙若昧滕吉文中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 日本东北大学地震预测和火山喷发研究中心

为了理解地震的发生和地壳结构不均匀性的关系,利用南加州地震台网的固定台和临时台所记录的2863个兰德斯余震和区域地震,共计107401个P波和19624个S波高质量的到时数据,采用地震层析成像方法得到了兰德斯地震区P波和S波的精细的三维速... 详细信息

为了理解地震的发生和地壳结构不均匀性的关系,利用南加州地震台网的固定台和临时台所记录的2863个兰德斯余震和区域地震,共计107401个P波和19624个S波高质量的到时数据,采用地震层析成像方法得到了兰德斯地震区P波和S波的精细的三维速度结构和泊松比分布.结果显示,地震的发生和分布与地壳结构的横向不均匀性有密切的关系.总体上看,兰德斯地震区余震成丛分布,并被低速块体截断,其中4级以上地震大多分布于P波高、低速异常过渡区域或偏向高速块体一侧,这可能是因为高速区多属地壳脆性介质,易于造成应力集中,导致地震;反之,低速度区则可能代表破碎程度较高、富含流体或温度较高区域,因而更倾向于产生无震变形.基于兰德斯地震区强震震源位置、地震区P波、S波速度异常与泊松比分布推断,兰德斯地震区可能有流体存在.地壳流体易使地壳岩石弱化,从而引发大地震.

关键词：南加州兰德斯地震地震层析成像泊松比流体

西北太平洋板块边缘俯冲特征:来自堪察加壳幔速度成像的约束

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CT理论与应用研究（中英文） 2024年第2期33卷 135-148页

作者：刘晏廷钟成城江国明赵大鹏陆内火山与地震教育部重点实验室/中国地质大学(北京) 北京100083 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 日本东北大学理学部地球物理系日本仙台9808578

堪察加半岛位于太平洋板块的西北边缘处。太平洋板块沿堪察加海沟俯冲进入地幔,而在板块边缘处,其俯冲特征是否有不同?本研究从IRIS网站下载76个固定台站记录到的来自2239个近震事件和75个远震事件的77141条P波到时数据,利用近震-远震... 详细信息

堪察加半岛位于太平洋板块的西北边缘处。太平洋板块沿堪察加海沟俯冲进入地幔,而在板块边缘处,其俯冲特征是否有不同?本研究从IRIS网站下载76个固定台站记录到的来自2239个近震事件和75个远震事件的77141条P波到时数据,利用近震-远震联合层析成像方法(TOMOG3D)获得堪察加地区壳幔内的三维P波速度结构。成像结果显示,研究区域下方上地幔内存在非常明显的高速异常块体,且与深源地震的空间分布高度一致。分析认为,该高速异常体为俯冲的西太平洋板块,俯冲角度和深度沿堪察加海沟由北向南均逐渐增加。地幔过渡带和下地幔顶部存在明显的高速异常块体,可能是因为堪察加半岛下方的太平洋俯冲板块在边缘或深部发生岩石圈熔融或拆沉现象,该高速异常块体即为拆沉的岩石圈。本文的成像结果中还可清晰地观察到2个板块窗口。堪察加地区浅部火山前线下方出现大范围的低速异常,可能是由于俯冲板块脱水或流经板块窗口的地幔流热物质导致。

关键词：天然地震层析成像堪察加半岛壳幔速度结构西北太平洋俯冲板块

利用尾波包络线反演方法研究伽师强震群区地壳的非均匀结构

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地球物理学报 2009年第1期52卷 90-98页

作者：王勤彩陈章立 Y．Asano 郑斯华 A．Hasegawa 中国地震局地震预测研究所北京100036 日本防灾科学技术研究所筑波3050006 日本东北大学地震与火山喷发预知研究观测中心仙台9808578

以单次散射模型、球形辐射源、一维线性速度模型为基础计算理论包络线,通过尾波归一化方法把理论与观测包络线结合起来形成非线性方程组,用迭代最小二乘方法反演伽师强震群区的散射系数空间分布.结果表明,伽师强震群区下方中上地壳中存... 详细信息

以单次散射模型、球形辐射源、一维线性速度模型为基础计算理论包络线,通过尾波归一化方法把理论与观测包络线结合起来形成非线性方程组,用迭代最小二乘方法反演伽师强震群区的散射系数空间分布.结果表明,伽师强震群区下方中上地壳中存在明显的非均匀结构.在10～25km各深度图像上,研究区中部都存在一低散射系数区,这个低散射系数区在10km、15km深度被高散射系数区包围,在20km深度仅其东侧存在高散射系数区.1997年的7次Ms≥6.0级地震发生在研究区中部的低散射系数区内或低散射系数区向高散射系数区过渡带的低散射系数一侧.

关键词：伽师强震群区散射系数尾波包络线地壳的非均匀结构

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日本列岛下太平洋俯冲板块的精细结构

地学前缘 2008年第1期15卷 222-231页

作者：江国明赵大鹏张贵宾中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 日本东北大学地震预测与火山研究中心日本仙台980-8578

尽管许多学者对日本列岛下的太平洋俯冲板块做了大量的研究,但板块内部的结构(比如板块厚度,板块内地震波速度随深度的变化以及洋壳的俯冲情况等)仍然不太清楚。利用日本地区密集台网收集到的中深和深发地震到时数据来探讨上述问题。采... 详细信息

尽管许多学者对日本列岛下的太平洋俯冲板块做了大量的研究,但板块内部的结构(比如板块厚度,板块内地震波速度随深度的变化以及洋壳的俯冲情况等)仍然不太清楚。利用日本地区密集台网收集到的中深和深发地震到时数据来探讨上述问题。采用三维射线追踪正演模拟法,首先利用333个远震计算得到了日本地区太平洋板块的厚度为85km;然后利用3283个地震(震源深度大于40km)的130227条P波到时进一步研究板块内部的精细结构。结果显示,沿深度方向6个地层段(间隔100km)内的速度扰动值分别为5.5%,4.0%,3.5%,2.5%,2.0%和6.0%,在40～500km范围内速度扰动随深度的增加而减小,这与温度随深度的变化情况相一致。当深度大于500km时,速度扰动突然增大到6.0%,分析认为该异常可能由发生在东亚大陆边缘下方的深发地震无法精确定位导致的。最后利用40～500km深度范围内的近震测试得到日本东北和北海道地区下方洋壳俯冲的深度均为110km,平均厚度分别为7.5km和5km,相对于一维模型的速度扰动分别为1%和-3%。这说明洋壳在俯冲到110km以深时,由于受温度和压力的影响,逐渐脱水、变质,直至与板块融合。通过分析震源与洋壳的位置关系,本研究认为北海道地区比东北地区下方的俯冲洋壳可能含有更多的流体(比如水),导致两地区洋壳内的速度相差如此之大。此外,因为日本南部与洋壳对应的区域多为海洋,观测台站较少,所以本研究无法测试得到该区域内的洋壳俯冲情况。

关键词：太平洋俯冲板块精细结构三维射线追踪正演模拟方法洋壳

首都圈地区地壳三维P波速度细结构与强震孕育的深部构造环境

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科学通报 2005年第4期50卷 348-355页

作者：黄金莉赵大鹏中国地震局地震预测研究所北京100036 日本爱媛大学地球动力学研究中心

利用首都圈密集数字地震台网123个台站记录的2973个区域地震48750个精确P波到时数据,采用地震层析成像方法反演得到研究区内详细的三维P波地壳速度结构模型.其空间分辨率在水平方向为25～50 km,在深度方向为4～17 km.该模型提供了区域... 详细信息

利用首都圈密集数字地震台网123个台站记录的2973个区域地震48750个精确P波到时数据,采用地震层析成像方法反演得到研究区内详细的三维P波地壳速度结构模型.其空间分辨率在水平方向为25～50 km,在深度方向为4～17 km.该模型提供了区域地质结构和复杂地壳构造的新信息.华北平原、太行山和燕山隆起区内展现出明显不同的速度结构变化特征.在上地壳层位上,速度图像与地表地质、地形和岩性密切相关; 隆凹相间的华北盆地呈现出地震波速度快慢交替的东北-西南向异常带,速度异常方向与区域断裂和构造的走向相同; 基岩广泛出露的太行山和燕山隆起区,在速度图上呈现出大面积的高速异常; 而分布在山间的第四纪沉积盆地显示出小范围的低速异常.多数大地震(M≥6.0级,如1976年唐山7.8级地震、1679年三河平谷8.0级地震)都发生在高速块体的边侧,而在这些强震的下面存在明显的低速和高导岩层.我们认为这与1995年日本神户7.2级地震和2001年印度普杰(Bhuj)7.8级地震的情况类似.这些低速和高导异常与流体有关,下地壳中的流体容易引起中上地壳中发震层的弱化,使孕震断层易于破裂,从而发生大震.

关键词：首都圈地区 8级地震强震孕育上地壳深部构造异常 P波速度燕山神户用地

横向断层对主断层粘滑扩展过程阻止和滞后作用的实验研究

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地震学报 1990年第4期12卷 415-427页

作者：卢振业加藤尚之山本清彦干澤朋郎国家地震局分析预报中心日本东北大学理学部

本文给出了一种带有软弱障碍体的粘滑实验结果.软障碍体由垂直于主断面的孤立锯缝加以模拟.实验表明,这种软障碍体对粘滑失稳扩展有明显的阻止(或称为止裂)和滞后作用.这种止裂或滞后作用依赖于锯口的深度l和施于主断面上的正应力_x.止... 详细信息

本文给出了一种带有软弱障碍体的粘滑实验结果.软障碍体由垂直于主断面的孤立锯缝加以模拟.实验表明,这种软障碍体对粘滑失稳扩展有明显的阻止(或称为止裂)和滞后作用.这种止裂或滞后作用依赖于锯口的深度l和施于主断面上的正应力_x.止裂和滞后效果随锯口深度增加,滞后效果并不单调随断面上正应力增加,滞后时间和平均正应力曲线呈V形分布.沿断层的视破裂能G表明,失稳扩展停止或滞后的前方往往不是高能垒,说明破裂的停止或滞后并不单是高能壁垒阻挡一种机制,软障碍体具有另一种止裂机制,它可能是通过对应变能的吸收而起到使失稳扩展停止或滞后.本实验还展示了在粘滑事件之间时空上的复杂图象,如本实验中复合构造格架情况下所见的那样,这对理解强震序列的时空关系会有所启发.粘滑扩展过程的停止或滞后机制的研究将有助于粘滑机制的完善.

关键词：粘滑地震机制断层滞后效应

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伽师强震群区散射系数层析成像的研究

伽师强震群区散射系数层析成像的研究

1992年美国加州兰德斯地震——地壳结构不均匀性对地震发生的影响

中国地球物理学会第22届年会

作者：王勤彩陈章立 Y.Asano A．Hasegawa 中国地震局地震预测研究所中国地震局地震预测研究所国家地球科学与防灾研究所东北大学地震与火山喷发预测研究中心

＜正＞尾波是S波的散射波,对小尺度结构非常敏感。Nishigami（1991,1997,2000）和Asano（2004a, 2004b）用尾波包络线方法研究了强震区和火山地区的散射系数层析成像。他们发现充满水的裂隙和岩浆囊能有效的散射地震波,而研究人员也发...

＜正＞尾波是S波的散射波,对小尺度结构非常敏感。Nishigami（1991,1997,2000）和Asano（2004a, 2004b）用尾波包络线方法研究了强震区和火山地区的散射系数层析成像。他们发现充满水的裂隙和岩浆囊能有效的散射地震波,而研究人员也发现了充水裂隙和岩浆对地震孕育的影响,所以尾波散射系数层析成像在研究震源区的精细结构和孕震环境方面是一种非常有前途的方法;散射系数层析成像方法即使只有较少的观测资料,只要台站、地震较均匀分布就能得到很好的结果,所以此方法也是一种

关键词：

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1992年美国加州兰德斯地震——地壳结构不均匀性对地震发生的影响

中国科学院地质与地球物理研究所2007学术年会

作者：田有赵大鹏孙若昧滕吉文中国科学院地质与地球物理研究所日本东北大学地震预测和火山喷发研究中心吉林大学

关键词：南加州兰德斯地震地震层析成像泊松比流体

来源： cnki会议评论

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区域地壳速度结构的天然地震成像研究

区域地壳速度结构的天然地震成像研究

作者：孙安辉中国地震局地震预测研究所

学位级别：硕士

地震波之所以可以反映地球内部的结构，是因为地震波经由地下介质传播的过程中，传播路径、振动方向、波的性质、波形和能量都由于地下介质的作用而发生变化，分析比较这些变化，便可以从中提取到地球内部结构的信息。综合研究地震波速... 详细信息

地震波之所以可以反映地球内部的结构，是因为地震波经由地下介质传播的过程中，传播路径、振动方向、波的性质、波形和能量都由于地下介质的作用而发生变化，分析比较这些变化，便可以从中提取到地球内部结构的信息。综合研究地震波速度以及其他地球物理信息，人们可了解地球内部的分层结构以及不同深度处的密度、温度、力学参数和物质的组成。随着记录地震波的仪器和方法，以及分析地震波的理论的不断改进和完善，地球内部地震波速度的测定也越来越精确。本文的研究目的是如何利用记录到的地震波的资料来获得地球内部的区域地壳速度结构。众所周知，数据是一切结构反演研究的起点，只有准确可靠的数据才能保障反演得到优良的结果。在三维层析成像反演中，离不开地震到时、震源位置、初始一维速度模型等数据。研究表明，良好的一维初始速度结构和精确的地震发生时间和空间位置会改善三维层析成像研究的结果。因此本论文的研究从新疆乌鲁木齐地区的地壳一维速度结构研究入手，然后对地震频发的日本西南地区下的地壳及上地幔顶部进行了较高精度的三维成像研究，并探讨了速度结构异常与构造及大地震之间的联系。乌鲁木齐市是我国西北的政治、经济和文化的中心，位于新疆中部，地处天山北麓、准噶尔盆地南缘，该地区位于全球重要的地震活动带上，乌鲁木齐市所处的北天山地区连续多年被划入全国地震重点危险区和值得注意的地区。自新疆乌鲁木齐区域数字遥测地震台网建立以来，大大改善了该区域的监测能力和定位精度，为该地区提供了完整的地震目录和原始地震波形资料。已有研究者获得了该区域若干条二维剖面的速度结构，但一直缺乏公认的适用于该地区的地壳一维速度模型。由于地震精定位数据和一维地壳速度模型会直接影响层析成像结果的置信度。本文根据布设在乌鲁木齐活断层探测区内的流动宽频带地震台阵和区域地震台网的走时数据，应用HYPOSAT、HYPOINVERSE和HYPODD三种震源精确定位方法于不同的一维速度模型，对新疆乌鲁木齐地区(E85°30′-88°30′，N43°00′-44°40′)2004年8月—2005年8月发生的地震进行了重新定位。通过与中国地震局地球物理勘探中心测定的深反射剖面结果作比较，探讨改进了乌鲁木齐探测区范围内的地壳一维P波速度结构，为后续定位和成像等相关研究提供了可靠的基础。结果表明，该区域改进后的一维速度模型结合HYPODD精定位方法获得了与剖面结果较为一致的结果。同时小震活动的精定位结果较清晰地反映了乌鲁木齐市周边的构造活动的强弱特征，展示了该区域在统一的构造变形作用下在15-18km深处可能存在着滑脱构造，地震活动明显受天山山前断裂和准葛尔盆地南缘断裂的逆冲推复构造所控制。震源深度优势分布集中在22km以上，与当地存在深度为10km以上低速沉积层的地质构造情况相一致，说明中下地壳的塑韧性，缺乏地震活动性，除了一些与已知断层相关的地震事件外，还发现一些有待证实的活断层。地震层析成像技术是获得地球内部三维结构的最重要的方法之一，自从Aki和Lee(1976)首先提出以来，其方法和应用都得到了长足的发展，产生了巨大而深远的影响。相对于基于波动方程的波形层析成像方法而言，基于射线理论的走时层析成像方法具有一定的局限性，但其仅利用走时信息，因此目标函数中局部极值个数较少，所用的数据量大大减少，非线性程度相对较弱，计算量也相应降低，使得计算和求解相对稳定。且走时数据的信噪比较高，无论是柱面波还是球面波走时的规律都相同。走时层析成像研究发展较早，技术方法已比较成熟，是目前世界上地震学者们广泛采用的地震层析成像方法。西南日本位于亚欧板块和菲律宾板块及太平洋板块的交汇地区，地质构造复杂，大地震灾害频繁。为了监测日本列岛及其周边的地震活动并研究地下结构，日本开始构建气象厅台网、大学联合台网、Hi-net台网等三大主要台网，目前已有2200多个地震台比较均匀地覆盖了日本全国，为地震科学研究提供了大量高质量的地震数据资料。同时，西南日本已有公认的一维地壳速度结构。这些都是高精度的三维层析成像的充分条件。因此，本文选用Hi-net台网记录的2002-2004年间发生的具有较精确定位结果的836个地震事件，共23，895条P波和21，969条S波的到时资料，进行三维地震层析成像研究。通过反演得到了日本西南地区水平分辨率约33km，垂直分辨率4-15km的三维地壳P波和S波速度结构，并进一步获得泊松比分布。研究表明，在大山火山下存在显著的低速异常，表明该火山可能是一个潜在的活火山。速度异常图像清楚地显示了菲律宾板块俯冲至西南日本地区下，其上方存在的低速高泊松异常表明可能有流体的存在，分析得出可能来自板块俯冲过程中

关键词：地震重新定位地震层析成像地壳速度结构