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龙门山中段及两侧地壳结构与汶川地震构造

中国科学：地球科学 2014年第4期44卷 497-509页

作者：嘉世旭刘保金徐朝繁刘志酆少英张建狮林吉焱田晓峰刘巧霞郭文斌中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

2010年完成了由四川盆地中部向西北方向、近垂直穿越龙门山中段5·12汶川特大地震极震区和川西北高原、总长500 km的深地震宽角反/折射测深野外工作,沿测线建立了较为完善的地震测深观测系统,取得了丰富观测记录.对反映不同构造单元的... 详细信息

2010年完成了由四川盆地中部向西北方向、近垂直穿越龙门山中段5·12汶川特大地震极震区和川西北高原、总长500 km的深地震宽角反/折射测深野外工作,沿测线建立了较为完善的地震测深观测系统,取得了丰富观测记录.对反映不同构造单元的震相记录、特别是强震构造区复杂震相信息的详细分析和模拟追踪计算,得到龙门山中段褶皱造山带及两侧的二维非均匀地壳速度结构模型.揭示了稳定的四川盆地地壳结构与被改造增厚的川西北高原地壳结构性质差异;探测到高原壳内介质由上向下的岩性变化,特别是下地壳介质速度大幅降低、岩性强烈弱化的塑性流变性质;发现了四川盆地与川西北高原之间褶皱造山带下地壳存在由西向东、下缓上陡的巨型铲式上升流以及上升流与龙门山中段断裂构造体系的关系;上升流沿褶皱带东部边缘在龙门山中段上中地壳以陡倾角度向上逆冲,造成龙门山上地壳中央断裂带附近强烈上隆并使结晶基底突出地表大幅抬升.综合区域构造应力场和现有地质成果进一步研究青藏高原东缘龙门山中段盆山耦合与造山构造,壳内断裂体系与强震孕育环境构造.

关键词：深地震测深龙门山中段及两侧地壳结构壳内介质的改造及脆塑转化 5·12汶川地震构造环境

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华北构造区岩石圈二维P波速度结构特征:来自盐城-包头深地震测深剖面的约束

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中国科学：地球科学 2015年第9期45卷 1183-1197页

作者：段永红刘保金赵金仁刘保峰张成科潘素珍林吉焱郭文斌中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

从长1300余公里的盐城-包头深地震宽角反射／折射剖面21次爆破所得到的地震记录截面中，识别出6组清楚的壳内震相和1组岩石圈界面反射震相，采用射线追踪技术得到了华北克拉通东部、山西断陷带和银川-河套裂陷带岩石圈二维P波速度结构... 详细信息

从长1300余公里的盐城-包头深地震宽角反射／折射剖面21次爆破所得到的地震记录截面中，识别出6组清楚的壳内震相和1组岩石圈界面反射震相，采用射线追踪技术得到了华北克拉通东部、山西断陷带和银川-河套裂陷带岩石圈二维P波速度结构．研究结果表明，太行山东、西两侧岩石圈结构差异明显，太行山不仅是重力梯度带，也是一条岩石圈厚度的突变带和岩石成分分隔带．太行山以东的华北克拉通东部中新生代岩石圈结构遭受强烈改造和破坏，岩石圈厚度减薄至70～80km；华北盆地有巨厚的新生代沉积盖层，结晶基底最深处约7．0km，地壳厚度减薄至约31．0km；鲁西隆起区结晶基底相对较浅，埋深1．0～2．0km，地壳厚度33．0～35．0km；苏北盆地有较厚的新生代沉积，结晶基底最大埋深5．0～6．0km，地壳厚度31．0～32．0km；郯庐断裂是一条岩石圈级别的深大断裂，其两侧速度结构差异明显，在华北克拉通东部的岩石圈破坏中起着重要作用．太行山以西地壳厚度明显增厚，山西断陷带下方地壳厚度约46km，且其下方中地壳上部存在速度小于6．1kmS-1的低速结构．结合其他地球物理探测研究成果，环鄂尔多斯块体的陕西．山西断陷带和银川-河套裂陷带岩石圈遭受的破坏是不均匀的，其岩石圈厚度在大同-包头附近约为80-90km，在定襄-神木附近为75～137km，在安阳-宜川附近为80～120km．造成岩石圈不均匀破坏的原因可能是环鄂尔多斯古老的构造带在长期的构造演化过程中，受多期构造事件影响而活化，被多次改造弱化，弱化的程度与鄂尔多斯块体的作用有关，在新生代印度板块与欧亚大陆的陆一陆碰撞和青藏高原块体北东向推挤的作用下，其岩石圈受到进一步改造减薄．

关键词：华北构造区深地震测深地壳结构岩石圈厚度华北克拉通破坏

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利用宽角反射/折射地震剖面揭示芦山M_S7.0地震震区深部孕震环境

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地球物理学报 2015年第9期58卷 3193-3204页

作者：王帅军王夫运张建狮刘宝峰张成科赵金仁段玉玲宋向辉邓晓果马策军孙一男臧怡然李怡青中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

2013年4月芦山地震发生后,中国地震局迅速成立了芦山地震科学考察指挥部,要求查明芦山地震的深部构造环境和孕震背景.为此,中国地震局地球物理勘探中心于2013年9月至11月在芦山震源区布设了一条长约410km的人工地震高分辨宽角反射/折射... 详细信息

2013年4月芦山地震发生后,中国地震局迅速成立了芦山地震科学考察指挥部,要求查明芦山地震的深部构造环境和孕震背景.为此,中国地震局地球物理勘探中心于2013年9月至11月在芦山震源区布设了一条长约410km的人工地震高分辨宽角反射/折射探测剖面,获得了信噪比较高的人工地震探测数据,采用地震射线走时正演拟合构建了该区的地壳及上地幔二维P波速度结构模型,结果显示：扬子块体和松潘—甘孜块体显示出迥异的速度结构特征,地壳厚度由南向北逐渐加厚.沉积盖层在四川盆地厚达7.8km,而进入松潘—甘孜块体沉积层最薄处只有几百米厚,几乎出露地表;在中上地壳,扬子块体平均速度比松潘—甘孜块体高0.2km·s-1,在盆地与高原耦合部位（构造转换带）以北深度大约20km左右有一厚度为8.0km的软弱层（低速层）,该层内的速度为5.80km·s-1,明显低于周围介质的平均速度6.00～6.10km·s-1;构造转换带内,震相显示紊乱、不清晰、不能连续对比,由地表至上地幔顶部壳内界面不连续、速度结构异常紊乱且呈现低速异常特征;在中下地壳,沿剖面速度呈现正梯度垂向增大变化;壳内界面在扬子块体内部起伏变化不大,但在构造转换带以北呈现急速加深的趋势,特别是Moho界面起伏变化较为明显,界面深度在距离50km范围内由扬子块体的36.2km迅速变化至松潘—甘孜块体下方的45.8km,形成一陡变带.芦山MS7.0级地震震源位置位于二维速度结构异常紊乱和界面起伏变化的地带,研究表明,壳内界面及速度结构差异、起伏变化的特征与该区域的地震活动性关系密切。

关键词：芦山地震人工地震剖面速度结构壳内低速层构造转换带

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泰安—诸城剖面重力异常和地壳密度结构特征

地球物理学报 2021年第7期64卷 2336-2346页

作者：罗翔飞秦建增李洋洋李勇江宋金跃姚家骏王泽源中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

泰安一诸城高精度重力观测剖面,位于华北克拉通的东部,是中国东部重要的构造带且是地震活动的重要地段,利用剖面相对重力联测与同址GNSS三维坐标测量数据,得到剖面的重力异常,结合区域布格重力场、地球深部探测及地质构造成果,对剖面进... 详细信息

泰安一诸城高精度重力观测剖面,位于华北克拉通的东部,是中国东部重要的构造带且是地震活动的重要地段,利用剖面相对重力联测与同址GNSS三维坐标测量数据,得到剖面的重力异常,结合区域布格重力场、地球深部探测及地质构造成果,对剖面进行密度结构反演和剩余密度相关成像研究.结果表明:剖面布格异常变化范围为(-30.1~7.3)×10^(-5) m·s^(-2),从西往东总体呈上升(泰安至沂源以低背景平缓逐渐上升与相应位置的高程呈现“同步型”变化;马站至张家楼以高背景逐渐上升与地形高程呈现“镜像型”变化)趋势,高低异常背景转折在沂沭断裂带西段150 km左右位置;背景异常是地壳厚度变化的反映,整体形态西深东浅,在沂沐断裂带地壳厚度隆起可能是地壳下地幔物质沿断裂向上入侵时,地壳产生挤压和膨胀隆起所致;剖面地壳密度呈现上、中和下三层结构,鲁西隆起、沂沭断裂带西部中下地壳局部存在低密度体,可能是上地幔物质上涌岩石含部分高温流体和熔融岩体所致,胶东地区保持了比较完整和均一的地壳结构特征,反映了胶东地区地壳活动不强;剖面的主要断裂带位置均能看到布格重力异常和剩余密度的变化,可能是断裂控制了地下介质的发育所致;剖面密度模型显示地下密度的分段特征和深浅构造差异,沂沭断裂带是鲁西隆起和胶东隆起的分界带;本文通过对布格重力异常和密度结构的特征研究,分析了地震活动、动力学背景与地壳密度结构的关系.

关键词：重力剖面布格重力异常剩余密度相关成像反演地壳密度结构

南北地震带滇西南地区地壳速度结构与构造研究:勐海-耿马-泸水深地震探测剖面结果

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中国科学：地球科学 2015年第12期45卷 1853-1865页

作者：王帅军刘保金张建狮刘宝峰段玉玲宋向辉邓晓果马策军臧怡然中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

位于南北地震带南段的滇西南地区是中国地质构造运动和地震活动较为强烈的地区之一.该区的地质构造背景和深部物理场特征研究是重要的基础科学问题.2013年,在滇西南地区完成了一条长600 km的勐海-耿马-泸水深地震宽角反射/折射和高分辨... 详细信息

位于南北地震带南段的滇西南地区是中国地质构造运动和地震活动较为强烈的地区之一.该区的地质构造背景和深部物理场特征研究是重要的基础科学问题.2013年,在滇西南地区完成了一条长600 km的勐海-耿马-泸水深地震宽角反射/折射和高分辨地震折射联合探测剖面,利用获得11次爆破地震记录截面上6组清楚的壳内P波震相,采用有限差分反演和射线走时正演拟合技术构建了该区的基底速度结构和地壳二维P波速度结构模型.结果显示：沿剖面地壳厚度由南向北逐渐加厚,基底形态呈现出明显的横向起伏变化,在南汀河断裂带附近,基底结构呈现出凹、隆相间的变化形态,基底埋深最浅处约为1.0 km,在腾冲与澜沧附近,基底埋深约为5.0 km.该区中、下地壳速度总体呈现出随深度的增加而增大的变化特征,在块体边界和断裂构造带的下方,速度等值线出现明显紊乱和P波速度的突变.本区莫霍面深度由南向北逐渐加深,且横向起伏变化较大,莫霍面最浅处位于勐海附近,其深度约为32.0 km,最深处位于腾冲附近,深约40.5 km.在耿马与永德之间,莫霍面出现快速上隆和下凹的明显变化,其变化幅度约为4.0 km.在南汀河断裂带、龙陵-瑞丽断裂、大盈江断裂和腾冲火山区的下方,基底速度结构、地壳二维P速度结构、剖面平均速度分布和壳内界面展布还出现从基底至莫霍面顶部的明显变化,显示出断裂构造带下方的地壳速度和介质物性与其两侧的地壳物质具有明显的差异,暗示这些断裂不但具有一定的规模,而且可能延伸至下地壳或上地幔顶部.该区地震主要发生在10~20 km的深度范围内,且地震活动呈现出与壳内介质速度差异、断裂带分布的相关性.研究结果可为分析研究滇西南地区地震活动的深部构造背景、地震精确定位、构建发震构造模型等提供重要的壳幔结构数据,为评价该区的地震危险性和防震减灾规划的制定提供重要参考.

关键词：滇西南地区地震测深剖面地壳速度结构断裂

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CNN-GRU模型在克里金插值中的应用

石油地球物理勘探 2025年

作者：郭天良宋强功郭淑文许辉群长江大学地球物理与石油资源学院东方地球物理公司中国石油大港油田勘探开发研究院

克里金插值是一种可以结合经验知识的建模方法，其中变差函数的求取精度决定了插值的效果，从而影响基于克里金插值的地震反演低频模型的构建。传统的克里金插值方法难以同时使用多个不同的变差函数理论模型来提高低频模型构建的精度，... 详细信息

克里金插值是一种可以结合经验知识的建模方法，其中变差函数的求取精度决定了插值的效果，从而影响基于克里金插值的地震反演低频模型的构建。传统的克里金插值方法难以同时使用多个不同的变差函数理论模型来提高低频模型构建的精度，而仅仅利用单一的理论模型实现变差函数求解，存在理论模型选择的不确定性、变差函数拟合值偏低的平滑效应以及井距较远产生的空洞效应。为此，引入神经网络CNN-GRU模型，能够自适应拟合向量到对应井之间半方差的复杂关系，进一步实现球状模型、高斯模型、指数模型和空洞效应模型的有效融合，从而解决变差函数的不确定性、平滑效应和空洞效应。该模型考虑了井间的相关性，可便捷地实现逐点的变差分析，处理过程方便，可较好匹配变差函数选取参数的随机性。实际资料应用表明，基于CNN-GRU模型的克里金法可建立一个高精度的低频地震反演模型，其效果相较于传统方法更优。

关键词： CNN-GRU 变差函数克里金低频模型

利用地震折射和反射波资料研究银川盆地浅部结构和隐伏断裂

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地球物理学报 2017年第8期60卷 3096-3109页

作者：李燕刘保金酆少英姬计法秦晶晶郭新景中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

银川盆地是华北克拉通西部构造活动较为强烈的一个新生代断陷盆地.为了研究银川盆地的地壳浅部结构和活动断裂特征,我们利用2014年在银川盆地完成的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法得到了银川盆地高精度的基底P波速度结构和... 详细信息

银川盆地是华北克拉通西部构造活动较为强烈的一个新生代断陷盆地.为了研究银川盆地的地壳浅部结构和活动断裂特征,我们利用2014年在银川盆地完成的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法得到了银川盆地高精度的基底P波速度结构和构造形态;考虑到仅根据速度结构剖面还难以确定断裂的准确位置、断层上断点埋深、断层的近地表构造组合样式等特征,研究中还采用浅层地震反射波勘探方法对银川盆地内的隐伏断裂和1739年平罗8.0级地震的地表破裂带浅部结构进行了高分辨率成像.研究结果表明:银川盆地与两侧地块的浅层P波速度结构和沉积盖层厚度差异较大,银川盆地总体呈现出明显的低速结构特征,盆地基底面起伏变化较大,基底最深处位于芦花台断裂和银川断裂之间的银川市下方,其深度约为7000~7200 m;贺兰山隆起区显示为明显的高速特征,地表出露中-古生代基岩地层,缺失新生代地层;鄂尔多斯地块西缘的浅层P波速度明显高于银川盆地,基底埋深相对较浅,推测其新生界地层厚度小于2500 m.浅层地震反射剖面揭示的地层反射界面形态和断裂的浅部构造特征非常清楚,黄河断裂、贺兰山东麓断裂、银川断裂和芦花台断裂不仅是错断盆地基底的断裂,而且还是第四纪以来的隐伏活动断裂,这些断裂的交替活动形成了"堑中堑"的盆地结构,并对银川盆地的形成、盆地内的新生代地层厚度和第四纪沉降中心具有重要的控制作用;在近地表这些断裂表现为由2~3条断层组成的"Y字形"断裂构造,且主断裂的最新活动可追踪至晚更新世末期或全新世,是构造继承性活动的结果.本文的研究结果不仅可为进一步分析银川盆地的基底结构、隐伏断裂特征和活动构造研究等提供新的地震学证据,而且还可为该区城市规划中避让活动断层提供科学依据.

关键词：银川盆地初至波成像基底结构地震反射剖面地表破裂带

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云南西部地壳深部结构特征

地球物理学报 2013年第6期56卷 1915-1927页

作者：张恩会楼海嘉世旭李永华中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局地球物理勘探中心郑州450002

在云南西部,穿过红河、小江断裂带完成了一条长360km、呈北东向的深地震宽角反射/折射剖面.通过对该测线的观测资料进行一维、二维模拟解释,得到了沿剖面的二维地壳速度模型.研究结果显示,沿测线Moho界面埋深横线变化大,其西南侧Moho埋... 详细信息

在云南西部,穿过红河、小江断裂带完成了一条长360km、呈北东向的深地震宽角反射/折射剖面.通过对该测线的观测资料进行一维、二维模拟解释,得到了沿剖面的二维地壳速度模型.研究结果显示,沿测线Moho界面埋深横线变化大,其西南侧Moho埋深约35km,东北侧Moho最大埋深可达43km.沿剖面从西南到北东方向,地壳平均P波速度从5.9km/s逐渐增加到6.13km/s,但显著低于全球大陆平均值.结合以往的接收函数和面波联合反演结果,我们推算沿测线从西南到东北,其下方地壳泊松比介于0.23～0.25之间.剖面西南侧上地壳具有异常低的P波速度和泊松比,暗示其下方上地壳以α-相长英质组分为主;而剖面东北上地壳相对较高的P波速度和泊松比则暗示其物质组成以花岗岩-花岗闪长岩为主.研究区下地壳的P波速度和泊松比分别介于6.25～6.75km/s和0.24～0.26km/s之间,暗示其上部组成以花岗岩相的片麻岩为主,而下部组成则以角闪石类岩石为主.红河断裂两侧地壳速度显著不同,从浅到深其速度差异逐渐变弱,但红河断裂两侧地壳厚度变化较大.而小江断裂下方两侧地壳速度和地壳厚度变化并没有红河断裂那么明显.

关键词：宽角反射折射二维地壳速度模型红河断裂小江断裂云南西部

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确定断裂带内部结构和物性参数的一种方法

石油地球物理勘探 2007年第2期42卷 164-169页

作者：樊计昌刘明军河南省郑州市中国地震局地球物理勘探中心 450002 中国地震局地球物理勘探中心

上地壳的深大断裂在地下深处常常伴有几百米至几千米宽的低速带,它对油气的储集和运移或对储层的破环起着重要的控制作用。了解其三维形态、规模、倾向及物性参数(如波速和Q值等),对指导油气勘探有重要作用。断层带围陷波方法是精确确... 详细信息

上地壳的深大断裂在地下深处常常伴有几百米至几千米宽的低速带,它对油气的储集和运移或对储层的破环起着重要的控制作用。了解其三维形态、规模、倾向及物性参数(如波速和Q值等),对指导油气勘探有重要作用。断层带围陷波方法是精确确定断层几何形态和物性参数的一种有效方法。本文给出了确定断裂带内部物性参数的计算公式和步骤,开发了一套综合利用断层带围陷波和体波(P波和S波)确定断层几何形态和物性参数的软件,还给出了围陷波分析和计算的应用实例。研究及应用结果表明:通过谱分析方法,利用断层带围陷波能够初步确定断层的结构、随深度的延续特征及物性参数;借助于围陷波和体波的走时及波形资料,利用谱分析和射线追踪方法可进一步确定断层的三维几何形态和物性参数。

关键词：断层带围陷波断裂带内部结构谱分析物性参数射线追踪人机交互软件