学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

怀来、延庆及周边地区地壳各向异性研究

作　者: 邵媛媛
导　师: 赵爱华
学　校: 中国地震局地球物理研究所
专　业: 固体地球物理学
关键词: 地壳介质弱各向异性射线追踪走时反演
分类号: P313
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 26次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

地震各向异性广泛存在于地壳和上地幔。在构造应力场的作用下,地壳中存在的大量裂隙形成定向优势排列,使地壳介质具有方位各向异性的特征。上地幔中的软流圈、地幔对流或流动会引起由晶格定向排列形成的各向异性。地壳及上地幔介质各向异性包含大量关于构造运动的信息,为判断岩性、应力状态、推断构造演化历史等提供宝贵的资料。地震各向异性的观测和研究已经成为人们探测地球内部信息的重要工具。本文基于各向异性介质的弹性波理论,介绍了各向异性介质中射线追踪方程,以及弱各向异性的相关理论,推导了弱各向异性介质中qP波相速度一阶近似表达式,并与利用Christoffel方程获得的精确解作比较。研究表明,在各向异性小于20%时,qP波相速度的一阶近似表达式满足一定的精度,可以适用于常规计算。使用扰动理论得到了线性化的反演公式,其中待反演的弱各向异性参数是P波走时的线性函数。设计相关实验进行了正演检测计算,利用P波走时反演弱各向异性介质的各向异性参数,结果表明这种方法是可行的。对于人工爆破走时,我们可以利用该方法反演介质方位各向异性参数。如果在反演公式中参考走时取所有相同震中距接收点上P波的平均走时,那么获得的弱各向异性参数与参考介质的选取无关。反演得到的弱各向异性参数可以看作是不同震中距和不同深度范围内介质的等效弱各向异性参数,它在一定程度上反映了不同深度范围内水平方向相速度随方位的变化,这种变化可能是不同时期构造应力作用的结果。我们对怀来、延庆地区大当量人工爆破记录中的P波资料进行了反演计算,研究区域介质的各向异性特征。为了降低横向非均匀性对方位各向异性的影响,我们将研究地区以炮点为中心全方位360°平分为相等的两个区域,对这两个区域的每一个同心圆上的走时数据分别进行反演,并计算观测值和反演值的总误差。根据误差分布的特征,我们将研究区域分成W1区(-10°,170°)和W2区(170°,350°),结果表明该地区地壳介质存在明显的方位各向异性,各向异性的最大值约为8.9%°大部分相速度随方位的变化曲线具有两个极大值,极大值对应的方位角随射线穿透深度的增加而变化。由于P波相速度极大值通常对应于最大主压应力的方向,所以主压应力最大值的方向也随着射线穿透深度的变化而变化,相速度的两个不同极大值可能代表不同构造时期主压应力的方向,研究区中W1区(-10°,170°)相速度极大值的方向主要分布在60°左右或140°左右,在W2区(170°,350°)相速度极大值的方向主要分布在180°左右或210°左右,总体来说与华北区域的构造应力场的北东,东西向大致一致。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章引言  10-16
  1.1 研究目的及意义  10-11
  1.2 研究现状及已有成果  11-13
  1.3 本文主要研究内容  13-16
第二章各向异性介质中弹性波传播理论  16-24
  2.1 介质各向异性成因及分类  16-18
  2.2 理想各向异性介质模型  18-19
  2.3 各向异性介质弹性波动理论  19-24
    2.3.1 本构方程(Hook's Law广义胡克定律)  20-21
    2.3.2 运动微分方程(Navier Equation纳维尔方程)  21
    2.3.3 几何方程(Cauchy Equation)  21-22
    2.3.4 各向异性介质中波动方程  22-24
第三章各向异性介质中的射线方法  24-30
  3.1 不均匀各向异性介质的射线理论基本方程组  24-26
  3.2 表征弱各向异性介质的Thomsen参数  26-27
  3.3 各向异性介质中的射线追踪系统方程组  27-30
第四章弱各向异性介质中弹性波传播理论和计算  30-48
  4.1 Christoffel方程的近似解  30-32
  4.2 qP波的相速度公式推导  32-33
  4.3 各向异性介质中qP扰动走时推导  33-37
  4.4 弱各向异性介质中坐标变换  37-38
  4.5 模型数值计算  38-46
    4.5.1 标准射线追踪ANRAY程序简单介绍  38-39
    4.5.2 HTI介质相速度精确解与近似解  39-40
    4.5.3 合成走时数据反演  40-46
  4.6 结论与讨论  46-48
第五章怀来、延庆及周边地区地壳各向异性研究  48-64
  5.1 数据处理  48-50
  5.2 怀来、延庆及周边地区的弱各向异性参数反演  50-62
    5.2.1 走时的理论计算  50-51
    5.2.2 各向异性参数反演  51-62
  5.3 结论与讨论  62-64
第六章总结与建议  64-66
  6.1 本文结论  64
  6.2 本文建议  64-66
参考文献  66-72
致谢  72-74
个人简介  74

怀来、延庆及周边地区地壳各向异性研究

内容摘要

全文目录

相似论文